MARSIS: az antennanyitástól a víz felfedezéséig
(Rovat: Minden jó, ha a vége jó..., Mars Express és Beagle-2 , A Nap és bolygótestvéreink - 2018.08.20 07:15.)

Nemrég adtunk hírt róla, hogy a Mars Express szonda radarjával felszín alatti vízre utaló jeleket találtak a Marson. Milyen izgalmakkal kezdődött a történet 2004-ben?

Az Európai Űrügynökség (ESA) Mars Express űrszondája 2003-ban indult, és az elmúlt 15 év során rengeteg adattal, információval látta el a vörös bolygó kutatóit. Legutóbb bejárta a világsajtót a felfedezés, hogy másfél kilométer mélyen a bolygó déli pólusvidéke alatt folyékony vízréteg létezése feltételezhető. A méréseket a MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) nevű radarberendezéssel végezték. Annak idején kevésen múlt, hogy a műszer egyáltalán működésbe léphetett.

2004-ben, mielőtt a Mars körüli pályára állt űrszondán a MARSIS antennáit kinyitották volna, a földi irányítók egy lehetséges problémát találtak. A radar három árboca – kettő közülük 20 m hosszú, a harmadik 7 m-es – üreges, henger alakú szerkezet. Átmérőjük 2,5 cm, anyaguk üvegszál és kevlar. A Földtől a Marsig tartó út alatt egy-egy dobozban, harmonikaszerűen összecsukva várakoztak a kibontásukra. A terv az volt, hogy a dobozok kinyitásakor a rugalmas energia az összehajtott rudakat kinyújtja, akár egy dobozból hirtelen kipattanó bábut, a darabok pedig egy egyenes rúddá állnak össze. Azonban nem sokkal a tervezett manőverek előtt a felbocsátás óta továbbfejlesztett számítógépes modellek aggasztó eredményt jósoltak. A számítások szerint a kipattanásuk után a vártnál még nagyobb amplitúdóval ide-oda rángatózó rudak akár az űrszonda testét vagy más műszereit is megüthetik, ami könnyen végzetes következményekkel járhatott volna. Ezért a lehető legnagyobb gondossággal készítették elő a kockázatos manővert.

2005. május 4-én, az első (20 m hosszú) rúd kinyitásakor az irányítók észlelték, hogy a 13 szegmens közül egy nem ugrott a helyére. A helyzetelemzés szerint a világűr hidegében töltött hosszú idő volt az oka, hogy az anyag nem a várt módon viselkedett. Így a 680 kg tömegű űrszondát úgy fordították, hogy napsütés érje az antennarudat. A remény beigazolódott, a hőtágulás megtette a hatását, a rúd fennmaradó szegmense is a helyére került. A tapasztalatok birtokában a másik két antennarúd kinyitása előtt úgy intézték, hogy a dobozokat előzőleg megfelelő ideig érje napfény. Szerencsére semmi gond nem merült fel a műveletek során.

A MARSIS mindhárom antennarúdja, teljesen kinyitva. (Fantáziakép: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO)

A mostani felfedezés apropóján, a 14 évvel ezelőtti fejfájásokra emlékezve az ESA honlapján egy olyan fényképet mutattak be, amellyel a jelenlegi irányítók felidézik elődeik korabeli történtét.

(Kép: ESA / Simon Wood / Thomas Ormston)

Középen a Mars Express makettje látható. Balra a grafikon azt a rezgést mutatja, amit az egész űrszonda „érzett” az első antennarúd kinyitásakor. Az amplitúdó idővel lassan csökkent, amint a Mars Express térbeli stabilitását biztosító rendszer csillapította a kitéréseket. A fényképen látható rúd az üvegszálas rúd egy Földön maradt tartalék darabja, anyaga teljesen megegyezik azzal, ami az űrszondán repül. Jobb oldalt pedig az a részletes forgatókönyv és ellenőrzőlista látható, amelyet 14 évvel ezelőtt az irányító központ munkatársai kidolgoztak az antennanyitás levezényléséhez.

A MARSIS érzékeny radarját egyébként kifejezetten abban a reményben fejlesztették, hogy vele a Mars felszíne alatt meghúzódó esetleges vízrétegeket felfedezhessék. A radar az impulzusait 1,8 és 5 MHz közötti frekvenciákon sugározza le. A jelek több kilométer mélyen behatolnak a felszín alá, s a különböző összetételű és mélységű rétegekről jellegzetes módon verődnek vissza. Ezt detektálják az űrszondán és elemzik a kutatók a Földön. (A MARSIS másik, a bolygó ionoszférájának kutatására szolgáló üzemmódjában 0,1 és 5,4 MHz közötti frekvenciájú jeleket bocsát ki.)