2012. május 3.

Szerző:
Szegedi Imre

A csillagok nyomában

A magyar csillagászat sorra éri el a jelentős kutatási eredményeket. A távoli csillagok körül keringő bolygók, az úgynevezett exobolygók felfedezésében a világ élvonalában vagyunk, hiszen a Földről észlelt minden ötödik ilyen égitestet magyar közreműködéssel találták meg. A hazai csillagászat kisvállalkozásoknak is ad munkát – néhány cég a világ legjobbjai közé tartozó távcsöveket, elektronikai és mechanikai rendszereket gyárt. A piacról, valamint fejlesztési irányról kérdeztünk néhány kutatót és kisvállalkozót.


A biztos megélhetés érdekében a csillagászattal kapcsolatban álló vállalkozók megpróbálnak külföldi, stabil, folyamatos megrendeléseket vállalni, amelyek általában nem túl megerőltető intellektuális tevékenységek, hanem szimpla bedolgozás. A megrendelők megmondják, hogy milyen méretű, fizikai paramétereket tudó apró prizmára van szükség, és a magyar vállalkozó pontosan olyanra csiszolja meg azt az üvegdarabot. Némi innováció azért itt is tetten érhető, hiszen itthon kell kitalálni, hogy a megrendelt részegységet miként lehet sorozatban gyártani. Ugyanakkor örvendetes, hogy az elmúlt évtizedben megszaporodtak a saját fejlesztések.

Alapvetően olyan emberek ötleteiről van szó, akik amatőr csillagászként dolgozva szembesültek egy-egy problémával, például vásároltak egy kisebb teljesítményű távcsövet, de valami nem tetszett benne nekik, azért megpróbáltak saját kútfőből olyan megoldást találni, aminek révén tisztább és tökéletesebb képet ad. Lencséket terveztek és csiszoltak, ami alapos optikai ismereteket igényelt. Volt, akinek nem volt szüksége a fénytan újratanulására, mert a vállalkozók közül többen is az egykori Magyar Optikai Művek (MOM) munkatársai voltak. Hegedüs Tibor, a bajai csillagvizsgáló igazgatója szerint a MOM a maga nemében egészen kiváló vállalat volt, ma is megsüvegelt minőségű optikai rendszerek készültek ott. Talán egy kicsit elavult volt a gépparkjuk egy része, de azokkal a berendezésekkel is csodákat műveltek. Egy MOM-ban készült binokulárért (túratávcsőért) ma is csillagászati összegeket adnak, mert minősége a világhírű Zeiss Művek hasonló termékéével vetekedett. Több vállalkozás is a MOM megszüntetése után kiárusított eszközökre épült. A vállalkozók egy ideig a MOM piacán próbáltak megélni, ám a megrendelések hamar elfogytak, újabb piacokra volt szükség.

Digitális planetáriumi enteriőr, speciális vetítőkupolával,
vetített körpanorámával (Forrás: AstroTech Kkt.)

A hazai vállalkozások egymást egészítik ki. Mivel mindössze néhány cég próbál megélni csillagászati eszközök készítéséből, egymásra vannak utalva. Van, aki az optikai tervezésben erős, más a csillagászati eszközöket mozgató elektronikában jártas. Az apró, ám céltudatos fejlesztéseknek köszönhetően ma ott tartunk, hogy kis szériában ugyan, de már létezik kiváló optikai minőségű magyar apokromatikus távcső, amely abszolút versenyképes a nagynevű márkák által gyártott eszközökkel. Ezt a terméket egy fiatal, ambiciózus szakember, Gyulai Pál tervezte, és Almási Csaba optikus műhelyében csiszolják készre az optika felületeit. A két fejlesztő napjainkban olyan nagyon pontos leképezésű halszemoptika lencserendszert szeretne tervezni, amely nem a szokásos 15-20 lencséből áll, hanem legfeljebb öt-hatból, ám ennyi lencséből is képes a hagyományos projektor képét torzításmentesen egy teljes planetáriumi kupolára kivetíteni. Gyulai Pál arról tájékoztatta magazinunkat, hogy ha sikerül az elképzelés, akkor a világpiacon egy olcsó, de kiváló minőségű megoldással állhatnak elő.

Fornax10 utazómechanika asztro­fotózáshoz (Forrás: Fornax2002 Kft.)

Hazánkban néhány szakmai műhely foglalkozik csillagászatban használható optikai berendezések készítésével, illetve a csillagokat vizsgáló eszközöket mozgató mechanika gyártásával. A mechanika is igen fontos ágazat, mert az optikát pontosan meg kell tartani, precízen kell mozgatni, ami csúcsszintű elektronikát igényel. Érdekesség, hogy ezen a területen is született magyar szabadalom. A Papp István és Mádai Attila által jegyzett eljárás a szakmában már fogalomnak számít: ez a Telescoop Drive Master, azaz a TDM-technika, amelynek segítségével mérik a távcső mozgását, és ha eltérést tapasztalnak, a rendszer automatikusan beavatkozik. Ebből az eszközből több mint háromszáz darabot adtak már el. Ilyen vezérlést igénylő távcső egyébként legalább tízezer működik a világon, tehát széles piacra számíthat a magyar fejlesztés.

A Telescoop Drive Master

A tíz éve alakult Fornax2002 Kft. legfontosabb tevékenységei közé tartozik a gépalkatrészgyártás, valamint csillagászati termékek fejlesztése és gyártása. Csillagászati termékeiket a világ számos országába – Németország, Ausztria, USA, Ausztrália – exportálják. A kft. vezetőjének, Sári Pálnak meghatározó szerepe volt abban, hogy létrejött a HATNet, azaz a Hungarian Automated Telescope Network (Magyar Automatikus Távcsőhálózat). A Pécelen élő és dolgozó gépészmérnök először saját magának készített távcsőmechanikákat, majd ezt követően kezdte el piacra dobni azt a mozgatószerkezetet, amely ma már nemcsak az amatőr, hanem a tudományos csillagászat keretein belüli használatra is alkalmas.

Fornax150/100 mechanika fix felállítású nagyméretű távcsövekhez (Forrás: Fornax2002 Kft.)

Három barátjával – Lázár József szoftvermérnökkel, az előbb említett Papp István elektromérnökkel és Bakos Gáspár csillagásszal (aki azóta a világhírű Princeton Egyetem munkatársa) – mint amatőr csillagászok gyakran mentek a Mátrába, az Ágasvári turistaházba. Bakos Gáspár itt vetette fel, hogy készítsenek közösen egy robottávcsövet gamma-felvillanások megfigyelésére. 1999 őszén kezdődött a HAT prototípusának tervezése. Az első eszközt a Velencei-tó partján, majd az akadémiai intézet svábhegyi tetőteraszán próbálták ki. Ebből aztán több projekt is kinőtt.

Sári Páltól tudjuk, hogy a 2004 óta folyamatosan üzemelő HATNet segítségével Arizonában, Hawaiin és Izraelben felállított 11 centis átmérőjű távcsövekkel fedési exobolygókat keresnek. A 2007-ben indult HAT-South projekt a déli égbolton kutatja hasonló módszerrel a fedési exobolygókat. Ezek a távcsövek három helyszínen találhatók: Ausztráliában, Chilében és Namíbiában. A nagy látómezőjű távcsőhálózat több százezer csillag fényváltozását követi, kismértékű elhalványodásokat keresve, melyek szerencsés esetben egy éppen a csillaga előtt átvonuló bolygóra utalhatnak. Ez gyenge fényességcsökkenést okoz, ebből lehet következtetni a távoli bolygók létezésére. Tudományos szempontból az így felfedezett fedési exobolygók a legfontosabbak, mert ezeknek a fizikai tulajdonságait (tömeg, átmérő, sűrűség) lehet a legpontosabban meghatározni. A jelenleg ismert és a földfelszínről felfedezett 196 fedési exobolygóból 38-at – azaz minden ötödiket – a Pécelen készült automata távcsövek láttak meg. (Az űrben keringő Kepler-távcső szintén sok exobolygót fedezett fel.) A műszerek magyar fejlesztésűek, és itthon, Sári Pál péceli műhelyében készültek, magyar tervezésű elektronikával és magyar fejlesztésű szoftverrel. A sikereknek köszönhetően a HATNetet a NASA, az amerikai Nemzeti Kutatási Alap, a magyar Országos Tudományos Kutatási Alap, valamint a Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal is támogatja anya­gilag. „A támogatások felhasználásával sok magyar diák és fiatal tudós is részt vehetett a programunkban. Örömmel jönnek, hiszen a HATNet a világ második leghatékonyabb exobolygó-figyelő rendszere” – mondta magazinunknak Sári Pál.

A nagy látómezővel rendelkező távcsőhálózat a HATNet (Forrás: Fornax2002 Kft.)

A már ismert exobolygók további, hosszú távú vizsgálatából a jövőben újabb bolygók vagy akár holdak válhatnak ismertté (és származhatnak újabb felfedezések) olyan távcső alkalmazásával, amelyet szintén az előbb említett csapat készített, ám már hazai helyszínen működik. Ilyen például a bajai Csillagvizsgáló Intézetben működő BART–1 robottávcső. A csapat jelenlegi terve Hegedüs Tibor kezdeményezésére egy második BART telepítése törökországi helyszínen, ahol nagyjából kétszer annyi derült éjszaka használható mérésekre, mint idehaza.

A HATNet segítségével fedési exbolygókat kutatnak az égbolton (Forrás: Fornax2002 Kft.)

A pénztelenség és az infrastruktúra hiánya miatt nem tudnak mindennel itthon foglalkozni. Speciális érdeklődésű szakemberek kénytelenek külföldi intézetekben valóra váltani álmaikat. Fűrész Gábor egyetemi szakdolgozatában egy változtatható diszperziójú spektrográfot készített, amelyet az utolsó csavarig ő gyártott le. A fizikus jelenleg az Egyesült Államokban, Bostonban, a Harvard Egyetemen egy úgynevezett multiobjektum spektrográf létreho­zására vállalkozó csoportban dolgozik. Ez az eszköz – számítógéppel vezérelt mikrorobotok segítségével – két tengely mentén mozgatja majd optikai kábelek végpontjait. A még kidolgozás alatt álló eszközben alapfeltétel a precizitás, a folyamatos visszacsatolás. A multiobjektum spektrográffal előre beállítható a vizsgálni kívánt csillagok egy csoportja, amit egy távcsőre feltéve minden egyes optikai kábelvégpont egy adott csillag képét rögzíti, fényét vezeti be egy spektrográfba. Így egyszerre harminc-negyven csillag képét lehet rögzíteni. Összehasonlításként: a hagyományos technikával egy időben egyetlen csillagról tudnak képet nyerni. Azaz, sokszorosára gyorsulhatnak a mérések. Magyarországon belátható időn belül nem lesz ilyen berendezés, mi mégis hasznosíthatjuk ennek az eredményét, hiszen a fejlesztők között ott van egy magyar fizikus is.

Az interferometria területén az ugyancsak az Egyesült Államokban dolgozó Sturmann László ért el eredeti eredményeket. Jelentős szerepe van a CHARA interferométer fejlesztésében. A CHARA távcsőhálózat a legdinamikusabban fejlődő tengerentúli hálózat. Az interferométeres észlelésekkel érhető el ma a legnagyobb szögfelbontás a csillagászatban. Minél nagyobb egy hagyományos távcső tükrének az átmérője, elvileg annál nagyobb térbeli felbontás érhető el vele. Az interferométer egymástól néhány tíztől néhány száz méteres távolságban elhelyezett különálló tükröket kapcsol össze úgy, mintha egyetlen tükörfelület lenne. Ezáltal a jelenlegi óriástávcsöveknél is jóval nagyobb szögfelbontás érhető el. A különálló tükrök összekapcsolásának azonban ára van. Mind a műszerek komplexitása, mind az adatfeldolgozás számos kihívást jelent a csillagászati interferométereket építő kutatók és mérnökök számára. Az utóbbi években az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézete is részt vesz az Európai Déli Obszervatórium interferométerének fejlesztésében.

A CHARA interferométeres távcsőhálózattal készült képek

Hegedüs Tibor szerint jó lenne meghonosítani nálunk is az adaptív optika használatával történő megfigyeléseket. Ebben az esetben lézer segítségével állítják helyre az égbolt egy kis részének valódi képét. Egy lézer fényét irányítják a lefényképezendő területre, az alkalmazott lézerfény hullámhosszának köszönhetően pedig a légkör egy adott magasságában ez a fény „műcsillagként” visszaverődik. A visszaérkező fény torzulását mérik, majd torzítható tükrökkel vissza tudják állítani a torzulásmentes lézerfényt. A lézerfény helyreállításával a valódi égi célpontok fényét is torzításmentesen kapjuk meg. A módszerrel a csillagokon túl akár galaxisok valódi, pontos képét is tökéletesen vissza lehet adni. Az adaptív optikának köszönhetően sikerült megérteni, hogy a légköri örvények három jól elkülöníthető magasságban fejtik ki legerősebben optikai hatásukat.

Mező György, az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézetének munkatársa az ultragyors EMCCD kamerás észlelési technika hazai elindítója. A hazai csillagászat egyik fellegvárában, a Piszkéstetői Obszervatóriumban működő Andor gyártmányú EMCCD (elektronsokszorozó CCD) kamera eléri az éjszakai látó berendezésekben is használt képerősítéses kamerák érzékenységét, a kiolvasási zaj azonban jóval kisebb. A szokásos képerősítéses kamerák a képek kiolvasása során magát a kiolvasási zajt is erősítik, az EMCCD kamera viszont nem. Gyors egymás utáni expozícióknál a képeket főleg a kiolvasási zaj rontja le. A kis kiolvasási zajjal rendelkező EMCCD-vel kapott gyors egymás utáni képek lehetőséget adnak arra, hogy utólag feldolgozva őket – szemben az adaptív optika real-time képjavításával – ki lehet küszöbölni a légkör zavaró hatását. Ezzel Magyarországon is lehetővé vált olyan nagy szögfelbontású technikák kipróbálása és alkalmazása, amilyet a mai legnagyobb távcsövek mellett alkalmaznak. Ahhoz, hogy ezt a világszínvonalú kamerát igazán ki lehessen használni, magukat a Piszkésen található távcsöveket is modernizálni kell. Szerencsére ezekre a korszerűsítésekre hosszú évek után most lehetőség adódik.

Hegedüs Tibor sajnálja, hogy a jelenlegi kormányzat sem lát fantáziát az űrkutatásban, de reménykeltőnek tartja, hogy egy-két vállalkozás Nyugaton is elismert eredményeket tud felmutatni ezen a területen is. Szerinte az űriparban minden egyes befektetett forint száz forintot fial.
A távcsövek piacán nagyon nagy eredmény lenne, ha a befektetett összeg kétszeresét érnék el. Egyelőre nem is az üzleti haszonszerzés, hanem a lelkesedés és a végfelhasználói igények diktálta szakmai erőfeszítések, kihívások hajtják a gyártó-fejlesztőket. De talán e téren is eljön az az idő, amikor megtérül a folyamatos szellemi és anyagi invesztálás, és kellően jövedelmező lesz ez az ágazat is.•


 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020  2021
Címkék

Innotéka