Как работает глубокое воздействие

Кометы — это путешествующие шары астрономической истории. Их происхождение восходит к формированию Солнечной системы примерно 4,6 миллиарда лет назад. Когда образовалось Солнце , газы и пыль были рассеяны в космос. Некоторые из этих материалов позже сформировали планеты, в то время как большое количество этих газов и пыли оседало на орбитах вокруг Солнца, но далеко от него.

Считается, что кометы представляют собой консолидированные шары из этих материалов, содержащие лед, пыль, органическое вещество и, возможно, горные породы, образовавшиеся примерно 4 миллиарда лет назад. Путешествуя по Солнечной системе, они собирают дополнительный мусор. Таким образом, кометы являются окном в историю Солнечной системы. Но при диаметре до 60 миль (100 км) вы не можете просто дотянуться и поймать одну большую сеть, чтобы изучить ее.

Тем не менее, ученые находят способ получить информацию: 12 января 2005 года стартовала миссия NASA Discovery Mission Deep Impact с намерением исследовать недра кометы. 4 июля 2005 года Deep Impact столкнулся с кометой Tempel 1 .

В этой статье мы узнаем, как формируются кометы, какие секреты они могут нести и как их раскрывает миссия Deep Impact.

Содержание

1. Основы
2. Наука, стоящая за миссией
3. Мышцы и разум, стоящие за миссией
4. Как произошло глубокое воздействие

Комета Tempel 1 находилась в самой твердой стадии, состоящей из ядра диаметром около 3,7 миль (6 км), когда в июле 2005 года столкнулась с космическим кораблем Deep Impact. (Для получения информации о кометах, включая их структуру и состав, см. How Кометы работают .) Основная цель миссии Deep Impact состояла в том, чтобы изучить внутреннюю и внешнюю часть одной и той же кометы.

Космический корабль Deep Impact состоял из двух частей: облетающей и импакторной . Когда космический корабль приблизился к комете, две части разошлись. Импактор встал на пути кометы, вызвав столкновение двух тел.

В результате удара в комете образовался кратер , который ушел глубоко под поверхность и обнажил защищенный материал под ним — « первоначальный материал », который образовался во время рождения Солнечной системы. Изучая как материал, вышедший из кратера при ударе, так и характеристики кометы, которую обнажил кратер, ученые теперь получили беспрецедентное представление о Солнечной системе в ее зачаточном состоянии. Чтобы узнать больше об ударных кратерах, см. Deep Impact: Cratering .

Когда ученые разрабатывали миссию Deep Impact, они ставили перед собой следующие цели:

Они надеются, что информация, собранная с этих целей, поможет им ответить на три основных вопроса о кометах:

Ученые считают, что ядро ​​кометы состоит из двух слоев: внешнего слоя, называемого мантией , и внутреннего слоя, считающегося нетронутым . Когда комета движется по Солнечной системе, ее мантия меняется. По мере приближения к солнцу часть внешнего льда сублимируется и рассеивается. Он также может столкнуться с дополнительным мусором и собрать его. Однако считается, что защищенная, нетронутая внутренняя часть кометы не пострадала от путешествий кометы и могла быть такой, какой она была, когда комета сформировалась. Ученые считают, что изучение различий между двумя слоями расскажет им многое о природе Солнечной системы, как о ее формировании, так и о ее эволюции на протяжении многих лет.

Еще один важный вопрос, который волнует ученых о кометах, заключается в том, переходят ли они в спячку или вымирают из-за солнечного тепла. Бездействующая комета — это комета, в которой мантия изолирует нетронутый внутренний слой, и газы не проходят из этого внутреннего слоя во внешний слой и из кометы. В ядре потухшей кометы вообще больше нет газов, и поэтому она никогда не изменится. Результаты миссии Deep Impact дадут ученым лучшее представление о природе мантии и позволят им определить, является ли Tempel 1 активным, бездействующим или потухшим.

Результаты столкновения импактора дадут много информации о природе комет. Формирование кратера, скорость его образования и его окончательные размеры говорят ученым о том, насколько пористыми являются мантия и нетронутые слои. Изучение того, как материал, выброшенный из кратера, покажет его пористость и плотность, а также, возможно, массу кометы. Информация обо всем процессе образования кратеров может дать некоторое представление о том, из какого материала на самом деле состоит комета, что поможет ученым понять, как образовалась комета и как она развивалась с течением времени.

Упс

Многие ученые предполагают, что некоторые вымершие или спящие кометы были ошибочно идентифицированы как астероиды .

Космический корабль Deep Impact состоял из двух частей: пролетного космического корабля и ударного элемента, и был размером примерно с внедорожник. На пролете установлен прибор высокого разрешения (HRI) и прибор среднего разрешения (MRI) для визуализации, инфракрасной спектроскопии и оптической навигации. Он использует стационарную солнечную батарею и батарею NiH2 для собственного питания. Импактор оставался прикрепленным к пролету в течение 24 часов, прежде чем он столкнулся с Tempel 1.

После выпуска импактор направился по пути кометы, используя высокоточный астро-трекер (который ориентируется, глядя на звезды), датчик цели ударника (ITS) и алгоритмы автонавигации, специально разработанные для этой миссии. Импактор также содержал небольшую гидразиновую двигательную установку для более точной траектории и управления ориентацией. HRI, MRI и ITS работали вместе, чтобы направить космический корабль к комете и записать научные данные до, во время и после столкновения.

Полная полетная система была запущена в качестве полезной нагрузки на ракете Boeing Delta II (см. Как работают ракетные двигатели ) в январе 2005 года. Она столкнулась с Tempel 1 в начале июля 2005 года. За 24 часа до удара ударный элемент отделился от космического корабля. . В этот момент пролет замедлился и занял позицию, чтобы наблюдать за ударом, когда он пролетает мимо кометы.

Как только импактор покинул космический корабль, он расположился так, чтобы столкнуться с кометой на освещенной солнцем стороне, что позволило получить более качественные изображения.

Оборудование для обработки изображений пролетного аппарата наблюдало за ядром в течение более 10 минут после удара, сфотографировав удар, образование кратера и внутреннюю часть кратера. Во время пролета также была получена спектрометрия ядра и места кратера. Он отправил все изображения и спектрометрию обратно в сеть дальнего космоса на Земле.

Deep Impact начался, когда Алан Деламер и Майк Белтон работали над совместным изучением кометы Галлея. «Мы получили данные Галлея, исследовали их и обнаружили, что комета намного чернее, чем мы себе представляли, чернее угля. Поэтому мы спросили себя: как такое могло произойти?» — сказал Деламер. «Нам становилось все более любопытно, как именно накапливался этот черный слой». В 1996 году Белтон и Деламер, к которым теперь присоединился Майк А'Хирн, представили НАСА предложение. Они хотели исследовать другую комету, на этот раз мертвую по имени Фаэтон. Они решили использовать ударный элемент, чтобы поразить комету, а затем наблюдать за результатами. Но НАСА не было уверено, что они могут столкнуться с кометой. НАСА даже не было уверено, что Фаэтон был кометой.

Деламер, Белтон и Э'Хирн продолжали думать о проекте и пытались найти лучшие способы его реализации. В 1998 году А'Хирн взял на себя руководство командой, и они сделали второе предложение. На этот раз они собирались столкнуться с активной кометой Tempel 1. Они также добавили к ударнику систему наведения, что увеличило шансы на то, что они смогут достаточно хорошо управлять космическим кораблем, чтобы поразить цель. НАСА приняло новое предложение и согласилось финансировать проект. Так родилась миссия Deep Impact.

Deep Impact — это партнерство между Университетом Мэриленда, Лабораторией реактивного движения Калифорнийского технологического института и корпорацией Ball Aerospace and Technology Corporation.

Для получения дополнительной информации о Deep Impact и связанных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Статьи по Теме

Больше отличных ссылок

Источники