A Földtől 1,5 millió kilométerre van egy tökéletes parkolóhely az űrben

2022. január 27. – 23:49

Másolás

Vágólapra másolva

Magyar idő szerint hétfő este érte el végcélját a 11 milliárd dollárból épített James Webb űrtávcső, ami a következő 5-10, a NASA reményei szerint akár 20 évben az úgynevezett L2 Lagrange-pontban végzi majd tudományos és kutatómunkáját.

Nincs ezzel egyedül, 2001–2020 között kozmikus háttérsugárzást vizsgáló NASA Wilkinson mikrohullámú anizotrópia szondája (WMAP), 2003-04 között a rádióhullám és plazmakutató, illetve napszélelemző űrszondája, a Wind, 2009–13 között a Herschel űrtávcső és a mikrohullámú háttérsugárzást vizsgáló Planck műhold, 2011–12 között pedig a kínai űrhivatal Csang-o–2 szondája is itt parkolt. Jelenleg pedig a James Webb mellett az L2 az otthona az Európai Űrügynökség asztrometriai műholdjának, a Gaia űrtávcsőnek, illetve az orosz–német közös fejlesztésű Spektr-RG űrtávcsőnek is, amely egy röntgenteleszkóp.

A továbbiakban több űreszközt is küldenének az L2 pontba, így a sötét energiát és sötét anyagot vizsgáló Euclid küldetés szondáját, a NASA következő nagy űrtávcsőprojektjét, a Nancy Grace Roman űrtávcsövet, az exobolygókat kutató PLATO-t, és a Hubble-t leváltani tervező LUVOIR-B űrtávcsövet is.

De mitől lesz ennyire népszerű egy, a Földtől 1,5 millió kilométerre található pont? A válaszhoz ismerkedjünk meg a Joseph Louis Lagrange olasz–francia matematikus által felfedezett és róla is elnevezett Lagrange-pontokkal, amikből összesen öt van. Ezek a csillagászatban a tér öt azon pontját jelölik, melyben egy kis test két, egymás körül keringő nagyobb test együttes gravitációs vonzásának hatására azokhoz képest közelítőleg nyugalomban maradhat. Az ebben a pontban elhelyezett test helyzete fix marad a másik kettőhöz képest – vagyis a James Webb esetében is csak ide eljutni került energiába, ebben a pontban már komolyabb energiabefektetés nélkül nyugalomban stabil pályán marad.

Az öt pont a Nap–Föld viszonylatában úgy néz ki, hogy az 1-es pont a Föld és a Nap között, a 2-es a Nap–Föld vonal meghosszabbításán, a Földtől 1,5 millió kilométerre található, az L3 a Földhöz képest a Nap túloldalán, az L4 és L5 pontját könnyű belőni, egy olyan egyenlő oldalú háromszög harmadik csúcsát kell elképzelni, amelynek másik két csúcsa a Nap és a Föld. Mindezeket így kell elképzelni:

A Lagrange-pontok helyzete a Naphoz és a Földhöz viszonyítva – Forrás: NASA
A Lagrange-pontok helyzete a Naphoz és a Földhöz viszonyítva – Forrás: NASA

Az L1, L2 és L3 pontok instabilak, az ebben a pontban lévő test csak rövidebb ideig tud megmaradni, a környezet zavaró hatásai (más testek gravitációs hatása, napszél stb.) könnyen kimozdítják onnan, az L2 mégis kifejezetten népszerű az űreszközök szempontjából, mert csak ebben a pontban nyújt védelmet a Föld a Nappal szemben. Fontos hozzátenni persze, hogy a James Webb esetében nem egy precíz pontként kell elképzelni az L2-ben keringést, az inkább az L2 pont körül kering, mert ez egyszerűbb és hatékonyabb is a keringése szempontjából, több, időszakosan megejtett pályakorrekcióval – erre kell az üzemanyag fennmaradó része az űrtávcsőnek.

A James Webb űrtávcső esetében a védelem például az eszköz hűtéséhez kell. Ez elég nagy segítség a hővédő pajzsnak abban, hogy mínusz 233 Celsius-fokon tartsa az űrtávcsövet, igaz, bizonyos műszerek megfelelő működéséhez –266 fokos hőmérséklet kell, ezért plusz hűtőrendszer is kellett a James Webbre.

A takarás a hővédelem mellett árnyékot is jelent – az L2-ben a Nap, a Föld és a Hold mindig az űrtávcső ugyanazon oldalán van, tehát a rendkívül érzékeny optika által készített képekbe véletlenül sem zavarhat be egyik sem. Ez lehetővé teszi számára, hogy az infravörös érzékenység érdekében lehűljön, és közben bármikor hozzáférjen az égbolt közel feléhez a megfigyelésekhez. Ahhoz, hogy az égbolt minden egyes pontját megnézhesse, elég néhány hónapot várni, hogy a Nap körül keringve messzebbre kerüljön, és az égboltnak több olyan részét mutassa meg, amely korábban a Nap „mögött” volt. Ezt a keringési pályát nehéz elképzelni, de a NASA szerencsére szemléltető videót készített, hogyan is néz ki.

Az L2 másik nagy előnye a könnyű kommunikáció, mert a Földről nézve a James Webb lényegében mindig ugyanott lesz, a NASA Deep Space Networkjét, vagyis Mélyűri Hálózatát használva pedig naponta akár kétszer is tudnak parancsokat küldeni a távcsőnek – igaz, általában egyszerre egy teljes heti parancssort küldenek el, amit ha kell, naponta frissítenek.

Ez az anyag eredetileg a Telexen jelent meg. Itt érhető el.