A tökéletes súlytalanság

Az európai GOCE mesterséges holdnak sikerült elérnie, hogy minden apró zavaró gyorsulást ellensúlyozzon fedélzeti ionhajtóműveivel. Rövidesen megkezdődhet a földi gravitációs tér kutatása.

Az ESA márciusban indult GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) műholdján az űrkutatás eddigi történetében először jött létre huzamosabb ideig igazi súlytalanság alacsony Föld körüli pályán. A földi tömegvonzás hatásától különböző összes gyorsulást – elsősorban a légkör legfelső, ritka rétegeinek közegellenállását – sikerült kompenzálni.

A GOCE számára a legfőbb gondot az okozza, hogy a gravitációs tér minél jobb felbontású feltérképezése érdekében alacsony (a felszín felett legalább kb. 250 km-rel húzódó) pályán kell keringenie. Itt ugyanakkor a légkör fékező hatása még nem elhanyagolható. A pontos mérések érdekében a műholdat a tökéletes „szabadesés” állapotában kell tartani. Ezért egyrészt a műholdtest alakját áramvonalasra tervezték. Másrészt gondoskodtak arról, hogy minden maradék gyorsulást azonnal és folyamatosan ellensúlyozzanak. Erre szolgál az ionhajtóművek rendszere, amely a műhold „hátsó”, vagyis a repülési iránnyal ellentétes részén helyezkedik el. A hagyományos rakétahajtóművekkel ellentétben itt elektromos térben nagy sebességre felgyorsított xenon ionok hagyják el az űreszközt, s így finoman tolóerőt fejtenek ki a műholdra. Az elérhető erőhatás nagysága 1 és 20 millinewton között változhat. (Összehasonlításul: a Földön 1 newton a súlya egy kb. 10 dkg tömegű testnek.) Mindehhez az energiát a műhold külsejére szerelt napelemek gyűjtik.

Jelenleg a GOCE berendezéseinek ellenőrzése, fokozatos beüzemelése folyik. Ennek keretében kapcsolták be a közelmúltban a súlytalan üzemmódot. Ha megkezdődnek a mérések, a működés folyamatos lesz. A rendszer a jelek szerint tökéletesen, az előzetes várakozásokat is túlteljesítve dolgozik, ami azért jó hír, mert földi körülmények közt ezt lehetetlen volt pontosan tesztelni. A GOCE lelke, a gradiométer (gyorsulásmérő) is rendben működik, innen származnak az ionhajtóműveket vezérlő mérési adatok.

Tervezett 24 hónapos működési ideje alatt a GOCE a gravitációs mező globális térbeli változásait térképezi fel, amelyből az egész bolygónkra vonatkozó geoidmodell származtatható. A geoid egy egyenlő gravitációs potenciállal jellemzett felület. Az eredmények gyakorlati alkalmazása során például az óceáni áramlásokat, a vízszint változásait vizsgálják. Ezek a jelenségek összefüggenek a klímaváltozással. A GOCE adatait a Föld belső szerkezetének jobb megértésére, egyéb geofizikai és geodéziai célokra is használják majd.

Űrvilág.hu