Szeptember elején sikeresen elstartolt a NASA két ikerműholdja, hogy feltérképezze a Hold gravitációs terét és belső szerkezetét. A magaslégköri szelek miatti kétnapos csúszás után szeptember 10-én indult végül útnak a műholdakat hordozó Delta-II rakéta a Cape Canaveral-i indítóállásról. Ez volt a legendás hordozórakéta utolsó útja a keleti partról, és várhatóan az utolsó előtti összességében. A Delta-II állított pályára rengeteg GPS és Iridium holdat, számos fontos tudományos műholdat, űrszondát és űrtávcsövet, köztük az összes Marshoz induló amerikai űreszközt a kilencvenes-kétezres években. 146 startjából csak egy volt teljes kudarc, bár az igen látványos tűzijátékot produkált.

Az űrszonda feladatairól már volt előző hírünkben, úgyhogy vesézzük ki most kicsit a küldetés technikai hátterét. Tulajdonképpen két korábbi program összegyúrásából született a GRAIL: az űrszondák a Légierő által kifejlesztett XSS-11 (eXperimental Satellite System) műhold architektúráját használják, és a GRACE által már alkalmazott módszerrel mérik a Hold gravitációs terét.

Az XSS-11 feladata más űrszondák megközelítésére és vizsgálatára szolgáló technológiák demonstrációja volt: működése alatt többször is megközelítette saját Minotaur rakétafokozatát, illetve több működésképtelen amerikai műholdat, mindezt pedig a cél megadása után teljesen automatikus vezérléssel. Generált is kellő felháborodást innen-onnan, hisz egy randevúzni képes műhold nem csak saját eszközök ellenőrzésére, javítására alkalmas, de bármikor felhasználható gonosz célokra is. A megközelítés mértékétől függően lehet az puszta kémkedés, de egy kamikaze belerepüléssel akár ki is lehet iktatni más nemzetek űreszközeit. Ennél remélhetőleg ígéretesebb karriert jelenthet az XSS-11 számára kisműhold-platformként való felhasználása – bár eddig egyedül a GRAIL alapul rajta.

A két GRACE műhold a Föld körül.

A gravitációs tér feltérképezésében a GRAIL a Föld gravitációs „egyenetlenségeit” vizsgáló GRACE által már kipróbált elvet követi, vagyis a két űrszonda az egymás közti távolságot méri nagy pontossággal. Ha ugyanis egy tömegkoncentráció felett haladnak el, előbb a páros vezető tagja fog kicsit előresietni, majd a hátsó tag kicsit lemaradni a másikhoz képest a lokálisan nagyobb gravitációs erő hatására. Persze ezek az eltérések igen aprók a Hold átlagos gravitációs teréhez képest, ezért igen pontos méréseket kell végezni. A távolságmérő rendszer lelke egy ultrastabil oszcillátor, gyakorlatilag egy referencia-időjel. Ezt használja fel a két rádióadó: a Microwave Assembly egység, ami Ka-sávban (32 GHz) küldött jelekkel méri a távolságot, míg a Time-Transfer Assembly S-sávban (2 GHz) küldözget a GPS műholdak által használt kódokhoz hasonló szignálokat a két űrszonda között. Emellett mikor a Hold látható oldala felett repülnek, a Föld felé is sugároznak majd, hogy maga az oszcillátor is ellenőrizhető legyen. Ezekből a mérésekből tudják végül néhány mikrométeres pontossággal meghatározni a távolságadatokat. A sok-sok távolságadatot összeegyeztetve pedig feltérképezhetővé válik egyrészt a gravitációs térerősség pontos értéke helyről helyre, másrészt pedig a Hold belső szerkezete is, is magtól a kéregig.

Ennyi módon kommunikál majd a két szonda és a földi állomások egymással. A Föld felé is két sávban sugároznak majd: az egyiken a tényleges kommunikáció fog folyni, a másik csak egyirányú jelküldés, aminek a Doppler-eltolódását mérik idelent, hogy ellenőrizzék az ultrastabil oszcillátor pontos frekvenciáját.

Molnár László

Képek forrása:

1.) 3.) 4.) NASA public domain

2.) Ben Cooper, launchphotography.com