HAZAI RÉSZVÉTEL AZ AMERIKAI HOLDPROGRAMBAN
Az utóbbi években nem volt sok hazai űrsiker, de kijelenthetjük, hogy megtört a rossz széria: rövidesen újabb fontos magyar tudományos siker részesei lehetünk az űrkutatásban. Méghozzá nem is valamilyen marginális, hanem egy lényeges területen. Ez a legjelentősebb űrkutatási programok egyike.
Miről is van szó? Az amerikai űrkutatás fellegvára, a NASA új űrhajójának első, igaz, egyelőre emberek nélkül végzett Hold körüli próbarepülésén is részt vesz magyar kutatók által fejlesztett eszköz. Méghozzá egy friss hír szerint a Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpontjának sugárdózismérői fogják felmérni az egyik legkritikusabb adatot. Mégpedig azt, hogy a 2020 után tervezett emberes holdutazás alkalmával pontosan milyen kozmikus sugárzások éri az űrhajósokat. Ez azért is kritikus, mert a néhány napos utazás során is növekszik például a rákos megbetegedések kockázata.
Miért? Mert amíg a Nemzetközi Űrállomás is a Föld védelmező mágneses terében kering, addig nemcsak a Marsra utazáshoz, de a Holdra jutáshoz is el kell hagyni ezt a védelmező burkot. Mint ismert, a NASA 46 éve nem küldött embert a Holdra vagy akár Hold körüli pályára, ám úgy tűnik, hogy a fél évszázados jubileumra az amerikaiak vissza akarnak térni égi kísérőnkhöz.
FELSZÁLL AZ ORION!
Most a dolog célegyenesbe fordul: a NASA új Orion űrhajójának első, egyelőre emberek nélkül végzett Hold körüli próbarepülésére, hivatalos nevén az Orion Exploration Mission–1 (Orion EM–1)-küldetésre várhatóan 2019 végén kerül sor. És mint említettük, e kísérlet fontos eleme egy későbbi emberes Mars-küldetés előkészítésének. Már ennek a holdkerülő küldetésnek is az az egyik legfontosabb célja, hogy az űrhajósok védelme érdekében minél pontosabb adataink, tapasztalataink és ismereteink legyenek az űrbéli viszonyokról.
Az űrben az asztronautáknak a hideg, az oxigén, a víz, a talaj hiánya mellett a közösség, a barátok, az otthon és a család távolléte is kihívás. Ám ezek áthidalhatók. Viszont sokkal kevéssé látszik ma megoldottnak az erős kozmikus sugárzás élő szövetet, így az emberi egészséget durván roncsoló hatása. Sajnos nem is eléggé ismert e sugárzás káros hatásaival szembeni védelem módja. A sugárdózis a Föld felszínén mért értéknek akár több százszorosa is lehet, azaz a sugárzási tér, valamint az annak következtében létrejövő pontos sugárzási dózis ismerete nagyon fontos az egészségügyi kockázatok becslése és a minél hatékonyabb védelem kiépítése érdekében.
Például a Föld körül keringő Nemzetközi Űrállomás (ISS) fedélzetén rendkívül összetett sugárzási tér alakul ki. A kozmikus sugárzásnak az alacsony föld körüli pályán három főbb összetevője van. Egyrészt a Naprendszeren kívülről érkező galaktikus kozmikus sugárzás, másrészt a Napból érkező szoláris sugárzás, illetve itt számolni kell a Föld mágneses mezeje által befogott töltött részecskékkel is.
Emellett jelen van a kozmikus sugárzás nem részecskékből álló része, azaz a gammasugárzás is. A kialakult sugárzási tér vizsgálata viszont – annak nagy összetettsége miatt – nem egyszerű. Emiatt több egymást kiegészítő mérési módszer szükséges, így több űrkutató nemzet összefogásával zajlanak a mérések, megfigyelések.
A MAGYAR SZÁL
Az MTA Energiatudományi Kutatóközpontjának kutatói először 2001-ben, még a Nemzetközi Űrállomás első állandó legénységének felbocsátásakor, kaptak meghívást arra, hogy passzív detektorokkal részt vegyenek az ISS-en zajló sugárzásmérési és űrdozimetriai programokban. Ezt követően további küldetésekben is részt vettek. Ezek közt volt az a kettő, amelyek megalapozták a mostani, Hold körüli repülésben való részvételt.
Egyikük a Német Repülési és Űrkutatási Központ (DLR) vezetésével 2004–2011 között zajlott. Ez az úgynevezett Matroshka-kísérlet volt. Ennek célja a dóziseloszlás vizsgálata volt egy űrhajósokat szimuláló emberszerű „fantom” belsejében, amely leginkább az ütközésbiztonsági tesztek bábuira hasonlít.
Szintén a német DLR vezeti a 2009-ben indult Dosis, majd ennek folytatásaként 2012-től a Dosis–3D programot, amelynek keretében az ISS európai segédlettel megalkotott Columbus moduljának dózistérképezését végzik. Ez a munka várhatóan egészen az ISS üzemidejének végéig, azaz 2024-ig folytatódik.
IRÁNY A HOLD!
Ezeknek az eredményes együttműködéseknek köszönhetően a napokban az MTA Energiatudományi Kutatóközpont Űrdozimetriai Csoportja meghívást kapott a MARE (Matroshka AstroRad Radiation Experiment) kísérletében való részvételre, amelyet a Német Repülési és Űrkutatási Központ, illetve az Izraeli Űrügynökség javasolt a NASA Orion EM–1 küldetésére.
Csakhogy az Orion fedélzetén az ISS-en mérhető sugárzástól alapvetően eltérő összetételű és mennyiségű sugárzás, valamint jóval nagyobb dózis várható. Az űrhajó egyrészt át fog haladni a Földet körbe vevő sugárzási öveken, másrészt – mint szó volt róla – a Hold körül már nem érvényesül a földi mágneses mező hatása sem. Pedig ez az ISS-t még érezhetően védi a kozmikus sugarak egy részétől. A MARE kísérletben az űrhajósok helyére 1-1 emberszerű, női alakot formáló fantomot helyeznek el. Ezek emberi csontvázra épülő, emberi szövetnek lényegében megfelelő, azzal egyenértékű anyagból készülnek.
E fantomokat különféle, a felszínükre és a belsejükbe telepített passzív és aktív dózismérőkkel szerelik fel. Így mérhetők a bőrfelszínen és a belső szervek (szem, pajzsmirigy, tüdő, gyomor, máj, vese stb.) helyén kialakuló dózisok, valamint a dóziseloszlás a fantomok belsejében. Az egyik fantom az izraeli StemRad cég által fejlesztett AstroRad sugárvédelmi mellényt fogja viselni, így annak árnyékolási képességeit éles küldetésben is vizsgálhatják.
A sugárzásmérési kísérletek több ország (Egyesült Államok, Németország, Ausztria, Lengyelország, Magyarország, Csehország, Belgium, Japán) részvételével zajlanak majd. Az MTA EK által összeállított passzív, azaz energiaellátást nem igénylő detektorcsomagokban kétféle anyagot használnak.
VISSZAHOZZÁK A FÖLDRE
Az úgynevezett szilárdtest-nyomdetektorok képesek a nagyobb energialeadású részecskék regisztrálására, míg a ter-mo-lumi-neszcens detektorok a kisebb energialeadású részecskéket és az egyéb sugárzásokat detektálják. Ezeket a detektorokat a küldetés végén, a földi laboratóriumba való visszaérkezés után lehet kiértékelni, az általuk mért dózisértékeket is csak ekkor lehet majd meghatározni.
Az Űrdozimetriai Csoportban készült a Pille dózismérő rendszer is, amely szintén termolumineszcens detektorokra épül, viszont kiolvasó készülék is tartozik hozzá. Automata üzemmódban üzemeltethető, vagy az űrhajósok a jármű fedélzetén akár maguk is meg tudják vele határozni a dózisértékeket. A Pille rendszer ugyan az Orion EM–1-küldetésben nem vesz részt, de az ISS-en jelenleg is használják.
Az Orion EM–1-et várhatóan 2019. de-cem-ber 16-án lövik fel. A küldetést 26–42 napra tervezik: mai tudásunk szerint a kozmikus sugárzás által okozott dózis egy ilyen út során csak nagy bizonytalansággal becsülhető meg, ráadásul ehhez hasonló összetettségű mérésre még soha nem került sor. A NASA fő célja e kísérlettel, hogy az űrhajósok minél biztonságosabb körülmények között vághassanak neki az űr felfedezésének.
A felkéréssel nem jár közvetlen anyagi finanszírozás, ám a NASA állja a feljuttatás és a visszahozatal összes költségét, ami dollármilliókra rúg. Igaz, a detektorokat, azok összeállítását, kalibrálását, repülés utáni kémiai maratásának és kiértékelésének költségeit saját forrásból kell majd finanszíroznunk.
Borítófotó: Egyedileg készülő sugárzásvédő űrmellények. Ilyen is lesz a Holdat megkerülő egyik fantombabán, melynek sugárterhelését magyar műszer méri majd
