Sokat ígérő porszemek

Nagy mennyiségű vizet találtak a Holdon. E meglepő és egy leendő holdbázis sikerét alapvetően befolyásoló felfedezés várható volt – mondhatnánk kis rosszindulattal. Furcsa módon ugyanis a híradás egybeesett egy elnöki bizottsági jelentésről kibontakozó társadalmi vitával. A bizottság úgy találta, hogy a NASA hold-, illetve Mars-utazásról szőtt tervei kivihetetlenek a jelenlegi finanszírozás mellett.

A propagandacélú holdutazások ideje lejárt:amikor az emberek meghallják, hogy a NASA negyven év után megint a Holdra készül, azt kérdezik, hogy miért, hiszen „ott már jártunk”.

India elsőként felbocsátott holdszondája, a Csandrajáan–1 (angolos átírással Chandrayaan; rendkívül egzotikusan hangzó neve szanszkrit nyelven egyszerűen azt jelenti, hogy holdjármű) egészen mostanáig „nem teljes sikerrel” végződött küldetésként szerepelt az űrkutatás történetében. Kevesebb mint egy évvel felbocsátása (2008. október 22.) után, augusztus végén ugyanis megszakadt vele a rádió-összeköttetés, pedig még jócskán küldenie kellett volna az adatokat.
Mint kiderült azonban, az űrszonda talán az utóbbi évtizedek legjelentősebb űrkutatási felfedezését hajtotta végre rövid karrierje során. A Csandrajáan–1 amerikai gyártású spektrométere azt elemezte, hogy milyen frekvenciájú fotonokat tartalmaz a holdfelszínről visszaverődő napfény, és eltérést talált az elvárt fényspektrumhoz képest. Abban a frekvenciatartományban volt alacsonyabb a visszavert infravörös fény intenzitása (tehát hiányzott e fotonok egy része), amelyről tudott, hogy kizárólag a vízmolekulák, illetve a hidroxilionok képesek elnyelni, olvasható a New Scientistben. A hidroxilionok egy oxigén- és egy hidrogénatomot tartalmaznak, általában vízmolekulákból jönnek létre egy hidrogénion (proton) leadásával. E jelenség tehát nem utalhatott másra, mint víz jelenlétére. Még nagyobb meglepetést keltett az, hogy ez a víz nem jég formájában volt jelen a Hold sarki területeinek mély, elképzelhetetlenül hideg krátereiben, hanem a talajszemcsékhez kötötten, gyakorlatilag mindenhol, a Hold talajának felső néhány milliméteres rétegében, tájékoztatta lapunkat Almár Iván űrkutató-csillagász.
Az adatokat elemző űrkutatók hónapokat töltöttek azzal, hogy más magyarázatot találjanak a mért adatokra, mert maguk sem hitték el, hogy ennyi víz van abban a porban, amelyben az Apollo-missziók űrhajósainak lábnyomai a mai napig megmaradtak. A mérési eredmények helyességét azonban két független forrásból is megerősítették. A NASA két űrszondája (az 1999-ben a Szaturnusz felé útjára indított Cassini és a korábbi küldetése teljesítése után a Hartley–2 üstökös irányába induló Deep Impact) ugyanis a Hold mellett elröpülve spektroszkópiai méréseket végzett. Ezeket az adatokat elemezve a kutatók ugyancsak víz jelenlétére utaló jelekre bukkantak.
A felfedezés több mint meglepő. Számos csillagász úgy nyilatkozott, hogy ha akár három héttel ezelőtt valaki azt mondja nekik, hogy a Hold felszínének porában víz van, kinevették volna az illetőt. A kutatóknak most arra kell rájönniük, hogyan került oda. A legvalószínűbb magyarázat az lehet, hogy a napszéllel a Holdnak csapódó hidrogénatomok egyesülhettek a talajt alkotó ásványok oxigéntartalmával. Egy másik elképzelés szerint jeges üstökösök vihették a vizet a Holdra. A NASA Deep Impact szondájának méréseiből arra lehet következtetni, hogy a víztartalom nem állandó. A körülbelül 28 földi napig tartó holdnap hidegebb időszakaiban (napfelkelte és napnyugta idején) több víz van a talajban, mint máskor. A víz tehát valószínűleg folyamatosan képződik és bomlik el, illetve a napfény hatására kiválik a kőzetekből. A holdnap egyébként az az időtartam, amíg a Hold megkerüli a Földet, és ez egybeesik azzal az idővel, amíg a Hold a Naphoz viszonyítva egyszer körbefordul saját tengelye körül.
No, azért ne gondoljuk, hogy a Hold felszínét gőzölgő mocsarak alkotják, a víz szinte sohasem folyékony halmazállapotú. Carle Pieters, az amerikai Brown Egyetem csillagásza, a Csandrajáan–1 adatait elemző kutatócsoport vezetője elmondta a New Scientistnek, hogy egy baseballpálya nagyságú (mintegy 8000 négyzetméteres) területről talán egypohárnyi vizet lehetne összegyűjteni. Mindenesetre ez is több, mint a semmi. A víz – gondolhatnánk – főként azért lenne fontos, hogy a Holdon hosszú hónapokat eltöltő asztronauták ne haljanak szomjan. De ez tévedés, mondja Almár Iván, az ivóvízellátás más módon is biztosítható. Sokkal lényegesebb kérdés viszont a visszatéréshez szükséges rakéta-hajtóanyag biztosítása. A leghatékonyabb üzemanyag ugyanis az úgynevezett durranógáz, a hidrogén és az oxigén 2:1 arányú elegye. A hidrogén oxigénnel egyesülve elég, vízzé válik, miközben jelentős mennyiségű energia szabadul fel. Az égés akkor a legnagyobb hatásfokú, ha a vízmolekulákban tapasztalható arányban áll rendelkezésre a hidrogén és az oxigén. A folyamat meg is fordítható. Elektromos áram segítségével (úgynevezett elektrolízis útján) a víz elbontható összetevőire. Áramot pedig nyerhetünk például a napenergia hasznosításával. A hazatérést biztosító üzemanyag forrása jelenti napjainkban egy hosszú ideig működő holdbázis létesítésének egyik nagy technikai akadályát. Ha az űrhajósoknak nem kellene már az odaúton magukkal vinniük a visszaútra való üzemanyagot, drasztikusan lehetne csökkenteni az űrhajó tömegét és így a küldetés költségeit is.
De hogyan lehet kitermelni a porban megkötött vízmolekulákat úgy, hogy az eljárás kevesebb energiát igényeljen, mint amennyi a víz bontásával létrejövő hidrogén elégetéséből nyerhető? Ennek viszonylag egyszerű módszerét már három éve bemutatta Edwin Ethridge, a NASA Marshall Űrkutatási Központjának kutatója. Közönséges mikrohullámú sütővel melegített fel némi port, amelynek összetétele megegyezett a Hold talajának összetételével. A port előzetesen a Holdon éjjel tapasztalható körülményeknek megfelelően mínusz 150 Celsius-fokosra hűtötték, és azt tapasztalták, hogy ha mínusz 50 fokosra felmelegítik, a kötött víz szublimál, tehát egyből gőzzé alakul, és elpárolog a porból. A távozó gőz a talaj fölé helyezett lemezen lecsapódik, újra megfagy, és onnan könnyen összekaparható.
Három évvel George W. Bush bejelentése után, 2006-ra dolgozta ki a NASA a Holdra való visszatérés tervezett menetrendjét. E szerint 2020-ra tervezték az első rövid holdutazást, és 2024-re a teljes kapacitással és váltott legénységgel működő holdbázis avatását. Az utazást biztosító Ares–1 rakéta első emberes tesztrepülését 2014-re várták. Ez utóbbit ma már kevesen remélik 2017 előtt a költségvetési megszorítások, a nem várt tervezési nehézségek és a tervezett 28 milliárd dolláros ár 40 milliárdra való emelkedése miatt. Így egyre nő az időbeni távolság az űrsiklók jövőre tervezett nyugdíjazása és az őket felváltani hivatott űrhajó szolgálatba állása között. (Az Ares–1 csak hordozórakéta, amely az Orion űrhajót viszi majd az űrbe.)
Nemcsak a rakéta elkészülte és az utazás időpontja kérdéses, hanem az sem tisztázódott teljesen, hogy mit csináljanak a hónapokig vagy évekig a Holdon tartózkodó űrhajósok. A propagandacélú holdutazások ideje lejárt, sőt amikor az emberek meghallják, hogy a NASA negyven év után megint a Holdra készül, azt kérdezik, hogy miért, hiszen „ott már jártunk”. A befolyásos űrkutatókból álló civil szervezet, a Planetary Society tavalyi állásfoglalása szerint a Hold csak zsákutca a Mars felé vezető úton. Az állásfoglalás kiadása után Harrison Schmitt, az egyetlen tudós, aki a Holdra léphetett, tiltakozásul lemondott a társaság tagságáról.
A miértre adható legegyszerűbb válasz az, hogy mert még szinte el sem kezdtük felfedezni a Holdat, amikor az Apollo-programot azonnal leállították, amint az első (vagy inkább nulladik) célt, a sikeres leszállást végrehajtotta. Hogy most vizet találtak a Hold felszínén, ez is azt jelzi, hogy szinte semmit sem tudunk a bolygónkhoz legközelebbi égitestről sem. A Hold alkalmas helyszíne lehet számos olyan kísérletnek, amelyeket a földön nem tudunk végrehajtani, és ott az űrhajósok sokkal valóságosabb körülmények között készülhetnének föl egy jövőbeli Mars-utazásra. Indulni is könnyebb lenne a Marsra a Holdról, mivel kisebb a gravitációja, mint a Földé.
Bár a víz felfedezése kétségtelenül jól jött a NASA-nak éppen aktuális költségvetési vitái során, a dolgok jelenlegi állása szerint könnyen lehet, hogy a merész tervek csak tervek maradnak. Kétséges, hogy mennyi politikai és valóságos tőkét hajlandó fordítani Barack Obama amerikai elnök a NASA elképzeléseinek finanszírozására a gazdasági receszszió és az egészségügyi ellátórendszer átalakítása miatt, írja a The New York Times. Az általa életre hívott szakértői bizottság előzetes jelentése, bár nem javasolta nyíltan a Bush elnök által előirányzott Constellation program leállítását, de megállapította az elképzelés „pénzügyi kivihetetlenségét”. Nem kell különösen jártasnak lennünk a washingtoni politikai nyelvezetben ahhoz, hogy e megfogalmazás mögött észrevegyük a jövőbeni intézkedések lehetőségét. A bizottság a NASA egyik elképzelését sem találta alkalmasnak arra, hogy „az emberi űrkutatás értelmes módon folytatódhasson”, ha a következő évtizedben százmilliárd dollárnál kevesebb pénzt költenek e területre. A szakértők szerint a Constellation program akkor válhat megvalósíthatóvá, ha a tervezetthez képest harmincmilliárd dollárral több pénz lesz rá, de a Holdra így sem jutunk el 2025 előtt.