A mikrometeorit-detektor jelfeldolgozó elektronikájának megalkotására a KFKI Reaktor főosztály Mérésautomatizálási osztályán belül létrehozták az Űrelektronikai csoportot. A szükséges anyagi feltételeket az akkoriban a magyar űrkutatási tevékenységet irányító Űrkutatási Kormánybizottság (ÜKB) teremtette elő. A csoportot kezdetben – külső munkatársként – Ferencz Csaba mérnök-kandidátus vezette, tagja volt még Mihály László technikus és Apáthy István villamosmérnök, aki 1973-tól átvette a csoport vezetését. 1972-re elkészült az elektronikai egység első változata (K-1-2), mely még viszonylag sok energiát fogyasztott, de minden egyéb követelménynek maradéktalanul megfelelt. 1973 végére pedig befejezték a végleges példány (K-1-3) legyártását. A készülék mintegy negyven integrált áramkört, száz egyéb félvezető eszközt, kétszáz – nagyrészt magyar gyártású – passzív alkatrészt tartalmazott. Mindezt egy mindössze féltéglányi méretű dobozba építve. Az egység tömege 1,1 kilogramm, teljesítményfelvétele 1,4 watt volt.

A K-1-2 műhold a szerelőcsarnokban; a tetején lévő henger a kombinált mikrometeorit-detektor (Forrás: MTA AEKI)

„1974. október 15-én Moszkvába repültünk. Itt – a sikeres átadási, úgynevezett egyedi ellenőrző teszteket követően – a többi fedélzeti tudományos berendezéssel együtt a mi műszeregyüttesünket is beszerelték a műhold mérnöki modelljébe. Október 19-én pedig az egész nemzetközi szakembergárda vonaton a Pleszecki Űrrepülőtérre utazott. A műholdat 1974. október 31-én, helyi idő szerint 13 órakor indították útnak. A műhold sikeresen a tervezett pályára állt. A K-1-3-as elektronikai egység a következő évben felkerült az IK-14 műholdra is, majd a továbbfejlesztett, K-1-4-re keresztelt egység 1977-ben az IK-17 mesterséges holdon repült” – emlékezett vissza Apáthy István a negyven évvel ezelőtti eseményre a 2014. decemberi űrkutatási napon. Az Űrelektronikai csoport szintén az adatok előzetes értékelését végző elektronika elkészítésével járult hozzá az 1977-ben felbocsátott Prognoz–7 műhold komplex plazmadetektorának működéséhez. Ez volt az első berendezés az Interkozmosz történetében, amelyben mikroprocesszort használtak az elsődleges, fedélzeti adat­ki­értékelésre.

A mikrometeorit-detektor K-1-3 jelű magyar elektronikájának szerkezete (Forrás: MTA AEKI)

Ebben az évtizedben létesültek a Magyarországot az űrtevékenységhez kapcsoló, specializált obszervatóriumok. A Nógrád megyei Penc község mellett felépült Kozmikus Geodéziai Obszervatóriumot (KGO) 1976-ban avatták fel. A KGO pontos fotografikus, lézeres és Doppler megfigyeléseket hajtott végre geodéziai műholdakkal azzal a céllal, hogy e mérések alapján megalkossák a geodéziai alaphálózatot. Hazánk egyetlen űrtávközlési földi állomása 1977-ben épült a Balatonhoz közeli Taliándörögdön, és kezdetben a szovjet távközlési holdak földi állomásaként működött. 2005-ben két jelentős esemény is történt az állomással: előbb megszűnt az üzemszerű működés, majd az épületet és berendezéseinek jelentős részét műemlékké nyilvánították. Az 1980-as év két kiemelkedő eseménye Farkas Bertalan űrrepülése a Szaljut–6 űrállomásra és a nemzetközi űrkongresszus (COSPAR) budapesti megrendezése volt.

A KFKI kezdeményezésére vállalt szerepet Magyarország egy széles körű nemzetközi űrprogramban, amelynek célja a Halley-üstökös 1986. évi visszatérésének megfigyelése volt űrszondák segítségével. A Halley-üstököshöz a földközelség idején indított szovjet Vega szondákon jó néhány magyar berendezés kapott helyet, például az űreszköz kameráját pozicionáló elektronika, egy adatgyűjtő berendezés, valamint több detektor. A KFKI és a Budapesti Műszaki Egyetem együttműködésében született Vega műszerek határidőre elkészültek, és jól vizsgáztak a bolygóközi térben. Hazánk lett az első kelet-európai ország, amelynek műszerei kijutottak az űrbe.

E sikeres program egyik következményeként a magyar űrkutatókat meghívták, vegyenek részt egy másik bolygóközi szonda, a Fobosz fedélzeti berendezéseinek elkészítésében. A sokoldalú nemzetközi műszer­csomagon belül több, elsősorban a plazma­környezet vizsgálatára szolgáló magyar be­rendezés is pályára került. A legfontosabb magyar berendezés a Fobosz leszállóegység nagy megbízhatóságú és hibatűrő fedélzeti számítógépe volt, ám ez nem tudta végrehajtani feladatát, mivel idő előtt megszakadt az űrszondával a kapcsolat. A KFKI részvételével készült két fedélzeti részecskedetektor azonban így is számos jelentős, új adatot szolgáltatott a Mars környezetéről. A műszaki tapasztalatok a későbbi missziókban hasznosultak, és megalapozták a kibontkozó ipari tevékenységet is.

A magyar űrkutatás egyik igen sikeres eszköze a Pille dózismérő, amelynek története az 1970-es évek végéig nyúlik vissza. A KFKI mérnökei Farkas Bertalan repülésére készítették el a Pille első változatát, amelyet az első – és mindmáig egyetlen – magyar űrhajós 1980 májusában a Szaljut–6 űrállomás fedélzetén használt. A műszerre nagy szükség volt, mert korábban az űrhajósok szervezetét érő sugárdózist csak miután a világűrből visszatértek, a Földön tudták megmérni. A korábbi kiolvasóeszközök olyan nagyok voltak, hogy az űrbe küldésükről szó sem lehetett. A kisméretű, kis fogyasztású és mindössze egykilós Pille ezzel szemben lehetővé tette a sugárdózis helyszínen elvégezhető mérését, az űrrepülés során akár többször is. A műszer később feljutott a Szaljut–7, majd a Mir űrállomásra is. Az 1990-es évek elején a Pille megújult; és az abban az évtizedben a Mir űrállomásra feljuttatott újabb, már mikroprocesszoros Pilléket a KFKI Atomenergia Kutató Intézetében (AEKI, ma MTA Energiatudományi Kutatóközpont, MTA EK), Apáthy István villamosmérnök vezetésével dolgozó csoport tagjai fejlesztették ki és építették meg.

Pille dózismérő rendszer (Forrás: MTA AEKI)

Az első továbbfejlesztett Pillét 2001-ben az amerikaiak vitték fel a Nemzetközi Űrállomásra, ám ők „csak” tudományos kutatás céljára. A 2003-as, úgynevezett „orosz Pille” már a szolgálati rendszer részeként működik az űrállomáson. Ezt a Pillét használta az egyik űrturista, a magyar származású Charles Simonyi is. A „pillés” mérések jelentőségét az adja, hogy a világűr fokozottan sugárveszélyes munkahelynek számít. Az asztronautákat az űrben érő kozmikus sugárzásból eredő dózis ugyanis jóval nagyobb, mint a Föld felszínén a háttérsugárzásból adódó, mindannyiunkat folyamatosan érő sugárdózis. Az űrhajósok az alacsony Föld körüli pályán keringő űreszköz belsejében egy-másfél év alatt akkora sugárterhelést kapnak, mint amennyit a Földön élők 80 év alatt, és leginkább ez korlátozza az űrben tölthető időt.

A rendszerváltozás után alapvető fordulat következett be nemzetközi kapcsolatainkban. Az Európai Űrügynökséggel (ESA) az első együttműködési egyezményt (PECS) közvetlenül a rendszerváltozás után, 1991 áprilisában kötöttük meg. Később kiszélesítettük kapcsolatainkat az ESA-val; 1998-ban beléptünk az ügynökség egyik szakosított programjába, a Prodexbe. (Ebben a programban a nem ESA-tagországok közül mi lettünk az első teljes jogú tagok.)

„A Prodex/PECS program nyitotta meg az utat az ESA Vénusz Expressz missziójában való részvételünkhöz. Ez tette lehetővé, hogy az ESA Cluster missziójának egyik adatbázisa a KFKI-ban épüljön ki, és részt vehessünk a Föld plazmakörnyezetének vizsgálatában, megalapozva a későbbi, űridőjárással kapcsolatos kutatásokat. Bekapcsolódhattunk a SOHO űrszonda kutatásaiba is. A rendszerváltás után megnyílt az út a KFKI-RMKI (Részecske- és Magfizikai Kutató Intézet – a szerk.) részvétele előtt a NASA Cassini misszió két kísérletében, amely a Szaturnusz környezetét vizsgálja mind a mai napig. Az egyik kísérlet a Szaturnusz mágneses terét, a másik pedig az alacsony energiás töltött részecskéket méri” – tájékoztatta magazinunkat Szegő Károly, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos tanácsadója, az Űrkutatási Tudományos Tanács tagja.

Az ESA darmstadti irányító központja (Forrás: ESA)

A magyar űrkutatók 1998 óta dolgoztak a Prodex programban a Rosetta nevű üstököskutató szonda elkészítésében. Az ESA 2004. március 2-án indította útjára a Rosettát, amely évtizedes vándorlása során ötször kerülte meg a Napot, háromszor haladt el a Föld és egyszer a Mars mellett, és két kisbolygóval is találkozott, mire a 67/P Csurjumov–Geraszimenko-üstököshöz ért. A projekten tizennyolc, fejlett űriparú ország dolgozott együtt. A Rosetta Philae nevű leszállóegységének munkálataiban nyolc nemzet vett részt.

A magyar mérnökök a fedélzeti számítógép, az elektromos energiaellátó rendszer és néhány tudományos kísérlet elkészítésébe kapcsolódhattak be. E szonda leszállóegysége 2014. november 12-én landolt az üstökösön. A nevezetes időpontban Szegő Károly is ott volt az ESA darmstadti irányító központjában. Joggal, hiszen az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont és az SGF Kft. szakemberei az ő vezetésével fejlesztették ki a leszállóegység agyát, a hibatoleráns fedélzeti vezérlő és adatgyűjtő számítógépet és szoftverét. A komputer irányította a landolást és az egység rögzítését az üstökösmagon, továbbá vezérli a tíz tudományos műszert, kontrollálja az energiaellátást és a hőmérsékletet. A számítógép hozza létre a rádiókapcsolatot az űrszondával a mérési adatok továbbítására és a földi irányító központ parancsainak fogadására. A magyar közreműködés egyébként ennél szélesebb körű volt, hiszen az MTA Energiatudományi Kutatóközpont kutatói több műszercsomag megalkotásában, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Űrkutató csoportja pedig a Philae tápellátó rendszerének tervezésében és megépítésében vett részt.

A Rosetta üstököskutató szonda (Forrás: ESA)

Az első magyar műhold a BME két vil­la­moskari tanszéke (Elektronikus Eszkö­zök Tanszéke, továbbá a Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék), valamint Űrkutató csoportja hallgatóinak, doktoranduszainak és oktatóinak több mint négyéves munkájával született. A Masat–1-et 2012. február 13-án lőtték fel az Európai Űrügynökség Vega hordozórakétája fedélzetén nyolc másik műholddal a kouroui (Francia Guayana) űrközpontból. Az első, teljes egészében hazánkban készült űreszköz kocka alakú, élei 10 centiméter hosszúak, össztömege pedig nem éri el az egy kilót. A Masat–1 a CubeSat szabvány szerint készült a Magyar Űrkutatási Iroda, illetve támogatók bevonásával. A fejlesztők, valamint a több mint ötven hazai és egytucatnyi külföldi cég páratlan össze­fogása és szponzorációja tette lehetővé az első magyar műhold megszületését. A műhold ez év januárjában fejezi be Föld körüli keringését, majd ég el a légkörben, de a fejlesztők már a folytatást tervezik.

A Masat–1 (Forrás: BME)

A Masat–1 folytatásaként két fejlesztés indul párhuzamosan: Masat–2 és SMOG–1. A két projektet két független fejlesztőcsoport viszi. A BME adjunktusa, Horváth Gyula vezeti a Masat–2 fejlesztését, míg a SMOG–1 lelkes, főként egyetemi hallgatókból álló csapatát Gschwindt András koordinálja. A kis méret nagy szakmai kihívást jelent, hiszen Gschwindt András szerint a SMOG–1 még a Rubik-kockánál is kisebb. A SMOG–1 (munkanevén „Zsebi”) a cubesatokat követő műhold-generáció tagja. A 2013-ban elindult pocketqube sorozat műholdjai mindössze öt centiméter élhosszúságú kockák (ez térfogatban nyolcada a 10 centiméteres kockának). A kisebb méret olcsóbb, gyorsabb megvalósítást és kisebb költségű pályára juttatást biztosít. A kis térfogat (125 köbcentiméter) és a kis súly (legfeljebb 200 gramm) a műhold platformján csak egyszerű, kis fogyasztású mérés, kísérlet elvégzését teszi lehetővé. A fedélzeten rendelkezésre álló kevés energia kis teljesítményű telemetriarendszer alkalmazására ad lehetőséget. A súly- és méretkorlátokból adódóan csak egyszerű antennák használhatók. A SMOG–1 fedélzetére kerülő mérőrendszer a világon elsőként (hivatalos EU-szakértői vélemény) a Föld környezetének ember keltette elektromágneses szennyezését (elektroszmog) mérheti a tévéadók sávjában (470–860 megahertz). Pályára állítását az előzetes tervek szerint a Nemzetközi Űrállomás (ISS) fedélzetén elhelyezkedő robot (kidobó automata) végezné. A SMOG–1-gyel azonos méretű műholdból napjainkban egyetlen kering a Föld körül (WREN), ám készítői nagy bánatára nem ad életjeleket.

A Masat–2 számos innovatív újítást kíván felvonultatni. Az első misszióhoz képest nagyobb felbontású kamera kerül majd a fedélzetre, mely a hozzá fejlesztett helyzetstabilizálással páratlan megoldásokat rejt ebben a műholdméretben. A tervek szerint dózismérő is helyet kap az új műholdon, mivel rendkívül fontos információ az, hogy számszerűen mekkora sugárterhelést bírt ki az űreszköz, hiszen ez az adat többet mond az űrben eltöltött időtartamnál. A Masat–1 sikerét követően több missziós (kutatási) irány is felmerült a távérzékelés mellett: például dozimetriai, geomágneses, geodéziai, meteorológiai stb., melyek közül – napjaink miniatürizálási technológiáinak köszönhetően – számos megvalósítható akár egy CubeSat fedélzetén is. Mindezek előre vetítik, hogy a következő Masat-generációk mind méretben, mind teljesítményben növekedni fognak, hogy amellett, hogy költséghatékonyan helyet biztosítanak több hazai kutatócsoport kísérletének, megbízható üzemeltetést tegyenek lehetővé. Ha sikerül forrásokat szerezni, három éven belül startolhat a második kocka. Annak ellenére, hogy a Masat–1 a partnereknek rengeteg hozadékkal szolgált, a támogatási csatornák megszüntetése, átalakítása nagyrészt elzárta a korábbi finanszírozási utakat. Amint lesz megfelelő anyagi háttér, nagy lendületet vehet a fejlesztés.

A felhőkkel borított déli óceán a Masat–1 felvételén (Forrás: BME)

Az előbbi példákból is látszik a magyar űrtevékenység fél évszázados történetének talán legfontosabb általános eredménye: kialakult egy, az űrkutatás és alkalmazásai területén aktívan működő hálózat. Az Európai Űrügynökség segítségével 2014 márciusában végzett felmérésből az derült ki, hogy negyven magyar kutatóhely és vállalkozás létezik, ahol tényleges és – nem mellékesen – világszínvonalú űrkutató munka folyik. Itthon minden eszközt képesek megtervezni és legyártani, amire csak az űrkutatásban szükség lehet – kivéve a hordozóeszközöket.

Gyakran felvetődő kérdés, tervezi-e Magyarország – széles nemzetközi kapcsolatainkat kihasználva –, hogy újabb űrhajóst küld a világűrbe. A költségekről annyit érdemes megjegyezni, hogy ugyanazon feladat végrehajtása űrhajósokkal ötvenszer-százszor többe kerül, mint automatákkal, feltéve természetesen, hogy az automaták képesek az adott munkát elvégezni. Hazánk számára a közeljövő és a belátható távolabbi időszak realitásai között nem szerepel, hogy újabb űrhajóst küldjön az űrbe. Még ha elvben rendelkezésre is állna az űrrepüléshez szükséges hihetetlenül nagy összeg, akkor is nagyon alapos költség-haszon elemzésnek kellene megelőznie egy ilyen döntést. Egyelőre ilyen gondunk nincs, az évről évre felhasználható – nem túl bőséges – anyagiakat számos más, a nemzetgazdaság számára fontosabb területen hasznosítjuk. Szegő Károly szerint ESA-csatlakozásunk eredményeként feltétlenül várható a magyar űripar további fellendülése. Ugyanakkor vigyáznunk kell, nehogy az ipar fejlődése mellett a kutatás rosszabb helyzetbe kerüljön az új finanszírozási rendszerben.•