Az Africa2Moon projekt keretében egy kis, három antennából álló rádiótávcső-rendszert terveznek a Hold felszínére juttatni, a 2029-ben indítandó kínai Csang’e-8 (Chang’e-8) holdszondával.
A Nature Astronomy folyóiratban nemrég megjelent cikk szerint a projekten afrikai kutatók és mérnökök dolgoznak. A műszeregyüttes a tervek szerint a Hold déli pólusának térségébe érkezik majd a kínai űrszonda jóvoltából.
A rádiócsillagászok számára a 20 MHz alatti frekvenciatartomány különösen érdekes, mert az ezeken az alacsony frekvenciákon érkező kozmikus jeleket a Föld felszínéről nem lehet megfigyelni. Ennek két fő oka a Föld ionoszférája és az emberi eredetű rádiózaj. Az ionoszféra eltorzítja, illetve bizonyos frekvenciák alatt gyakorlatilag blokkolja a világűrből érkező rádióhullámokat, miközben a rádiós távközlési rendszerek is erősen „szennyezik” ezt a tartományt.
A Hold túlsó, vagyis a Földről közvetlenül nem látható oldala ezért a rádiócsillagászati megfigyelések egyik értékes helyszíne lehet. Egyrészt ott nincs légkör és ionoszféra, másrészt az égitest hatalmas természetes árnyékolóként működik a Föld irányában. Így olyan rádiócsendes környezet jöhet létre, amelyhez hasonló a Föld közelében gyakorlatilag nincs. (Más kérdés, hogy mi lesz a helyzet akkor, amikor a Hold környezetét is benépesítjük majd kommunikációs űreszközökkel… – A szerk.)
Az Africa2Moon első műszere három különálló, ún. BALLS (Bounced African Low Lunar Spheres) antennából áll. Ezeket a Hold felszínén egymástól több tíz méteres távolságban helyeznék el, és együtt egy kis rádióinterferométert alkotnának. A különálló antennák által vett jelek kombinálásával jobb felbontással nyerhető információ az égbolt rádióforrásairól.
A 2029-es küldetés feladata egyelőre még nem egy teljes értékű holdi rádióobszervatórium létrehozása. Technológiai demonstrációról és úttörő kísérletről van szó. A kutatók azt szeretnék megmutatni, hogy viszonylag egyszerű, kis tömegű és kis költségű antennákkal is lehet használható rádiócsillagászati méréseket végezni a Hold felszínén. A későbbi, ambiciózusabb változat már 55 antennából állna, egy-egy antennával jelképezve Afrika 55 országát.
A nagyon alacsony frekvenciájú rádiósugárzás számos kozmikus forrásból érkezik. A tervezett mérések segítségével vizsgálhatják például a Tejútrendszer diffúz rádiós háttérsugárzását, a Nap rádiókitöréseit, a Föld magnetoszférájához kapcsolódó jelenségeket, sőt a Jupiter rádiósugárzását is. A projekt nem egyetlen konkrét csillagászati kérdésre összpontosít, hanem célja annak demonstrálása, hogy a Hold felszíne új megfigyelőhelyként használható. Hosszabb távon, tudományos értelemben azonban ennél sokkal érdekesebb lehet az Univerzum legkorábbi korszakainak vizsgálata. A 10–20 MHz alatti rádiótartományban észlelhető jelek elvileg információt hordozhatnak a Világegyetem történetének „sötét korszakáról”, vagyis arról az időszakról, amikor az első csillagok és galaxisok még nem fénylettek fel. Ez egy nehéz kutatási terület, hiszen a kozmikus jelekhez képest az előtérsugárzás és a műszerek zaja nagyok, de a Hold túlsó oldalának rádiócsendje egyedülálló lehetőséggel kecsegtet.
Az Africa2Moon jelentősége természetesen nem korlátozódik a tudományos célokra. A projekt nagy értéke, hogy az afrikai kontinens saját mérnöki és tudományos kapacitásaira épít, miközben együttműködik például a Dél-afrikai Rádiócsillagászati Obszervatórium (South African Radio Astronomy Observatory, SARAO), a Dél-afrikai Nemzeti Űrügynökség (South African National Space Agency, SANSA) és több afrikai egyetem, illetve kutatóintézet szakembereivel. A fejlesztés során így olyan tudás halmozódik fel – rádiófrekvenciás elektronika, interferometria, műholdas rendszerek, hő- és szerkezeti tervezés –, amely későbbi afrikai űrküldetésekhez is hasznosítható.
A rádiócsillagászati vonatkozás különösen érdekes annak fényében, hogy Afrika az utóbbi évtizedben a tudományterület egyik fontos nemzetközi központjává vált. Dél-Afrikában működik a MeerKAT rádióinterferométer, amely az SKA (Square Kilometre Array) program egyik fontos előfutára. Az Africa2Moon tulajdonképpen ezt a földi rádiócsillagászati tapasztalatot viszi tovább egy egészen más környezetbe, a Hold felszínére.
A 2029-re tervezett kísérletnek meg kell mutatnia, hogyan lehet antennákat telepíteni a Holdon, a nagyon gyenge jeleket összegyűjteni és feldolgozni, valamint egy holdfelszíni rádióinterferométert működtetni. Ha sikerrel jár, az Africa2Moon megnyithatja az utat egy későbbi, 55 antennás afrikai holdi rádiótávcső-rendszer előtt. A projekt egyúttal azt is demonstrálja, hogy a Hold meghódítása nem kizárólag a legnagyobb űrhatalmak és milliárdos programok kiváltsága lehet. Egy viszonylag kis, nemzetközi együttműködésben fejlesztett műszerrel Afrika első saját holdi tudományos kísérletét valósíthatja meg – miközben egy olyan rádióablakot nyithat ki az Univerzumra, amelyet a Földről soha nem láthatunk tisztán.
Kapcsolódó cikkek:
Rádióteleszkóp a Hold túloldalára
Rádiótávcső-rendszer a Hold körül?
Kapcsolódó link:
A lunar radio astronomy array built in Africa (Nature Astronomy)
