A HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont kutatói a JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) küldetés PRIDE (Planetary Radio Interferometry and Doppler Experiment) kísérletének résztvevői. A PRIDE a JUICE-hoz hasonló bolygókutató űrszondák adatainak még jobb tudományos hasznosítását segíti azzal, hogy kihasználja a fedélzeten meglevő rádiós kommunikációs berendezéseket, és földi rádióteleszkópokkal figyeli az űrszonda által sugárzott rádiójeleket. A kísérletről nemrég a tekintélyes Space Science Reviews folyóiratban jelent meg egy részletes áttekintő publikáció.
A JUICE az Európai Űrügynökség (ESA) egyik legfontosabb bolygóközi küldetése. Az űrszondát 2023 áprilisában indították el Naprendszerünk legnagyobb óriásbolygója, a Jupiter felé. Azóta az űreszköz beüzemelése sikeresen meg is történt. A küldetés célja, hogy részletes megfigyeléseket végezzen a Jupiterről és összetett környezetéről, különös tekintettel három nagy Galilei-féle holdjára, az Europára, a Ganymedesre és a Callistóra. Ezek a bolygótestek önmagukban is egyedi és érdekes világok, például folyékony óceánok húzódnak jeges kérgük alatt.
Fantáziakép a Jupiter Callisto holdja mellett elrepülő a JUICE űrszondáról. (Forrás: ESA / ATG Medialab)
Precízen megtervezett nyolcéves út, a Föld, valamint a Vénusz bolygók közelben végrehajtandó összesen négy gravitációs lendítő manőver után a JUICE 2031 nyarán érkezik meg a Jupiterhez. Az óriásbolygó körüli pályára állását követően összesen 35 közelrepülést hajt majd végre a három jeges hold mellett. Végül 2034 végén az űrszonda hajtóműveivel lefékez és a Ganymedes körüli pályára áll, hogy még részletesebben tanulmányozza a hold felszínét, összetételét és magnetoszféráját.
A JUICE űrszondát a bolygókutatás „svájci bicskájának” is nevezhetnénk, hisz fedélzetén annyiféle különböző, távérzékelési, geofizikai és helyszíni mérésekre alkalmas műszeregyüttes található. Ilyenek például a kamerák, spektrométerek, radarberendezés, lézeres magasságmérő, valamint a mágneses, sugárzási és részecskekörnyezet tanulmányozására szolgáló műszerek. A JUICE széleskörű nemzetközi együttműködésben készült, beleértve a magyar kutatóintézeteket és űripart is.
A tíz fedélzeti műszeregyüttesen felül a JUICE tudományos programjának egyfajta „bónuszkísérlete” a PRIDE, amely nem igényel külön erre a célra fejlesztett fedélzeti műszert. Maga a PRIDE egy többcélú kísérlet, amely hozzásegít a küldetés minél jobb tudományos hasznosításához. Az űrszonda által kibocsátott rádiójeleket földi rádióteleszkóp-hálózatok segítségével, a nagyon hosszú bázisvonalú interferometria (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) módszerének alkalmazásával figyeli meg, hogy a lehető legpontosabban meghatározza az űrszonda égi helyzetét a távoli rádiósugárzó aktív galaxismagok (kvazárok) által kifeszített égi vonatkoztatási rendszerben. A PRIDE másik mérési módja a rádiójelek frekvenciájában észlelhető Doppler-eltolódás vizsgálata, amelynek révén az azokat kibocsátó űrszonda látóirányú sebességére lehet következtetni. A PRIDE mérések számos kutatási területen alkalmazhatók. Ilyen például a bolygólégkör vizsgálata a rajta áthaladó rádiójelek segítségével, a bolygók és holdak pályaelemeinek pontos meghatározása, az égitestek gravitációs terének, geodéziai tulajdonságainak jellemzése, valamint a bolygóközi plazma tulajdonságainak felderítése.
Most, amikor a JUICE már úton van a Jupiter felé, a tudományos kísérleteket kidolgozó nemzetközi kutatócsoportok részletes áttekintő publikációkban mutatják be munkájuk tudományos és technikai hátterét. E cikkgyűjtemény a tekintélyes Space Science Reviews folyóiratban kapott helyet. A sorozat a PRIDE csapatának a közelmúltban megjelent publikációjával indult. A kutatócsoport tagjai között szerepelnek a HUN-REN CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézetének munkatársai is. A magyar csoport feladata kompakt extragalaktikus rádióforrások felkutatása és jellemzése a JUICE űrszonda égi útja mentén, valamint részvétel a soron következő VLBI megfigyelések tervezésében és végrehajtásában. Ezek a rádióforrások szolgálnak majd égi viszonyítási pontokként a JUICE pozíciójának a VLBI rádióteleszkóp-hálózatok segítségével történő meghatározásához. Az így elérhető lélegzetelállító pontosságot jól érzékelteti, hogy az még a Jupiter hatalmas távolságában is összemérhető lesz az itt a Földön, például az autókban vagy az okostelefonokban használatos navigációs műholdvevők helyzetmeghatározási pontosságával.
Az Európai VLBI Hálózatban (EVN) részt vevő rádióteleszkópok elhelyezkedése. (Forrás: JIVE)
A JUICE űrszonda PRIDE kísérlete keretében végzendő megfigyelések nem korlátozódnak a küldetésnek a Jupiter térségében eltöltendő, 2031-ben kezdődő szakaszára. A rádióteleszkópok globális hálózata például 2025 augusztusában, a Vénusz mellett történő közeli elrepülése idején is célba veszi majd a JUICE szondát. Ez a kísérlet nem csupán egy egyedülálló főpróba lesz, amelynek során a teljes összetett folyamatot be lehet gyakorolni, a megfigyelések tervezésétől kezdve egészen az adatok elemzésig. Az akkor végzendő VLBI mérések maguk is tudományos haszonnal kecsegtetnek, hiszen hozzájárulhatnak a Vénusz bolygó Nap körüli pályájának pontosításához, a más módszerekkel kapott eredmények független ellenőrzéséhez. Az Európai VLBI Hálózat (EVN) a közelmúltban fogadta el a magyar vezetéssl benyújtott, a JUICE Vénusz melletti gravitációs hintamanőverének ideje táján végzendő mérések előkészítését célzó megfigyelési javaslatot. A cél az, hogy az űrszonda égi pályájához a lehető legközelebb eső, ma még ismeretlen potenciális égi referencia rádióforrásokat keressenek, hogy a lehető legtöbbet hozzanak ki a PRIDE megfigyelésekből – már jóval azelőtt, hogy az űrszonda elérné végső célját, a Jupitert és holdrendszerét.
A HUN-REN CSFK csapatának munkáját a Külgazdasági és Külügyminisztérium támogatta az ESA PRODEX programjához való hozzájárulással (projektszám: PEA 4000136207).
Kapcsolat:
Frey Sándor (HUN-REN CSFK): frey.sandor@csfk.org
HUN-REN CSFK sajtóreferens Ádám Adrienn: kommunikacio@csfk.org
Publikáció:
Gurvits L.I. et al. (2023): Planetary Radio Interferometry and Doppler Experiment (PRIDE) of the JUICE Mission. Space Science Reviews, Vol. 219, id. 79