A Mars kutatásának alapvető kérdése, van-e folyékony víz a bolygón. A Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet munkatársai a folyékony víz megjelenésének körülményeit modellezték a teljes marsfelszínre vonatkoztatva. Eredményeik nemrégiben még a napi hírekbe is bekerültek. Pál Bernadett az ELTE Fizika Doktori Iskola hallgatója, a CSFK tudományos segédmunkatársa nem csak aktív közreműködője volt az említett vizsgálatoknak, hanem vezető szerzője is az erről szóló szakcikknek. A fiatal szakember a fenti kutatás jelentősége mellett arról mesélt, milyen nemzetközi programok részese, sőt az is kiderült, mire jó az iparművészeti egyetem felkészítője a planetológiában.
– Honnan jött a csillagászat iránti érdeklődése és mi motiválta arra, hogy éppen a vörös bolygó kutatásával foglalkozzon?
– Gyerekkoromban anyukámmal sokszor nézegettük az éjszakai égboltot és nagy élmény volt, amikor egy piros lámpa meg egy kis könyvecske segítségével megtaláltam egy-egy csillagképet. A fizika iránti érdeklődésem is tőle ered. Felsősöket tanít matematikára és fizikára, otthon a padlótól a mennyezetig érnek a könyvek és általában az ilyen témájúak voltak szemmagasságban. Én mindig kíváncsi voltam arra, mi miért történik körülöttünk és ő mindig szépen és érthetően el is magyarázta nekem.
Azért voltak kisebb kanyarok, mire eljutottam a Marshoz, mert kerestem a helyemet, mint mindenki más. Abban a három évben, ami az érettségi meg az egyetem megkezdése között eltelt kipróbáltam többféle munkát, dolgoztam grafikusként, egy ideig biztosítással is foglalkoztam, még PSZÁF vizsgám is van. Az ELTE-n volt egy tárgy, a Bevezetés a csillagászatba, ott láttam azt a képet, amit a Huygens készített, miután leszállt a Titánra. Teljesen elvarázsolt az a fotó, mivel számomra felfoghatatlanul messze lévő világon egy bolygó körül keringő hold felszínén készült. Amikor BSc-s szakdolgozati témát kellett választani, felhoztam ezt a képet, és egyik tanárom, Forgácsné Dajka Emese irányított Kereszturi Ákoshoz. Ő azt kérdezte tőlem, hogy lenne-e kedvem azt számolgatni, van-e víz a Marson? És volt.
– A bevezetőben szereplő hír a vízről is szólt, aminek marsi jelentőségét aligha kell bizonygatnunk. De mi a jelentősége az említett kutatásnak és az eredményeknek?
– Az egész elfolyósodási folyamat vizsgálatát 2015-ben kezdtük Kereszturi Ákossal, akkor ez még nagyon friss téma volt. Higroszkópos sókat vizsgáltunk, amelyek közvetlenül a légkörből kötik meg a vízpárát, és folyékony sós vizes oldatot képesek alkotni. A Marson azonban mínusz 60 °C az átlaghőmérséklet és rendkívül alacsony a légnyomás. Alapesetben tehát a felszíni vízjég hamar elpárolog, a sós vizes oldatok azonban jóval alacsonyabb hőmérsékleten is folyékonyak lehetnek. Mi arra jutottunk, hogy a magnézium-perklorát és kalcium-perklorát már mínusz 70 °C körüli hőmérsékleten is folyékony lehet, ha elegendően magas a páratartalom. Eredményeink szerint tavasszal és nyáron, a késő esti és kora hajnali órák lehetnek erre megfelelőek, és az északi féltekén nagyobb kiterjedésben, mint a délin. Hangsúlyozom, hogy főként számítógépes modellezést végeztünk, helyszíni kísérleteket még senki nem csinált.
A téma rendkívül időszerű, mert az Európai Űrügynökség (ESA) és Oroszország együttműködésében készülő ExoMars küldetés indítását őszre tervezik, és jövő nyáron száll le a Marson. A HABIT műszer fejlesztéséhez járultam hozzá, ami a marsi légkörben található vízpára mennyiségét méri, követi a felszín és a légkör hőmérsékletének napi és évszakos ingadozásait, valamint feltérképezi az ibolyántúli sugárzási környezetet. Ezek nagyon fontos paraméterek a lakhatóság szempontjából. Lényegében ahhoz hasonló teszteket végeznek majd a Marson, mint amiket én körülbelül hét éve modellezek itt Magyarországon. Úgyhogy nagyon várom.
– Lapzártakor az ukrán háború miatt bizonytalanná vált a küldetés indítása, de bízzunk abban, hogy minden úgy valósul meg, ahogy szeretnék. Egy picit még térjünk vissza az Önök eredményeinek jelentőségére.
– Igen, ez fontos kérdés. Bennem is felmerül néha, hogy az a kutatás, amit végzek, végül is mire lesz jó, kinek lesz hasznos. 2020-ban megjelent egy Nature cikk arról, hogy amerikai kutatók ugyanazokon a területeken mutattak rá a folyékony víz lehetőségére a Marson, mint ahol mi is. Akkoriban én is globális megjelenést vizsgáltam, csak teljesen más megközelítési móddal és gyakorlatilag ugyanolyan eredményeink lettek. Kereszturi Ákossal írt cikkünk tavaly jelent meg az Icarus című lapban. A tudományban egy mérés nem mérés, több független kutatással lehet ellenőrizni vagy cáfolni az elméleteket, állításokat. Az egész jelentősége abban van, hogy ugyanazt az eredményt egymástól függetlenül értük el, eltérő modellekkel és számítási módszerekkel, ettől mindkét kutatás értékesebb.
Szeretek programozni, és lehet, hogy furcsán hangzik, de számomra a munkám legizgalmasabb része az, hogy kódokat írok. Nagyon komplex marsi klímamodellekkel dolgozom, melyekből rengeteg mindent ki lehet számolni. Hőmérsékletből, légnyomásból és a vízpára keveredési arányából azt, hogy adott helyen, adott időben milyen a relatív nedvességtartalom. Ehhez kapcsolva a kémiai laboros eredményeket, meg tudom mondani, hogy melyik típusú sónak felelnek meg a körülmények ahhoz, hogy sós vizes oldatot képezzenek. Ha a teljes marsi évet nézzük, meg lehet állapítani, vannak-e olyan helyek, ahol gyakrabban fordulnak elő ilyen időszakok, hogyan függ ez az évszaktól, napszaktól, bármitől, hogy folyékony állapotban hosszabb ideig fennmaradjon a víz.
– Mindez azért fontos, mert bizonyos helyeken érdemesebb lesz vizsgálni az esetleges életnyomokat?
– Azért is. A víz a Marson meg a víz más égitesten mindig hívó szó, mert ahol víz van, ott talán lehet élet. A víz nekünk erőforrás is. Ha van jég, azt fel tudjuk olvasztani, ha van sós víz, azt „csak” meg kell tisztítani és abból tudunk ivóvizet csinálni vagy üzemanyagot gyártani.
– Egy másik marsszonda, a japán MMX programjának megvalósításához is hozzájárult.
– Így van, de ezt nem úgy kell elképzelni, hogy hivatalosan is tagja vagyok az MMX csapatának, de azért részt vettem néhány fontos mérésben. Az űreszköz neve a Martian Moon eXploration rövidítéséből ered és a Mars holdjait fogja vizsgálni. A küldetés legfontosabb feladata, hogy leszálljon a Phobosra, mintát vegyen és a hold anyagát tartalmazó kapszulát juttassa vissza a Földre. Rendkívül izgalmas vállalkozás. 2019-ben egy hónapig Japánban végeztem laborkísérleteket annak érdekében, hogy segítsek kiválasztani azt a helyet, ahol biztonságosan le tud szállni az MMX. Ehhez Phobos regolit szimulánssal különböző szemcseméreteket vizsgáltam, hogy milyen gyorsan veszik fel a kamra hőmérsékletét vákuumközeli körülmények között. Ebből lehetett meghatározni, mennyi a hőtehetetlensége és látunk-e valami összefüggést, ami alapján messziről nézve is meg tudjuk állapítani a leszállásra tervezett területről, hogy finomszemcsés vagy nagyobb darabos szemcsés.
– A Phobos vizsgálatáról sokan a kisbolygókra asszociálnak.
– Nem véletlenül, hiszen elképzelhető, hogy a Mars a holdjait a kisbolygó övezetből fogta be. Ide kapcsolható a nemrég indult DART misszió, ami egy kisbolygó holdját vizsgálja, aztán az égitestbe becsapódva, annak pályáját igyekszik megváltoztatni. A kísérlet fő célja a kisbolygó-eltérítés módszerének kipróbálása a gyakorlatban. A DART küldetés hatásainak utókövetésére induló HERA űrszonda infravörös kamerájának a fejlesztéséhez készült tanulmány elkészítésében vettem részt. Azért is jó a programozás mert sok különböző területen tudom használni.
– Elég messze került a grafikától. Vagy tudja hasznosítani az ott szerzett ismereteket most is?
– Meglepő, hogy mennyire. Két évig jártam heti 24 órában rajzolni az iparművészeti egyetem egyik felkészítő iskolájába. Foglalkoztunk kiadványszerkesztéssel is, és olyan látásmódot kaptam, olyan dolgokat veszek észre, amiket nem tudnék, ha nem foglalkoztam volna ilyesmivel. Például poszterszerkesztésben nagyon jól tudom alkalmazni. A tudományos publikációknál, amikor ábrákat készítek a saját kutatásaimhoz, nem elég, ha jól néz ki, informatív is kell legyen. Mindez egy pályázat összeállításánál is jól jöhet.
Trupka Zoltán
2022/11