Fizikai Szemle 2000/2. 57.o.

HOGYAN LETTEM ŰRKUTATÓ?

Gombosi Tamás
Michigani Egyetem Légkör és Űrkutatási tanszék

Természetesen véletlenül és akaratom ellenére. 1970-ben az ELTE Természettudományi Kara több mint 50 friss diplomás fizikussal gazdagította a magyar tudományt. Az örömteli eseménynek csak egy apró szépséghibája volt: sem a magyar tudománynak, sem az iparnak nem volt szüksége ennyi új fizikusra. Régi magyar szokás szerint a problémát a kiterjedt családi és baráti kapcsolatrendszer oldotta meg, és néhány hónap leforgása alatt majdnem mindenki valamilyen álláshoz jutott. Én minden igyekezetem és tiltakozásom ellenére Magyarország első főállású űrfizikusa lettem. A teljesítmény értékéből mit sem von le az a tény, hogy 1970 augusztusában fogalmam sem volt az űrfizika mibenlétéről (egyes rossz nyelvek szerint ez a helyzet azóta sem változott).

Az elhelyezkedési probléma tulajdonképpen nem érte meglepetésként évfolyamunkat. Talán másodévesek lehettünk, amikor kioktatottak bennünket: "Nem értjük, minek áltatják magukat, amikor nyilvánvaló, hogy a többségüknek nem lesz állása a szakmában!"

Az első pár hónap ádáz gombfocicsatákkal és csendes utálkozással telt el. Ifjú kollégáim csendes megvetéssel és némi részvéttel reagáltak jelenlétemre. Máig sem felejtem el, amikor azzal vígasztaltak, hogy az űrfizika igen jó szakma, mert nincsenek elvárások és senki sem figyel oda. Igazuk volt.

Űrfizikusi pályafutásomat Somogyi Antal irányítása alatt kezdtem. Tóni (mindenki így hívta) nagyon nagy hatással volt életemre. Somogyi igen független egyéniség volt, aki nem adta fel elveit és kitartott a véleménye mellett, akkor is ha ennek negatív következményei voltak. Csoportjának tagjaihoz mindig nagyon korrekt volt és támogatta őket. Tóni jól ismert volt a nemzetközi kozmikus sugárzási körökben, de a szűken értelmezett űrkutatásban még mindenkinek hiányzott a tapasztalata. Nagyon sokat tanultam Somogyi Tónitól a kozmikus sugárzás és a statisztikai adatfeldolgozás területén, de az űrfizikában főleg erkölcsi támogatást nyújtott.

1971 tavaszán filmcsillagként kezdtem űrfizikusi karrierem. Mármint csillagokat kerestem végtelenül hosszú 35 mm-es filmtekercseken. A szovjet űrkutatás hőskorában ugyanis az űrszondák analóg telemetriával működtek és a telemetriai jeleket folyamatos vonalként írták filmszalagra. Egy-egy filmszalag mintegy 6 órányi mérési adatot tartalmazott. Amikor az 1960-as évek végén az Interkozmosz program megindult, néhány berendezés digitális formában produkált adatokat, ezeket az adatokat azonban 0 V és 6 V közötti analóg jelként továbbították az űrszondáról a földi vevőállomásra. Elvileg egy 0 V-os jel felelt meg 0-nak, 0,75 V-os jel felelt meg 1-nek, és így tovább. A film időnként szinte a felismerhetetlenségig zajos volt (tele volt "csillagokkal"), ezen kívül úgy a nullszint, mint a feszültséglépcső állandóan mászkált. A telemetriai jelek mérési eredményekké való visszaállítása szinte reménytelen feladat volt.

Első "fizikusi" feladatom az Interkozmosz-3 mesterséges hold energikus részecskedetektor adatainak rekonstruálása volt. Mikor a feladatot megkaptam én nem tudtam, hogy a berendezést építő csehszlovák kollégáim nem tudtak megbirkózni ezzel a "triviális" problémával (legalábbis nem tudták úgy megoldani, hogy az adatfeldolgozást automatizálni lehessen). Mintegy fél évi kínlódás után sikerült egy, a mai szememmel is ötletes statisztikai módszert kidolgoznom a probléma megoldására. Csak évek múlva értettem meg szovjet és csehszlovák kollégáim meglepetését, amikor megkapták a berendezés feldolgozott adatait.

Következő feladatom az űrszonda pályaszámítása volt. A szovjet űrkutatási Intézet (IKI) ebben az időben gyakorlatilag nem rendelkezett számítógépekkel (egy öreg Ural-2 volt a legnagyobb gépük) és a szovjetek komoly nyomást fejtettek ki az Interkozmoszban résztvevő országokra, hogy azok vegyék át az Interkozmosz holdak pályaszámítását. Lengyel, csehszlovák és NDK-beli kollégáink mellett nekem jutott az a magasröptű feladat, hogy egy olyan használható pályaszámító programot hozzak össze, amely nemcsak a szonda helyzetét számítja ki, hanem a geomágneses teret és koordinátákat is megadja. Ez a feladat másik hat hónapot vett igénybe, de elsőnek nekünk volt működő pályaszámító programunk (emlékszem az NDK-s program még bakkecske üzemmódban mozgatta az űrszondát, a csehszlovák szonda pedig a Föld felszíne alatt keringett, amikor a mi programunk már reprodukálta a teszteredményeket).

A fenti két eredmény felhívta Pavel E. Elyaszberg figyelmét a magyar "űrfizikusra" (habár 1971 végéig még semmit sem csináltam, aminek bármi köze is lett volna a fizikához). Azt hiszem nem sokan tudják ki volt Elyaszberg, ezért engedtessék meg, hogy röviden bemutassam. P.E. Elyaszberg a 60-as években a szovjet hadsereg ezredese volt és ő irányította az első űrszondák pályaszámítását végző csoportot. Mikor az első szovjet Lunik szonda elhibázta a Holdat, Elyaszberg katonai pályafutása hirtelen véget ért és ő rövidesen a polgári űrkutatás adatfeldolgozási és pályaszámítási egységének élén találta magát. Minden hibája ellenére Elyaszberg briliánsan tehetséges ember volt, aki mélyen megvetette a tehetségtelenséget és gúnyt űzött a középszerűségből. A hetvenes évek elején Elyaszberg az Interkozmosz program adatfeldolgozási és pályaszámítási területének rettegve tisztelt uralkodója volt.

Elyaszberg indította el az én nemzetközi karrieremet. A filmcsillag és a pályaszámítás kaland során több látogatást tettem csoportjánál az Űrkutatási Intézetben (IKI), ahol alkalmam volt megismerkedni nagyon tehetséges fiatalabb munkatársaival is. Elyaszberg csoportján keresztül találkoztam az IKI "igazi" űrfizikusaival is. Elyaszbergnek döntő szerepe volt abban is, hogy egy nemzetközileg is számottevő lehetőség nyílt előttem. A hetvenes évek elején csak a szovjet és az amerikai nemzeti űrkutatási programok voltak képesek nagyon elliptikus pályájú űrszondák felbocsátására. Míg a "hagyományos" szondák pályája ritkán emelkedett 1000 km fölé, ezek az elliptikus pályájú műholdak 200000 km-re is eltávolodtak a felszíntől és új, "szűz" területek tanulmányozását tették lehetővé. Az első igazán sikeres szovjet elliptikus szonda, a Prognoz-3 mesterséges hold, 1973-ban került felbocsátásra. A szonda pályája annyira elnyújtott volt, hogy négy napos keringése alatt 32 földsugárnyi távolságra is eltávolodott a felszíntől és átszelte az ionoszféra felső rétegeit, a plazmaszférát, a magnetoszférát, a magnetopauzát, a lökéshullámot, majd mintegy 24 órát töltött a napszélben. A hetvenes évek lehetőségeihez képest a szonda adatai aranybányát jelentettek.

A Prognoz holdak telemetria rendszere már teljesen digitális volt, ezért nem volt szükség "filmcsillagokra". Az IKI viszont még mindig nem rendelkezett semmilyen számottevő számítástechnikái kapacitással és nem tudták az értékes adatokat időben feldolgozni. Korábbi tapasztalatai alapján Elyaszberg meggyőzte az IKI vezetőjét, Roald Z. Szagdeev akadémikust, hogy kísérleti megoldásként vonják be a magyarokat az adatfeldolgozásba. A megegyezés szerint a magyar fél elvégzi az összes műszer mérési adatainak rekonstruálását a telemetriai adatokból, amiért cserében részt vehet az adatok fizikai értelmezésében. Az egyezség végrehajtása rám hárult: rengeteg munka, de hatalmas szakmai lehetőség.

A KFKI 1973-ban kapta az első R-20 típusú számítógépet. Ez egy rettenetesen megbízhatatlan, IBM másolat volt. A gép többet volt javítás alatt, mint működött. Az átlagos idő két software vagy hardware hiba között nem lehetett több egy-két óránál. Napközben fejlesztés és tesztelés folyt a gépen, de az éjszakák zömmel szabadok voltak. Megszámlálatlan éjszakázás után sikerült megoldanom a feladatot és Moszkvába küldtem több doboz sornyomtató eredményt (mágnesszalagon küldött eredményekkel nem tudtak volna mit kezdeni a tudományos csoportok). A szonda pályaszámítását is én végeztem a korábban kifejlesztett pályaszámító program segítségével. Megfizettem a belépődíjat, és most már én is használhattam az adatokat.

A Prognoz adatfeldolgozás több vicces (utólag annak tűnik) helyzetet is teremtett: Ebben az időben mágnesszalagos adatok még nem nagyon jöttek a Szovjetunióból Magyarországra. Az első Prognoz adatokat két mágnesszalagon kaptuk a szovjet követség diplomáciai futárszolgálatától. A KFKI biztonsági szolgálata természetesen azonnal szívrohamot kapott és a szalagokat titkosította. Szerencsére sikerült a két szalagot lemásolnom mielőtt be lettek zárva valamelyik páncélszekrénybe. Nem lennék meglepve, ha valamelyik KFKI-s páncélszekrény még ma is tartalmazna két szovjet mágnesszalagot.

A Prognoz adatok fizikai értelmezése kapcsán több nemzetközileg is nagyra értékelt csoporttal kerültem kapcsolatba. Különösen szoros kapcsolat alakult ki a Konstantin I. Gringauz vezette csoporttal. Gringauz a szovjet űrkutatás egyik nagyra értékelt úttörője volt, akinek nevéhez sok alapvető felfedezés fűződik. Többek között az ő csoportja építette az első Szputnyik rádióadóját (amelyik a híres bip-bip jeleket adta), ő detektálta elsőnek a napszelet, ő fedezte fel a plazmapauzát (éles átmenet a zárt és nyitott geomágneses erővonalak között). Tudományos eredményei elismeréseként még a hatvanas években a legmagasabb szovjet polgári kitüntetéssel, a Lenin renddel tüntették ki. Gringauz nagyon kemény, harcos ember volt (egészen 1993-ban bekövetkezett haláláig), aki nem tűrt középszerű teljesítményt a csoportjában, de utolsó leheletéig (és még azon túl is) harcolt az embereiért. Kezdeti táv-együttműködés után Gringauz meghívott a csoportjába.

Az 1970-es évek bürokráciájához képest rekordsebességgel intéződött moszkvai utam és 1975 novemberében már meg is érkeztem Moszkvába. Vendéglátóim a pályaudvarról egyenesen a "luxusszínvonalú" Akademicheskaya szállodába vittek. A következő jó pár hónapban ez a szálloda volt az otthonom (miközben feleségem kétéves lányunkkal és pár hónapos fiunkkal Pesten maradt), Másnap munkára jelentkeztem az Űrkutatási Intézetben (IKI).

Mint kiderült én voltam az első külföldi, aki hosszabb ideig az IKI-ben dolgozott. Ez a tény kollégáim körében kisebb hírességgé tett (sokan őszintén értékelték, hogy egy "nyugati" úgy él és dolgozik mint ők), de sajnos a KGB figyelmét is felhívta rám. Kollégáimnak a "Második Osztály" szigorú utasítást adott, hogy sehova sem mehetek kíséret nélkül. Három közvetlen munkatársam, Tolja Remizov, Misa Verigin és Tamara Breus személy szerint volt felelős értem. Minden reggel a kapunál találkoztam valamelyikükkel és este valamelyikük kikísért az intézetből. A dolog (utólag) legviccesebb része az volt, hogy még a WC-re sem mehettem egyedül. Szegény Tamara igencsak bajban volt amikor ő "felügyelt" rám.

1975-76 tele a szokásosnál is hidegebb volt Moszkvában. Az IKI-ben a hőmérséklet ritkán emelkedett 12 °C fölé. Ezen a télen tanultam meg a többrétegű öltözködés előnyeit.

A moszkvai hónapok szakmai vonatkozásai bőven kárpótoltak a magánélet nehézségeiért. Megérkezésemkor arra számítottam, hogy a Prognoz szonda adatain fogok továbbra is dolgozni. El lehet képzelni meglepetésemet, amikor az első nap Gringauz leültetett és megkérdezte, hogy volna-e kedvem a Venera-9 és -10 plazmaadataival foglalkozni. Elképedésem megértéséhez tudni kell, hogy a Venera-9 és -10 szondák voltak a Vénusz bolygó első mesterséges holdjai, amelyek Moszkvába érkezésem előtt mintegy egy hónappal kezdtek a Vénusz körül keringeni. Ebben az időben a szovjet-amerikai űrverseny még javában folyt a Naprendszer felderítéséért. Egy külföldit odaengedni a szovjet adatokhoz abszolút hallatlan lépés volt. Első reakcióm teljes hitetlenség volt. "De hiszen én semmit sem tudok a Vénuszról" mondtam. "Nem baj, majd megtanulja" volt a válasz. Így kezdődött bolygókutató karrierem. Máig sem értem hogyan tudta Gringauz elintézni, hogy engem az adatokhoz engedjenek. Mikor évek múlva erről faggattam, csak titokzatosan mosolygott.

A Venera-9 és -10 adatok nemcsak a kísérleti csoportok érdeklődésének voltak a központjában. Roald Szagdeev, egy nemzetközileg is kiemelkedő elméleti plazmafizika csoportot hozott az IKI-be. A csoport vezetői között olyan nagyságok voltak mint Albert A. (Alik) Galeev és Vitalii D. Shapiro. A fiatalabb generáció is rettenetesen tehetséges volt. A Vénusz-munka kapcsán többekkel kerültem közelebbi kapcsolatba. Mire 1976 nyarán hazatértem Pestre jókora munka volt mögöttünk. A Venera orbiterek segítségével sok új jelenséget fedeztünk fel és néhány új elméleti modellt is kidolgoztunk a megfigyelések értelmezésére. Ezek közül a legmaradandóbb az éjszakai ionoszféra eredetének megmagyarázása volt. Egyszerű számítással bizonyítható ugyanis hogy egy elektron-ion pár mintegy száz másodperc alatt rekombinálódik a Vénusz éjszakai oldalán. Mivel a Vénusz igen lassan forog a tengelye körül (és az éjszaka igen hosszú) senki nem várt számottevő ionoszférát az éjszakai oldalon. A várakozás ellenére azonban a műszerek igen jelentős ionoszféra jelenlétét mutatták az éjszakai oldalon. A jelenséget sikerült megmagyaráznunk a Gringauz féle detektor által észlelt elektronfluxus segítségével. (Azóta tudjuk, hogy a mi magyarázatunk igaz napfolt-minimum idején, míg napfolt-maximumkor egy másik mechanizmus dominál.)

A Vénusszal kapcsolatos munkám nem ért véget Moszkvából való hazatérésemmel, és tulajdonképpen ennek köszönhetem, hogy ezt a visszaemlékezést Ann Arborból írom. Az űrverseny keretében a NASA is tervezett egy Vénusz orbiter szondát, a Pioneer Venust. A Pioneer Venus Orbiter (PVO) 1978 végén kezdett a Vénusz körül keringeni és 1992 őszéig folyamatosan szolgáltatott adatokat a Vénusz felső légköréről és plazmakörnyezetéről. Az előkészületek során, 1976-77-ben amerikai kollégáink fokozott érdeklődést tanúsítottak a szovjet Venera eredmények iránt. Többek között ennek is tulajdonítható, hogy Gringauz igen prominens szerepet kapott egy Vénusszal kapcsolatos szimpózium szervezésében, amelyet egy nagy nemzetközi tudományos szervezet, a IAGA (International Association of Geomagnetism and Aeronomy), kétévenként megrendezésre kerülő konferenciája keretében tartottak az USA-beli Seattle-ben. Akik még emlékeznek az 1970-es évek magyar viszonyaira, azok tudják, hogy harmincéves "taknyosok" ritkán jutottak el amerikai konferenciákra. Gringauz azonban a fejébe vette, hogy nekem kell előadni a nagy érdeklődéssel várt Vénusz éjszakai ionoszféra cikket.

Az az apróság, hogy én más országban laktam egyáltalán nem zavarta nemes mentoromat. Mikor 1977 kora tavaszán a KFKI-ban járt, kihallgatást kért (és kapott) a főigazgatótól. Saját elbeszélése szerint (én természetesen nem voltam jelen a beszélgetésen) Gringauz közölte Pál Lénárddal, hogy az ionoszféra cikk egy világraszóló eredmény és ő azt akarja, hogy én adjam elő a IAGA konferencián. Gringauz szerint a főigazgató azonnal beleegyezett az utamba.

Azt hiszem sem azelőtt, sem azóta nem voltam olyan ideges előadás előtt, mint Seattle-ben. A szakma összes nagy neve ott volt, hogy meghallják a legújabb Venera eredményeket. A szovjetek is felvonultatták nagyágyúikat, Galeevet, Gringauzt, Vaisberget, Morozt, Krasznopolszkit és másokat. Az én előadásom is lement, majd sok pozitív és néhány enyhén ellenséges hozzászólás és kérdés következett. A fejem még akkor is forgott amikor az ülés véget ért és az emberek kezdtek kiözönleni az előadóteremből. A sors ezt a pillanatot választotta az egész életemet megváltoztató találkozásra.

Egy szakállas, jó negyvenes férfi lépett hozzám és magyarul kezdett beszélni. Kiderült, hogy Nagy Andrásnak hívják, a Pioneer Venus program egyik résztvevője, és egy hasonló ötleten dolgozik, mint amit én adtam elő. A konferencia alatt még többször beszélgettünk, elsősorban a Vénusszal kapcsolatos dolgokról, de alaposan kikérdezett szakmai és magánéletemről is. Neki köszönhettem az első tisztességes vacsorát is Amerikában. Korabeli magyar szokás szerint ugyanis főleg hazulról hozott konzerveken éltem, hogy pár dollárt spórolni tudjak. Valamelyik délután Andris ártatlanul megkérdezte, hogy nincs-e kedvem velük menni vacsorázni. A hirtelen beállt kínos csend egy pillanat alatt ráébresztette a valóságra, mert rögtön hozzátette, hogy természetesen ő akar meghívni. Némi (nem túl őszinte) vonakodás után kegyesen elfogadtam a meghívást (tíz év múlva, a Vancouverben tartott IAGA konferencián, viszonoztam a meghívást). A IAGA konferenciáról való hazatérésem után pár hónap elteltével levelet kaptam a University of Michigantől. Nagy András meghívott, hogy töltsek egy évet Ann Arborban és vegyek részt a Pioneer Venus programmal kapcsolatos elméleti modellezésben.

A Pioneer Venus Orbiter 1978 késő őszén állt Vénusz körüli pályára. Én 1979. február 1-jén érkeztem az Egyesült Államokba családommal. Nagyon kellemes és produktív 15 hónapot töltöttünk Ann Arborban. Az első kalandunkat sosem felejtem el. Az Űrfizikai Kutató Laboratóriumban (SPRL) én voltam az első "kelet-európai" látogató, ezért a Labor vezetése és adminisztratív személyzete még nem tanulta meg, hogy keletről pénz nélkül érkeznek az emberek. Fizetés a hónap végén van és addig a mi pár száz dollárunk nem tartott ki. Emlékszem, hogy a hónap utolsó napjaiban egy egyetemi étkezdébe mentünk enni és csak két szendvicset vettünk arra gondolva, hogy a két gyerek (akkor négy és hat évesek voltak) majd csak harap valamit és mi befejezzük a szendvicseket. Szegény gyerekek azonban igen éhesek voltak és azonnal megették a szendvicseket. Aznap mi ketten nem ebédeltünk.

Az Amerikában töltött év szakmailag nagyon sokat jelentett. Ismét egyedülálló adatrendszer állt a rendelkezésemre, ezen kívül a világ egyik legnagyobb teljesítményű szuperkomputere (egy CRAY) is elérhető volt numerikus modellezésre: A biztonsági szolgálátoktól azonban itt sem volt nyugtom. Az egyetemnek garantálnia kellett, hogy én nem használom a CRAY számítógépet a következő három dologra: nem modellezek repülőgép-szárnyakat, nukleáris robbantást, és nem generálok nagy prímszámokat. Mindhárom dolgot könnyű szívvel megígértem.

1980 májusában tértünk vissza Budapestre, éppen időben a nagysikerű COSPAR (Committee on Space Research) konferencia előtt. A COSPAR számomra legérdekesebb eseményére egyik este a mi Nagyenyed utcai lakásunk erkélyén került sor. A barátaink és közvetlen kollégáink részére adott magánfogadás alatt Szagdeev és a francia Jaques Blamont az erkélyen megegyeztek, hogy a szovjet-francia Vénusz szonda átalakul egy Vénusz-Halley-misszióvá. Így született meg a VEGA misszió.

1980 és 83 között a VEGA előkészületei töltötték ki életem nagy részét. A program története tele van drámai fordulatokkal, belföldi és nemzetközi intrikával. Ez a visszaemlékezés nem a legalkalmasabb fórum a részletek szellőztetésére (esetleg néhány olvasónak gyomorrontása támadna). Talán egy későbbi alkalommal visszatérek erre a témára. Ez alatt az idő alatt meglehetősen otthonossá váltam az üstökösökkel kapcsolatos Fizikai problémák megoldásában. Ez tulajdonképpen nem meglepő, ha figyelembe vesszük, hogy 1980 előtt kevesebb mint tíz kutató foglalkozott üstökösökkel. Hiába, egy újszülöttnek minden vicc új, és mi "jövevények" többször is felfedeztük a spanyolviaszt.

1983 késő őszén visszatértem a University of Michiganre, ahol továbbra is üstökösfizikával foglalkoztam. Magyarországon úgy éreztem, hogy egy nagy hal vagyok egy kis tóban. Itt bármekkora hal eltörpül az óceánban. Aki az amerikai tudományban akar boldogulni, annak meg kell tanulnia a cápákkal úszni (vagy magának is cápává kell válnia). Az amerikai tudományos élet titkairól és csapdáiról sem akarok itt írni.

1987-ben egyetemi tanár lettem itt a University of Michigan Légkör és Űrkutatási Tanszékén. Az azóta eltelt évek során több mint tíz doktori disszertációt vezettem, két könyvet írtam (Gaskinetic Theory és Physics of the Space Environment, mindkettő a Cambridge University Press gondozásában jelent meg), több NASA misszióban vettem (veszek) részt. Akaratom ellenére űrfizikus lettem és ezt nem cserélném el semmi másra.