2017.03.14. - Elveszett holdszondát találtak meg a NASA új radartechnikájával

A NASA új radartechnikájával sikeresen detektáltak két Hold körül keringő űrszondát, a jelenleg is aktív LRO-t, és egy indiai egységet, amellyel még 2009-ben szakadt meg a kapcsolat.

A Föld körül keringő törmelékdarabokat - legyenek azok természetes vagy mesterséges eredetűek - egyáltalán nem könnyű felderíteni. Ugyanez a feladat a Hold körüli pályán mozgó objektumok esetén még nehezebb. Az optikai távcsövek nem használhatók erre a célra, mert a kicsiny testek belevesznek kísérőnk ragyogó fényébe. A NASA JPL (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena) intézetében kifejlesztett új radartechnológia azonban alkalmas a feladatra: nagy rádióteleszkópokkal az amerikai kutatók két Hold körül keringő űreszközt is detektáltak, egyik a Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), a másik pedig a Chandrayaan-1 indiai szonda.

A projekt vezetője, Marina Brozovic szerint az irányítókkal együttműködve az LRO megtalálása viszonylag egyszerű volt, mivel a pályaadatai pontosan ismertek. Az indiai űreszköz detektálása kicsivel több nyomozómunkát igényelt, mivel a Chandrayaan-1 holdszondával utoljára 2009 augusztusában tudtak kapcsolatba lépni a szakemberek. Az indiai szonda ráadásul nagyon kicsi: a kocka alakú űreszköz oldaléle 1,5 méter, azaz fele egy kisautóénak. Bár a bolygóközi radart a Földtől több millió kilométer távolságban mozgó apró aszteroidák észlelésére tervezték, a kutatók egyáltalán nem voltak biztosak abban, hogy akár a világ legerősebb radarjaival képesek lesznek-e detektálni a kicsiny szondákat a jóval közelebbi Hold körül.

A NASA 70 méteres DSS-14 antennája Goldstone-ban, Kaliforniában. "Mars-antennaként" is emlegetik, mivel ezzel a tányérral fogták először a Marsot elsőként közelről vizsgáló űreszköz, a Mariner 4 jelét 1966. március 18-án.
[NASA/JPL-Caltech]

Bár mindegyik mikrohullámú sugárzást használ, radar és radar között óriási különbségek vannak. Egy átlagos rendőrségi sebességmérő eszköz hatótávolsága alig nagyobb egy kilométernél, de a légiforgalmi radaroké sem nagyobb 100 kilométernél. 380 ezer kilométer távolságban mozgó néhány méteres objektumok detektálásához csak a legnagyobb tányérokkal érdemes nekiállni: a JPL-csoport a Goldstone Deep Space Communications Complex Kaliforniában működő 70 méteres antennájával küldött kellően erős mikrohullámú nyalábot a Hold felé, a kísérőnk körül keringő objektumokról visszavert jelet pedig a 100 méteres GBT (Green Bank Telescope, West Virginia) antennával vették.

A Hold körül keringő, évek óta nem követett űreszköz detektálását nehezítette, hogy kísérőnkön sok olyan terület, ún. maszkon van, ahol a gravitáció a környezethez képest kicsit erősebb, ezek az anomális tömegelemek pedig nagy mértékben módosíthatják a keringő egységek pályáit, esetleg annyira, hogy azok a Holdba is csapódhatnak. A JPL pályaszámításai azt jelezték, hogy a Chandrayaan-1 még körülbelül 200 kilométer magasan kering, de az eszközt valójában "eltűntnek" tekintették.

A Chandrayaan-1 pályája a Hold körül, megjelölve rajta a 2016. július 2-i előrejelzett pozícióját. A Goldstone-antenna nyalábjának mérete a Hold távolságában kb. 200 kilométer, ezt jelzi a lila színű kör. A jobb felső sarokban látható inzert a visszavert jel erősségét mutatja. Miközben a szonda a nyalábban tartózkodott, a jel a nagyon erős és a nagyon gyenge között ingadozott, annak megfelelően, ahogyan a sugárzás a sík fémfelületeken szóródott.
[NASA/JPL-Caltech]

A Chandrayaan-1 esetében a kutatók kihasználták, hogy az eszköz poláris pályán kering a Hold körül, azaz minden egyes fordulat során áthaladt a pólusok felett. Ezért 2016. július 2-án mindkét antennát a Hold északi pólusa felett 160 kilométerre lévő pont felé irányították, és várták, hogy az elveszett szonda vajon keresztezi-e a nyalábot. Az űreszköz előrejelzett keringési ideje 2 óra 8 perc volt. A megfigyelés négy órája alatt a nyalábon kétszer is áthaladt valami, aminek a radarvisszhangja éppen olyan volt, mint amilyet vártak, és a két detektálás között eltelt idő is megfelelt a Chandrayaan-1 előrejelzett keringési periódusának. A csoport a visszavert jel paramétereiből becslést adott a szonda sebességére és távolságára, ezekkel az adatokkal pedig pontosították a pályaelemeket. A javított pályaadatokat a radarcsoporthoz visszajuttató Ryan Park, a JPL naprendszer-dinamikai csoportjának vezetője szerint a Chandrayaan-1 pályamenti pozícióját a 2009-es értékhez képest 180 fokkal el kellett tolni, de a pálya alakja és állása egyébként még ugyanaz, mint amit a legutóbbi ismert pozíciók alapján vártak. A következő három hónap során még hét alkalommal sikerült a szonda radarvisszhangját detektálni, mindegyik esetben pontosan az új adatok alapján előrejelzett időpontokban. Néhány mérést a 305 méteres arecibói antennával végeztek.

A Chandrayaan-1 radarképe a 70 méteres Goldstone-antenna mérései alapján, miközben 2016. július 3-án elrepült a Hold déli pólusa felett. Aznap még háromszor detektálták az űreszközt.
[NASA/JPL-Caltech]

Az LRO sikeres követése, illetve a Chandrayaan-1 megtalálása jelzi, hogy a nagy antennák még a Hold távolságában is képesek a kis űreszközök detektálására. így a jövő automata és emberes holdi küldetései során is nagy szerepet játszhatnak majd, akár a lehetséges ütközések elkerülésében, akár a navigációs és kommunikációs problémák kezelésében.

Forrás:

• ScienceDaily 2017.03.12.