Van a Szaturnusz északi sarkvidékén egy hatalmas, majd' harmincezer kilométer ármérőjű, meglepően szabályos, hatszög alakú felhőrendszer, amelyet még a hetvenes évek Voyager űrszondái pillantottak meg először. A döbbenetes szabályosság láttán természetesen sokan egy hatalmas bolygómérnöki teljesítményekre képes földönkívüli civilizáció jelenlétére asszociáltak (annak ellenére, hogy a természet tele van hatszöges szimmetriájú alakzatokkal a hópelyhektől a méhkaptárakon át a bazaltorgonákig). A valóság alighanem E.T. ténykedésénél prózaibb, ám nem kevésbé érdekes és rejtélyes. Van azért már némi elképzelésünk a jelenség okairól, az elméletet azonban nem ártana kísérletileg tesztelni. S bár a HUNOR programban két éven belül startoló magyar űrhajós nem repül el a Szaturnuszig, a rejtély megválaszolásában küldetése mégis segítségünkre lehet.

A történet a tavalyi év első harmadában kezdődött. Ahogy a Sokolébresztő kitartó hallgatói már értesülhettek róla 2022. áprilisában, Húsvét környékén azzal teltek nappalaink és éjszakáink az ELTE Fizikai és Csillagászati Intézetének Kármán-laboratóriumában, hogy az Európai Űrügynökség (ESA) kísérletpályázatára egy pályamunkát nyújtsunk be. Pontosabban, javaslatot egy olyan tudományos kísérletre, amelyet egy Svédországból felküldött szuborbitális űrrepülést végző kísérleti rakéta személyzet nélküli repülésén, 5-7 percnyi súlytanságban végre lehet hajtani. Pályázatunkban azt vetettük fel, hogy a súlytanaság állapotában egy egyszerű kis szerkezettel megfelelően megforgatott nagyméretű, terniszlabda nagyságú "fél-vízcsepp" alkalmas lehet olyan, úgynevezett nyírási instabilitások megfigyelésére, amilyet a Szaturnusz hatszögét kialakító folyamatokban is is sejthetünk.

Miről is van itt szó? A Szaturnusz, mint a többi gázbolygó (és amúgy a Nap is) differenciálisan forog tengelye körül, vagyis az egyenlítői területei gyorsabban megfordulnak, mint sarkvidéki részei. Márpedig különböző sebességgel körbeáramló gázok vagy folyadékok határán nyírás lép fel, s ekkor megfelelő körülmények között szabályos hullámalakzatok alakulhatnak ki. Hasonló jelenséget mutat be az alábbi videónk a Kármán-laboratóriumból, amelyet Kadlecsik Ádám kollégámmal készítettünk néhány éve. Itt egy olyan egyszerű kísérletet láthatunk, ahol rózsaszínesre megfestett vizet töltöttünk egy olyan speciális "vödörbe", amelynek az alját forgattuk, míg függőleges oldalfala egy helyben állt. A nyírást itt tehát az okozza, hogy a folyadék közepe a forgó aljzattal igyekszik együtt mozogni, ám az álló fal mentén levő folyadékelemek azzal érintkezve lefékeződnek. A két hatás eredőjeként ez esetben egy szabályos háromszögletű örvény alakul ki és válik jól láthatóvá a vízfelszínen.

A szaturnuszi hatszög esetében azonban fontos különbség a "vödörhöz" képest, hogy a bolygó közel gömb alakú, s így ennek a konfigurációnak a vizsgálatához az egész kísérletet egy differenciálisan forgatott, ám gömb alakú szabad vízfelszínre, vagyis egy hatalmas cseppre van szükség. Ezt ráilleszthetjük egy olyan platformra, amellyel a vízcsepp "egyenlítői" részét gyorsabban forgathatjuk meg, mint a "sarki" tartományát (ezt szemlélteti a föntebbi rajz), s jelzőrészecskékkel meghintve a vizet, megfigyelhetjük a kialakuló áramlási mintázatokat, szerencsés esetben akár sokszögeket. Ilyesmit azonban a földi gravitációs körülmények között nem tudunk előállítani. Így tehát ezt az ötletet tartalmazta a DiRoS (Differential Rotation on a Sphere, Differenciális Forgás egy Gömbön) fedőnévre keresztelt kísérletünk, amelyet az ESA személyzet nélküli rakétarepüléséhez nyújtottunk be Fenyvesi Nórával és a már említett Kadlecsik Ádámmal hármasban.

A pályázatunkat az űrügynökség nagy örömünkre elfogadta 2022. decemberében, s a megvalósításra érdemes ötletek közé választotta, ám a bírálatban megjegyezték (teljesen helyesen), hogy a kísérlet sikerére még nagyobb lehetne az esély, ha egy űrhajós tudná elvégezni azt a Nemzetközi Űrállomáson. Továbbá azt is közölték, hogy a kiválasztás és a nagyon jó minősítés ellenére sajnos valószínű, hogy az ESA költségvetése nem lesz elégséges ahhoz, hogy a DiRoS repülésére belátható időn belül sor kerüljön.

Ekkor érkezett a remek lehetőség: kiderült, hogy a 2024-25 környékén az ISS-re induló magyar űrhajós programjába (HUNOR: Hungarian to Orbit), melyről nemrég beszélgettünk Ferencz Orsolya miniszteri biztos asszonnyal a Parallaxis Podcast évadnyitó epizódjában, szintén lehet még kísérlet-ötleteket javasolni. Az ESA kedvező bírálatával, illetve annak űrhajósokra vonatkozó megjegyzésével a "zsebünkben", s összeállva Vizi Pál Gáborral és tapasztalt mérnökcsoportjával, akik az Energiatudományi Kutatóközpontban már több űreszköz fejlesztésében is sikerrel szerepeltek, mertünk egy nagyot gondolni, és pályáztunk a HUNOR-programba. Arra, hogy forgatott-vízcseppes kísérletünk módosított, kibővített változatát a magyar űrhajós végrehajthassa az Űrállomáson. A továbbfejlesztett "emberes" projektnek nem túl fantáziadús módon a DiRoS-B nevet adtuk.

2023. augusztusában érkezett a csodálatos hír: a HUNOR független szakértőkből álló nemzetközi bírálóbizottsága elfogadta a javaslatot, vagyis, ha minden jól megy, és a fejlesztésekkel is az ütemterveknek megfelelően haladunk, 2024. végén vagy 2025. elején egy Dragon űrhajó fedélzetén az ISS-re érkezhet kísérletünk, illetve az annak végrehajtásásra is kiképezett űrhajós. Addig persze még sok minden történhet, de már a lehetőség is rendkívül lelkesítő, arról nem is beszélve, hogy a szabad (fél-)gömbfelületeken kialakuló nyírási instabilitások mélyebb megértése abban is hasznunkra válhat, hogy megérthessük, hogy mi is történik a Szaturnusz északi sarkán! A fejleményekről természetesen a jövőben is be fogok/fogunk számolni.

emTV.hu // Parallaxis // cikk: Vincze Miklós // borítókép, képek: NASA, DiRoS