Kaip Nusileidi Kosminį Laivą Ant Kometos?

{h1}

Nusileisti ant greitį viršijančios kometos yra sudėtinga, tačiau „rosetta“ misija - iki užduoties. Perskaitykite, kaip kosmoso agentūra planuoja nusileisti ant kometos tinklalapyje „WordsSideKick.com“.

Mūsų saulės sistemos atokiausiuose kraštuose yra dvi ledinių kūnų kolekcijos, sušalusios mūsų Saulės sistemos formavimosi metų liekanos. Viena, Kuiperio diržas, skamba saulė tiesiai už Neptūno orbitos. Kitas, Oorto debesis, supa vietinę erdvę nuo 5000 iki 100 000 astronominių vienetų, nutolusių nuo saulės (1 AU yra vidutinis Žemės ir Saulės atstumas, maždaug 93 milijonai mylių arba 150 milijonų kilometrų). Kai šaltas bet kurios šalčio bendruomenės gyventojas išvyksta ieškoti nuotykių į vidinę saulės sistemą, mes jį vadiname kometa.

Senovės graikai nepasitikėjo šiomis „ilgaplaukėmis“ hipių „žvaigždėmis“ kaip klaidingomis blogos lyties dovanomis, tačiau šiuolaikiniai astronomai kometas vertina dėl jų siūlomų žvilgsnių į Saulės sistemos praeitį. Kaip sušalę, primityvūs daiktai, padengti lakiosiomis medžiagomis, jie veikia kaip mūsų saulės sistemos statybinių elementų šaltis. Kaip anglies, vandenilio, deguonies ir azoto, kurie sudaro nukleorines ir aminorūgštis, saugyklos, jie taip pat gali padėti paaiškinti, kaip kilo gyvybė mūsų planetoje [šaltinis: ESA].

Mūsų žinios apie kometas ėmė kilti pastaraisiais dešimtmečiais, o tai paskatino daugybė erdvėlaivių, skrendančių į nešvarius ledo rutulius, juos supančius ar netgi juos plakančius [šaltinis: ESA]:

  • 2001 m. NASA misija „Deep Space 1“ į asteroidą „Brailio raštu 9969“ vėliau stebėjo Borrelly kometą.
  • Agentūros „Stardust“ misija, pradėta 1999 m. Vasario mėn., Surinko dulkes iš kometos „Wild-2“ ir 2006 m. Grąžino ją į Žemę.
  • NASA dviejų transporto priemonių „Deep Impact“ misija, pradėta 2005 m. Sausio mėn., Smogtuvą įmetė į kometa „Tempel-1“, kad pamatytų, iš ko ji pagaminta.

Kuo arčiau galime pasiekti, tuo geriau: kometa ryškumas išblėso šalia žvaigždėto fono, todėl ją lengva stebėti iš sausumos ar orbitos observatorijų. Tai įpareigoja praskaidrinti nuo išstumia, skiedžiant medžiagą, kai ji pasisuka link saulės, bet tada aplink ją esantis dujų ir dulkių debesis arba koma, užtemdo jo branduolio vaizdus.

Su Tarptautine „Rosetta“ misija 2014 m. Lapkritį nusileidome į kometos 67P / Churyumov-Gerasimenko erdvėlaivį, planuodami jį plaukti aplink saulę.

Laivas turėjo būti toks pat energingas kaip šaudyklinis pilotas ir beveik toks pat savarankiškas kaip naftą gręžiančių grubių įgulų įgula, nes artėdamas prie jos reikėjo atsiriboti nuo bet ko, kurį išmetė kometa, o radijo ryšys su misijos valdymu priartėjo prie 50-ies metrų. minutės vėlavimas [šaltinis: ESA]. Dabar dislokuotas orbitos ir nusileidimo duetas bandys išspręsti keletą iš daugelio neatsakytų klausimų, susijusių su kometomis ir mūsų saulės sistemos formavimu.

Kelionė ten yra pusė plaukų traukimo

Menininko įspūdis apie Rosetta atvykstant į kometą 67P / Churyumov-Gerasimenko 2014 m. Rugpjūčio mėn

Menininko įspūdis apie Rosetta atvykstant į kometą 67P / Churyumov-Gerasimenko 2014 m. Rugpjūčio mėn

Norint sugauti greitį viršijančią kometą, jau nekalbant apie nusileidimą ant vienos, reikalingas astronominiu mastu apgaulingas biliardas. Įsivaizduokite, kaip virba rutulinis plakimas virve ant virvelės galo. Dabar paveikslėlis bando pataikyti į guolį kita virve ir rutuliniu guoliu. Dabar išbandykite tai pagal dydį: Jei tos stygos ilgis yra 1 jardo (0,9 metro) ilgio, tada du rutuliniai guoliai išmatuotų 10 nanometrų ir 4 pikometrų skalės ekvivalentą, mažesnį nei antikūno molekulė ir vandenilio atomas.

Dabar pakalbėkime apie greitį ir galią. „Rosetta“ yra aliumininė dėžutė, kurios matmenys 9,2 x 6,9 x 6,6 pėdos (2,8 x 2,1 x 2,0 metro) ir paleidimo metu sverianti apie 6 600 svarų (3000 kilogramų). Skrydžio mokslininkams reikėjo plaukiojančios priemonės, kad būtų galima sugauti kometą 67P / Churyumov-Gerasimenko - vienkartinę vienkartinę dalį, kurios matmenys yra maždaug 2 x 3 mylios (3 x 5 kilometrai) ir keliaujančią iki 83,885 mph (135 000 km / h). [Šaltiniai: ESA; ESA].

Yra tik viena problema: mes nepadarome erdvėlaivių, galinčių tai padaryti. Vietoje to, „Rosetta“ pirmiausia paleido į stovėjimo orbitą aplink Žemę ant raketos „Ariane 5“. Vėliau ji išvyko iš dešimties metų trukmės ciklo per Saulės sistemą, pasiskolindama greitį iš gravitacinių kadrų, einančių pro Marsą (2007 m.) Ir Žemę (2005 m., 2007 m., 2009 m.). Važiuodama pagrindiniu asteroido diržu, „Rosetta“ taip pat stebėjo asteroidus 2867 Steins (2008 m. Rugsėjo 5 d.) Ir 21 Lutetia (2010 m. Liepos 10 d.) [Šaltiniai: ESA; ESA; ESA; ESA].

Rėkdama į kreivą kirtimo taką, žiemojanti Rosetta pažadino artėjant savo susitikimui maždaug nuo 3,5 AS nuo saulės. Dėl karščio jis praleido 2014 m. Sausio – gegužės mėn., Periodiškai bakstelėdamas į stabdžių stūmoklius, mažindamas santykinį 6,6 pėdų per sekundę (2 metrų per sekundę) greitį. Iki rugpjūčio mėn., Kai jis įskrido į orbitą, šis greitis dar labiau sumažėjo iki kelių centimetrų per sekundę [šaltiniai: ESA; ESA].

Tada, kaip vestuvių fotografas, amatas praleido laiką besisukdamas, fotografuodamas nuotraukas ir ieškodamas geriausių apšvietimo sąlygų. Europos kosmoso agentūros misijos valdymas panaudojo šiuos kadrus kometos padėties, dydžio, formos ir sukimosi apskaičiavimui. Patekusi į orbitą, „Rosetta“ užfiksavo kometą ir stebėjo sukimosi ašies orientaciją, kampinį greitį, svarbiausius orientyrus ir kitas pagrindines charakteristikas - viską, kas būtina norint nubraižyti penkias galimas tūpimo vietas [šaltiniai: ESA; NASA].

Lapkritį „Rosetta“ išleido savo krosnį iš maždaug 0,6 mylios (1 km) virš kometos. Philae buvo priverstas liesti žemyn žmogaus vaikščiojimo greičiu, naudodamas savo lanksčias kojas, kad sušvelnintų jo atgarsį, ir harpūna, kad pritvirtintų prie kometos mažo sunkio, tačiau nusileidimas vyko ne taip, kaip planuota. Iš ten ji važiuos kometa saule ir aplink ją, stebės tol, kol galės. Planuojama, kad misija bus baigta 2015 m. Gruodžio mėn. [Šaltiniai: ESA; ESA; NASA].

„Kometa“ misijos pradžia

2014 m. Lapkritį „Rosetta“ Philae nusileidėjas pirmą kartą kontroliavo nusileidimą ant kometos. Čia yra keletas kitų kometos pradų:

  • Tarptautinis kometų tyrinėtojas (NASA): pirmiausia praeina pro kometos uodegą (1985 m. Kometa Giacobini-Zinner)
  • Giotto (ESA): pirmiausia aplankys dvi kometas (kometą Halley 1986 m. Ir kometą Grigg-Skjellerup 1992 m.)
  • Stardust (NASA): pirmiausia grąžina į Žemę kometos dulkes (2004 m. Susidūrė su „Wild-2“ kometa; 2006 m. Pavyzdžiai grąžinti)
  • Didelė įtaka (NASA): pirmiausia (sąmoningai) nugrimzdo į kometa (kometa „Tempel-1“ 2005 m.)

Įrašų darymas, matavimų atlikimas

Kai Philae nusileido žemyn, jis tapo pirmuoju amatu, kuris kada nors padarė kontroliuojamą nusileidimą ant kometos branduolio, tačiau tai toli gražu nėra vienintelis rekordas, kurį jis nustatys. Pažymėtina, kad tai bus pirmasis laivas, kuris žengs už pagrindinio asteroido juostos vien tik saulės energijai, nepaisant to, kad 500 milijonų mylių (800 milijonų kilometrų) saulės spinduliai leidžiasi į beveik 4 procentus Žemės lygio. Skraidytojas taip pat užfiksuos pirmuosius šūvius, kada nors padarytus ant kometos paviršiaus, o „Rosetta“ taps pirmuoju kosminiu laivu, kuris skrieja pro kometos branduolį, pirmuoju skraidys sparnu į įeinančią kometą ir pirmuoju, matančiu jos saulės sukeltus pokyčius iš arti [ šaltiniai: ESA; ESA].

Orbiteryje yra įvairių įtaisų, planuojamų dirbti kartu su orlaivio įranga. Ultravioletiniai ir šiluminio vaizdo spektrometrai kartu su mikrobangų prietaisu išanalizuos komą ir padės nusileidžiančiajam ištirti kometos branduolį ir su komu susijusį išeikvojimą. Borto radijo bangų garsiakalbis taip pat padės Filajui ištirti kometos vidinę struktūrą. „Rosetta“ toliau analizuos komos dulkes naudodama jonų masės analizatorių, grūdų smūgio analizatorių ir dulkių akumuliatorių bei mikroatvaizdavimo dulkių analizės sistemą. Kiti prietaisai ištirs kometos atmosferą, jonosferą ir plazmos aplinką, įskaitant temperatūrą, greitį, dujų srauto tankį ir magnetinį lauką. „Rosetta“ taip pat sportuoja dviguba siauro / plataus kampo kamera, kuri mato matomoje, šalia infraraudonųjų spindulių ir šalia ultravioletinių bangų ilgių.

Kriaukle atliekamas 10 eksperimentų, skirtų kometos sudėčiai stebėti, imti ir analizuoti, palaikant gręžimo posistemį, kuris gali būti iki 23 colių colio (23 cm) ir pristatyti medžiagą į borto instrumentus. Tarp jų yra alfa protonų rentgeno spektrometras, kuris išskiria cheminius elementus veikdamas mėginį radioaktyviu šaltiniu ir analizuodamas atšokusių alfa dalelių, protonų ir rentgeno spindulių energijos spektrus [šaltiniai: ESA; NASA].

„Philae“ taip pat turi panoraminę matomos ir infraraudonųjų spindulių kameros sistemą kartu su nusileidimo kameru. Kometos branduolio struktūrai nustatyti bus naudojama radijo bangų įgarsinimo sistema ir elektrinio įgarsinimo bei akustinio stebėjimo sistema, kad būtų galima suprasti kometa mechanines ir elektrines savybes. Daugiafunkcis jutiklis tirs paviršiaus ir požeminio paviršiaus savybes, o magnetometras ir plazmos monitorius stebės kūno magnetinį lauką ir įkrautų dalelių aplinką [šaltiniai: ESA].

Du dujų analizatoriai išsiaiškins kometos paviršiaus makiažą. Vienas, COSAC, sujungia dujų chromatografą ir masių spektrometrą. Kitas, PTOLEMY, naudoja jonų gaudyklės masės spektrometrą kietosioms medžiagoms ir atmosferos dujoms analizuoti [šaltiniai: ESA; NASA].

Tai labai daug įrangos, kad tilptų į dvi mažas dėžutes, tačiau dešimtmečius paleidę zondus ESA ir NASA išmokė dalyką ar du apie pakavimą.

Asteroidai: kometos pusbroliai

Mokslininkai asteroidus ir kometas laiko artimais giminaičiais. Tiesą sakant, kai kurie asteroidai - tarsi iš palaidų dulkių kolekcijų - kadaise galėjo būti kometos. Astronomai taip pat mano, kad išdžiovinusios trumpalaikės kometos iš Kuiperio juostos gali apskrieti saulę kaip akmeninės masės. Šią hipotezę geriausiai parodo masinis, pusiau sušalęs asteroidas Chironas arba kentauro objektas, apskriejančią saulę už Saturno orbitos.

Siekdama išsiaiškinti šiuos ir kitus klausimus, „Rosetta“ pasinaudojo savo laiku, skrisdama per pagrindinį asteroido diržą, norėdama išnagrinėti du blogai suprantamus asteroidus - 21 Lutetia ir 2867 Steins.

Autoriaus pastaba: Kaip jūs nusileidžiate kosminį laivą ant kometos?

Ankstesniuose straipsniuose esu rašęs apie stulbinantį erdvėlaivio paleidimo į tam tikrą planetos vietą ar tam tikrą kosmoso trajektoriją sudėtingumą. Nors mes žinome - ar bent jau studijuojame - daugelio objektų, planetų ir mėnulių orbitas, atstumai ir greitis, aišku, astronominiai, nieko nekalbant apie gravitacinius vilkikus, kuriuos daro įvairios masės, sukančios saulę.

Stebina tokie laimėjimai, kai dažnai pati sunkiausia kosminės misijos dalis yra ne atvykimas, o kelionės išgyvenimas. Mes linkę laikyti savaime suprantamu dalyku, kad darant prielaidą, kad paleidimas vyks gerai ir niekas nepainioja metrikos su angliškais vienetais, amatas veiks. Aš garantuoju jums, kad mokslininkai ir inžinieriai, kurie suprojektuoja, konstruoja (bando, išbando, išbando) ir paleidžia šiuos amatus, nėra tokie įžvalgūs. Kaip matyti iš geriausių ankstyvųjų planetų zondo įrašų, amato inžinerija tam, kad išgyventų kosmoso ir žiemojimo miego mėnesius, jau nekalbant apie dešimtmetį (!), Vis dar vertinama kaip vienas nepaprastiausių inžinerijos žygdarbių, kurį kada nors buvo bandoma - ir tai yra prieš jums pritvirtinant kruopščiai surinktą instrumentų rinkinį, valdymo sistemas ir varomąją jėgą ant vieno iš tų kontroliuojamų sprogimų, kuriuos vadiname raketomis.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Nadine Nemiršta: Audra Tampa Viena Iš 10 Ilgalaikių
Nadine Nemiršta: Audra Tampa Viena Iš 10 Ilgalaikių

Ligoninės Tikisi Pašalinti Savo Taršos Įpročius
Ligoninės Tikisi Pašalinti Savo Taršos Įpročius

Mokslas Naujienos


Moteris Išgyvena Retą Vidinį Dekapitaciją
Moteris Išgyvena Retą Vidinį Dekapitaciją

Ką Papasakoti Vaikams Apie „Kovą Už Mokslą“
Ką Papasakoti Vaikams Apie „Kovą Už Mokslą“

Sumišęs? Kalti Savo Smegenis
Sumišęs? Kalti Savo Smegenis

Liežuvio Vėžys Daugėja Jaunų, Baltų Moterų
Liežuvio Vėžys Daugėja Jaunų, Baltų Moterų

Alus Sutepė Civilizacijos Pakilimą, Rodo Tyrimas
Alus Sutepė Civilizacijos Pakilimą, Rodo Tyrimas


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com