Látszólag a semmiből bukkantak elő, majd fokozatosan tűntek el. E váratlan égi jelenségekhez baljóslatok, hiedelmek kapcsolódtak: katasztrófák előjeleinek tartották, királyok halála orákulumának tekintették, vagy a háború kitörésére gondoltak…

Az üstökösök váratlan megjelenésére magyarázatot ad, hogy a Nap körüli pályájuk elnyújtott és keringési idejük néhányszor tíz évtől több száz vagy ezer évig tarthat. A rövid periódusú üstökösökről úgy gondolják, hogy a Kuiper-övből vagy a Neptunusz pályáján túl található övezetből származnak. A hosszú periódusú üstökösök valószínűleg a Naptól jóval nagyobb távolságból erednek, az Oort-felhőből. Mindkét tartományról feltételezik, hogy a Naprendszert létrehozó ősanyag alig változott maradékai, míg a bolygók létrejöttük során jelentős átalakulásokon mentek át. Épp ezért az üstököskutatás a Naprendszer keletkezésének jobb megértését szolgálja, hiszen az ősi viszonyok rekonstruálhatók a közvetlen mérésekből. Üstökösök megjelenését a külső bolygók vagy a közeli csillagok gravitációs hatása váltja ki, vagy esetleg egymáshoz ütközésük löki a Nap irányába. A Nap közelébe érve, annak sugárzásától felmelegedve az üstökösmagból gáz és por lövell ki, ez a látványos kóma és a csóva.

Mag, kóma, csóva

Maguk az üstökösmagok jégből, porból és szikladarabokból állnak, méretük néhány kilométertől néhány tíz kilométerig terjed. Meglehetősen szabálytalan alakúak, változó felületek, völgyek, dombok, kráterek egyaránt előfordulhatnak bennük. A mag szerkezete az illóanyagok eltávozása miatt porózus. Az üstökösmagok felülete sötét, s e sötét
felszín jó hőelnyelő, így a mélyebb rétegek is felmelegedhetnek, és illóanyagaik gázkilövellést hozhatnak létre. A Naphoz újra és újra visszatérő üstökösök fokozatosan elveszítik illékony anyagukat, és végül sötét szikladarabbá válnak.

Csavarokkal rögzítve. Az üstökös felszínén olyan kicsi a gravitáció, hogy a leszállóegységnek rögzítenie kell magát a felszínhez. Fantáziakép az üstökös magjára való megérkezésről

Forrás: ESA

A kiáramló porok és gázok rendkívül ritka légkört alkotnak az üstökösmag körül, melyet kómának hívnak. A porrészecskék hamar elszakadnak a gázoktól, és a Nap sugárzásának nyomása, valamint a napszél hatására egy óriási csóvát hoznak létre. A kiáramló gáz és por különálló csóvát alkot, némileg eltérő irányba mutatva. A por az üstököspálya nyomában csóvát formáz, ugyanakkor a gázokból álló ioncsóva mindig a Nappal ellenkező irányba mutat, mivel erre sokkal erősebben hat a napszél, mint a porcsóvára.
Az üstökösöket a kóma és a csóva megléte különbözteti meg a kisbolygóktól és az aszteroidáktól.

Célkeresztben az üstökösfelszín

Az Európai Űrügynökség által kezdeményezett Rosetta–Philae-űrszondapáros és -leszállóegység tervezése az 1990-es évek elején kezdődött. Az Ariane típusú hordozórakétával 2004. március 2-án indították 7,1 milliárd km-esre tervezett útjára a 67/P Csurjumov–Geraszimenko-üstökös felé. Az űrszonda bonyolult pályamanőverek révén tudott csak a célüstökös mellé érni. A Rosetta lesz az első űreszköz, amely hosszabb ideig vizsgálja az üstökös környezetét és annak magját.
A magyar részvétellel folyó küldetés több mint tízéves bolygóközi útja során már többször megkerülte a Napot, háromszor elhaladt a Föld és egyszer a Mars mellett, azok gyorsító lendületét felhasználva. Útja során 2008-ban találkozott a Steins, majd 2009ben a Lutetia kisbolygóval. 2011. június 8-án hibernálták az űrszondapárost, hogy a Naptól távoli, Jupiterhez közeli pályaszakaszán takarékoskodjanak a napelemek által szolgáltatott csekély energiával, így csak a számítógép és néhány fűtőelem maradt bekapcsolva.
2014. január 20-án felébresztették az „alvó szondát”, a Naptól 673 millió kilométerre a Rosetta számítógépe sorra bekapcsolta a szolgálati egységeket, majd megkezdte tudományos műszereinek tesztelését. Az űrszonda ezután sorozatos pályakorrekciók révén az üstököshöz közeli pályára állt, és mintegy 20-30 kilométer magasságból térképezte a felszínt. A felvételek alapján történt a leszállás helyének kiválasztása, amelyre 2014. november 12-én kerül sor. Eközben a 67/P C-G üstökös egyre közelebb repül a Naphoz. A Rosetta szonda 2015 decemberéig repül vele együtt, és műszereivel folyamatosan nyomon követi a napsugárzás hatására bekövetkező változásokat. A kutatási célok megvalósítását a keringőegységen tizenegy különböző műszerrel végzett mérések, a Philae-leszállóegységen pedig tíz műszerrel közvetlenül az üstökös magjának felszínén végzett mérések biztosítják.

Rosetta és Philae

A Rosetta 2,8x2,1x2 méteres szerkezet, amelynek két, egyenként 14 méter hosszú, 64 m2 felületű napelemtábla szolgáltatja az energiát, a Földdel pedig 2,2 méteres parabolaantennájával tartja a kapcsolatot. Az üzemanyaggal feltöltve 2900 kilo­-grammos űreszköz tömegének közel felét adta a hajtóanyag. Az egység távérzékeléssel deríti fel az üstökösmag tulajdonságait, műszerei feltérképezik a felszínét, mérik a magból kilépő por tulajdonságait, vizsgálják az üstökös plazmakörnyezete és a napszél közötti kölcsönhatásokat.

Made in Hungary. A Rosetta és Philae tesztelése az ESTEC-ben

Forrás: ESA

A Philae egy hatszögalapú hasáb, amelynek három lába van. Tömege 90 kg, ebből a tudományos műszerek 21 kg-ot nyomnak. A leszállóegység öt oldalát a tetejét napelemek fedik (2,2 m2), energiaellátását elemek és akkumulátorok biztosítják. Kamerái képeket készítenek, műszerei a felszín és a távozó anyag kémiai összetételét és fizikai jellemzőit mérik majd. A leszállt egység 20 cm mélységig belefúr az aljzatba, műszereivel elemzi a mintákat. A Philae-szonda működését a hordozó „anyaszondától” való leválás után számítógépe autonóm módon vezérli. Ez hozza létre a rádiókapcsolatot az üstökösmag körül keringő anyaszondával a tudományos adatok továbbítására és a földi parancsok fogadására. A szonda indítása óta eltelt tíz év alatt persze sok új ismeretre tettek szert a kutatók, de ezek mind bekerültek közben a leszállóegység számítógépszoftverébe!
A leszállóegység központi számítógépét az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont (Wigner FK) és a hazai SGF Kft. fejlesztette (4. ábra). A Philae energiaellátó rendszerét a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem űrkutató csoportja hozta létre. A Philae központi számítógépén kívül a Wigner FK az öt detektort tartalmazó plazma mérőrendszer fejlesztésében is részt vett. A Philae több műszerében pedig meghatározó munkát végeztek az MTA Energiatudományi Kutatóközpont mérnökei.

A teljes cikket A Földgömb 2014. novemberi lapszámában olvashatja!