Magyarok tervezték a Rosetta leszállóegységének agyát is


A nagy űrkutatási projektek között (természetesen az emberes űrutazásokat leszámítva) a fellövésekkel még az 1970-es évek végén megkezdett (egész pontosan 1977-ben, vagyis amikor a Star Wars „első” része a mozikba került) Voyager-program számít talán a legfontosabbnak, de közvetlenül utána mind várható tudományos hozadékát, mind a vállalkozás nagyságrendjét számítva nyilvánvalóan az Európai Űrügynökség (European Space Agency – ESA) által 2004. március 2-án útnak indított szonda, a Rosetta emelkedik ki. A szonda célja, hogy egy korábban soha meg nem próbált módon közelről vizsgálja meg a 67P/Csurjumov–Geraszimenko-üstököst. Ahogy az urvilag.hu az év elején megfogalmazta: „Ez lehet az első olyan űreszköz, amely egy üstökösmag felszínén helyszíni méréseket végez és fényképeket készít. A szonda egy keringő és egy leszállóegységből áll, a tervek szerint utóbbi 2014 novemberében ereszkedik le az üstökös felszínére, és ott egy éven keresztül vizsgálatokat végez.”

Tízéves (a fejlesztést és az előkészítést számítva persze sokkal régebbi) történetről van tehát szó, melynek részleteit az érdeklődők követhették az eltelt évek során, de amiért érdemes némi visszatekintést tenni, az az, hogy ebben a programban magyar kutatók és szakemberek is kiemelkedő szerepet játszottak. Ebben a cikkben – főképp egy szakportál anyagait átvéve – előttük szeretnénk tisztelegni és elismerésünket kifejezni.

Eddig minden téren sikeres

A múlt hét – igazából az elmúlt évtizedek – egyik tudományos szenzációja megérdemelten az volt, hogy a szonda megérkezett a célba vett üstökös közelébe (nagyon közel: soha még ember által készített űreszköz nem jutott 100 km-es távolságra egy üstököshöz) – ez már önmagában eredmény, hiszen az űrszondák története tele van emberi vagy külső okokból történő meghibásodásokkal, melyek gyakran milliárdos befektetéseket annuláltak pár perc alatt. A Rosettánál azonban mindeddig minden a terv szerint zajlik. Az említett szakportál beszámol arról, hogy a szondát 2011-ben kikapcsolták, mert olyan messze került a Naptól, hogy annak energiája nem lett volna elegendő működésének biztosításához. A menetrendnek megfelelően a Rosettát 2014. január 20-án ismét aktiválták, erről az IT café is beszámolt akkor.

Hirdetés

A szondát annak idején – klasszikus és bevált módon – egy Ariane-5 típusú hordozórakétán lőtték fel. Egy keringő- és egy leszállóegységből áll – utóbbinak kell leereszkednie az 54 ezer 718 km/h sebességgel száguldó üstökösre.

A következő fontos dátum a Rosetta küldetésében november 11. lesz, amikor a leszállómodul megkísérli a landolást az üstökös felszínén. Addig is a szonda az üstökös körül kering úgy, hogy megközelítse 5 km-re.

Az urvilag.hu az év eleji, a „felébresztés” alkalmából megtartott szakmai találkozó alapján írja meg, hogy a magyar kutatók és mérnökök aktívan részt vettek mind a keringő űrszonda, mind a leszállóegység bizonyos részeinek fejlesztésében. A leszállóegység (neve Philae) végzi a legérdekesebb feladatot, hiszen a Naprendszer ősanyagát több műszerével is közvetlenül fogja vizsgálni. A Magyar Tudományos Akadémia (MTA) mai nevén Wigner Fizikai Kutatóközpontja és az SGF Kft. mérnökei fejlesztették a leszállóegység hibatoleráns központi vezérlő és adatgyűjtő számítógépét, amely szoftverének a finomítása a mai napig is folyik, az egyre pontosabbá váló ismeretek alapján. Ez a számítógép vezérli majd a leszállás folyamatát, a mérések szekvenciáit, megkeresi a rádiókapcsolatot a keringőegységgel, amely továbbítja a Földre a mérési adatokat. További jelentős feladata számítógépnek a leszállóegység energia- és hőmérsékleti egyensúlyának biztosítása a jelentősen változó környezeti körülmények közt.

A Wigner Fizikai Kutatóközpont űrfizikai és űrtechnológiai osztályának munkatársa, Balázs András a következőképp foglalta össze munkájukat az mno.hu-nak adott interjújában: „Intézetünk munkatársai tervezték és készítették az üstökösre leszálló Philae egység fedélzeti számítógépét. Ennek feladata igen sokrétű, kezdve az üstökösre való leszállás és a talajfogás vezérlésétől a tudományos mérési szekvenciák várhatóan szélsőséges környezeti viszonyok közötti rugalmas végrehajtásán keresztül a hosszú idejű működéshez szükséges hőmérséklet-szabályozás és energiaellátás vezérléséig. A Philae leszállóegység fedélzeti tápellátó rendszerét a Budapesti Műszaki Egyetem Mikrohullámú Tanszékének munkatársai, a DIM por- és az SPM töltöttrészecske-detektor tudományos műszert az MTA Energiatudományi Kutatóközpont Atomenergia-kutató Intézetének kutatói készítették, és a plazmaműszer-konzorcium tagjaként intézetünk kutatói a mérések előkészítésében és a mért adatok értékelésében vesznek részt.”

Egyéb fontos fejlesztések

Az SGF Kft. fejlesztette ki a leszállóegység szoftveres szimulátorát, amely fontos eszköze a missziót irányító operátorok betanulásának, az esetleges váratlan, hibás állapotok kipróbálásának, amelyeket a földi referencia modellen annak tönkretétele nélkül nem lehet megvalósítani. A magyar fejlesztők aktív résztvevői voltak a leszállóegység tesztelési és verifikálási munkáinak, valamint részt vettek a kísérletek mérési stratégiájának kidolgozásában.

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék Űrkutató Csoportja jelentős részt vállalt a leszállóegység tápellátó rendszerének fejlesztésében és megépítésében. A tápellátó rendszernek folyamatosan és megbízható módon kell működnie a világűr zord környezetében: el kell viselnie a vákuumot, a magas sugárzási szintet, a rendkívül alacsony és később a rendkívül magas hőmérsékletet, valamint a küldetés során felmerülő mechanikai terheléseket is. Ennek érdekében a rendszert úgy alakították ki, hogy ha bármely részében meghibásodás következne be, akkor is képes legyen ellátni valamennyi funkcióját.

Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont részt vett a keringő egység öt különböző érzékelőt tartalmazó plazma mérőrendszerének létrehozásában. A fedélzeti elektronikához az érzékelők számára szükséges tápfeszültségeket szétosztó egységeket és a teljes plazma mérőrendszer tesztelését támogató földi ellenőrző berendezést fejlesztettek.

A leszállóegységen két olyan műszercsomag is helyet kapott, amelyek egy-egy mérőműszerének készítésében az MTA Energiatudományi Kutatóközpont (EK) is tevékenyen részt vett. Az egyik az SPM (Simple Plasma Monitor) plazmadetektor, a ROMAP műszercsomag része. Feladata a napszél főbb paramétereinek (sűrűség, sebesség, hőmérséklet, áramlási irány) mérése. Az SPM nagyfeszültségű tápegységének a megtervezése és kivitelezése az MTA EK intézetében történt. A másik mérőeszköz a DIM (Dust Impact Monitor) pordetektor, amely a SESAME műszercsomag tagja. Akusztikus érzékelői segítségével a felszabaduló gázok által az üstökösből időlegesen kilökött, de arra visszahulló szilárd részecskék paraméterei mérhetők. Az eredmények alapján pontosíthatók azok a modellek, melyek leírják az üstökös felszínének közelében a por és a nagyobb részecskék sebesség- és méreteloszlását. Az MTA EK kutatói fejlesztették ki és készítették el a DIM érzékelő, adatgyűjtő és földi kiszolgáló egységét, és ők írták a berendezés szoftverét is. Emellett részt vettek az érzékelők kalibrálásában és tesztelésében, mindkét berendezés rendszeres fedélzeti ellenőrzésében, a leszállás utáni tudományos mérési program és az adatkiértékelés előkészítésében.

Most jön a neheze

Balázs András nyilatkozatából kiderül, hogy a munka korántsem ért véget, sőt. Talán meglepő, de elmondásából látható, hogy – bár ember nincs az űreszközön – nagyjából olyan kockázatokkal néznek szembe, mint a sokak által kedvelt, Armageddon című filmben a főszereplők: „Már a leszállóegység üstökösre való leszállítása is nagyon komoly feladatot ró az ESA repülésirányítóira. Egy üstökös környezetében az »időjárás« barátságtalan, az üstökös felszíne erősen szabdalt, a repülési pályát sok tényező befolyásolja. Számtalan paramétert kell megfelelő pontossággal ismerni és beállítani ahhoz, hogy a leszállóegység a kitűzött helyen biztonságosan célt érjen a Földtől mintegy 450 millió kilométerre. Magyarán a kockázat nem elhanyagolható. A Philae leszállóegység fedélzeti számítógépének programja rugalmas kialakítást igényelt. A fejlesztés során minden lényeges, a működést befolyásoló elemet és körülményt modellezni kellett, egyebek között az üstökösön uralkodó hőmérsékleti és Nap-pálya, más szóval megvilágítási viszonyokat is. A működtető program struktúráját és vezérlő algoritmusait úgy kellett kialakítani, hogy működésük adaptálható legyen a ma még ismeretlen üstökösfelszíni viszonyokhoz is. E tekintetben még komoly feladat vár ránk: a sok-sok működési paraméter beállítása és optimalizálása a leszállás után.”

  • Kapcsolódó cégek:

Azóta történt

Előzmények