A NASA New Frontiers programjának űrszondái már eddig is rendkívül sikeresek voltak. Ennek keretében jutott el a New Horizons a Pluto-hoz, vizsgálja most is a Juno orbitális pályáról a Jupitert és tart a Bennu kisbolygó felé az OSIRIS-REx űrszonda. A negyedik küldetésre ugyan még sokat kell várni, a NASA-nál azonban most két döntősre szűkítették le a lehetséges missziókat. A célpont mindkét esetben egy korábban már meglátogatott égitest: a Titan és a 67/P üstökös – a célok viszont újak és merészek.

A New Frontiers program eddig megvalósult három szondája: a New Horizons (balra lent), a Juno (jobbra lent) ésaz OSIRIS-REx (fent). (Forrás: NASA)

Egy közel egy milliárd dolláros űrszonda megtervezése, fejlesztése és kivitelezése igen hosszadalmas folyamat; ezt nagy sikerű New Horizons példája is jól szemlélteti. A Pluto-hoz induló űrszonda gondolata még 1992-ben vetődött fel, a későbbiekben elkaszált koncepciók (Pluto 350 a ’90-es évek végén; Pluto Kuiper Express 2000-ben) szakemberi 2000-ben álltak össze a New Horizons megtervezésére. A NASA döntéshozói részéről egy évvel később kapott zöld utat a terv, majd négy évvel később, 2006-ban indították útjára a szondát. A New Horizons kilenc évnyi utazást követően, 2015-ben repült el fő célpontja a Pluto mellett – gyakorlatilag 23 év munkája érett be ekkor.

A New Horizons felvétele a Pluto törpebolygó egészéről és annak felszínéről. (Forrás: NASA)

A New Frontiers program negyedik missziója még kiválasztás előtt áll, a döntéshozatali procedúra viszont most újabb mérföldkőhöz érkezett, amikor a verseny mezőnyét mindössze két koncepcióra szűkítették: a Dragonfly-ra és a CEASAR-ra. A rivális kutatócsoportok a döntéssel 4-4 millió dolláros támogatásban részesülnek, amelyből 2019 januárjáig kell kidolgozniuk a küldetések részleteit; ezután kerül sor a végső döntésre.

A köezepes költségvetésű (~900 millió dollár), naprendszerbeli objektumok kutatását célzó űreszközöket finanszírozó New Frontiers program logoja. (Forrás: NASA)

A Dragonfly célja a Szaturnusz legnagyobb holdja, a Titan, melynek metánkörforgását már 2004-ben tanulmányozta a Cassini űrszonda Huygens nevű leszállóegysége. Akkor azonban mindössze néhány órányi légköri és helyhez kötött felszíni mérésekre volt lehetőség, mielőtt a lander felmondta a szolgálatot. A Dragonfly-jal ezzel szemben hosszú távra számolnak. Az egység valójában egy duális kvadrokopter (mint az üzletekben is kapható egyszerű drónok, csak ez 400 kg-os lesz), amely képes lenne a hold több, egymástól jelentős távolságra lévő pontjára is eljutni (vagány 35 km/h-s sebességgel!) és ott geológiai, valamint légköri méréseket végezni. A Titan igen kedvező hely a helikopterek számára: a légkör közel négyszer sűrűbb, mint a Földön (vagyis nagyobb felhajtóerő kelthető), míg a gravitáció mindössze hetede az általunk megszokottnak.

A Dragonfly landolása és müködésének szemléltetése. (Forrás: NASA)

Tudományos felszereltségét tekintve a Dragonfly hasonló lenne a marsi roverekhez. Fedélzetén helyet kapna egy ásó- és mintavételező egység, amely által összegyűjtött jeget, szilikátot vagy épp folyékony szén-hidrogént a Dragonfly helyben vizsgálná spektrométerekkel (tömeg-, neutron- és gamma-spektrométer, lesz itt minden). Ezen felül természetesen összetett, mikroszkópos és panoráma felvételekhez egyaránt alkalmas kamerarendszerrel valamint meteorológiai szenzorokkal is fel lesz szerelve. A működéshez szükséges energiát egy plutónium-238 által fűtött kisméretű atomreaktor fogja biztosítani (a napelemekhez nincs elegendő fény), nagyjából 70 W-os teljesítménnyel, akár évekig is. A szondát a tervek szerint 2025-ben indítanák, rá kilenc évvel pedig már vígan repkedhetne a Titan-on.

A Titan a Cassini űrszonda infravörös felvételén. A fényesebb területek metántengerek helyét jelzik. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

A másik versenyben lévő jelölt, a CAESAR (na ez már egy tisztességes csillagászati akroníma), vagyis a Comet Astrobiology Exploration Sample Return. Ez, ahogy a neve is mutatja, egy üstökösből venne mintát (nagyjából 100 grammot) és juttatná vissza a Földre. A CAESAR több szempontból is korábbi űrszondák eredményeire támaszkodik. A célpont objektum az a 67/P Csurjumov-Geraszimenko üstökösmag lenne, amelyet az Európai Űrügynökség Rosetta szondája már alaposan feltérképezett, leszállóegysége, a Philae pedig sikeresen landolt is (némi pattogás után…). A begyűjtött anyag Földre juttatásához szükséges technológia pedig hasonló lenne a japánok Hayabusha űrszondájáéhoz, amely 2005-ben szintén mintát vett végzett Föld-közeli aszteroidán, az Itokawa-n.

A CAESAR koncepciós rajza. (Forrás: NASA)

Az üstökösről származó kőzetet és illékony anyagokat tartalmazó minta alaposabb vizsgálata azért lenne különösen érdekes, mert az elméletek szerint épp a 67/P-hez hasonló objektumok juttatták a Földre az élet kialakulásához szükséges szerves vegyületeket. Ha a NASA döntéshozó testülete a CAESAR mellett is teszik le a voksát, a kérdés eldöntéséig még rengeteget kell várnunk. A tervezett 2024-es indítás mellett a minta visszajuttatására 2038 novemberében kerülne sor - huszonegy év múlva.

A Csurjamov-Geraszimenko, avagy a 67/P üstökös a Rosetta űrsonda felvételén. (Forrás: ESA)

A New Frontiers program negyedik küldetéséért folytatott versenyfutásnak természetesen vesztesei is vannak. Az Oceanus-t épp a Dragonfly ütötte ki, előbbi ugyanis éppúgy a Titan-t vizsgálta volna, csak orbitális pályáról, a fókuszban pedig a komplex szerves molekulák álltak volna. Szintén a Szaturnusz rendszerébe tervezték a SPRITE-ot (Saturn Probe Interior and Atmosphere Explorer), amely a rendkívül sikeres Cassini misszió folytatásának szántak. A Lunar South Pole-Aitken Basin Sample Return (ez talán épp a betűszó teszten vérzett el) pedig a CAESAR-hoz hasonlóan mintát hozott volna vissza a Földre, amelyet a Hold egyik kráteréből ásott volna ki. Ezen három misszió tehát nem fog megvalósulni (legalábbis a következő nagyjából húsz évben) - ők a szűkös költségvetés áldozatai.

A NASA büdzséje az USA költségvetésének százalékában. A jelenlegi, 0,6% körüli érték 19,5 milliárd dollárnak felel meg. A '60-as években látható csúcs az Apollo-programnak tudható be.

Két szerencsés vesztest is avattak, amelyek bár nem reménykedhetnek a következő New Frontiers küldetésben, támogatást nyertek további technológiai fejlesztésekhez. Így a jövőben találkozhatunk még a Vénusz felszínére szánt VICI-vel (Venus In-Situ Composition Investigations), akárcsak a Szaturnusz jeges holdját viszgáló ELSAH-val (Enceladus Life Signatures and Habitability). Csak győzzük mindezt kivárni…