Olasz vezetésű konzorcium magyar közreműködéssel fejleszt egy jövőbeli radart, ami egy marsi drónról tekintene a felszín alá.

Az elmúlt években több módon is betekinthettünk a Mars felszíne alá. A Mars Express űrszondán működő MARSIS, és a Mars Reconnaissance Orbiteren üzemelő SHARAD radarok kimutatták, hogy kisebb és nagyobb mélységben is eltemetett jégtestek vannak a vörös bolygón. A sarki jégsapkák a várakozásoknak megfelelően vékony rétegekből épülnek fel, amelyek az egykori klíma nyomait őrzik.

A déli poláris térségben több mélyen lévő víztest lehetősége is felmerült, igaz utóbbiak radarjeleit feltehetőleg víztartalmú ásványok hozták létre. Tudjuk azt is, hogy a bolygó felszínét bombázó töltött részecskék, a Nap szűretlen UV sugarai, valamint a kémiailag agresszív felszíni oxidánsok erősen átalakítják a felszínt, akár egy méter mélységig is. Ugyanakkor ha néhány deciméterre lefúrunk, már nem vörös, már nem oxidált és egy nem is annyira átalakult Mars tárul elénk.

Ennek megfelelően kiemelten fontos a bolygó mélyebb térségeinek elemzése, erre hatékony eszköz a Földön is használt felszín alá behatoló radar (ground penetrating radar, GPR). De míg a bolygó körüli pályáról csak kis felbontás érhető el a radarokkal, a felszínről meg nagy felbontással csak kis terület elemezhető, amit egy rover be tud járni. Ideális lenne egy drón fedélzetén üzemelő radar, amely nagy területet, nagy felbontással térképezhetne. Az Inguenity kísérleti repülései bebizonyították, hogy lehet a bolygó ritka atmoszférájában is mozogni napenergia segítéségével. A NASA által tervezett Mars Science Helicopter már egy 30 kg-os, 4 méter átmérőjű hatrotoros hexakopter lesz, amely sok kilométert repülhet a jövőben. Fedélzetén 5 kg-nyi tudományos műszert képes szállítani, elvben egy nagyon kis radarberendezés is elfér rajta.

Fantáziakép a Mars felett repülő Mars Science Helicopter drónról (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

De miként lehet egy néhány kilogrammos drónba egy egész radarrendszert bepréselni? Erre keresi a választ a FlyRadar nevű nemzetközi projekt, amely az európai H2020 kutatási program támogatásával zajlik. A nemzetközi konzorcium tudományos kutatókat néhány cég technikai szakértelmével kapcsol össze. A cél egy olyan kb. 2 kg-os radarrendszer kifejlesztése, amely kétféle radarmérési módszert végez egyszerre: felszín alá behatoló és ún. szintetikus apertúrájú méréseket. Ilyen egy drón fedélzetén eddig még nem készült a Földön sem. A felszín alá behatoló radar a kőzetek dielektromos paramétereinek különbsége alapján jellemzi a célpontot (azonost rétegeket, becsül porozitást, eltérő anyagok előfordulását stb.). A szintetikus apertúrájú radarmérés pedig úgy ér el nagy felbontást, hogy ugyanazon felszín alatti pontokat a drón haladása során többféle távolságból és irányból is leméri, és ezeket az adatokat együttesen értelmezi.

A Dokka kráter (jobbra), rajta a feltételezett keresztszelvény futási helyéven, és balra a várható keresztszelvény, amelyről a drón fedélzetén működő radar ismereteket adhat. (Forrás: Kereszturi Ákos)

A fejlesztések, és a földi teszt repülések előkészítése során olyan marsi területeket elemeznek a szakemberek, amelyeken néhány 10 méteres mélységben várható érdekes rétegzés, főleg felszín alatti jég, esetleg csökkent olvadáspontú sós vizes oldat előfordulása. A mellékelt példa az északi sarkvidéken lévő Dokka kráter mutatja, amelynek belsejében nyáron is megmaradó, vastag jégtömeg az elmúlt éghajlat változásairól tartalmaz ismereteket – ideális célpont egy drónon üzemelő felszín alá behatoló radar számára.

A FlyRadar kutatóprogramban készülő drón és radarrendszer elő éle próbája még idén várható. A programban hazánkat a CSFK Csillagászati Intézete képviseli, a konzorciumban 3 cég (francia, marokkói, olasz) és 4 kutatóintézet (francia, lengyel, magyar, olasz) dolgozik együtt. A munka keretében a GPR és SAR rendszer által beérkező radarjelek összekapcsolását sikerült már megoldani. Mindennek terepi tesztelése a Földön, először sivatagos vidékeken 2023-ban történik. Amennyiben ez sikeres lesz, megnyílik a lehetőség, hogy egy hasonló felépítésű radarberendezés egy következő marsi drónra is felkerüljön.

A Flyradar projekt honlapja ide kattintva érhető el.