Rádióteleszkóp a Hold túloldalára
(Rovat: Távoli világok kutatói - 2023.10.05 07:15.)

A tervek szerint 2025-ben egy magánűrszondával indulna a LuSEE-Night.

Egyelőre egy kísérletről lenne szó, amellyel a Holdnak a Földdel átellenes oldalára telepítendő rádiótávcső-rendszer technológiai megoldását próbálnák ki. Mivel hosszú hullámhosszú rádiósugárzás detektálásáról van szó, nem paraboloid gyűjtőfelületű antennákra, hanem dipólokra kell gondolni.

Fantázikép a Holdra leszállt Blue Ghost űrszondáról, rajta a LuSEE-Night rádiócsillagászati kísérleti berendezéssel. QA dipólantennák hossza 6 méter, a landolás után nyílnak majd ki. (Kép: Firefly Aerospace)

A Hold túloldala azért ígéretes rádiócsillagászati megfigyelések céljából, mert egyrészt olyan hosszú hullámhosszak megfigyelésére is alkalom nyílhat, amilyeneket bolygónk légkörének felső, elektromosan töltött részekékből álló rétege, az ionoszféra nem enged lejutni a felszínig. Másrészt a Hold átellenes oldala (még) lényegében mentes a zavaró interferenciától, ami megnehezíti a nagy érzékenységű mérések végzését. A LuSEE-Night (Lunar Surface Electromagnetic Experiment-Night) projekten a NASA és az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma finanszírozásában a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium, a Brookhaven Nemzeti Laboratórium, a Kaliforniai Egyetem (Berkeley) és a Minnesotai Egyetem kutatói dolgoznak. A tervek szerint a NASA kereskedelmi holdi szállítási programja (Commercial Lunar Payloads) keretében a Firefly Aerospace cég Blue Ghost leszálló szondájával jutna el a Holdra, ahol remélt élettartama másfél éves lehet. A két hétig tartó holdi éjszakákat, amikor akár –170 °C-ig lemehet a hőmérséklet, az ugyanilyen hosszú nappalok alatt feltöltött akkumulátorai segítségével vészelné át.

A Holdra tervezett rádiócsillagászati kutatások célja, hogy a világegyetem korai „sötét korszakából” szerezzenek információt, tehát még azelőttről, mielőtt begyulladtak volna az első csillagok. Látható fénykibocsátás nem lévén, egyedül a semleges hidrogénatomok 21 cm-es hullámhosszú rádió-színképvonala kínál esélyt a megfigyelésekre. Ez a hullámhossz azonban a táguló univerzumban vöröseltolódást szenved, vagyis minél távolabbra tekintünk vissza térben és időben, annál nagyobb hullámhosszon lehet detektálni a hidrogén abszorpciós rádió-színképvonalát, amit a háttérsugárzás egy részének elnyelése okoz. A LuSEE-Night berendezéssel a 0,5 és 50 MHz közötti frekvenciatartományt célozzák meg. A kísérlet célja megmutatni, hogy a Hold túlsó oldalának rádiócsendes környezete egyáltalán alkalmas-e a várt jel detektálására.

Mérések a LuSEE-Night tesztantennájával. (Kép: Marilyn Sargent / Berkeley Lab)

Az éjszakai mérésekre tervezett LuSEE-Night nem az egyedüli ilyen műszer lesz a Holdon. Társa, a csak nappali üzemre szánt LuSEE-Lite akár már 2024-ben elindulhat a déli sarkvidéki Schrödinger-medencébe. Mivel a Hold túlsó oldala és a Föld között nincs közvetlen összelátás, az adatok lesugárzásához egy reléűrszondára lesz szükség.

Maga a sima leszállás és egy tudományos műszer eljuttatása a Hold tűlsó oldalára egy nagy teljesítmény. Először a kínaiak hajtották végre 2019-ben, a Csang'e-4 (Chang'e-4) szondával. Ha az antenna kinyílik, a berendezés pedig működőképes tud maradni a hosszú holdi éjszakákon át, akkor megnyílhat az út a jövőbeli, nagyobb szabású kísérletek előtt is. A LuSEE-Night ilyen módon sokkal nagyobb és ambiciózusabb holdi rádiócsillagászati projektek előfutára lesz. A kutatók évtizedek óta tervezgetnek ilyen berendezéseket. A kis LuSEE-Night érzékenysége nem feltétlenül lesz elegendő a halvány jel detektálására, a fő cél egyelőre inkább a technológia kipróbálása. Ha tudományos szempontból értékelhető adatokat is szolgáltatna, az már csak hab lenne a tortán.