Az Európai Űrügynökség elfogadta az Ariel-űrtávcső megvalósítási koncepcióját, amely a világon az első küldetés lesz, amely kifejezetten az exobolygók természetét, keletkezését és fejlődését vizsgálja. A program megvalósításában magyar kutatók és mérnökök is részt vesznek, többek között az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetének (ELKH CSFK KTM Csillagászati Intézet) munkatársai is.

Az Ariel a Nap körül fog keringeni, a Nap–Föld rendszer második Lagrange-pontja (L2), egy gravitációs stabilitási pont körüli pályán, 1,5 millió kilométerrel a Föld pályáján túl (Forrás: ESA/STFC RAL Space/UCL/Europlanet-Science Office).

Tizenhét országban több mint 50 intézet munkatársai vettek részt az elmúlt öt évben a küldetés tudományos célkitűzéseinek, illetve műszerei terveinek kidolgozásában, amely révén lehetővé válik, hogy az Ariel a jövőben ezer, Naprendszeren kívüli planétából álló, változatos bolygómintát vizsgálhasson.

Az Ariel terveit egy sor szigorú tesztnek vetették alá 2020 folyamán, amelyek során a projekt technikai megvalósíthatósága mellett a tudományos kiválóságot is bizonyítani kellett. A terveket az ESA tagállamai elfogadták, ami azt jelenti, hogy a konzorcium folytathatja a munkát, és a 2029-re tervezett felbocsátást szem előtt tartva megépíthetik az űreszközt.

Giovanna Tinetti professzor (University College, London), az Ariel vezető kutatója elmondta: „Mi vagyunk az első generáció, amelyik más csillagok körül keringő bolygókat képes tanulmányozni. Az Ariel pontosan ezt a lehetőséget ragadja meg, és több száz planéta természetét és fejlődését fogja felfedni Galaxisunkban. A mostani döntéssel egy lépéssel közelebb kerültünk ennek az álomnak a megvalósításához.”

Az Ariel lesz az első küldetés, amelyet kifejezetten arra fejlesztenek ki, hogy fedési exobolygók százainak légköri összetételét és légköri termális tulajdonságait vizsgálja. Az űrtávcső mérései révén bepillantást nyerhetünk az exobolygók változatos világába: a célpontok között lesz extrém forró és mérsékelt hőmérsékletű, valamint gázóriás és csillagához közel keringő kőzetbolygó is.

A forró bolygók vizsgálatával a tudósok azt remélik, hogy megérthetik a planéták kialakulását és fejlődését. A magas hőmérsékletek esetében – ami bizonyos esetekben akár a 2000 Celsius fokot is meghaladhatja – az Ariel számos egzotikus molekulát fog detektálni a bolygólégkörökben. A műszerei segítségével megállapítható lesz az atmoszféra kémiai összetétele, ezáltal pedig egyedülálló lehetőség tárul fel az égitest belseje összetételének, valamint az adott bolygórendszer keletkezésének jobb megértésére is.

Az Ariel konzorcium a nyílt adathozzáférési irányelvet követi, és arra biztatja az érdeklődőket, hogy segítsenek a célpontok kiválasztásában és a csillagok jellemzőinek meghatározásában. Az adatok nagy része azonnal elérhető lesz mind a tudományos közösség, mind a szélesebb publikum számára.

Az Arielnek egy 1,1 x 0,7 méteres elliptikus főtükre lesz, amivel a tervek szerint a távoli csillagrendszerek látható tartománybeli és infravörös sugárzását fogja megfigyelni. Egy infravörös színképelemző színeire bontja ezt a fényt, amiben a bolygók légkörét alkotó gázok ujjlenyomatait tudják megfigyelni, amikor a bolygó elhalad a központi csillaga előtt vagy mögött. Az Ariel berendezései lehetőséget adnak felhők megfigyelésére az exobolygók légkörében, miközben biztosítják, hogy az űrtávcső nagy pontossággal a megfigyelendő csillag irányába mutasson a mérések során.

Szabó Róbert, az ELKH CSFK KTM Csillagászati Intézet igazgatója, a magyar hozzájárulás koordinátora elmondta: „Az Ariel egy újabb kitűnő példája a magyar űripar és a magyar kutatók nemzetközi együttműködésének. A magyar részvétel elengedhetetlen ahhoz, hogy a hazai kutatók világszínvonalú mérésekhez juthassanak, és nemzetközileg versenyképes kutatásokban vegyenek részt. Az már csak hab a tortán, hogy ha valaha életet fedezünk fel a Naprendszeren kívül, azt legvalószínűbben pontosan az Arielhez hasonló berendezésekkel fogjuk elérni. Fantasztikus érzés, hogy ehhez a munkához magyar szakemberek is hozzájárulnak.”


Magyar részvétel az Ariel-programban:

Az ELKH CSFK KTM Csillagászati Intézetének kutatói a bolygóatmoszférák vizsgálatán túl a célpontok gazdacsillagainak alapos vizsgálatával is hozzájárulnak az Ariel célkitűzéseinek megvalósításához. A csillagaktivitás megértése több szempontból is fontos: egyrészt zajforrást jelent a méréseknél, másrészt egy-egy napkitöréshez hasonló jelenség közvetlen hatással lehet a bolygók légkörére, és ezek a változások is kimutathatók lesznek az Ariel műszereivel. Ezenkívül az egyes bolygófedések közötti több órás szükségszerű szünetek tudományos hasznosítására is tettek javaslatot: a kieső időben az Ariel fiatal csillagok, barna törpék középinfravörös spektroszkópiáját végezhetné. Ezáltal betekintést lehetne nyerni a fiatal csillagok körüli korongokban zajló komplex kémiai folyamatokba. Ezek a megfigyelések a földfelszínről nehezen megvalósíthatók, továbbá az infravörös űrtávcsövek jelenleg is rendkívül ritkák.

Fantáziakép az Arielről (Forrás: ESA/STFC RAL Space/UCL/UK Space Agency/ ATG Medialab).

Az Arielen található, a látható tartományban dolgozó három fotométer és a spektrográfok adataiból származtatható, infravörös széles sávú fényességmérésen alapuló vizsgálatokat az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium igazgatója, Szabó M. Gyula vezeti. Ezek a mérések – sikeres küldetés esetén – először teszik majd lehetővé az exobolygók egyidejű fotometriai és színképei vizsgálatát, olyan pontossággal, amely mellett a bolygó forgása, a körülötte lévő gyűrűk, a felszín tükröződése súroló fényben, a bolygók körüli holdak és a bolygók párolgása, illetve a bolygó körüli üstökösök porának analízise is elvégezhető lesz.

A miskolci ADMATIS Kft. – egy nagyobb magyar beszállítócsapat vezetőjeként – fedélzeti eszközöket, és az Ariel építéséhez és földi logisztikai feladatokhoz szükséges berendezéseket fog szállítani. Az űreszközbe beépül egy speciális radiátor, amelynek az a funkciója, hogy a műhold belsejében lévő kritikus eszközök – jellemzően a detektor és az elektronikák – hőmérsékletét nagyon pontosan szabályozza. Három darab olyan konténert is készítenek majd, amelyekben az űrtávcsövet szállítják közúton Európa-szerte, biztosítva a benne lévő több százmillió euró értékű műhold megfelelő hőmérsékletét és vibrációmentes környezetét, tisztaszobai körülmények között. Szintén magyar hozzájárulás lesz az űreszköz angliai összeszereléséhez használandó különböző szerelőkeretek, pozicionáló berendezések és állványok gyártása.

Az Ariel-programban való magyar részvétel megvalósulását az ESA PRODEX programján keresztül a Külgazdasági és Külügyminisztérium támogatja.


Videók:

Ariel animációk: https://www.youtube.com/channel/UCMLTUdXBPNS_pDJcGNZoLYw

Ariel bemutatkozó videó: https://youtu.be/28afJ_5TTGc

Alapadatok:

Ariel (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey)

  • Elliptikus főtükör: 1,1 x 0,7 méter
  • Műszerek: 3 fotometriai csatorna és 3 spektrométer, amelyek a 0,5 – 7,8 mikrométeres hullámhossztartományt fedik le
  • A küldetés élettartama: legalább 4 év
  • Várható indítás: 2029
  • Műszeregyüttes tömege: kb. 500 kg
  • Felbocsátott tömeg: kb. 1500 kg
  • Pálya: a Nap–Föld rendszer L2 Lagrange-pontja
  • ESA hozzájárulás: kb. 550 millió EUR, ehhez jön a résztvevő országok együttes hozzájárulása a műszeregyüttes finanszírozásához
  • Hordozórakéta: Ariane 6-2 Francia-Guyanából, a Comet Interceptorral együtt