Bealkonyul a Dawnnak
(Rovat: Távoli világok kutatói, Amerika és az űrcsillagászat - 2018.10.25 07:15.)

Űrtörténelmi rekordok, elsőségek, űrtechnikai bravúrok és lélegzetelállító képek után vége felé közeledik a NASA Dawn (Hajnal) szondájának 11 éves küldetése.

A Dawn szondát 2007 szeptemberében Cape Canaveralról Delta–II Heavy rakéta indította a kisbolygóöv két égitestje, a Vesta és a Ceres felé. A Hubble-űrtávcső jóvoltából már hozzávetőleges képet lehetett alkotni arról, milyen lehet a két aszteroida felszíne, de a nagy távolság miatt a legjobb felvételek is elmosódottak voltak. A Dawn 2011–12-ben a Vesta körül keringett, ahol krátereket, kanyonokat és hegyláncokat fényképezett le, majd 2015-től a Ceres következett, kriovulkánokkal és titokzatos fehér foltokkal, amelyek később sólerakódásoknak bizonyultak.

A Dawn küldetését többször is meghosszabbították, miközben meghökkentő eredmények születtek a fő kisbolygóöv két „óriásáról” (a Ceres és a Vesta együttes tömege a fő kisbolygóövben található összes anyag 45%-át teszi ki). Most viszont közeledik a küldetés vége, mert lassan elfogy az űrszonda stabilizálásához szükséges hidrazin üzemanyag. Szeptember eleji hírek szeptember–októberre tették a várható időpontot, a NASA legfrissebb, október 9-i helyzetjelentése viszont arról számolt be, hogy a Dawn még működik, de a hidrazin bármelyik nap kifogyhat. Ha megszűnik a helyzetstabilizálás (a szonda pörgettyűi már korábban elromlottak, így azóta csak a fúvókák működtetésével lehetett stabil helyzetben tartani), akkor a kommunikációs antenna nem irányítható a Föld felé, így megszűnik a rádiókapcsolat. A napelemek sem fordulnak a Nap felé, így az energiaellátás is megszűnik, és a műszerek sem a Ceres felszíne felé fordulnak. A szonda természetesen még sokáig a Ceres körül fog keringeni, csak éppen hírt nem kapunk róla.

Fantáziarajz a 2015. március 6-án ionhajtóműve működtetésével a Ceres körüli pályára álló Dawn szondáról. (Kép: NASA)

Portálunkon rendszeresen beszámoltunk a küldetés eseményeiről és eredményeiről (lásd a linkeket lent), most viszont a szondát működtető Sugárhajtás Laboratóriuma (NASA Jet Propulsion Laboratory, JPL) közleménye alapján összefoglaljuk a legfontosabb eredményeket.

A műszaki eredmények közül mindenképpen a legfontosabb, hogy a Dawn volt az első űrszonda, amelyik pályára állt a fő kisbolygóöv nem is egy, hanem két aszteroidája körül. Ez volt az első űrszonda, amelyik egymás után két idegen égitest körül keringett. Ezt a különleges pályát és az ehhez szükséges manőverező képességet és kitartást a szonda ionhajtóműve tette lehetővé, egyúttal bizonyítva az ionhajtóművek létjogosultságát az űrkutatásban. Ionhajtóműve segítségével a Dawn 2011-ben érte el a Vestát, amelyet 14 hónapig a kisbolygó körül keringve vizsgált. Onnan több mint két évig tartó utazással érte el második célpontját, a Cerest, ahol 2015 óta gyűjti az adatokat. A Dawn méréseinek köszönhetően a kutatók bepillantást nyertek a Naprendszer korai időszakába, ami egyébként a küldetés fő célja volt (ezért is kapta a szonda a Dawn = Hajnal nevet).

A Dawn küldetését összefoglaló videó. (Forrás: NASA JPL / YouTube)

A Naprendszer hajnalának vizsgálatát a Dawn a 4,5 milliárd éves Vestánál kezdte. Feltérképezte az „igazi” bolygókra hasonlító kisbolygó krátereit. Kiderült, hogy északi félgömbjét a vártnál sokkal több nagy becsapódás érte, ami arra enged következtetni, hogy annak idején az eddig feltételezettnél több nagyméretű test lehetett jelen a fő kisbolygóövben. A Vesta más meglepetéseket is tartogatott. Bár technikailag kisbolygónak minősül, ennek ellenére felszíne geológiai értelemben gazdagnak és változatosnak bizonyult, amelyen a bolygókéhoz hasonló geológiai folyamatok mennek végbe. A később Rheasilviának elnevezett nagy, több mint 500 km átmérőjű és 19 km mély medence közepén emelkedő hegy a Hubble-űrtávcső képein is kivehető. A Dawn térképezése nyomán kiderült, hogy a hegycsúcs kétszer olyan magas, mint a Mount Everest, így az Olympus Mons után ez a Naprendszer második legmagasabb hegye. Találtak egy másik nagy becsapódásos medencét is (Veneneia), amelyet részben eltakar a fiatalabb, „mindössze” 1 milliárd éves Rheasilvia. Emellett a felvételeken akkora kanyonokat találtak, amelyek mérete a Grand Canyonéval vetekszik, a legnagyobb 465 km hosszú és 4 km mély. A Dawn mérései azt is bebizonyították, hogy a Vesta a Földre hulló meteoritok egyik gyakori típusának fő forrása. A Vesta felszínén víztartalmú ásványokat is kimutattak, amelyeket az illékony anyagokban gazdagabb, a külső Naprendszerből érkező aszteroidák és üstökösök hozhattak a Vestára.

A Dawn hamisszínes felvétele a Vesta két kráteréről (Marcia, balra és Cornelia, jobbra). A színek az ásványösszetétel eltéréseit jelzik, a zöld területek magnéziumban és vasban gazdag szilikátásványoknak felelnek meg, a kék területekre a Vesta felszínére lerakódott, hidratált, szénben gazdag anyagok túlsúlya jellemző. (Kép: NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA / JHUAPL)

A Ceresen is meglepő felfedezéseket tett a Dawn. Mindenekelőtt a kutatók megtalálták az egykor az égitestet borító óceán kémiai nyomait. A feltűnő, világos foltokról kiderült, hogy sólerakódások, amelyek főleg nátrium-karbonátot tartalmaznak. Az anyag a kéreg alól előtörő, sós latyakkal került a felszínre. Bebizonyosodott, hogy nemcsak az óriásbolygók jeges holdjain, például az Enceladuson és az Europán lehettek valaha (sőt talán vannak jelenleg is) óceánok, hanem az úgynevezett „törpebolygókon” is, amelyek közé a Ceres is tartozik. A Dawn adatainak elemzéséből az derült ki, hogy a Ceres felszíne alatt most is előfordulhat folyékony víz, továbbá az égitest egyes területei még a közelmúltban is geológiailag aktívak voltak. Az egyik legmeglepőbb felfedezés az Ernutet-kráterhez kötődik, ahol nagy mennyiségben találtak szerves molekulákat, bár ez nem jelenti azt, hogy ezek a molekulák szükségszerűen biológiai folyamatokban jöttek létre. Elképzelhetőnek tartják, hogy a szerves anyag a Ceres belsejéből került a felszínre.

A Dawn szonda több földcsuszamlás nyomait is megörökítette a Ceres felszínén. A kutatók úgy vélik, hogy ezeket jelentős mennyiségű vízjég alakíthatta ki. Egy 2017-es, a Nature Geosciences folyóiratban megjelent tanulmányban a szerzők ezek három típusát különböztetik meg. Az I. típusba (balra) tartozók viszonylag kerekek és nagyok, a végükön orrszerű csúccsal. Leggyakrabban magas szélességeken fordulnak elő, ahol a jég is a leggyakoribb. A II. típus (középen) földcsuszamlásai hosszabbak és keskenyebbek, a földi lavinákra emlékeztetnek. Ezek a leggyakoribbak a Ceres egészét tekintve. A III. típusba (jobbra) tartozók, mint például a képen látható, a Datan-kráterben lévő, részben vagy egészen olvadt jéggel állnak kapcsolatban, bár a kutatók nem biztosak abban, hogy valóban előfordulhat-e folyékony víz a Ceresen. Úgy tűnik, ezek a csuszamlások becsapódásos kráterekhez kapcsolódnak, hasonlítanak a Mars jeges területein és a Ganymedesen kidobott, és a kidobáskor megolvadt anyaghoz. (Kép: NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA / JHUAPL)

A NASA a Dawn esetében is szigorúan követi a bolygóvédelmi eljárásokat, ezért a szondát olyan pályára állították, amelyen még évtizedekig a Ceres körül fog keringeni. (A NASA közleményei az évtizedeket a „nagyon sokáig” szinonimájaként használják. Ami nevetséges, ha arra gondolunk, hogy a Cassini szondát azért semmisítették meg, mert fennállt a „veszélye” annak, hogy talán évmilliókon belül nekiütközhet a Szaturnusz valamelyik holdjának. Hogy is állunk tehát azzal a bolygóvédelemmel? – B.E.) Minthogy a Ceresnek nincs érdemleges légköre, ezért a szonda nem fékeződik, csak a gravitációs perturbációk módosíthatják pályáját.