Kovács Gergő: Marsközelben

Tizenöt évvel a nagy, 2003-as Mars-közelség után, 2018. július 27-én a vörös bolygó ismét rekord közel, 57 millió km-re közelítette meg Földünket. Ez alkalomból szeretném planetológiai vonatkozásban mélyrehatóbban bemutatni a Marsot.


A Mars láthatósága (Forrás: ALPO).

A Mars Naprendszerünk negyedik, egyben legkülső kőzetbolygója. Átmérője körülbelül fele akkora, mint a Földé, felszíne körülbelül megegyezik bolygónk szárazföldjeinek összterületével, forgástengelyének hajlásszöge és tengelyforgási ideje pedig szintén közel azonos bolygónkéval. Két hold kering körülötte, a Phobosz és a Deimosz, melyek eredetileg az aszteroida-övezetből befogott apró égitestek. Előbbinek, a Phobosznak a bolygótól való kis távolság miatti keringési sebessége nagyobb, mint a Mars tengelyforgásának sebessége. Így nyugaton kel és keleten nyugszik, kétszer egy marsi nap alatt.


A Mars és a többi belső bolygó 2018.júl.27-ei helyzete. (Kép: Sun Moon and Planets)

A Mars fontosabb adatai [1]
Egyenlítői átmérő:                   6794,4 km
Átlagos naptávolság:             227 940 000 km
Pálya excentricitása:              0,0934
Keringési idő:                             686,98 nap
Keringési sebesség:               24,13 km/s
Tömeg:                                          6,4*10^23 kg
Tömeg (Föld=1):                        0,107
Sűrűség:                                       3,9 g/cm^3
Tengelyforgási idő:                 24,66 óra
Tengelyferdeség:                    25,2°
Minimum hőmérséklet:       -140°C
Átlag hőmérséklet:                -63°C
Maximum hőmérséklet:      +20°C
Átlagos légnyomás:               0,007 bar
Légkör összetétele:
– Szén-dioxid (CO2):               95,32%
– Nitrogén (N2):                         2,7%
– Argon (Ar):                                1,6%
– Oxigén (O2):                            0,13%
– Szén-monoxid (CO):            0,07%
– Vízgőz (H2O):                          0,03%
– Egyéb (Ne, Kr, Xe, O3):       0,0003%

Planetológiai értelemben a Mars a Földünkhöz nagyon hasonló égitest, ennek ellenére vannak eltérések. Ásvány- és kőzettani összetételét tekintve oxigén- és kéntartalma valamivel nagyobb bolygónkénál. Mivel azonban mérete és tömege is kisebb, belső hőforrásai is csekélyebbek voltak. Így a Mars tömegére nagyobb hőleadó felület jutott, mint a Földére, így gyorsabban hűlt.

A gyorsabb hűlés két dolgot eredményezett. Elsőként, a kevesebb hő kisebb mértékű belső differenciálódást eredményezett, így a marsi kéreg és köpeny vastartalma nagyobb a földinél. Továbbá, a gyors kihűlés miatt a bolygó vasmagja megszilárdulni kezdett, így 3,9-3,7 milliárd évvel ezelőtt leállt a globális dinamó és megszűnt a mágneses tér, melyet követően az eredeti marsi légkör túlnyomó része is elszökött (ehhez egy nagyobb becsapódás lökéshulláma is hozzájárult).


A Mars felszíne, magassági színezéssel. (MOLA)

Morfológiai értelemben a Mars két nagy részből áll:  délen andezites felföldek, míg északon, 3-5 km-rel alacsonyabb, bazaltos mélyföldek dominálnak. Utóbbi esetében, a meteoritkráterek viszonylagos hiányából feltételezhető, hogy e területet régen óceán borította. Ezt a kétarcúságot töri meg többek között a Tharsis-hátság nevű vulkanikus plató, valamint a Hellas-medence, mely egy hatalmas becsapódás emlékét őrzi.


A Mars jellegzetes kettőssége.

Számottevő alakzat még az Elysium-hátság, illetve a Valles Marineris, mely a bolygó (és a Naprendszer) legnagyobb tektonikus eredetű alakzata és amely sokban hasonlít a földi Kelet-Afrikai-árokra. A 4000 km hosszú, helyenként 6-8 km mély hasadék minden bizonnyal egy kezdődő, de már a korai fázisban megrekedt lemeztektonika bizonyítéka.


A Valles Marineris. (MOLA)

Nem a Valles Marineris az egyetlen “rekorder” felszíni forma a Marson. A Marson található a Naprendszer legmagasabb vulkánja is, az Olympus Mons. Méreteivel kimagaslik az egyébként is hatalmas marsi tűzhányók közt: az 500 km átmérőjű pajzsvulkán 24 km magasra emelkedik ki. Így a Mars felszínének legmagasabb és legalacsonyabb pontja között 29 km a szintkülönbség.


Az Olympus Mons, a Viking-1…


…illetve a Mars Express felvételén.

Ha össze akarjuk hasonlítani a legmagasabb földi hegyekkel, a Mount Everest-tel és a hawaii Mauna Kea-val (mely vulkán nagyobbik fele egyébként a tengerszint alatt van), akkor azt láthatjuk, hogy a marsi vulkán méreteiben messze felülmúlja földi társait.


Az Olympus Mons magasságának összehasonlítása a két legmagasabb földi hegységgel.

A nagy magasság- és átmérőbeli különbségek több okra vezethetők vissza: a marsi gravitáció a földinek csupán <30%-a, így két, azonos tömegű vulkán a Marson sokkal könnyebb, mint a Földön. A Mars kérge ellenben a földinél vastagabb (20-80 km, szemben a földi 6-40 km-rel), így jóval nehezebb vulkáni kúpokat is képes megtartani. Emellett a marsi tűzhányók mozdulatlan magmafeláramlásokhoz (ún. forró foltokhoz) voltak kötve, szemben a földiekkel, melyek többségében a lemeztektonikához kötődnek.

A makroformák mellett feltétlen említést érdemelnek a kisebb felszíni alakzatok is. Meteoritkrátereket főleg a magasabb déli felföldeken találhatunk, ezek megjelenése azonban eltér a holdi és merkúri kráterektől. Formájuk részben erodálódott a külső erők miatt, egyeseknél geológiai inverzió is jelen van. Ezen kráterek lapos tetejű tornyok lettek, a rajtuk kívüli terület lepusztult, míg a kráter erősebb anyaga megmaradt. Külön említést érdemel a lebenyes kráterek csoportja, melyeknél a becsapódás megolvasztotta a felszín alatti jeget, így hozva létre a kráter körüli jellegzetes “lebenyt”.


Egy “lebenyes” kráter.

Bár a víz már csak nyomokban fordul elő a Marson, rengeteg forma tanúskodik néhai jelenlétéről. Ezek elsősorban fluviális formák, úgy mint áradásos-, illetve hálózatos csatornák, vulkánok lejtőin létrejött folyásnyomok, valamint sárfolyások és lejtősávok. A legnagyobbak ezek közül az áradásos csatornák, melyeket hirtelen lezajlott áradások hoztak létre. Szélességük eléri a 10 km-t, hosszuk meghaladhatja az 1000 km-t is. Ezen csatornák többsége az alacsonyabb északi mélyföldre fut ki.


A 7 km széles és 300 m mély Reull Vallis medre.

A víz által létrehozott formák egy különleges típusát képviselik azok a lekerekített formák, melyek meteoritkrátereknél jöttek létre. Ezek a csepp alakú formák múltbeli vízerózió nyomai, a környezeténél szilárdabb kráter “mögött” megmaradt a víz által egyébként elmosott anyag.


Csepp alakú meteoritkráterek.

Nem mehetünk el a Mars légköre mellett sem szó nélkül, mely százszor ritkább a földinél és túlnyomórészt szén-dioxidból áll. A felszín hőmérsékletét a CO2 által kifejtett üvegház-hatás a számítások szerint körülbelül 5°C-al emeli. A ritka légkör miatt a felszíni légnyomás átlagosan 6,7 mbar, ez körülbelül akkora a marsi felszínen, mint a Földön 40-50 km magasságban. Az alacsony légköri nyomás miatt a sarkokon a CO2 szénsavhó formájában kicsapódik a felszínre, a víz pedig csak speciális formában (0° és 2°C között) lehet folyékony, tartósan nem maradhat meg a felszínen. A ritka levegőben azonban időben változó mennyiségű por lebeg, melynek hatására az égbolt vörösen fénylik (napnyugtakor a Nap körül kékes árnyalatúvá válik), és amely hosszú pirkadatot és szürkületet eredményez.


Egy marsi naplemente.

A ritka légkör csekély munkavégző képessége miatt kevés az eolikus forma. Széleróziós formák közt a porördögök nyomai említhetőek, melyek sötét sávokként jelzik a kisméretű forgószelek haladási útvonalait.


Porördögök nyomai.

Az akkumulációs formák közt a dűnék a legjelentősebbek, amelyek között megkülönböztethetünk barkánokat, hosszanti-, illetve transzverzális dűnéket, és csillag alakú dűnéket is.


Barkánok a Marson.

Erősebb légmozgások csak jet streamek formájában vannak jelen, elsősorban tavasszal, az adott féltekén. A felszínközeli szelek gyengék, az alsó légkörben a szélsebességek 10m/s-nál gyengébbek, kivételt képeznek a porviharok, melyek globálisak is lehetnek. A lokális kialakulású, de globális kiterjedésű porviharokat az ún. porfűtés mechanizmusa hozza létre: a felszín felmelegedésével és kis lokális porviharok kialakulásával még több por kerül a levegőbe, melyet még jobban fűt a beérkező napsugárzás, így egy öngerjesztő folyamat indul be. Ilyenkor távcsövön át szemlélve az egyébként részletgazdag vörös bolygó teljesen homogénné válik.


Porvihar a Marson.

Végül, de nem utolsó sorban, bár jelen ismereteink szerint a Marson nincs élet, az elmúlt időkben sok hír látott napvilágot e témával kapcsolatban. Június elején kelt szárnyra az a hír, miszerint évszakos ingadozású metánt, illetve szerves vegyületeket találtak; illetve a közelmúltban bejelentették, hogy folyékony vízre bukkantak a vörös bolygón. Ezek függvényében kijelenthetjük, hogy bár a nagy mennyiségű folyékony víz elszökése óta vélhetően nincs magasan szerveződött élet a Marson, kezdetleges életformákkal való találkozásra  azonban még van esélyünk.

Szerző: Kovács Gergő

Felhasznált/ajánlott irodalom:
NASA Solar Views
Kereszturi Ákos: Mars – fehér könyv a vörös bolygóról
Kereszturi Ákos: Hogyan mutassuk be a Marsot? (Meteor, 2018/7-8, 12-15.o.)
Sik András: SUPERNOVA a Marson
Hargitai Henrik: A Mars felfedezése

Szekretár Zsolt: Emberes Apollo-küldetések

Úgy döntöttünk, hogy a Holdra lépünk! Úgy döntöttünk, hogy a Holdra lépünk, még ebben az évtizedben, és megteszünk más, [ehhez hasonló] lépéseket. Nem azért, mert könnyű, hanem mert nehéz… mert ez a cél képességeink és erőnk legjavát igényli, azért, mert ez olyan kihívás, amit készek vagyunk elfogadni, olyan, amit nem akarunk halogatni, és amit meg akarunk nyerni.”

John F. Kennedy amerikai elnök a Rice Egyetemen elmondott beszédéből, 1962. szeptember 12.

Az USA Űrkutatási Hivatalának (NASA) sorrendben harmadik, pénzügyi vonzatát tekintve kétség kívül eddigi legdrágább programja az Apollo program volt, melynek elsődleges célja az ember Hold közelbe, majd a Hold felszínére juttatása. Az Apollo-t megelőző korábbi két program: az egyemberes Mercury, – mellyel az USA is kilépett az űrbe; majd a kétfős Gemini, mely a Mercury tapasztalataira építve, a hosszabb távú küldetések űrhajóra és űrhajósra gyakorolt hatásának tanulmányozását, az űrséta és az űrrandevú, valamint dokkolási technika begyakorlását tűzte ki célul. E két program azért szültetett, hogy megteremtse az Apollo tudományos és műszaki hátterét.

Már 1961 áprilisában, az első ember, Jurij Gagarin kozmoszba lépése után pár héttel megszületett az elhatározás amerikai oldalon, hogy a Holdra lépés lehetne egy olyan kihívás, mellyel beérhetné, majd maga mögött hagyhatná az USA a Szovjetuniót. Verseny indult tehát az űrbeli elsőbbségért, és végső soron égi kísérőnkre tett első lépés megtételéért. Kennedy elnök a feladat mértékéhez mérten szűk határidőt adott annak megvalósítására. A Holdra szálláshoz szükség volt iparágak, nagyvállalatok, kutatóintézetek, üzemek és laborok együttműködésére, valamint széles körű társadalmi támogatottságra. Új anyagokat, technológiákat és tesztelési metódusokat kellett kifejleszteni, mely azt eredményezte, hogy a NASA tudományos szakembereinek és mérnökeinek együttes összlétszáma 1960 és 1966 között megkilencszereződött (1960: 10800 fő, 1966: 91700 fő).

A rakéta

A korábbiaktól hatalmasabb kihívás egy sokkal nagyobb hordozóeszközt igényelt, mint a Mercury program Redstone ill. Atlas rakétája, vagy a Gemini program Titan rakétája. Emiatt született meg a Saturn rakétacsalád, melyet Wernher von Braun és mérnökcsapata az amerikai hadsereg számára tervezett Jupiter/Juno középhatótávú ballisztikus rakétából fejlesztett tovább.

A rakétacsalád 3 tagból áll:

  • Saturn I – Tesztverzió. 1961-65 között 10db sikeres kilövés, ebből 5db Apollo tesztmodellel.
  • Saturn IB – Föld körüli küldetésekhez használt verzió.
    • Küldetések: Apollo–5, Apollo–7, Skylab–2, Skylab–3, Skylab–4, Apollo–Szojuz közös repülés
  • Saturn V – A Holdra induló küldetések rakétája.
    • Küldetések: Apollo–4, Apollo–6, Apollo–8, Apollo–9, Apollo–10, Apollo–11, Apollo–12, Apollo–13, Apollo–14, Apollo–15, Apollo–16, Apollo–17
    • Alverzió: Saturn INT–21 – Három helyett kétfokozatú, az USA első űrállomásához, Skylab programhoz használták

A  Saturn V rakéták 110,6m magasak, 10m átmérőjűek, tömegük 2970 tonna. 3 fokozatból állnak:

  1. S-IC: első fokozat, gyártója a Boeing, hajtóanyaga: kerozin (RP1), oxidálóanyag: folyékony oxigén (LOX), tolóereje 38703 kN, 5db Rocketdyne F1 hajtóműn keresztül leadva.

  2. S-II: második fokozat, gyártója a North American Aviation, hajtóanyaga: folyékony hidrogén (LH2), oxidálóanyag: folyékony oxigén (LOX), tolóereje 5166 kN, 5db Rocketdyne J2 hajtóműn keresztül leadva.

  3. S-IVB: harmadik fokozat, gyártója a Douglas Aircraft Company, hajtóanyaga: folyékony hidrogén (LH2), oxidálóanyag: folyékony oxigén (LOX), tolóereje 1032 kN, 1db Rocketdyne J2 hajtóműn keresztül leadva. Többször újraindítható fokozat

Az űrhajórendszer

Az űrhajórendszer két fő részből áll:

  • Parancsnoki modul (Command Module, CM)

Az Apollo űrhajórendszer központja – alakját tekintve csonkakúp alakú – parancsnoki modul. A küldetések során a kilövéstől a landolásig ez a 3 űrhajós fő élettere. Funkcióját tekintve betölti az „anyahajó” szerepét is, mivel a missziók során hordoz egy második űrjárművet is, a holdkompot.

Felépítését tekintve két részből áll: egy belső nyomásálló, szendvicsszerkezetű vázból és egy külső burkolatból. Az orr részben helyezkedik egy dokkolómechanika, valamint egy dokkoló folyosó a Holdkompba való közlekedés biztosításáért, illetve a földi landoláshoz szükséges ejtőernyők és segédernyők és ezek piroaktív kioldómechanikája. A CM belsejében tárolják a személyzet ellátmányát, a felszerelést, itt vannak a vezérlőpanelek és kijelzők. A lakótér körül helyezkednek el a víztartályok és az RCS (reaktív vezérlőrendszer – a köznyelvben: „fúvókák”) üzemanyagtartályai. Az RCS rendszer 12 fúvókája külső burkolat különböző pontjaiba van építve. A csonkakúp alját, a modul legszélesebb részét a hőpajzs foglalja el, mely az atmoszférába való visszatérésnél játszik kulcsszerepet. A CM gyártója a North American Aviation.

  • Szervizmodul (Service Module, SM)

A szervizmodul a parancsnoki modul alrendszere. Alakját tekintve henger alakú. Egyik végén a parancsnoki modulhoz csatlakozik, másik végén helyezkedik el a hajtóműve (ez a hajtómű gondoskodik a Hold körüli pályára állásért, annak elhagyásáért és a pályakorrekciókért). A modul feladata többes: meghajtó rendszer, elektromos ellátórendszer, létfenntartó rendszer, üzemanyag tároló, kommunikációs rendszer, a későbbi küldetésekben pedig itt helyezkednek el bizonyos tudományos berendezések, nagy felbontású kamerák is. A parancsnoki modulhoz egy ún. „köldökzsinór” jellegű kábelköteggel csatlakoznak a SM rendszerei. A szervizmodul Földre visszatérés előtt leválasztható. Feladatát a légkörben elégve fejezi be.

  • Holdkomp (Lunar Module vagy Lunar Excursion Module, LM vagy LEM)

    A szokatlan formájú holdkomp feladata az űrhajósok, – a küldetésparancsnok és a holdkomp pilóta – Holdfelszínre juttatása, valamint az onnan való visszatérés a Hold körül keringő parancsnoki modulhoz. Két fő részből áll, egy leszálló és egy visszatérő egységből. Ez idáig ez az egyedüli ember alkotta eszköz, mely idegen égitesten landolt, személyzettel. A küldetésüket a missziótól függően vagy földi légkörben, vagy a Hold felszínébe csapódva fejezték be.

Az utolsó, J típusú küldetések során egy nagyobb méretű LM-t (Extended Lunar Module, ELM) használtak nagyobb hajtóművekkel és megnövelt kapacitású üzemanyag-, valamint  oxigéntartályokkal, mivel ezekre a missziókra már egy 210kg tömegű holdjárót (LRV – Lunar Roving Vehicle) is vittek a holdkomp oldalához rögzítve. Gyártója a Grumman Aircraft.

A személyzet

A NASA Repülőszemélyzet Műveleti Igazgatója, Deke Slayton – aki maga is repült a Mercury programban –, volt felelős az űrhajósok (és tartalékuk) küldetésekbe sorolásáért. A asztronauták beosztásának volt egy rotációja, általánosságban elmondható, hogy egy küldetés tartalékszemélyzete két küldetéssel később ténylegesen is repült.

32 űrhajóst választottak ki az Apollo programba, ezek közül 24 hagyta el a Föld körüli pályát és repült a Hold körül, közülük 12 sétált is a Holdon. A 32-ből 3-an sajnos elhunytak az Apollo1 parancsnoki moduljában keletkezett tűzben. Minden küldetés parancsnoka a Mercury vagy a Gemini program veteránja volt.

Az Apollo űrhajók 3 személyesek:

  • Küldetésparancsnok (Commander – CMR):

Felelős a küldetés sikeres lebonyolításáért, az űrhajórendszer és a személyzet biztonságáért, ő a pilóta a felszállás, a Föld körüli, majd a Hold körüli pályaelhagyáskor, valamint ő irányítja a holdkompot a leszállás és a felszállás során.

  • Parancsnoki modul pilóta (Command Module Pilot – CMP):

A parancsnoki modul pilótája az a személy, aki mindenre kiterjedő ismerettel rendelkezik a CSM modult illetően. Repülőmérnökként működik közre a felszállás során, parancsnokként, amíg a küldetésparancsnok nincs a fedélzeten. Felelős a navigációért, és ezzel együtt az út közbeni pályakorrekciós műveletekért. A Hold körüli orbitális pályán maradva felvételeket készít a Hold felszínéről, míg másik két társa a holdkompot használva leszáll az égitest felszínére. Továbbítja a repülésirányítás utasításait a holdkomp felé, ha a közvetlen kapcsolat gyenge. A CMP feladata a keringés során a felszín fotózása is. E téren a korai Hold misszióknál egy Hasselblad fényképezőgéppel dolgozott, majd az Apollo–15 küldetéstől kezdve (J típusú küldetések) ő az, aki a működteti a szervizmodul oldalán elhelyezett tudományos berendezésegyüttes (SIM) nagy felbontású kameráit. Az exponált fotók begyűjtéséért űrsétát kellett tennie.

  • Holdkomp pilóta (Lunar Module Pilot – LMP):

A holdkomp pilótája – szerepét tekintve repülőmérnök, – volt felelős a parancsoki modul és a holdkomp szétválasztásától kezdve a holdkomp rendszereiért az újradokkolásig. A landolás során ellátja a parancsnokot információval. Kezeli a navigációs computert és más rendszereket, miután landolás során átváltottak kézi vezérlésre. A nem Holdra irányuló, vagy holdkompot nem szállító űrhajók esetén is a 3. pilótaülés hivatalosan a holdkomp pilóta megnevezést viseli.

(Lejjebb a küldetések személyzetének felsorolásánál zárójelben az űrhajósok korábbi küldetései szerepelnek. A tartalékszemélyzetként, valamint a földi irányításban való részvételt nem tüntettük fel.)

Küldetéstípusok

A NASA szakemberei a program gerinceként A-J betűkkel jelölt küldetésvariánsokat dolgoztak ki, melyek végső soron elvezetnek a holdraszállásig, közben pedig górcső alá veszik a küldetés összes technikai komponensét és tesztelik azokat. Minden egyes küldetéstípus az előzőre épült, bár menet közben volt, hogy átvariálták a sorrendet, vagy egyiket a másikba olvasztották.

  • A – A Saturn V rakéta és a parancsnoki/szervizmodul (CSM) személyzet nélküli tesztje
    • Küldetések: Apollo–4, Apollo–6
  • B – A holdkomp (LM) személyzet nélküli tesztje
    • Küldetés: Apollo–5
  • C – A parancsnoki/szervizmodul (CSM) emberes berepülése Föld körüli pályán
    • Küldetés: Apollo–7
  • D – A parancsnoki/szervizmodul (CSM) a holdkomppal (LM) együtt történő emberes berepülése
    • Küldetés: Apollo–9 (eredetileg Apollo–8)
  • E – Szimulált Holdra szállási műveletek Föld körüli elliptikus pályán, és a visszatéréshez használt hőpajzs tesztje. Kihagyott küldetéstípus.
  • F – Küldetés Hold körüli pályán, leszállás nélkül.
    • Küldetés: Apollo–10
  • G – Holdra szállás
    • Küldetés: Apollo–11
  • H – Hosszú időtartamú Holdon tartózkodás, két holdsétával, tudományos mérésekkel.
    • Küldetések: Apollo–12, Apollo–13 (tervezett), Apollo–14
  • I – A szervizmodul oldalán elhelyezett műszerekkel (SIM) történő tudományos megfigyelés és mérés hosszú időtartamú Hold körül keringés során. A J típusú küldetésekbe olvasztva.
  • J – Hosszú időtartamú (3 nap) Holdon tartózkodás, három holdsétával, tudományos megfigyelésekkel és a holdjáró (LRV) használatával.
    • Küldetések: Apollo–15, Apollo–16, Apollo–17

 

Apollo–1 (AS–204)

(tervezett) C típusú küldetés

Az első, személyzettel ellátott Apollo űrhajó az Apollo–1 (AS–204) lett volna, ám egy 1967. február 21.-én bekövetkezett végzetes baleset során a három kijelölt űrhajós életét veszítette gyakorlatozás során: a parancsnoki kabin légterét alkotó tiszta oxigén egy rövidzárlat hatására lángoló katlanná változtatta a szűk helységet, a személyzet a keletkezett szén-monoxid belélegzése miatt hunyt el.

A baleset másfél évre befékezte az űrprogramot. A kabint áttervezték és biztonságosabbá tették.

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): Virgil I. Grissom (Mercury–Redstone 4, Gemini–3)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): Edward H. White (Gemini–4)
  • Holdkomp pilóta (LMP): Roger B. Chaffee

 

Apollo–7

C típusú küldetés

Hívójele:                            „Apollo–7”

Hordozóeszköz:              Saturn 1B (SA-205)

Hasznos teher:                Apollo–7 parancsnoki modul (CM-101) – COSPAR: 1968-089A

Apollo–7 szervízmodul (SM-101)

A küldetés hossza:         10 nap, 20 óra, 9 perc, 3 másodperc

Start:                                    1968. október 11. 15:02

Földet érés:                      1968. október 22. 11:11

Pályaelemek (keringési fázis):

Apoapszis:                         282,13 km (152,34 nm)

Periapszis:                          227,85 km (123,03 nm)

Inklináció:                           31,608°

Keringési idő:                   89,55 perc

Excentricitás:                    0,0045

Keringések száma:         163

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): Walter M. Schirra Jr. (Mercury–Atlas 8, Gemini–6A)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): Donn F. Eisele

Holdkomp pilóta (LMP): R. Walter Cunningham

 

Apollo–8

Eredetileg D típusú küldetés, de a holdkomp gyártásának csúszása miatt csak az Apollo 9 tudta tesztelni a teljes űrhajórendszert. Az Apollo 8 egy kibővített E típusú küldetést hajtott végre, mellyel elsőízben kerülte meg ember a Holdat.

Hívójele:                            „Apollo–8”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-503)

Hasznos teher:                                Apollo–8 parancsnoki modul (CM-103) – COSPAR: 1968-118A

Apollo–8 szervizmodul (SM-103)

A holdkomp tömegazonos modellje (LTA-B – Lunar Module Test Article B) 

A küldetés hossza:         6 nap, 3 óra, 0 perc, 42 másodperc

Start:                                    1968. december 21. 12:51 – Cape Canaveral LC-39A

Földet érés:                      1968. december 27. 15:51 – Csendes-óceán

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:
Apoapszis:                         185,18 km (99,99 nm)

Periapszis:                          184,4 km (99,5 nm)

Inklináció:                           32,509°

Keringési idő:                   88,19 perc

Excentricitás:                    0,00006

Keringések száma:         1,5

Hold:

Aposzelénium:                                312,06 km (168,5 nm)

Periszelénium:                                 111,12 km (60 nm)

Inklináció (retrográd):   168°

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): Frank Borman (Gemini–7)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): James A. Lovell Jr. (Gemini–7, Gemini–12)

Holdkomp pilóta (LMP): William A. Anders

Apollo–9

D típusú küldetés

Hívójele:                            CSM: „Gumdrop”

LM: „Spider”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-504)

Hasznos teher:                                Apollo–9 parancsnoki modul (CM-104) – COSPAR: 1969-018A

Apollo–9 szervizmodul (SM-104)

Apollo–9 holdkomp (LM-3) – COSPAR: 1969-018C

A küldetés hossza:         10 nap, 1 óra, 0 perc, 54 másodperc

Start:                                    1969. március 3. 16:00 – Cape Canaveral LC-39A

Űrséta (EVA):                   1 db, 77 perc

Földet érés:                      1969. március 13. 17:00 – Atlanti-óceán

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:
Apoapszis:                         186,57 km (100,74 nm)

Periapszis:                          184,61 km (99,68 nm)

Inklináció:                           32,552°

Keringési idő:                   88,2 perc

Excentricitás:                    0,000149

Keringések száma:         151

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): James A. McDivitt (Gemini–4)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): David R. Scott (Gemini–8)
  • Holdkomp pilóta (LMP): Russell L. Schweickart

Apollo–10

F típusú küldetés

Hívójele:                            CSM: „Charlie Brown”

LM: „Snoopy”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-505)

Hasznos teher:                                Apollo–10 parancsnoki modul (CM-106) – COSPAR: 1969-043A

Apollo–10 szervizmodul (SM-106)

Apollo–10 holdkomp (LM-4) – COSPAR: 1969-043C

A küldetés hossza:         8 nap, 0 óra, 3 perc, 23 másodperc

Start:                                    1969. május 18. 16:49 – Cape Canaveral LC-39B

Földet érés:                      1969. május 26. 16:52 – Csendes-óceán

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:

Apoapszis:                         185,79 km (100,32 nm)

Periapszis:                          184,66 km (99,71 nm)

Inklináció:                           32,546°

Keringési idő:                   88,2 perc

Excentricitás:                    0,000086

Keringések száma:         1,5

Hold:

Periszelénium:                 314,84 km (170 nm)

Aposzelénium:                                111,49 km (60,2 nm)

Inklináció (retrográd):   174,4°

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): Thomas P. Stafford (Gemini–6A, Gemini–9)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): John W. Young (Gemini–3, Gemini–10)
  • Holdkomp pilóta (LMP): Eugene A. Cernan (Gemini–9A)

Fotók:

 

Apollo–11

G típusú küldetés

Hívójele:                            CSM: „Columbia”

LM: „Eagle”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-506)

Hasznos teher:                                Apollo–11 parancsnoki modul (CM-107) – COSPAR: 1969-059A

Apollo–11 szervizmodul (SM-107)

Apollo–11 holdkomp (LM-5) – COSPAR: 1969-059C

A küldetés hossza:         8 nap, 3 óra, 18 perc, 35 másodperc

Start:                                    1969. július 16. 13:32 – Cape Canaveral LC-39A

Holdra szállás:                 1969. július 20. – Nyugalom Tengere (Mare Tranquillitatis)

Holdon töltött idő:        21 óra, 36 perc

Holdi űrséta (LEVA):      1 db, 2 óra, 31 perc, 40 másodperc

Földet érés:                      1969. július 24. 16:50 – Csendes-óceán 

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:

Apoapszis:                         185,94 km (100,4 nm)

Periapszis:                          183,16 km (98,9 nm)

Inklináció:                           32,521°

Keringési idő:                   88,18 perc

Excentricitás:                    0,000021

Keringések száma:         1,5

Hold:

Aposzelénium:                 314,28 km (169,7 nmi)

Periszelénium:                 111,12 km (60 nmi)

Inklináció (retrográd):   178,7°

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): Neil Armstrong (Gemini–8)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): Michael Collins (Gemini–10)
  • Holdkomp pilóta (LMP): Edwin E. Aldrin Jr. (Gemini–12)

Fotók:

 

Apollo–12

H típusú küldetés 

Hívójele:                            CSM: „Yankee Clipper”

LM: „Intrepid”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-507)

Hasznos teher:                                Apollo–12 parancsnoki modul (CM-108) – COSPAR: 1969-099A

Apollo–12 szervizmodul (SM-108)

Apollo–12 holdkomp (LM-6) – COSPAR: 1969-099C

A küldetés hossza:         10 nap, 4 óra, 36 perc, 24 másodperc

Start:                                    1969. november 14. 16:22 – Cape Canaveral LC-39A

Holdra szállás:                 1969. november 19. – Viharok óceánja (Oceanus Procellarum)

Holdon töltött idő:        1 nap, 7 óra, 31 perc

Holdi űrséta (LEVA):      2 db, 7 óra, 45 perc, 18 másodperc

Földet érés:                      1969. november 24. 20:58 – Csendes-óceán

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:

Apoapszis:                         185,39 km (100,1 nm)

Periapszis:                          181,13 km (97,8 nm)

Inklináció:                           32,54°

Keringési idő:                   88,16 perc

Excentricitás:                    0,000032

Keringések száma:         1,5

Hold:

Aposzelénium:                 315,21 km (170,2 nm)

Periszelénium:                 114,19 km (61,66 nm)

Inklináció (retrográd):   165,6°

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): Charles Conrad Jr. (Gemini–5, Gemini–11)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): Richard F. Gordon Jr. (Gemini–11)
  • Holdkomp pilóta (LMP): Alan L. Bean

Fotók:

 

 

Apollo–13

(tervezett) H típusú küldetés

Hívójele:                            CSM: „Odyssey”

LM: „Aquarius”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-508)

Hasznos teher:                                Apollo–13 parancsnoki modul (CM-109) – COSPAR: 1970-029A

Apollo–13 szervizmodul (SM-109)

Apollo–13 holdkomp (LM-7) – COSPAR: 1970-029C

A küldetés hossza:         5 nap, 22 óra, 54 perc, 41 másodperc

Start:                                    1970. április 11. 19:13 – Cape Canaveral LC-39A

Földet érés:                      1970. április 17. 18:07 – Csendes-óceán

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:

Apoapszis:                         185,76 km (100,3 nm)

Periapszis:                          183,9 km (99,3 nm)

Inklináció:                           32,547°

Keringési idő:                   88,19 perc

Excentricitás:                    0,0001

Keringések száma:         1,5

Hold:

Nem állt Hold körüli pályára.

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): James A. Lovell Jr. (Gemini–7, Gemini–12, Apollo–8)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): John L. Swigert Jr.
  • Holdkomp pilóta (LMP): Fred W. Haise Jr.

Fotók:

 

 

Apollo–14

H típusú küldetés

Hívójele:                            CSM: „Kitty Hawk”

LM: „Antares”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-509)

Hasznos teher:                                Apollo–14 parancsnoki modul (CM-110) – COSPAR: 1971-008A

Apollo–14 szervizmodul (SM-110)

Apollo–14 holdkomp (LM-8) – COSPAR: 1971-008C

A küldetés hossza:         9 nap, 0 óra, 1 perc, 58 másodperc

Start:                                    1971. január 31. 21:03 – Cape Canaveral LC-39A

Holdra szállás:                 1971. február 5. 9:18 – Fra Mauro fennsík

Holdon töltött idő:        1 nap, 9 óra, 30 perc

Holdi űrséta (LEVA):      2 db, 9 óra, 22 perc, 31 másodperc

Földet érés:                      1971. február 9. 21:05 – Csendes-óceán

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:

Apoapszis:                         185,39 km (100,1 nm)

Periapszis:                          183,16 km (98,9 nm)

Inklináció:                           31,12°

Keringési idő:                   88,18 perc

Excentricitás:                    0,0002

Keringések száma:         1,5

Hold:

Aposzelénium:                 312,98 km (169 nm)

Periszelénium:                 107,6 km (58,1 nm)

Inklináció (retrográd):   166°

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): Alan B. Shepard, Jr. (Mercury–Redstone 3)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): Stuart A. Roosa
  • Holdkomp pilóta (LMP): Edgar D. Mitchell

Fotók:

 

Apollo–15

J típusú küldetés

Hívójele:                            CSM: „Endeavour”

LM: „Falcon”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-510)

Hasznos teher:                                Apollo–15 parancsnoki modul (CM-112) – COSPAR: 1971-063A

Apollo–15 szervizmodul (SM-112)

Apollo–15 holdkomp (LM-10) – COSPAR: 1971-063C

Holdjáró (LRV-1)

A küldetés hossza:         12 nap, 7 őra, 11 perc, 53 másodperc

Start:                                    1971. július 26. 13:34 – Cape Canaveral LC-39A

Űrséta (EVA):                   1 db, 39 perc, 7 másodperc

Holdra szállás:                 1971. július 30. 22:16 – Hadley-hegység (Mons Hadley)

Holdon töltött idő:        2 nap, 18 óra, 55 perc

Holdi űrséta (LEVA):      4 db, 19 óra, 7 perc, 53 másodperc

Földet érés:                      1971. augusztus 7. 20:45 – Csendes-óceán

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:

Apoapszis:                         169,46 km (91,5 nm)

Periapszis:                          165,94 km (89,6 nm)

Inklináció:                           29,679°

Keringési idő:                   87,84 perc

Excentricitás:                    0,0003

Keringések száma:         1,5

Hold:

Aposzelénium:                 315,02 km (170,1 nm)

Periszelénium:                 106,86 km (57,7 nm)

Inklináció (retrográd):   151,28°

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): David R. Scott (Gemini–8, Apollo–9)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): Alfred M. Worden
  • Holdkomp pilóta (LMP): James B. Irwin

Fotók:

 

Apollo–16

J típusú küldetés 

Hívójele:                            CSM: „Casper”

LM: „Orion”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-511)

Hasznos teher:                                Apollo–16 parancsnoki modul (CM-113) – COSPAR: 1972-031A

Apollo–16 szervizmodul (SM-113)

Apollo–16 holdkomp (LM-11) – COSPAR: 1972-031C

Holdjáró (LRV-2)

A küldetés hossza:         11 nap, 1 óra. 51 perc, 5 másodperc

Start:                                    1972. április 16. 17:54 – Cape Canaveral LC-39A

Űrséta (EVA):                   1 db, 1 óra, 23 perc. 42 másodperc

Holdra szállás:                 1972. április 21. 2:23 – Descartes fennsík

Holdon töltött idő:        2 nap, 23 óra, 2 perc

Holdi űrséta (LEVA):      3 db, 20 óra, 14 perc, 14 másodperc

Földet érés:                      1972. április 27. 19:45 – Csendes-óceán 

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:

Apoapszis:                         169,09 km (91,3 nm)

Periapszis:                          1166,68 km (90 nm)

Inklináció:                           32,542°

Keringési idő:                   87,85 perc

Excentricitás:                    0,0002

Keringések száma:         1,5

Hold:

Aposzelénium:                 315,39 km (170,3 nm)

Periszelénium:                 107,6 km (58,1 nm)

Inklináció (retrográd):   169,3°

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): John W. Young (Gemini–3, Gemini–10, Apollo–10)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): Thomas K. Mattingly II
  • Holdkomp pilóta (LMP): Charles M. Duke, Jr.

Fotók:

 

Apollo–17

J típusú küldetés

Hívójele:                            CSM: „America”

LM: „Challenger”

Hordozóeszköz:              Saturn V (SA-512)

Hasznos teher:                                Apollo–16 parancsnoki modul (CM-114) – COSPAR: 1972-096A

Apollo–16 szervizmodul (SM-114)

Apollo–16 holdkomp (LM-12) – COSPAR: 1972-096C

Holdjáró (LRV-3)

A küldetés hossza:         12 nap, 13 óra, 51 perc, 59 másodperc

Start:                                    1972. december 7. 05:33 – Cape Canaveral LC-39A

Űrséta (EVA):                   1 db, 1 óra, 5 perc, 44 másodperc

Holdra szállás:                 1972. december 11. 19:54 – Taurus–Littrow völgy (Vallis Taurus–Littrow)

Holdon töltött idő:        3 nap, 3 óra

Holdi űrséta (LEVA):      3 db, 22 óra, 3 perc, 57 másodperc

Földet érés:                      1972. december 19. 19:24 – Csendes-óceán 

Pályaelemek (keringési fázis):

Föld:

Apoapszis:                         167,24 km (90,3 nm)

Periapszis:                          166,68 km (90 nm)

Inklináció:                           28,526°

Keringési idő:                   87,83 perc

Excentricitás:                    0,0000

Keringések száma:         2

Hold:

Aposzelénium:                 314,84 km (170 nm)

Periszelénium:                 97,41 km (52,6 nm)

Inklináció (retrográd):   159,9°

Személyzet:

  • Küldetésparancsnok (CMR): Eugene A. Cernan (Gemini–9A, Apollo–10)
  • Parancsnoki modul pilóta (CMP): Ronald E. Evans
  • Holdkomp pilóta (LMP): Harrison H. Schmitt

Fotók:

 

 

Törölt küldetések

Az Apollo program záróküldetése eredetileg az Apollo–20 repülése lett volna, de költségvetési okokból, a közvélemény érdektelensége, az Apollo–1, valamint az Apollo–13 balesete miatt, a legyártott hardverek ellenére három küldetést: az Apollo–18-at, az Apollo–19-et és az Apollo–20-at törölték.

  • A személyzet rotációja alapján az Apollo–18 kijelölt személyzete: Richard Gordon Jr. (CMR, korábbi küldetései: Gemini–11, Apollo–12), Vance D. Brand (CMP) és Harrison H. Schmitt (LMP) lett volna, az űrprogram rövidebbé válása után Schmittet áttették az Apollo–17 küldetésbe.

  • Az Apollo–19 misszió során Fred W. Haise Jr. (CMR, korábbi küldetése: Apollo–13), William Reid Pogue (CMP) és Gerard Paul Carr (LMP) repült volna. Haise később repült az űrsiklóval, Pogue és Carr pedig a Skylab programban vett részt.

  • Az eredetileg utolsónak tervezett Apollo küldetés személyzetére vonatkozóan csak feltételezések léteznek: az Apollo–20 valószínűleg Stuart A. Roosa (CMR), Paul J. Weitz (CMP) és Jack R. Lousma (LMP) irányítása alatt repülhetett volna.

A megmaradt hardverek sorsa:

  • Az Apollo–18 küldetéshez gyártott Saturn V rakétát a Skylab–1 űrállomás pályára állítására használták, a 3. fokozata kivételével.

  • A Johnson Űrközpontban kiállított Saturn V rakéta az Apollo–19 1. fokozatából, az Apollo–20 2. fokozatából és az Apollo–18 3. fokozatából áll, valamint egy soha be nem fejezett parancsnoki/szervizmodulból.

  • A Kennedy Űrközpontban kiállított Saturn V rakéta 1. fokozata egy statikus tesztekhez használt (az eredetivel tömegazonos) tesztpéldány (S-IC-T), a 2. és 3. fokozata az Apollo–19 küldetéshez gyártott Saturn rakétáé, parancsnoki/szervizmodulja szintén (az eredetivel tömegazonos) tesztpéldány (ún. boilerplate).

  • Az Apollo–20 1. fokozata a John C. Stennis Űrközpontban van kiállítva. 3. fokozata át lett alakítva a Skylab tartalék fokozatává, ma a Smithsonian Intézetben tekinthető meg.

  • Az utolsó komplett Saturn IB a Kennedy Űrközpontban tekinthető meg, eredetileg a Skylab mentőküldetéshez használták volna.

  • Az Apollo–18 küldetéshez gyártott, félkész holdkomp a Long Island-i (New York) „Cradle of Aviation” Múzeumban van kiállítva.

Szerző: Szekretár Zsolt

Fotók: NASA

Zerinváry Szilárd: Nem teljesen kötött a Merkur tengelyforgása

A Föld két legfontosabb mozgása a tengelyforgása és a Nap körüli keringése. A tengelyforgás ideje 23 óra 56 perc és 4 másodperc, a napkörüli keringés ideje pedig 365 nap 5 óra 48 perc és 46 másodperc. A két mozgás időtartama tehát különböző. Az ilyen bolygó tengelyforgását kötetlennek nevezzük.

Naprendszerünkben azonban több olyan égitestet ismerünk, amelyeknek a keringési és tengelyforgási ideje megegyezik egymással. Ezeknek az égitesteknek a tengelyforgását kötöttnek nevezzük. Jó példa erre a Hold, melynek tengelyforgási ideje megegyezik az egyszeri földkörüli keringési idejével. De nemcsak a mellékbolygók világában találunk példát a kötött tengelyforgásra. Hiszen a bolygók közül a Merkurt mind ez ideig úgy tartottuk számon, mint amelynek a tengelyforgása kötött. A szakkönyvekben úgy olvashatjuk, hogy a Merkur keringési, illetve tengelyforgási ideje 87 nap 23 óra 16 perc, vagyis 87 970 földi nap. (1. sz. ábra.)

1. ábra. Mi a különbség a Hold (I) és a Merkur (II) tengelyforgása közt?
I. Amíg a Hold egy keringést végez, azalatt egyszer megfordul a tengelye körül. Ezért a P-vel jelzett felszíni pontja mindig szembe kerül a Földdel.
II. A Merkur tengelyforgása valamivel gyorsabb, mint a keringése. Emiatt P felszíni pontnak a Földhöz viszonyított helyzete eltolódik. Az ábrán a P pont eltolódása a szemléletesség kedvéért erősen túlzott.

A Merkur kötött tengelyforgását a csillagászok azzal magyarázták, hogy ez a bolygó van a legközelebb a Naphoz és emiatt a Nap tömegvonzása fékezőleg hatott a Merkur tengelyforgására. Ezt a fékező erőt a szakirodalomban árapálykeltő erőnek nevezik. A csillagászok kimutatták, hogy az árapálykeltő erő fordítva arányos a két égitest tömegközéppontjait egymástól elválasztó távolság köbével. Ha például egy csillag körül két bolygó kering és az egyik bolygó háromszor közelebb van a csillaghoz, mint a másik, akkor a közelebbi bolygóval szemben 33-szor, vagyis 27-szer erősebben nyilvánul meg az árapálykeltő erő fékező hatása, mint a másik bolygóval szemben. Ha figyelembe vesszük, hogy a Merkur 57,8, a Föld pedig 149,5 millió km középtávolságban kering a Naptól, akkor megállapíthatjuk, hogy a Merkur kereken 2,6-szer közelebb van a Naphoz, mint a Föld. Ennek megfelelően a Merkurral szemben érvényesülő árapálykeltő erő 2,63-szor, vagyis 17,6-szor nagyobb, mint a Földdel szemben érvényesülő hasonló erő. Ezek alapján könnyen érthető volt, hogy a Merkur tengelyforgása az idők folyamán kötötté vált.

Mindez természetesen nem jelenti azt, hogy a Merkur egyenlítői pontjai nem végeznek rotációs mozgást a térben. Hiszem a Merkur is forog a tengelye körül, csak abban különbözik a Földtől, hogy a tengelyforgási ideje megegyezik a keringési idejével. A Föld egyenlítői pontjai 464 méter utat tesznek meg egy másodperc alatt a tengelyforgás következtében. Ekkora tehát az egyenlítői pontok úgynevezett lineáris sebessége. Ugyanezt a sebességet kiszámíthatjuk a Merkur egyenlítői pontjaira vonatkoztatva is. A Merkur egyenlítőjének kerülete 16 200 km. Másrészről figyelembe véve, hogy a bolygó egyenlítői pontjai kereken 88 nap alatt tesznek meg egy teljes körutat, a Merkur egyenlítői pontjainak a rotációból adódó lineáris sebességére 0,002 km/sec, vagyis 2 méter/sec érték adódik.

Ezzel nagy vonalaiban elmondtuk azt is, amit a bolygó tengelyforgásáról eddig tudtunk. Egy újabb megfigyelési eredmény alapján azonban bizonyos fokig revideálnunk kell a Merkur tengelyforgásával kapcsolatos álláspontunkat. A Pic du Midi obszervatórium kutatói ugyanis a közelmúltban megállapították, hogy a Merkur bolygó tengelyforgása sem teljesen kötött, mint ahogy azt régebben gondoltuk. Az érdekes felfedezés előzményei röviden a következők.

A Pic du Midi obszervatóriumban még 1942–1944 között nagyszámú fényképfelvételt készítettek a Merkurról az ottani 38, illetve 60 cm-es refraktorok segítségével. A felvételek alapján egy új, az eddigieknél (Schiaparelli, Lovell és Antoniadi térképeire gondolunk!) pontosabb térképet készítette a kutatók a bolygó látható félgömbjéről. Mi ugyanis csak a bolygó egyik félgömbjét ismerjük. Erről meggyőzhet bennünket a 2. sz. ábra. Ha meggondoljuk, hogy a bolygó mindig ugyanazon félgömbjét fordítja a Nap felé, akkor megállapíthatjuk, hogy alsó együttállás idejében nem az a félgömbje esik felénk, mint felső együttállása idejében. A mellékelt ábra azonban arról is meggyőz bennünket, hogy ezt a félgömbjét, illetve az azon levő felszíni képződményeket nem láthatjuk, tekintettel arra, hogy ezt a félgömböt nem világítják meg, vagyis nem teszik láthatóvá számunkra a napsugarak. Az éjszakai félgömb hőmérsékletét meg tudjuk mérni (a mérések -265 C°-ot adtak eredményül), de a felszíni képződményeit nem ismerhetjük meg. Közbevetőleg megjegyezzük, hogy a radar csillagászati alkalmazása a remélhetőleg nem is olyan távoli jövőben lehetővé fogja tenni, hogy ezt a félgömböt is „letapogassuk” és letérképezzük. Erre a kérdésre különben még visszatérünk.

2. ábra. Így látjuk a Merkur fázisait pályájának különböző pontjaiban.

A Pic du Midi obszervatóriumban készített új Merkur térképen 28 felszíni képződmény látható. De nem ez az érdekes, hanem az, hogy az elmúlt fél évszázad alatt a bolygó egyes felszíni részleteinek a merkurográfiai (a geográfiai szó analógiájára) helyzete észrevehetően megváltozott. A kutatók ugyanis összehasonlították egymással az 1942. évben készült, illetve a Schiaparelli által 1889-ben rajzolt térképeket. Munkájuk során megállapították, hogy a Merkuron látható és egymással azonosított képződmények merkurográfiai hosszúsága kereken 10°-kal változott meg időközben. Ez a megállapítás elég volt ahhoz, hogy a kutatók kiszámítsák az egyszeri keringés és tengelyforgás időtartamának a különbségét. Ezt a számítást könnyen követhető, egyszerűsített alakban bemutatjuk az olvasóknak.

Induljunk ki abból, hogy 1889–1942 között 53 év, vagyis kereken 19 360 nap telt el. Másrészről említettük azt is, hogy a Merkur keringési ideje 88 nap. Egyszerű osztással meggyőződhetünk arról, hogy az 1889–1942 között eltelt 53 év alatt 220 keringést végzett a bolygó a Nap körül. ezek szerint a 10°-os eltérés 220 keringés folyamán halmozódott fel. Ebből egy keringésre 2,7 szögperc esik. Ez a 2,7 szögperc a bolygó egyenlítőjének 1/8000-ed részével egyenlő.

Ezzel eljutottunk a számításunk utolsó üteméhez. Kérdés, hogy mennyivel egyenlő a 88 napos keringési idő 1/8000-ed része. A két számra vetett futólagos pillantás alapján is megállapíthatjuk, hogy a mi esetünkben szó sem lehet napokról, vagy órákról: legfeljebb percekről beszélhetünk.

A számítást elvégezve 15,8 percet kapunk eredményül. Láthatjuk tehát, hogy a keringés és a tengelyforgás időtartama közötti különbség 16 perc körül mozog.

Mindez azt jelenti, hogy a bolygó tengelyforgása – ha szigorúan kezeljük a dolgot – nem tekinthető mégsem teljesen kötöttnek. Viszont ebből következik az is, hogy a terminátor vonala (a nappali és az éjszakai félgömb határvonala) a bolygó felszínén nyugati irányban fokozatosan eltolódik. Ahhoz, hogy a Nap a jelenlegi éjszakai félgömböt világítsa meg, nyilván annyiszor 53 év szükséges, ahányszor nagyobb a 180° a 10°-nál, tekintettel arra, hogy ez az állapot 180°-os szögelfordulás esetében következik be. Ebből következik, hogy:

53,18= 954, vagyis kereken ezer év múlva válik nappali félgömbbé a jelenlegi éjszakai félgömb. Ezt a számot azonban mindenképpen csak nagyságrendi számnak tekinthetjük. Ennek két oka van. Először is további pontos megfigyelések szükségesek az eltolódás mértékének még pontosabb tisztázása céljából. Másodszor, azt is figyelembe kell vennünk, hogy az árapálykeltő erő fékező hatása az elkövetkező időben is tovább fogja csökkenteni a bolygó tengelyforgásának a szögsebességét. Hiszen ez az erő arra irányul, hogy a két mozgás időtartamát (vagyis a keringés és a tengelyforgás időtartamát) tökéletesen szinkronizálja. Minden valószínűséggel állíthatjuk tehát, hogy ez a 180°-os szögeltérés nem 1000 év, hanem hosszabb idő alatt fog végbemenni. Megjegyezzük egyébként, hogy minden idevonatkozó számítást megnehezít az, hogy a bolygónak nincs holdja és ezért még ma sem ismerjük egészen pontosan a tömegét.

Kérdés ezek után, hogy vajon előreláthatólag mikor fogjuk megismerni a bolygó éjszakai félgömbjét? Láttuk, hogy körülbelül ezer évig kellene erre várnunk, ha ki akarnánk „böjtölni” a bolygó 180°-os szögelfordulását. Utaltunk azonban már arra is, hogy a radar csillagászati alkalmazása révén ezt az időt valószínűleg le fogjuk tudni rövidíteni. Hiszen a radar fejlődése igen gyors. Előre megjósoljuk tehát, hogy ebben a versenyben az emberi technika fog győzni. Mire a bolygó „rászánja” magát, hogy 180°-kal elforduljon (a Naphoz viszonyítva), addig már régesrég le fogjuk térképezni radarral az éjszakai félgömbjét.

Az eddig mondottakból egy érdekes további következtetést vonhatunk le. Amennyiben ugyanis szigorúan kezeljük a kérdést, kiderül, hogy a bolygó nyugati és keleti terminátorának a vidéke nem azonos hőmérsékletű. Ezt a 3. sz. ábránk szemlélteti. Az ábrán P-vel a bolygó északi sarkát, AB-vel pedig a jelenlegi terminátor vonalát ábrázoltuk. Felvetődik tehát a kérdés, hogy melyik pontban magasabb a bolygó hőmérséklete: az A vagy a B pontban?

3. ábra. Melyik terminátor közelében magasabb a hőmérséklet a Merkuron? (L. a szöveget.)

Ha figyelembe vesszük, hogy a bolygó tengelyforgása direkt (vagyis nyugat–keleti) irányú, könnyen választ adhatunk erre a kérdésre. Haladjunk csak gondolatban visszafelé a bolygó múltjába és azonnal világossá válik előttünk, hogy az A és B pontok helyzete bizonyos idővel napjaink előtt nem egyezett meg a jelenlegivel. Eszerint az A pont az A1-gyel, a B pont mondjuk valahol B1-gyel jelölt helyzetben volt a Naphoz képest. Ilyen módon a B pontot a múltban nagyobb szög alatt érték a napsugarak, mint jelenleg. A B pont tehát még feltehetőleg bizonyos maradék hőmennyiséget őriz azokból az időkből. Ezzel szemben az A pont a múltban A1 helyzetben, vagyis a bolygó éjszakai félgömbjén volt. Ez a pont egyre nagyobb szög alatt részesül a Nap sugaraiban. Mindezt egybevetve a B pontban lehűlés, az A pontban pedig felmelegedés folyik, vagyis a B pont környéke valamivel magasabb hőmérsékletű, mint az A ponté.

A kérdéssel kapcsolatban még egy újabb felfedezésről is megemlékezünk. A Pic du Midi obszervatórium kutatói azt is megállapították, hogy 1889–1942 között az egyes felszíni képződmények merkurográfiai szélessége is észrevehetőleg megváltozott. A képződmények szélességváltozását figyelembe véve a csillagászok kiszámították, hogy a bolygó egyenlítőjének síkja 7°-os szöget zár be pályasíkjával. Ennek a hajlásszögnek az értéke napjainkig ismeretlen volt. Összehasonlítás céljából egyébként megemlíthetjük, hogy a Föld pályasíkja és egyenlítői síkja 23° 27’-es szöget zárnak be egymással.

Végül megemlíthetjük, hogy az ebben a rövid beszámolónkban közölt adatokat csak a közelmúltban publikálták a Pic du Midi obszervatórium kutatói. Az 1942–1944 között készített felvételek pontos kimérése, az 1889. évi térképpel való egybevetése és az új Merkur-térkép megrajzolása ugyanis huzamosabb időt vett igénybe. Ezt az időt meghosszabbította az is, hogy az obszervatórium sokoldalú munkaprogramja miatt a kutatók természetesen nemcsak ezzel az egyetlen kérdéssel foglalkoztak az elmúlt évek során.

A Csillagok Világa 1956/3-4. számában megjelent írás másodközlése. A Zerinváry család hozzájárulásával. A cikket eredeti helyesírással közöljük.

Szerző: Planetology.hu

Könyvajánló: Arthur C. Clarke – A Mars titka

Az emberiség végre kinőtte bölcsőjét, a Földet és létrehozott egy állandó települést a Marson. A történetben a híres sci-fi író, Martin Gibson az Ares nevű személyszállító űrhajó első (teszt)útján a Marsra utazik, hogy beszámolókat írjon az ottani Mars-kolónia életéről és mindennapjairól. A három hónapos út során megismerkedik a legénység tagjaival és szorgalmasan írja az űrutazásról szóló cikkeit. Közben megismerkedünk az űrpor “hatásaival”, majd megérkezve magával a vörös bolygóval és holdjaival is. Betekintést nyerünk továbbá az első Mars-telepesek életébe, de észre vesszük azt is, hogy a bolygó titkokat is rejteget…

A mű a szerző egyik korai, 1951-es könyve, mely kis csúsztatásokkal, de ma is megállja a helyét a sci-fi könyvek közt.

Arthur C. Clarke: A Mars titka.
Budapest, 1957. Bibliotheca Kiadó.
Fordította: Pethő Tibor.
Lektor: Zerinváry Szilárd. 219 p.

Értékelés: 8/10

Szerző: Kovács Gergő

Balogh Gábor: Félelem és Rettegés

Phobosz és Deimosz, a különös Mars-holdak
/Félelem és Rettegés, Mars isten fiai/

A görög mitológiában Phobosz (Φόβος – félelem) és Deimosz (Δεῖμος – rettegés), Arész hadisten és Aphrodité fiai. Arész római megfelelője természetesen Mars isten. Ezekről a mitológiai ikertestvérekről nevezte el nagyon találóan Asaph Hall amerikai csillagász 1877-ben az általa felfedezett két holdacskát. A Mars két parányi holdja közel kering az anyabolygóhoz, valamint elég sötétek is, fény-visszaverődési képességük alacsony, tehát megfigyelésük nem könnyű. Érdekes módon, Johannes Kepler (1571-1630) már jóval korábban felvetette az ötletet, hogy a Marsnak két holdja kell, hogy legyen. Az ötlet nem tudományos alapokon született, hanem egyfajta számmisztikán, ami ráadásul hibás kiinduló adatokkal számolt. Kepler arra gondolt, hogy, ha a Földnek egy holdja van, a Jupiternek pedig – akkor még úgy tudták – négy, akkor a Marsnak minden bizonnyal kettő. 1727-ben Jonathan Swift a „Gulliver utazásai” művében szintén két holdacskáról ír – 150 évvel felfedezésük előtt.

A Phobosz a Mars felszínétől csaknem 6000 kilométerre kering, mérete 27 km × 21,6 km × 18,8 km. A Deimosz, a kisebbik hold, 10 km × 12 km × 16 km méretű, és mintegy 20060 kilométerre kering a vörös bolygó felszínétől. Mindkét hold keringése kötött, tehát mindig ugyanazt az oldalukat fordítják a Mars felé. A Phobosz sűrűsége 1,9 g/cm3, a Deimoszé 1,5 g/cm3.

Phobos és Deimos
Forrás: MarsNews

Hamarosan nyilvánvalóvá vált, hogy a két holdacska sok más tekintetben nagyon különös. Egyrészt, kis méretük folytán sosem tudnak teljes napfogyatkozást előidézni, ezzel szemben szinte minden nap gyönyörködhetünk a Phobosz holdfogyatkozásában.

Marsbéli „gyűrűs napfogyatkozás”
– avagy inkább Phobos-átvonulás.
Forrás: Jet Propulsion Laboratory

Ráadásul a Phobosz Mars körüli keringése gyorsabb, mint a Mars tengely körüli forgása, tehát bolygóját kevesebb, mint nyolc óra alatt kerüli meg. Csodálatos látvány lehet, amint naponta kétszer felkel nyugaton és kétszer lenyugszik keleten. A Deimosz távolabb kering anyabolygójától, keringési periódusa nagyobb, mint a vörös bolygó forgási ideje, ezért a Marsról nézve lassabban mozog az égen, mint a csillagok.

Az árapályerők folyamatosan lassítják a Phobosz mozgását, tehát közeledik a Marshoz, ötvenévente egy métert. Ez azt is jelenti, hogy mintegy 30-40 millió év múlva ugyanezen erők darabokra szaggatják a Phoboszt, létrehozva ezzel egy gyűrűt a Mars körül. Ennek kezdeti jeleit láthatjuk a nagyobbik Mars-holdon, ugyanis a Phobosz felszínén számtalan mély barázda található. Valószínűsíthető, hogy maga a hold szerkezete is töredezett, több darabból áll. A másik hold, a Deimosz viszont egyre távolodik a Marstól.

A Phobos párhuzamos barázdái
Forrás: NASA Visualization Explorer

A másik furcsaság a holdacskák sötét, különleges anyaga. A felszínt sötét, több méter vastag regolit, törmelékpor borítja. Mélyebben, maga a holdacskák anyaga szenes kondrit, hiszen spektrumuk, fényvisszaverő képességük és sűrűségük is az úgynevezett C-típusú kisbolygókéhoz hasonló.

A C-típusú kisbolygók az ismert kisbolygók mintegy háromnegyedét képviselik, legtöbbjüket a kisbolygóöv külső részén találjuk, körülbelül 3,5 csillagászati egységre a Naptól. Ezeknek a kisbolygóknak a színképe a szenes kondritokéval mutat hasonlóságot.

A szenes kondritokat jól ismerjük. Noha a megfigyelt hullások kis részét adják, a tudomány különleges figyelmet fordít rájuk. Noha főként szilikátokból állnak, számos fajtájuk tartalmaz jelentős mennyiségű vizet (3%-22%), szenet, sőt, szerves anyagokat is. Az illékony vegyületek és a víz jelenléte azt bizonyítja, hogy ezek a kőzetek sosem melegedtek 200°C fölé.

A Kaidun, egy CR2 típusú szenes kondrit
Forrás: Метеоритная коллекция Российской Академии Наук

A Kaidun meteorittal kapcsolatban több kutató is felvetette azt a lehetőséget, hogy talán a Phoboszról származik, mert az alapkőzet szenes kondrit, olyan alkáli kőzetdarabokat is tartalmaz, melyek differenciált égitestről származnak. Ez elvileg megfelel a Mars geológiájának.

Nos, mindez gyakorlatilag azt jelenti, hogy a vörös bolygó holdjai nem származhatnak a keletkező vagy a már kialakult Mars anyagából, hiszen az nem kondritos, hanem differenciált. Kézenfekvőnek tűnik, hogy a Mars befogta ezeket a holdacskákat, melyek eredetileg aszteroidák, azaz kisbolygók voltak. A legújabb számítógépes modellek szerint viszont ez csak úgy lehetséges, hogy az eredeti, befogandó aszteroida kettős kisbolygó volt. További ellentmondás a befogásos elmélet ellen, hogy a Phobosznak nagyon nagy a porozitása, mintegy 25-35%-át az üregek teszik ki. Mindezek talán arra utalnak, hogy a Phobosz úgy keletkezett, hogy egy C-típusú kisbolygó ütközött a vörös bolygóval, és a kilökött anyag állt össze a Mars körül.

Sok kérdőjel van tehát, ezekre talán megkapjuk a válaszokat a közeljövőben. 2020-ra tervezi a NASA a PADME (Phobos And Deimos & Mars Environment) küldetését. Egy másik fontos küldetés lehet a GULLIVER, melynek során a Deimoszról hoznának vissza mintákat, 2024-ben Oroszország is tervezi a sikertelen Fobos-Grunt misszió megismétlését.

Szerző: Balogh Gábor

 

Források:

Burns, J. A. “Contradictory Clues as to the Origin of the Martian Moons,” in Mars, H. H. Kieffer et al., eds., U. Arizona Press, Tucson, 1992

“Close Inspection for Phobos”. One idea is that Phobos and Deimos, Mars’s other moon, are captured asteroids. http://sci.esa.int/mars-express/31031-phobos/

Landis, G. A. “Origin of Martian Moons from Binary Asteroid Dissociation,” American Association for the Advancement of Science Annual Meeting; Boston, MA, 2001

Cazenave, A.; Dobrovolskis, A.; Lago, B. (1980). “Orbital history of the Martian satellites with inferences on their origin”. Icarus. 44: 730–744.

Mars’ Moons: Facts About Phobos & Deimos. https://www.space.com/20413-phobos-deimos-mars-moons.html

NASA Mars Fact Sheet. https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html

Ivanov, Andrei V. (4 September 2003). “The Kaidun Meteorite: Where Did It Come From?” https://web.archive.org/web/20090327135632/http://www.geokhi.ru/~meteorit/publication/ivanovlpsc03-e.pdf

Wiegert, P.; Galiazzo, M. (2017). “Meteorites from Phobos and Deimos at Earth?”. Planetary and Space Science. 142: 48–52.

Dénes Lajos: A nagy ordovician meteorzápor

2014-ben írtam egy öt részes bejegyzést a Csillagvárosba erről a témáról, azonban én a meteoritok szempontjából közelítettem meg ezt az eseményt. Most valahogy ismét előkerült a téma egy beszélgetés alkalmával…

“470 millió évvel ezelőtt volt egy hatalmas ütközés a Mars és a Jupiter között, két 100 km-es szikla ütközött össze, ez volt a legnagyobb karambol a Naprendszerben az elmúlt 1 milliárd évben.”

Ez elég erős állítás, és az erős állítások erős bizonyítást kívánnak. Engem a bizonyítás érdekelt. Nos, először tisztázzuk, hogy miről is van szó. Az ordovícium egy geológiai korszak ill. rendszer. Ez egy 485,4 ±1,9 és 443,4 ±1,5 millió évvel ezelőtti időszak. A korszakot Charles Lapwort határozta meg 1879-ben. Két geológus, Swdick és Murchison, vitatkozott azon, hogy az észak-walesi kőzetek a kambrium vagy a szilur korszakban keletkeztek-e. Lapworth megvizsgálta a két rétegben talált fosszíliákat és talált olyanokat is amelyek különböztek a kambriumi és sziluri leletektől. Javasolta, hogy külön kategóriát állítsanak fel emiatt és javasolta, hogy ordovíciumnak (Ordovician) nevezzék el egy Wales területén élt ordovik nevű kelta törzsről. Az 1906-os Nemzetközi Geológiai Kongresszus ezt hivatalosan el is fogadta.

Az ordovícium idején jellemzően magas volt a tengerek szintje. A tremadoc korszakból a valaha létezett legnagyobb transzgresszióra (relatív tengerszint-emelkedés) maradtak bizonyítékok. Az ordovíciumi kőzetek jórészt üledékesek és jelentős arányt képvisel köztük a mészkő. Az élet a tengerekben virágzott, a nemzetségek száma megnégyszereződött. Puhatestűek, kagylók, csigák, csigaházas polipok, állkapocs nélküli halak (ők az első igazi gerincesek), és a korszak végére megjelent az első állkapcsos hal is. Ezek annyiból érdekesek számunkra, hogy a korszak végére jellemző volt egy tömeges kihalás. 443 millió évvel ezelőtt, a tengeri nemzetségek 60%-a kihalt. Itt kezdődne a meteoritos történet…

Egy elmélet szerint 470 millió évvel ezelőtt a fő aszteroidaövben ütközött két kb. 100 km-es aszteroida. Ez az ütközés létrehozott egy hatalmas törmelékfelhőt. Ebből a törmelékfelhőből relatíve sok ütközött a Földel. Az ütközések gyakorisága legalább százszorosa annak, ami jelenleg tapasztalható. Ezek a törmelékek ettől az időponttól megtalálhatóak az üledékes kőzetekben. Az elmélet ehhez a meteorzáporhoz köt két drámai eseményt. Az egyik, egy sor hatalmas földcsuszamlás, a másik pedig egy tömeges kihalási esemény. Az elmélet abból indul ki, hogy a svéd mészkőbányák elértek egy olyan réteget ahol az addig szép fehér mészkőben „csúnya” zöld foltok jelentek meg. Ezek a furcsa foltok, csomók fosszilis meteoritok. Ez rendkívül ritka jelenség, ezelőtt a geológusok még nem láttak ilyet. Mario Tassinari nevű amatőr geológus azonosította 1980-ban, de a szakma nem fogadta el. Azóta a kutatók, főleg Birger Schmitz, (Svédországi Lund Egyetem), több mint 90 db meteoritot talált ebben a mészkőbányában. Azért ugye ez sem gyakori… Ezt felismerve, nekilátott egyéb bizonyítékok keresésének az azonos korú kőzetekben. Ez úgy történt, hogy a mészkövet savban oldotta, és apró krómszemcséket keresett benne. Króm van a Földön is, de a kémikusok valószínűsítették, hogy ezek a szemcsék az űrből érkeztek. Szorgos munkával talált ilyen szemcséket kínai, orosz, svéd, skót és argentin mintákban is. Azonban akkor talált egy részletes, írországi ásványi elemzést az ottani, hasonló korú kőzetekről és ezekben a kőzetekben is megtalálták a krómszemcséket. Az írek állítása szerint viszont a krómszemcsék erodált ofiolitból származnak. (Az ofiolit az óceáni kéreg kőzetegyüttese. Az óceánközépi hátság vidékén keletkezik, a Föld köpenyéből fölnyomuló magmából.) Kinek van igaza? A matematika kegyetlenül precíz, de sokszor segít a viták eldöntésében.

Ebben az esetben is így történt. A svéd minta azért tartalmazott annyi meteoritot, mert az ott talált kőzetminta rétegeinek minden centimétere közel 10 000 év alatt jött létre, ugyanis akkoriban tenger borította a felszínt. A fenéken iszapból, mészkősárból és szerves „hulladékból” keletkezett a kőzet, tehát egy nyugodt, stabil felszínre potyoghattak az égi vándorok. Ugyanakkor az ír kőzet ezerszer gyorsabban alakult ki, melynek során homok, kavics és a magas hegyekből lezúduló iszap alakult át kőzetté. Ha ezer kilogramm ír feldolgozott kőzetben található krómot célirányosan vizsgáltak, akkor minimális volt az a króm-mennyiség ami égi eredetű. Tehát matematikailag igen kevés a valószínűsége, hogy a két dolog összefüggjön egymással. Így megdőlni kezdett az az elmélet, miszerint a nagy fosszilis földcsuszamlást egy aszteroida-becsapódás okozta.

Schmitz nem adta könnyen magát, célirányos vizsgálatokba kezdett. Kezdetben volt két földtörténeti korszak, a kambrium és a szilur. Ezek közé beékelődött, Lapworthnak köszönhetően az ordovícium. (Ezen korszakok tovább vannak tagolva, korai, közép és késői korszakokra, mely korszakok tovább vannak finomítva…) Bár évmilliókról van szó, mégsem születik meg csak úgy egy új korszak, kell valamilyen különleges, jól mérhető, bizonyítható esemény ehhez. Az akkori tengeri élőlények 60%-a kipusztult. Ez nagyon jól mérhető.  Meteoritikában pl. a vékony csiszolatokat úgy is kell vizsgálni, hogy egy rácsot helyeznek a mintára és meg kell számolni, hány kerek, illetve hány szögletes, már sokkhatásnak kitett kondrum található az adott területen. Ezen arányok értéke befolyásolja, hogy milyen petrológiai osztályba sorolják a meteoritot. Mint azt tudjuk, egy mérés nem mérés, két mérés fél mérés, tehát nem mérés… Van tehát sok mérés, most már számíthatunk szórást… Volt, van egy másik anomália, miszerint az idősebb kőzetrétegek között fiatalabb réteget találtak. Erre a magyarázat lehet a földcsuszamlás, de mi okozta? A harmadik dolog amit észre vettek, hogy az ordovícium és szilur határán a kőzetréteg feltűnően sima felületű, erre a jég magyarázat. Persze ez nem egy hideg téli éjszaka, hanem egy jégkorszak jellemzője. Mivel a Föld stabil pályán kering a Nap körül, a lehűlés okát a Föld légkörének hirtelen megváltozása okozhatta. A fent leírt jelenségeket próbálják az elméletek megmagyarázni.

A lehetséges magyarázatok:
– meteoritzápor
– egy közeli szupernóva hatása
– felfokozott vulkáni és tektonikai tevékenység

Tehát Schmitz, aki egy hatalmas meteorit-záporral magyarázná a jelenséget, sokat kell kutatnia, mérnie és számításokat kell végeznie. Nem elég állítani, hogy egy hatalmas aszteroida vagy annak darabjai ütköztek a Földdel, tények kellenek. Meg kell határozni, hogy mekkora az a tömeg és energia, ami kiválthat egy ilyen mértékű változást az egész bolygó életében. A könnyű válasz: nagy! De ez az állítás ide kevés! Nagy meteoritban sok az irídium. Hol van az a kőzetréteg, ahol feltűnően sok az irídium (pl. olyasmi, mint a sokat emlegetett KT vonal vagy határ tartalmaz)? A kora megegyezik a vizsgált jelenség korával? Megváltoztathatta-e a légkört annyira, hogy kialakuljon egy jégkorszak? Ezekre és még rengeteg más kérdésre kell válaszolni Schmitznek.

Ezért különböző tudományágak szakértőitől kért segítséget. A több, mint 90 db meteorit és kőzetágy alapos vizsgálatába kezdtek. A meteoritekről megállapították, hogy L-kondritok, a mintákat porrá őrölve az elemzés szerint ugyanabból a szülőégitestből származnak. Izotópok segítségével Schmitz ki tudta mérni, hogy a fragmentekben lévő krómszemcsék mennyi ideig voltak kitéve a kozmikus sugárzásnak. Azt tapasztalta, hogy minél fiatalabb a vizsgált szikla, annál több ideig volt kitéve a sugárzásnak, ez is azt támasztotta alá, hogy egy hosszabb ideig tartó meteorit, ill. törmelékhullás nyomait találta meg. Egy 1964-es tanulmány amely először L-típusú kondritnak azonosította a mészkőben talált fosszilis meteoritot, az ún. sokk-életkorát 470 millió évesnek azonosította. Ez egy független mérés volt, az adatok összevágtak. Következett a spektrumanalízis. A vizsgálandó port elpárologtatják és a színképét összehasonlítják lehetséges kisbolygókéval. A mérés eredményeként azt állapították meg, hogy az „eredeti test” illetve, ami maradt belőle, stabil pályán kering. Pályája alapján a Gefion- aszteroidák családjába tartozik. A még napjainkban hulló L-típusú kondritok 20%-a származik a Gefion családból.

A Gefion vagy Gefionian család főleg „S-típusú” kisbolygóból, kb. 100 törzstagból áll. A természeti jelenségekre jellemző a hatványfüggvény-eloszlás. Ez azt jelenti, hogy a kis hatások gyakorisága nagy, a mérsékelt hatásoké kisebb, a nagyobbaké ritka és a nagyon nagy hatásoké igen ritka. Az elmélet arra apellál, hogy a megszámlálhatatlan apró krómszemcsék és a sok apró meteorit megléte miatt, teljesen ésszerű azt feltételezni, hogy nagyobb tömegű, krátert létrehozó becsapódás is érte a Földet az ordovícián korban. Megemlíti a Lockne-krátert Svédországban, vagy a Osmussaar-breccsát Észtországban. Persze ezt nehéz így igazolni, mert a kráterek gyorsan pusztulnak, tehát az üledékes kőzeteket kell vizsgálni a megfelelő földtörténeti korból. A vita tovább gyűrűzött. John Parnell az Aberdeen Egyetemből javasolta, hogy modellezzék, hogy a nagy becsapódások létrehozhattak-e hatalmas földcsuszamlásokat a kontinentális margók környékén. 13-14 hasonló, nagy csuszamlást feltételeznek az ordovíciumban világszerte. Ő külön kiemelte az Angliai Lake District 1500 méter vastag gyűrt, nyírt, hajtogatott üledékét. Persze ezzel nem mindenki értett egyet, mert a masszív földcsuszamlások nem ritkák. A tenger alatti kontinentális lejtők instabillá válhatnak, főleg a tektonikailag aktív területeken.

A Lake District egy vulkáni ív mellett fekszik. A földrengések megmagyarázzák a megcsúszást, nem kell feltételezni egy meteorit becsapódás hatását. 2008-at írunk és még nincs vége a történetnek. A kutatás tovább folyt. Újabb esetleges becsapódási pontokat feltételeznek, most Észak-Amerikában. Ilyen az Ames-kráter Oklahomában, vagy a Decorah kráter Iowaban, a Slate-szigetek krátertó és a Wisconsinban található Rock Elm-kráter. Az jól látszik az ábrán, hogy milyen egyezésekre alapoz Schmitz.

Az ábrát Schmitz és munkatársai készítették 2008-ban, nyolc részre osztva a korai és közép ordovícián korszakot, és az üledékes kőzetvizsgálati eredményeit ábrázolja. A fekete vonal mutatja a biológiai sokszínűséget, a fajok számát. A nagyobb kihalási eseményeket a kék vonal mutatja. A piros vonal mutatja azt, ahol megjelenik a földönkívüli króm és ahol az ozmium izotópok megváltozását mérték (az ozmium egyik vegyülete, az ozmium-tetroxid erősen mérgező, koncentrációja a levegőben nem haladhatja meg a 0,0016 mg/m^3 értéket. A fém már 107 g/m^3 koncentrációban a levegőben tüdő-, bőr- és szemkárosodást okoz. Hét izotópja ismert ezek arányából, a hozzáértők jól ellenőrizhető következtetéseket tudnak levonni). Látszik, hogy a fekete minimum és a piros maximum jól összevág. Schmitz elmélete, amit „Great Ordovician Biodiversification Event – GOBE” névvel illetett, arról szól, hogy egy környezeti katasztrófa miatt tömeges kipusztulás következett be, de fontos, hogy nem pusztult el minden élőlény. A hatalmas meteorzápor ill. nagyobb becsapódások miatt a Föld felszíne is változásokat szenvedett, tagoltabbá vált, növelve a lehetséges élőhelyek sokszínűségét. Lényeges változás történt a légkör összetételében. A légköri oxigén megnövekedett, és az abból képződő ózonréteg a felszínre érkező ibolyántúli sugárzást minimálisra csökkentette. Ezzel megnyílt a lehetőség a növények szárazföldi elterjedésére (az ózonréteg jelentősen a szilur végére vastagodott meg annyira, hogy a szárazföldi élet tömegesen megjelenhessen). Az elmélet pozitív szemléletére az utal, hogy a név nem a kihalási hullámot, hanem az azt követő, az élet burjánzására, a flóra és fauna hatalmas és gyors fejlődésére utal. Az elmélet még a mai napig sem bizonyított. A lényeg, hogy volt az adott időszakban kiemelkedő meteorithullási esemény, de azt nem állíthatjuk, hogy ez akkora volt, hogy módosítsa a 470 millió évvel ezelőtti Föld klímáját, biológiai arculatát. A legutolsó cikk a témáról, amit találtam, 2013-as.

Ez volt a 2014-es cikk vagy dolgozat.

Mit találtam róla most? Először is megosztom a Metageologist 2013 Szeptember 30-án megjelent cikkét, hogy az érdeklődő eredetiben is olvashassa, amit itt összefoglaltam [2]. Két dolog miatt is érdekes és megéri elolvasni: egyrészt itt láthat szép fotókat, másrészt legalul van egy komment. Ezt a Metageologist írta 2017. 02. 04-én. Egy link látható, ami a Sience Daily oldalára viszi az érdeklődőt. A cím nem körülményeskedik sokat…

A mítosz összeomlott: nincs kapcsolat a hatalmas aszteroida becsapódás, és a biológiai sokféleség növekedése között [3]. Pár mondatban összefoglalom, hogy miként omlott össze a mítosz. Állítás: az ordovicianban volt egy hatalmas meteorzápor, ez megváltoztatta a földi környezeti feltételeket, éghajlati változásokat okozott, a légkör összetétele is megváltozott. A domborzati viszonyok átalakultak, fokozódott a vulkanizmus. Az élőlények 60%-a kipusztult ugyan, de a megmaradt élet, amely túlélte ezt a kataklizmát, hihetetlen fejlődésen ment keresztül. Cáfolat: A technika fejlődésével sokkal pontosabban tudták megállapítani a fosszíliák korát. A régebbi mérés a fosszíliák korát pontatlanul határozta meg. Most a cirkonkristályok elemzésével nagyon pontosan megállapítható az az időpont, amikor a cirkonkristály a felszínre kerül. Ez megegyezik a megnövekedett vulkáni aktivitás korával. Az adódott, hogy a meteorzápor később történt, legalább 2 és fél millió évvel, mint a megnövekedett vulkáni aktivitás miatt a felszínre került láva, és az ebben található cirkonkristályok kora. Ebben a hamurétegben az „új élőlények” fosszíliái is megtalálhatók. Tehát a meteorzápor nem okozhatta a tömeges kihalást. A cirkonkristályos kormeghatározásról is csak pár mondatot írok, mert kiváló linkeket adok a cikk végén. A régi (>50000 év) vulkánkitörések legelterjedtebben használt geokronológiai módszere a cirkonkristályokon végzett kormeghatározás. A cirkónkristály egy cirkónium-szilikát (ZrSiO4) ásvány. Ezek az emberi hajszál vastagságával összemérhető, tehát 100-300 mikrométer nagyságú szemcsék. Ezen kristályok esetében a kristályszerkezetben lévő „hibák” segítenek a kormeghatározásban. Az ásványok kristályrácsába a fő alkotókon kívül, elemhelyettesítéssel beépülhetnek nyomnyi mennyiségben idegen elemek is, ha azok ionjainak mérete és töltése közel van a fő komponenséhez. A cirkon ásványban így a cirkóniumot helyettesíteni tudja a hafnium, továbbá az urán és a tórium is. Az uránnak két radioaktívan bomló, instabil izotópja van, a 238 és 235 tömegszámú izotópok, míg a tórium izotópjai közül a 232 tömegszámú atom stabilizálódik radioaktív bomlással, a végállapot valamilyen ólomizotóp (206, 207, 208 izotópok). A vulkáni képződményből kinyert cirkonkristályokon történik az izotópmérés. Két fontos dolgot kell figyelembe venni. Az első, hogy az izotópok mennyiségéből, az adott izotóprendszerre jellemző felezési idő figyelembe vételével meg tudjuk határozni a jó keletkezési időt, fontos feltétel, hogy a keletkezés után az izotópok a kristályban maradjanak, azaz zárt maradjon a rendszer (azaz csak annyi származék-izotóp legyen, ami a radioaktív bomlás során keletkezett és annyi instabil izotóp, ami a radioaktív bomlás után visszamaradt). Ez az állapot különböző izotópok, különböző ásványok esetében más és más hőmérséklet elérése után áll be. A cirkonkristály akkor válik ki, ha a kőzetolvadékban a cirkónium mennyisége már olyan értéket ér el, hogy az olvadék „túltelítetté” válik ebben az elemben. A cirkonkristályban kb. 900 Celsius fok alatt már nem távoznak el az urán és az ólom izotópok, azaz a kristályosodás a záródási hőmérséklet alatt történik. Viszont a héliumizotóp csak 180 Celsius fok alatt marad benn a kristályban. A mérés elve az, hogy a láva a felszínen percek – órák alatt lehűl 180 fok alá, tehát a héliumizotópok is a kristályba zárva maradnak. Tehát, amennyiben megmérjük a cirkonkristályban lévő héliumizotópot és az urán- és ólomizotópokat, akkor ki tudjuk számolni, hogy a vulkánkitörés óta mennyi idő telt el. A kormeghatározáshoz szükséges izotópok mennyiségét lézerablációs ICP-tömegspektrométerrel végzik. Ez persze nem ilyen egyszerű ahogy leírtam, ez nagyon bonyolult mérés [4]. Tehát szerintem szerencsés gyakran ellenőrizni néhány tudományos állítást, hiszen a tudomány nem az igazságot írja le, hanem a legvalószínűbbet.

Ez így van jól!

Dénes Lajos

Források:
[1] http://www.csillagvaros.hu/forum/viewtopic.php?f=24&t=2254&start=630#p46780
[2] http://all-geo.org/metageologist/2013/09/the-great-ordovician-meteor-shower/
[3] https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170203110156.htm
[4] http://tuzhanyo.blogspot.hu/2018/03/piciny-cirkon-kristalyokbol-kinyert-ido.html

Horváth Miklós: A Mars bolygóról

A Mars bolygóról.

Naprendszerünk tagjai közt bizonyára a Mars bolygó az, melyet a physikai astronomia leginkább ismer. Physikája némely pontjaira nézve azonban a vélemények eltérők. Ennélfogva nem tartom érdektelennek C. Flammárion azon észleletei, s ezekből vont következtetései ismertetését, melyeket a Mars legközelebbi oppositiója alkalmával ez év első felé­ben tett.*

„A Mars — így ir Flammarion — északi felét fordította felénk, mely a délinél kevésbbé ismeretes. Az északi sarkot egy fénylő fehér folt jelöli, mely — ha az athmosphaera, mind a Marsé mind a Földé, eléggé tiszta — a bolygó tányéra körvonalain túlterjedni látszik. Az északi sarkvidék jelenleg nem igen nagy terjedelmű ; néha úgy tetszik ez a szemnek, mint egy fehér borsószem, mely a tányér alsó szélén ragyog, s helyzetéből ítélve, a függélyes átmérő alsó végétől 40°-nyi távolságra fekszik kelet felé (csillagászati távcső fordított képe szerint).

Az északi sark hótömegei jelenleg nem nyúlnak a szélesség (marsi) 80-dik fokán túl; némely években azonban a 6o°-on is átlépnek. A hóvidék változásai a déli sarknál még jelentékenyebbek. Igen valószínű, hogy az északi sark környékét tenger borítja, egy sarktenger; sötét folt látható e helyütt, bár melyik oldalát fordítsa is felénk a bolygó. Úgy látszik, hogy ezen sarktenger a szél. 45°-áig terjed, néhol még tovább, keskeny szárazulat (kontinens) által a 65— 75°-ig a hosszúsági kör irányában ketté vágva. Egy hosszú és keskeny tenger nyúlik északról dél felé, hol terjedelmes tengerrel, a déli tengerrel áll összeköttetésben, mely az egyenlítő túlsó oldalán a deli félgömbre benyú­lik. Rendesen úgy látszik, hogy ezen csatorna a két tenger összekötő ere, néha azonban mintha északi végén folytonossága meg volna szakadva, s derékszög alatt kanyarúlatot képezne. Az északi félgömbön jelenleg ősz van; az északi sark hótömegei nagyobb részben el vannak olvadva; a déli sarkon, mely most láthatatlan, az ellenkező történik. A déli vidéket, kö­zel a tányér széleihez, fehér szalag határolja. Vájjon a hó-e ez, mely a déli szél. 40 °-ig lenyúlik, vagy felhő? Az utóbbi valóbbszínü. A bolygó felülete a szárazulat és tenger eloszlódására nézve a Földé­től igen különbözik. Míg Földünk felületének 3/4-de víz, addig a Marson több a kontinens mint a tenger. A párolgásnak ott is ugyanazon hatá­sai vannak mint a Földön, s a színképi elemzés kimutatta, hogy a Mars légköre épp úgy vízgőzökkel van tele, mint a miénk, és hogy tengerei, felhői épp olyan vízből állanak, mint a mieink. A kontinens vörhenyes színét kevésbbé intensivnek találtam ezen évben mint rendesen. A vörhenyes szín okát eleinte az atmosphaerában keresték.*

E magyarázattól elállottak, mióta bizonyossá vált, hogy a tányér széle nem oly annyira színes, mint közepe, sőt majdnem fehér. Ha a vörhenyes színt az atmosphaera okozná, a tünemény éppen ellenkező lenne; mert ezen esetben a színességnek az atmosphaera-réteg vastagságával — melyen a visszaverődött sugarak áthaladnak — aránylagos mértékben erősbülnie kellene. A planétát alkotó anyagokban rejlik-e az ok? Föltehető volna ez akkor, ha analógia útján nem kellene azt következtetnünk, hogy a Mars szárazulatai nem sivatagok, sőt inkább, hogy az atmosphaera, az eső, a nap termékenyítő melege és mindazon elemek befolyása alatt, melyek a Földön a növényvilág keletkezését előidézték, ott is vegetatiónak kellett létrejönni, mely a planéta physikai és chemiai alkotásával összefüggésben van. Ha tehát az, mit látunk, nem az anyag belseje, hanem a felület, úgy a vörhenyes szín oka nem lehet egyéb, mint a vegetatió, bárminő legyen is az. Igaz ugyan, hogy ama színesség semmi változást nem mutat az évszakok folyamában, hasonlókat azokhoz, melyeket Földünkön észlelhetni, bárha évszakai intensitásra nézve egyenlők a miéinkkel: de a felületét födő vegetatio lehet a miénktől nagyon kü­lönböző, s év folytában kevesebb változásnak kitéve. Marsra vonatkozó észleleteink eredményei tehát a következőkben állíthatók össze:

1. A sarkvidékeket váltogatva hó fedi az évszakok és azon változások szerint, melyeknek oka a pálya nagy excentricitása. Jelenleg a sarki jég a szél. 8o°-ig ér.

2. Felhői és szelei vannak hasonlóan a Földéhez; az atmosphaera télen inkább van telítve párákkal, mint nyáron.

3. Felülete egyenletesebben van szárazulatra és tengerre oszolva, mint a Földé; valamivel több a száraz mint a tenger.

4. Meteorologiája közel ugyanaz mint a Földé: a víz ugyanazon physikai és chemiai állapotú, mint saját gömbünkön.

5. A kontinens vörhenyes vegetatio által látszik borítva.

6. Végre következtethetni, hogy e planétán organikus állapotok vannak, kevéssé különbözők azoktól, melyek a Földön az életet létrehozták.

Horváth Miklós

A Természettudományi Közlöny 1873 novemberi számában megjelent írás másodközlése. A cikket eredeti helyesírással közöljük.

Szerző: Planetology.hu

Kormos Balázs: Egy különleges holdi meteorit nyomában

Szeretném veletek megosztani eddigi legkülönlegesebb holdi meteoritom legszebb darabját. Korábban volt róla szó, hogy bizony ezek a holdi eredetű kőzetek, (melyek meteoritként érkeztek a Földre) tartalmazhatnak Fe-Ni-t. Arról is szó volt, hogy a Fe-Ni szemcsék a Holdba becsapódó meteoritok darabjai, melyek belekerültek az ütközési olvadékba,ahogy nyilván más litológiai klasztok is így kerültek ebbe a gyönyörű földpátos breccsába (és egyéb holdi meteoritokba).

Úgy tudom, hogy az NWA5000 600 millió éven át különböző becsapódásoknak és hőmérsékleti változásoknak kitéve alakult szépen lassan, (ez egyébként meglepően kevés idő) amikor is egy nagy becsapódás megadta neki a kezdő lökést felénk.

Az NWA5000 egy komplex Hold felföldi breccsa, melyekben igen nagy mértékben található leukogabbró törmelék. A leukogabbró tartalmaz anortitot és pigeonitot. A pigonit egy rendkívül érdekes ásvány, mely monoklin kristályrendszerrel rendelkezik, valamint a piroxén csoportok tagja. Úgy tudom, hogy a gyors lehűlésre utal ez az ásvány.

Viszont ugorjunk vissza mondandóm elejére. Nem utolsó sorban a fentebb említett Fe-Ni szemcsék közül egyet be is mutatok számotokra. Úgy tudom NWA5000-ből származó Fe-Ni fotó most kerül közzé elsőként hazai gyűjteményből. Végszóként ez a legszebb holdi meteorit, amit valaha láttam.

A Mars bolygó physikai viszonyairól

A Mars múlt évi augusztus, szeptember és október havában beállott oppositiója alkalmával többféle megfigyelések történtek, melyek e bolygó physikai viszonyait illetőleg nagyobb fontosságúak, és átalánosabb érdekeltséget keltenek. Erre nézve érdekesnek tartjuk a következőkben három angol csillagász megfigyeléseinek eredményét közölni. A greenwichi csillagfigyelőn ismételve vizsgálta Maunder a Mars színképét, annak eldöntésére, hogy e színkép milyen származású tulajdonké­pen, mutatja-e e színkép, hogy a Marsnak légköre van, vagy lehet-e belőle a bolygó felületének különbségeire kö­vetkeztetést vonni. Augusztus hó 23-ikán és szeptember 26-ikán Maunder összehasonlította a Mars színképét a Holdéval, mely akkor körülbelül ugyanazon magasságban volt a látóhatár felett. A Fraunhofer-féle vonalokon kivül mind a két alkalommal gyenge elmosódott elnyelési csíkok látszottak. Ugyanezek a sötét csíkok — számra nyolczan — szept. 21-ikén is mutatkoztak, a midőn a Holddal nem történt összehasonlítás. E csíkok közt csak három látszott a Hold színképében is, a többiek csak a Mars színképében fordúltak elő. Szeptember 12-ikén, midőn a „Dawes Ocean“-nak nevezett nagy, sötét folt foglalta el a bolygó korongjának közepét, megvizsgálta Maunder, hogy mutatkozik-e különbség a spectrumban, ha ez a korong különböző részeiből származik. A sötét folt (a „Dawes tenger”) sokkal gyöngébb színképet adott mint a korong többi részei; különösen feltűnt ez annak vörös és sárga részé­ben, de új elnyelési csíkok nem voltak láthatók. A sarkfoltok színképe D és F vonalak közt igen fényes volt, igen gyenge volt azonban benne a vörös. A Mars-színkép vörös vége sokkal halvá­nyabb volt közel a széléhez mint má­sutt, a violaszínű rész ellenben a korongnak minden pontjain egyenlő erősnek látszott. Az egész Mars-oppositió ideje alatt, a midőn az időjárás és más körülmények ezt megengedték, Christie és Maunder a bolygóról rajzokat készítettek. Ez alkalommal apróbb változásokat vettek észre, melyek a Mars légkörében történő változásokra mutatnak.

Nehezen dönthető el, hogy ezek a változások a saját légkörünkből vagy a Mars légköréből erednek-e? A korong kerülete sokkal világosabbnak mutatkozott, mint a korong többi részei. Ezenkívül még fehér foltok megjelenését is észlelték a Mars korongjának különböző helyein, mi arra látszik mutatni, hogy olykor felhők is keletkeznek a Mars légkörében. Madeira szigetén Green készített a Marsról 41 rajzot. Ezek közt a 12 legsikerültebbet a Royal Societynak küldte be. Ezek a rajzok bizonyosságot tesznek a Mars légkörének tisztaságáról, mivel éjről éjre a különféle részletek ugyanazon alakban mutatkoznak. A rajzok egyszersmind arról is tanúskodnak, hogy a Marsnak légköre van. Emellett bizonyít a részletek elmosódása a korong szélein, különösen pedig a sarkok közelében, hol a csekélyebb mérséklet következtében a vízgőzök nagyobb mértékben csapódnak le. Augusztus hó 21-ikén Green igen érdekes figyelést tett, midőn a délkör irányában haladó fehér sávokat látott,melyek az északi sark felé irányúltak, és a mint látszik, hideg légárámoknak az egyenlítő felé tartó áramlását mutatták. Szeptember 29-ikén ellenben a „de la Rue Oczeán” keleti szélét, a Mars korongjának egyik legélesebb részletét, két helyen felhők borították. A sarki hó-öv kisebbedését világosan észre lehetett venni, néhány, a madeirái utazás előtt készített rajzon. Ez az öv több mint kétszer akkorának mutatkozott, mint szeptember 29-ikén.


Schiaparelli 1888-as Mars térképe [1]

Egy harmadik Mars-észlelő John Brett augusztus 2-ikétől október 8-ikáig 9 hüvelykes refractorral vizsgálta bolygónkat Anglia déli csúcsán, igen kedvező légköri viszonyok között. Eszközének jóságát mutatja az, hogy vele a külső Marsholdat és a Neptun nehezen kivehető holdját is látta. Brett-nek megfigyelései azonban nem elégítenek ki abban a mértékben, mint a két előbbi figyelőé, a mennyiben az eddigi figyelések eredményeivel nem egyeznek A Marsot egészben véve rósz telescopicus tárgynak nyilvánítja, a mennyiben korántsem olyan jól és élesen látható, mint a Jupiter, de még úgy sem mint a Saturnus. A Mars légkörét figyelőnk kevéssé átlátszónak mondja. A bolygó rézvörös színéből hajlandó anyagának vörösen izzó állapotjára következtetni. A sarki fehér foltokat nem hótömegnek tekinti, hanem a Mars teste felett lebegő sűrű felhőlepelnek tartja, mely csakis a kevésbbé meleg sarkvidéken keletkezik, s igy többi részei tiszta légkört mutatnak. Brett nézetét avval támogatja, hogy az úgynevezett hófoltok a sarkvidéken — saját megfigyelései nyomán — nem közvetetlenül a Mars felületén vannak, hanem felette mint felhők lebegnek. Ezt a fölvételt erősíti Brettnek egy észlelése, mely szerint a fehér sarkfoltok árnyékot vetnek. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

Heller Ágost

A Természettudományi Közlöny 1878 márciusi számában megjelent írás másodközlése. A cikket eredeti helyesírással közöljük.

Dénes Lajos: A kézzelfogható űr

Meteoritekről akarok írni, arról, hogy miért érdekesek számomra. Mindenki magából indul ki, így én is. Amikor megvettem az első példányaimat, mindent tudni akartam róluk. Hol, mikor hullott, mennyit találtak belőle, milyen a típusa, mennyit ér…

Később megnyugszik az ember és más is érdekelni kezdi. Hogyan jöttek létre? Milyen anyagokból, ásványokból állnak? Hogyan állapítják meg a származásukat, a korukat, az alkotórészeiket? Ezek az űrből jött kövek mennyire jellemzőek csak a Naprendszerünkre? Máshol is ilyen testek keletkeznek? Még hosszan tudnám folytatni a kérdéseket, amik felmerültek bennem.

További kérdések helyett viszont inkább azokat a válaszokat írom le, amiket tanulmányaim során találtam az adott téma kapcsán. A cikk olvasásakor úgy tűnhet, hogy felugrom a fa tetejére és lefelé mászok, hogy elérjem a fatörzsét, de én ezt úgy látom, hogy először kikészítem a szálakat, amikből később erős kötelet verek.

Manapság divat mindent az Ősrobbanástól vagy a régi görögöktől kezdeni, én mégis csak a második generációs csillagok, pontosabban ilyen típusú naprendszerek kialakulásától kezdem és a terjedelem miatt nagy lépéseket teszek majd.

Talán meglepő, de a Naprendszer kialakulásának helytálló leírása a 18. században született. Két úriember egymástól függetlenül (Immanuel Kant – Naturgeschichte und Theorie des Himmels (1755); Pierre-Simon Laplace Exposition du systeme du monde (1795)) dolgozta ki, de ugyanarra a megállapításra jutottak, az utókor pedig az elméletet Kant-Laplace nebula/ősköd elméletnek nevezte el.

Az elmélet szerint egy forró gázködből jött létre a Naprendszer, amely a gravitáció miatt zsugorodott és hűlt. Idővel egyre gyorsabban forgott és gömb alakúvá vált. A centrifugális erő miatt a gömbből korong lett, a korongról pedig övek váltak le és ezekből bolygók keletkeztek, a központi anyagból pedig a Nap lett.

A ma elfogadott elmélet szerint a második generációs naprendszerek olyan gázfelhőből alakulnak ki, amelyben a hidrogénen és héliumon kívül már szinte minden elem jelen van. Ennek oka az, hogy csillagászati léptékkel számítva egy közeli szupernóva-robbanás által létrejött nehezebb elemek keveredtek a gázfelhőbe. A Naprendszerünk kialakulásakor biztosan bekeveredtek a kezdeti nebulába még egy vörös óriáscsillag levetett planetáris ködében lévő nehezebb elemek is. Ezt arra alapozzák a kutatók, hogy például a Murchison vagy az Orgueil meteoritokban található óriás grafitszemcsék kialakulása a vörös óriásokra jellemzőek.

A fenti ábrán az látható, hogy a Naprendszerhez hasonló rendszer egy 100 csillagászati egység méretű korongból alakult ki. A felső, kék intervallumok mutatják a mérésekhez használt eszközöket, lent a korongot alkotó anyag állapotát illetve a sugárzási jellemzőit. [1]

Tudom, hogy a Naprendszerben élet és halál ura a Nap, de én most csak a szilárd anyagok kialakulásával szeretnék foglalkozni. Tehát adott pár tízezernyi atom/cm³ gáz- és poranyag, amiből kialakul egy fiatal csillag és bolygórendszer, valamint az aszteroidák, üstökösök és minden más.

A fentiekből már kiderült, hogy a hidrogén és hélium felhőbe belekeveredtek nehezebb elemek egy közeli szupernóva robbanása miatt. A szilárd elemek szemcsemérete mikronnál kisebb, nagyjából a cigarettafüst koromszemcséivel hasonlatos. [2]

Ezt a gáz- és porkeveréket a Naprendszer esetében 6 milliárd évesre becsülik, a mai elnevezése pedig „korong”.

Új szál:

Jó lenne tudni, hogy hogyan jöhetnek létre struktúrák! Elnézést kérek azoktól, akik számára ez evidens, de nem egy kémialaborban vagyunk, ahol egy kémcsőben kevergetünk mindenféle elemeket és majdcsak lesz valami belőle. Szerintem nem triviális az, hogy az űrben, gyakorlatilag vákuumban magától kialakuljon valamilyen ásványalkotó molekulalánc. Ebben talán nagy szerepet játszik a mindent átjáró kozmikus sugárzás, ami létrehozhat az atomokból ionokat és akkor szerencsés esetben molekulák, szilikátos alkotórészek, vegyületek is létrejöhetnek, bár ez inkább a gáz és porkorong sűrűsödésekor lesz inkább jellemző.

Csillagkeletkezési helyeken (NGC 2070 és M 42) sikerült spektroszkópiai méréssel kimutatni a H3+ (Ejtsd: H 3 plusz) , azaz háromcentrumú kötéssel kötött hidrogén magokat (protonokat) amelyeknek csupán két elektronja van. Ez a leggyakoribb ion az univerzumban és nagyon reagens. Rengeteg vegyület kialakulását vezették le a H3+ -ból.


Vegyületek keletkezése születő naprendszerekben [3]

A korongban lévő turbulenciák miatt, a statikus elektromos töltöttség vonzása okán, vagy a mágneses tér erővonalai mentén, a kialakulóban lévő csillag rendszertelen kitörései hatására kerülhetnek elemek egymás közelébe és az agresszív töltött részecskék kapcsolódhatnak velük.

A csillaggá összehúzódó kozmikus por- és gázköd fölmelegedett, központi forró tartományai létrehozták a Napot, a keringő ködből pedig anyagcsomók váltak ki, azok megformálták a Naprendszer ásványait, melyek aztán ütközésekkel fokozatosan nagyobb égitestekké halmozódtak. A Nap körüli por- és gázköd anyagát kétféle erő halmozta nagyobb testekké. Az egyik erő az elektromágneses és kvantumos hatások együttese, amely ásványszemcséket hozott létre. Apró szemcsékben kristályok váltak ki, melyek az ütközések során összetapadtak, és egyre nagyobb anyaghalmazokká álltak össze. A másik erő, a gravitáció, mely fokozatosan jutott szervező szerephez a bolygók kialakulása során. [4] [5]


Bolygócsírák kialakulása a szoláris ősködben (Bérczi és Lukács, 2001) [10] 

Az összehúzódást valószínűleg egy „közeli” csillag felrobbanása indította el, amely mint csillagszél elkezdte mozgatni a viszonylag homogén elrendezésű gáz és por elegyet. Az általa szállított nehezebb elemek bekeveredése kis csomókat hozhatott létre. Ez a folyamat kb. 4,7 milliárd évvel ezelőtt kezdődött. A felhőben lévő kis csomósodások növekedni kezdtek, összetapadtak, a gravitáció vagy statikus feltöltődés miatt is vonzhatták egymást. Majd hógolyószerűen növekedni kezdtek.  Ebben a forgó, korong alakú felhőben lezajló folyamatok határozták meg a Naprendszer égitesteinek tulajdonságait, így a mozgásukat, az anyagi összetételüket és az ettől függő felszíni alakzataikat is. Az ún. Lewis-Barshay-féle modell szerint a kondenzációs folyamatokat és az anyagi összetételt nagyban befolyásolta a Naptól való távolság.


A Lewis-Barshey-féle modell [6]

A Lewis-Barshay-féle modell szerint a fő kőzetalkotó szilikátok alkották a belső bolygók övében kiváló ásványok nagy részét. Ezek olvadékcseppeket alkottak egykor, mert a korai Nap kitörései egyes tartományokban úgy fölforrósították a por- és gázködöt, hogy az addig már kialakult és összetapadt kristályok megolvadtak, majd lehűltek. A 0,1-1 milliméteres nagyságú gömböcskékre (ezek a kondrumok), fokozatosan tapadt rá a körülöttük található por is. A kondrumok és a maradék poranyag összetapadással és ütközésekkel ez egyre nagyobb égitestekké halmozódott.

A Naphoz közel, forró tartományokban kiváló ásványok [6]

Az egykor megolvadt cseppek fokozatosan kihűltek, kikristályosodtak. Ezeket az ásványokat találhatjuk meg a bolygók, törpebolygók, kisbolygók, aszteroidák stb. anyagában. Az alkotórészek azonosak, de a történetük más és más, attól függően, hogy melyik égitest kialakulásában vettek részt.


Az EX Lupi rendszer kitörése [7][8]

Ma a kutatók nagyon sok születő vagy fiatal naprendszert figyelnek folyamatosan.

Ilyen megfigyelt naprendszer az EX Lupi rendszer amely 2008-ban egy kitörés alkalmával 5 magnitúdóval lett fényesebb, ez százszoros fényesedést jelent. Sikeresen pályáztak a Spitzer űrtávcső mérésre és azt sikerült 10 μm infra színképelemzéssel kimérni, és a pár évvel korábbi mérés összehasonlításával megállapítani, hogy az eddig amorf szilikátos anyag a kitörés hatására megolvadt és kikristályosodott. A spektrumot összehasonlítva a földi kalibrációs mérésekkel, olivin kristályok kialakulását figyelték meg. A megfigyelésben két magyar kutatócsapat is részt vett és közösen publikálták az eredményt. (Nature 2009) [7][8]

Még egy szál, hogy kötelünk erősebb legyen!

Az ős-Napban meginduló magfúziós folyamat jelentősen felfűtötte a felhő központi részét. A szoláris köd belső vidékeiről a gázok, illetve a porszemcsékből felszabaduló illékony anyagok a Napból áramló részecskesugárzás, a napszél segítségével a külső területekre kerültek. A belső bolygókezdemények, bolygócsírák összeállásában főleg szilárd szemcsék vettek részt. Távolabb, ahol elég hideg volt a víz kicsapódásához, a vízjég-szemcsék száma ugrásszerűen megnőtt. Az ennél távolabbi tartományban már a víz is részt vett a planetezimálok felépítésében.

Catherine Walsh (Leiden University) munkája, a rajzon egy, a szilikát-öv és a jég-öv határán lévő szemcsét láthatunk [2].

Számomra a legizgalmasabb terület! A szilikátos magnak, ami akár szenet is tartalmazhat, sőt akár szénszemcse is lehet, hasonló szerepe van, mint az esőcseppek kondenzációs magjának. A jég körbeöleli a magot, és itt már elindul a kémia! Bonyolult molekulák jöhetnek létre. Látható, hogy a szemcse mérete már ellenáll a kozmikus sugárzásnak, ezalatt azt értem, hogy az eltalált, átalakult vagy gerjesztett atom vagy molekula megmarad a szemcsében, további reakciókra alkalmas állapotban. Persze, lehet hogy pár molekula elszublimál, hiszen alig van gravitációs hatása egy ilyen szemcsének, de ez már akkor is egy struktúra, ami tovább fejlődhet…


A fősorozat előtti csillagok vázlatos szerkezete [9]

A szoláris ködből jelentős mennyiségű gázt csak az óriásbolygók tudtak magukhoz kötni, de azok is csak az összeállás későbbi fázisában, amikor már kellően nagyméretű és gravitációjú maggal rendelkeztek. A gázbolygók nagy kiterjedésű légköre azért tudott megmaradni, mert a Naptól távol alacsonyabb a hőmérséklet, emiatt kisebb a gázok hőmozgása, továbbá a napszél ereje is gyengébb.

Később a bolygócsírák további növekedésében már nem a por- és gázgyűjtés jelentette a fő szerepet, hanem az egymással való összeütközés és összeolvadás.

Sok szálunk van már, ideje pár olyan szálat is beszőni, amik gyengítik a kötelünket, nehogy elbízzuk magunkat.

Az első nagy probléma az, hogy hatalmas változásnak kell bekövetkeznie ahhoz, hogy a korongból csillag születhessen.


Fentről lefelé: a részecskék száma, hőmérséklet, kiterjedés, a mágneses tér változása, a forgás sebessége. [2]

Az akkréció problémája abból áll, hogy hogyan veszíti el a perdületét a korong anyaga, miért hullik a születő protocsillag felületére? Arról van szó, hogy kb. 5 AU kiterjedésű koronganyag bespirálozzon és létrehozza a Napot, ahhoz a perdületének az 50-ed részére kell csökkennie.

A perdület-megmaradás miatt valaminek el kell vinnie a többlet-perdületet, de mi? Súrlódás a korongon belül? Ne feledjük, a korong sűrűsége földi léptékben mérve nagyon jó vákuum. A korongban vannak turbulenciák? Lehet, és az a részecske, ami elviszi a másik perdületét az majd távolodni fog, az anyag „időt nyer”, hogy bolygó anyaga lehessen, és ne hulljon be a protocsillagba. Ma ez a legelfogadottabb elmélet.

A por lecsatolódása azt a problémát jelenti, hogy laboratóriumi kísérletek alapján, ha poranyag ütközik, akkor a legvalószínűbb az, hogy a szemcsék összetapadnak. Magam is láttam egy filmet, ami egy ISS kísérletet mutatott be. Az űrhajós kevés sót és cukrot szórt egy nylonzacskóba, kissé felfújta a zacskót, majd megrázta, hogy a por keveredjen és láss csodát a cukor és só szemcsék összetapadtak! Fontos információt adott, hogy az űrhajósok úgy kávéznak és teáznak, hogy egy erősebb zacskóban víz van, benne a kávé őrlemény vagy a teafű. Ezt megmikrózzák majd erősen összerázzák, ha kész, a kupakot lecsavarják és egy beépített szűrőn keresztül kiszívják. Nos, egy ilyen tasakot kicsit összeráztak, a teafű lassan, de határozottan csomósodott. De amikor a kísérletező az ujjával erősen megdörzsölte a zacskót a folyamat hirtelen felgyorsult, nyilván a statikus töltődés hatására.


Egy kép az ISS-en történt kísérletről [Youtube]

Viszont, ha a kis porgömböcskék elérik a kb. egy centiméteres határt, a modellek szerint, akkor már nem tapadnak össze, hanem elpattannak egymástól. Ez viszont baj! Talán a statikus töltődés segít összetartani a nagyobb cseppeket, vagy a nagyobbakhoz előbb kisebbek tapadnak? Esetleg, por vagy távolabb már a jég? Ki tudja? Az is igaz, hogy a centis gömböcskék már kezdenek a Kepler pályára állni, tehát az ütközési sebesség sok esetben nagyon alacsony, de rugalmas ütközés esetén az űrben el kellene pattanniuk. Szerencsére nem teszik mindig!

Messzire azonban nem jutunk, mert itt a következő akadály.

Az “egy méteres határ”-probléma abból áll, hogy amikor a test már ekkora, teljesen lecsatolódik a gáztól. Tehát, ha a gáz valamiért mozogni, örvényleni kezd, például egy korai napkitörés miatt, a test erre már nem reagál, hanem átcsörtet a gázon. Igen ám, de akkor súrlódik! Tehát a test, a Kepler törvények által meghatározott pályán kering, a gázrészecskék viszont a nyomásváltozásokra való tekintettel akár lassabban is keringhetnek, mint azt az adott pálya megkövetelné, vagy akár „keresztbe” mozdulhat pályáján a születő csillag körül. Így viszont egy kvázi közegellenállást jelent a már tömör testnek, aminek pár tízezer év alatt illene belehullania a fiatal csillagba.

Kibúvót két elmélet is adhat, persze lehet, hogy a kettő hatása együtt jelentkezik…

Az elsőt az támasztja alá, hogy fiatal, születő naprendszereknél láttak spirálkarokat a korongon belül. A por és gáz keverék, bár ritka, de mégis van nyomása, hőmérséklete, ezen nyomásgradiensek  eredője létrehozhat nyomás maximumokat, ami lassíthatja a sziklák bespirálozódását. Tehát, ha van belső szerkezete a korongnak, márpedig több (főleg ALMA mérés) szerint van ilyen, akkor ez kissé megtarthatja az anyagot.

A második esetében az a teória, hogy a test nagyon gyorsan „hízik”. Minél nagyobb a test, az apró ütközések hatása kiegyenlíti egymást, a test igyekszik tisztára söpörni a pályáját és így már megmarad.

A probléma feloldását próbálja megmutatni a következő két ábra [2]:

Még két információ. Minden elmélet szerint, a bolygóképződésnek nagyon gyorsan kell bekövetkeznie! Csillagászatban ez pár tízezer évet jelen csupán. A másik az, hogy nagyon nagy korongból keletkező csillagoknak, kevés bolygója lehet. Két Nap-tömegnyi anyag már olyan gyorsan húzódhat össze, hogy nem marad anyag a bolygók létrejöttéhez. De ez nagyon vékony jég, nem megállapítás, csak egy vélemény a sok közül.

A bolygócsírákból, planetezimálokból száz darab körüli becslések a legelfogadottabbak.

A nagyobb testek gravitációs hatása zavarja, perturbálja egymás pályáját, vagy ütköznek, vagy szerencsés esetben a megfelelő rezonancia pályákra kerülnek, így megmaradnak.


Korai Naprendszerünk egy fantáziarajzon [Forrás]

Ennyit szerettem volna, ha valaki azt hiszi, hogy nem is a meteoritekről írtam, akkor az téved! Minden test potenciális meteoroid, csak a méretétől függően másként nevezik, de ha egy darabkája eléri a Föld légkörét, akkor meteorrá válik, és ha eléri a Föld, vagy más égitest felszínét, és meg is találjuk, akkor már meteorit lesz a neve! Szerencsés ember az, aki kezében tarthat egy darabot a világűrből. Én szerencsés vagyok. Köszönöm!

 

Források:

[1] Kóspál Ágnes: ESA / MTA CSFK CSI – Csillagkörüli korongok dinamikája, Fiatal Csillagász és Asztrofizikus Kutatók Találkozója 2014

[2] Ábrahám Péter: MTA CsFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet – Miért olyanok a  bolygórendszerek? Atomcsill, 2016. (http://atomcsill.elte.hu/letoltes/foliak/12_evf/atomcsill_12_06_Abraham_Peter.pdf)

[3] Szidarovszky Tamás: ELTE TTK Kémiai Intézet -Analysis of the Rotational-Vibrational States   of the Molecular Ion H3+

[4] Lukács Béla: MTA – Lukács Béla

[5] Bérczi Szaniszló: ELTE TTK KAVŰCS – Bolygótestek Atlasza 2001

[6] Bérczi Szaniszló: ELTE TTK Fizikai Intézet, Anyagfizikai Tanszék – A Naprendszer égitestjeinek fejlődése – Fizikai Szemle 2007/3. 88.o.

[7] Kóspál Ágnes: ESA / MTA CSFK CSI – Cold CO gas in the disk of the young eruptive star EX Lup

[8] Ábrahám Péter: MTA CsFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet – Brightness variations of the FUor-type eruptive star V346 Nor ⋆

[9] Kun Mária: MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézete – FIATAL CSILLAGOK ÉS KÖRNYEZETÜK KÖLCSÖNHATÁSAI Fizikai Szemle 2005/9.

[10] Gyollai Ildikó: MTA CSFK – TERMIKUS ÉS SOKKMETAMORF JELENSÉGEK EGY KIS ÉGITEST FEJLŐDÉSÉBEN A MAGYARORSZÁGI ÉS ANTARKTISZI METEORITOK PETROGRÁFIAI , RAMAN – ÉS INFRAVÖRÖS SPEKTROSZKÓPIÁS VIZSGÁLATA ALAPJÁN

[11] Dénes Lajos: – No mi a ménkű ez?!  http://mek.oszk.hu/14900/14919/#