Az MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet (KFKI RMKI) részvétele az Európai Űrügynökség (ESA) Venus Express űrprogramjában

A Venus Express az ESA első űrszonda kísérlete a Föld legközelebbi szomszédjának kutatására. A Vénusz kutatását a múltban orosz és amerikai űrszondák végezték. A Földhöz legközelebbi bolygóról a legtöbb ismeretet a NASA Magellán kísérlete szolgáltatta. Az utóbbi évtizedben a Vénusz kutatása háttérbe szorult, pedig számos kérdés vár megválaszolásra, például a Vénusz atmoszférája statikus és dinamikus jellemzőinek meghatározása, a légkör mozgásának globális jellemzői és annak cirkulációja, a felszín és a napszél kölcsönhatása. A Venus Express lesz az első olyan űrszonda, amely hosszabb időtartományban globálisan vizsgálja a Vénusz atmoszféráját és annak plazma környezetét.

A Venus Expresst a tervek szerint 2005 novemberében a kazahsztáni Bajkonurban lévő Koszmodromról indítják orosz Szojuz-Fregat rakétával. Az út 153 napig tart, és az űrszonda a Vénusz gravitációs terébe kerülését követő 5. nap során a Vénusz körüli pályára állítás manővereit hajtja végre. A pálya a bolygó sarkai felett húzódik, a legközelebbi pontja 250 km, a legtávolabbi pedig 66 000 km a bolygótól. A bolygó térképezése mintegy 500 földi napig, azaz 2 Vénusz napig tart.

A KFKI RMKI-ból Szegő Károly a Svéd Űrkutatási Intézettől meghívást kapott az ASPERA-4 (Analyzer of Space Plasma and EneRgetic Atoms) berendezésben történő részvételre. Az ASPERA-4 kísérlet új információkat fog szolgáltatni a Vénusz közelében a plazma és a semleges gázok csatolásáról. Ezek az ismeretek alapvetőek a plazma folyamatok és a tömegegyensúly megértésében, a felső légkör, az ionoszféra és a bolygófejlődés kutatásában. Az ASPERA-4 interdiszciplináris kísérlet a bolygókutatás és az űrbeli plazma fizikájának területén.

A jelenlegi munkamegosztás szerint a KFKI RMKI feladata az ASPERA-4 kalibrációjának biztosítása, amely elengedhetetlen a Vénusznál végzett mérések helyes kiértékeléséhez. Tisztázni kell, hogy a kalibrálás céljára rendelkezésre álló várhatóan igen rövid idő miatt milyen automatizált kalibrálórendszert kell kialakítani a részecskegyorsító mellett.

A KFKI RMKI kutatói két megbeszélésen vettek részt az ASPERA-4 kísérlettel kapcsolatban. A kísérlet vezető intézete a svédországi IRF (Institutet för Rymdfysik, Swedish Institute of Space Physics), és Kirunában egyeztették a magyar részvételt az ASPERA-4 kísérletben. A második megbeszélésen a kalibrációs rendszer fejlesztésével kapcsolatos feladatokat pontosították. A kalibrációs rendszer az ASPERA-4 kísérlet érzékelőinek az ion forrással való hitelesítésére szolgál, amelynek automatizálása nagyban meggyorsítja és reprodukálhatóvá teszi a hitelesítő méréseket.

Kidolgozták a számítógépes rendszer architektúráját, amely több elosztott mikrokontrollert tartalmaz, és ezek rádiófrekvenciás kapcsolaton keresztül továbbítják a mért adatokat a hordozható számítógéphez. A számítógép a vezérlést is rádiófrekvenciás kapcsolaton keresztül valósítja meg.

Az elosztott intelligenciájú rendszer PC104 típusú processzoros kártyákra épül, és a hordozható számítógéppel TCP/IP protokollon keresztül tartják a kapcsolatot. Ezeken az Intel processzorokkal kompatibilis kártyákon Linux alapú valósidejű sokfeladatos operációs rendszer fog futni, míg a hordozható számítógép Windows rendszerben fog működni.

A KFKI RMKI kutatói a közeljövőben véglegesítik a kalibrációs rendszer részletes hardver tervét, amelynek a megvitatására október végén kerül sor Kirunában. Az egyeztetés után – a jóváhagyott elektronikai és szoftver terv alapján – kezdik meg a tényleges hardver és szoftver fejlesztését, amely a jelenlegi tervek szerint 2004-ben fog lezárulni.

A műszaki fejlesztésekkel párhuzamosan megkezdték az ASPERA-4 kísérlet adatainak kiértékeléséhez szükséges modellszámításokat. Az ún. hibrid kód segítségével modellezik az ionoszféra felett lejátszódó plazmafolyamatokat a várható mérési adatok jobb interpretálása érdekében.

A KFKI RMKI kutatói e munka révén lehetőséget kapnak az új tudományos adatok feldolgozására.