Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Andet

Sådan fungerer WISE

Denne kunstners koncept viser Wide-field Infrared Survey Explorer, eller WISE rumfartøj, i sin bane rundt om Jorden. NASA/JPL-Caltech

Hvis du voksede op i tiden med Apollo -programmet, rumfærgerne og Hubble -teleskopet, du er sikkert vant til at tænke på rumforskning som at involvere stykker hardware med forbløffende prisskilte, enkelt, snævert fokuserede missioner og korte levealder. Men i en æra, hvor NASA er under et stadig hårdere budgetpres, nutidens rumforskere har ikke længere en blank check for at udforske kosmos. I stedet, de er nødt til at bruge deres opfindsomhed til at få mest muligt ud af begrænsede ressourcer - f.eks. ved at bringe en møllet satellit ud af dvale og genanvende den til en ny mission.

Det er præcis, hvad NASA gør med Wide-field Infrared Survey Explorer , eller KLOG .

Da orbitalteleskopet på 320 millioner dollars blev lanceret i december 2009, dens oprindelige mission var at søge efter infrarød stråling fra fjerne objekter - fra asteroider til eksotiske brune dværgstjerner - der var for svage til at blive observeret inden for det synlige lysspektrum [kilder:Chow, Klotz]. I løbet af de 13 måneder, der fulgte, WISE lavede et kæmpe job på den opgave, katalogiserer 560 millioner himmelske objekter. Udover stjerner og galakser, WISE opdagede 19 tidligere usynlige kometer og mere end 33, 500 asteroider [kilde:Chow]. Til sidst, efter at WISE havde afsluttet sit arbejde, NASA -forskere slukkede det meste af satellitens elektronik og efterlod det i kredsløb i dvale i februar 2011 [kilde:Space.com].

Men som det viser sig, WISE er ikke slut endnu. I august 2013, NASA meddelte, at den genaktiverede satellitten til en ny, treårig mission. I stedet for at undersøge afstanden til rummet, WISE vil søge efter og studere nær-jordiske objekter (NEO'er)-rumstener, der kan findes i kredsløb inden for 45 millioner kilometer fra vores planets vej rundt om solen, som forskere siger er tæt nok til, at de kan udgøre en fare for at kollidere med os. Ud over, WISE vil hjælpe NASA med at identificere asteroider, der kan være gode potentielle destinationer for astronauter, som en del af den amerikanske præsident Barack Obamas mål om at sende mennesker på besøg i en fanget asteroide inden 2025 [kilde:NASA].

I sin nye rolle, WISE har potentiale til at gøre nogle meget vigtige opdagelser - og gøre det billigt, til en pris på kun $ 5 millioner for hvert ekstra driftsår [kilde:Klotz].

I denne artikel, vi taler om WISEs spændende nye job, samt nogle af de fantastiske ting, som satellitten allerede har opnået.

Indhold
  1. WISEs originale mission
  2. WISEs nye mission
  3. Hvorfor WISE er så vigtigt

WISEs originale mission

Et nyt infrarødt billede fra WISE viser en kosmisk rosenknop, der blomstrer med nye stjerner. Stjernerne, kaldte Berkeley 59 -klyngen, er de blå prikker til højre for billedcentret. De er bare et par millioner år gamle, unge på stjernetidsskalaer. NASA/JPL-Caltech/UCLA

For at vælge en sætning fra den fiktive kaptajn James Kirk fra "Star Trek, "da WISE blev lanceret i 2009 i en polar bane 326 miles (525 kilometer) over jordens overflade, den var designet til at se modigt ud, hvor ingen havde set før. WISE var ikke det første infrarøde orbitalobservatorium, men i modsætning til tidligere sonder, den var designet til at undersøge hele himmelens vidde, kigger længere ud i rummet for at få øje på svage og/eller fjerne objekter [kilde:NASA].

For at opnå det, WISE stolede på et sofistikeret design og state-of-the-art teknologi. Satellitten var udstyret med et følsomt teleskop og infrarøde lysdetektorer monteret inde i en tank med fast frosset brint - forestil dig en kæmpe termokande, og du har dybest set idéen -det holdt instrumenterne en kold -429 grader Fahrenheit (-256 Celsius). Denne nedkølingseffekt forhindrede WISE i at opfange varmesignaturen til sin egen gadgetry, gør dens observationer endnu mere præcise [kilde:NASA].

I løbet af sine 13 måneders arbejde, WISE scannede himlen 1 1/2 gange, tager omkring 1,8 millioner billeder, som forskere syr sammen for at skabe et sammensat kort over kosmos [kilde:Klotz]. Nogle af de glimt af tidligere usete detaljer om universet, som det gav, var forbløffende. For eksempel, et øjebliksbillede afslørede, at en enorm rød og grøn sky i dybt rum var fyldt med nydannede stjerner, bare et par millioner år gammel, inde i blomsterlignende klatter af interstellært støv [kilde:Space.com].

Men WISE var ikke designet til at køre for evigt med fuld kapacitet. I september 2010, rumfartøjet begyndte at løbe tør for det kølemiddel, der var nødvendigt for at nedkøle dets infrarøde detektorer. På det tidspunkt, forskere lukkede to af de fire detektorer ned og stoppede med at kigge ud i de fjerne områder af rummet [kilde:Chow]. Men orbitalobservatoriets gadgetry fungerede godt nok til, at det var særdeles velegnet til en anden vigtig mission.

WISEs nye mission

Efter at have afsluttet sin oprindelige mission, WISE fik faktisk en slags forsøg på, hvad der i sidste ende ville blive dens anden akt. Efter at NASA lukkede meget af sit infrarøde udstyr, da kølevæsken begyndte at løbe ned, forskere udnyttede det, der stadig var i drift, til at arbejde på et projekt kaldet NEOWISE mellem januar 2010 og februar 2011. Rumfartøjet begyndte at scanne himlen for tættere genstande. I løbet af 2010, den observerede omkring 158, 000 stenede kroppe, herunder 34, 000 asteroider i solsystemets hovedbælte mellem Mars og Jupiter, og opdagede 135 potentielt farlige nær-jordgenstande-det vil sige dem, der er tæt nok på Jordens bane, så de kan udgøre en kollisionsfare [kilde:NASA].

Når NASA genaktiverer WISE igen, den vil bruge satellitens 16-tommer (40 centimeter) teleskop og dets infrarøde sensorer til at lede efter yderligere jordnære objekter. Fordi sensorerne ikke længere bliver superkølede, de virker ikke alle sammen, og dermed er satellitten ikke så god til at detektere stråling fra fjerntliggende områder, svage genstande, som det engang var. Men den har stadig nok kapacitet tilbage til at få øje på infrarød stråling fra nærmere objekter. "To af vores fire infrarøde detektorer fungerer stadig, selv ved varmere temperaturer, så vi kan bruge disse bands til at fortsætte vores jagt på asteroider og kometer, "Amy Mainzer fra NASAs Jet Propulsion Laboratory fortalte Space.com i oktober 2010 [kilde:Malik].

Infrarød registrering er et særligt nyttigt værktøj, ikke kun til at spotte asteroider, men til nøjagtig beregning af deres størrelse. Asteroider reflekterer lys, men udsender det ikke, og de varierer i albedo , eller evnen til at reflektere synligt lys. Det betyder, at for et almindeligt optisk teleskop, en lille, lysfarvet rumsten kan se lige så stor ud som en meget større mørk. Et infrarødt teleskop, imidlertid, opfanger en del af det ikke-synlige spektrum, som et almindeligt teleskop savner, og kan give et mere komplet billede af en asteroide [kilde:NASA].

Forskere satser på, at kapaciteten vil gøre det muligt for WISE at give os en bedre idé om, hvilke asteroider der er store nok og tæt nok til at være et problem - og som kan være den rigtige størrelse til at blive fanget af et robot rumfartøj.

Hvorfor er orbitalobservatorier så nyttige?

For det meste af astronomiens historie, forskere var begrænsede i, hvad de kunne se af kosmos, fordi Jordens atmosfære skjulte udsynet til selv veludstyrede jordbaserede teleskoper. Men med fremkomsten af ​​rumalderen, astronomer havde en ny mulighed. De kunne sætte observatorier i kredsløb over atmosfæren, giver dem en chance for at gøre uhindrede observationer. Et godt eksempel:Hubble -rumteleskopet, indsat af rumfærgen Discovery i 1990 og stadig er i drift, har hjulpet med at omskrive lærebøger om astronomi, kaster lys over spørgsmål som universets alder og eksistensen af ​​mørk energi [kilder:HubbleSite, NASA].

Hvorfor WISE er så vigtigt

Denne kunstners opfattelse viser, hvordan familier til asteroider skabes. Katastrofale kollisioner mellem asteroider placeret i bæltet mellem Mars og Jupiter har dannet familier af objekter på lignende kredsløb omkring solen. NASA/JPL-Caltech

WISE burde være en stor hjælp i to vigtige NASA-missioner:at spore nærjordiske objekter og udtænke en måde at beskytte jorden mod dem, og iscenesættelse af en bemandet mission til en asteroide i 2025.

At identificere og spore asteroider, der kan vove sig i nærheden af ​​Jorden, er en NASA-mission med særlig høj prioritet. Dens hastende karakter blev drevet hjem af eksplosionen i februar 2013 af en 18 meter lang (60 fod) tværs, 11, 000 ton (12, 125 ton) meteor over den russiske by Chelyabinsk. At hunken af ​​rumsten frigjorde næsten 30 gange energien fra en af ​​atombomberne eksploderede i slutningen af ​​Anden Verdenskrig, og mere end 1, 200 mennesker blev såret af flyvende affald [kilder:Yeager, Klotz].

Udarbejdelse af en database med nær-jord-objekter og sporing af deres bevægelser forhåbentlig vil give NASA på forhånd advarsel om et objekt på en kollisionskurs-og tid til at implementere en defensiv strategi, om det betyder at aflede asteroiden med tyngdekraftstraktorer, solsejl eller andre fremtidige teknologier, eller bryde den ad med en atomsprængning [kilde:Messier].

NASA forestiller sig også at bruge robot rumfartøjer til at fange en lille jordnær asteroide og omdirigere den sikkert til en stabil bane i nærheden af ​​Jorden og månen. En NASA -video viser en mulig metode:En robotsonde drevet af solsejl kan overhale asteroiden, lasso det med kabler, og slip det derefter i en kæmpe "asteroide -fangstpose, "som gør det muligt for fartøjet at kontrollere og styre dets bevægelser.

Når asteroiden er, hvor NASA vil have den, astronauter ville flyve til den i Orion -rumfartøjet, et dybrumskøretøj, der stadig er under udvikling, og derefter rumvandring til dens overflade. De ville fjerne stenprøver, der ville blive bragt tilbage til Jorden for yderligere undersøgelse [kilde:Moscowitz, NASA]. Til sidst, fangede asteroider kan være en kilde til værdifulde materialer såsom nikkel, platin og palladium, eller endda produktionssteder [kilde:Mann].

Masser mere information

Forfatterens note:Sådan fungerer WISE

Jeg er fascineret af NASAs idé om at lande på en asteroide, dels fordi da jeg var barn, da jeg voksede op i 1960’erne, Jeg husker stadig spændingen ved at se en Classics Illustrated tegneserieversion af Jules Vernes fantasyroman fra 1877 "Off on a Comet". I Vernes roman, imidlertid, astronauter lander ikke på en komet. I stedet, et himmellegeme, kaldet Gallia, tørrer jorden og skraber lidt af jorden nær Gibraltar, og tager i processen flere dusin mennesker med sig på en tur gennem solsystemet. Mens denne forudsætning var underholdende for læsere fra 1800 -tallet, selvfølgelig, i virkeligheden kan en sådan kollision forårsage en global katastrofe, der ligner den, der dræbte dinosaurerne. Vi har det meget bedre med at følge NASA's plan.

relaterede artikler

  • Sådan fungerer asteroider
  • Hvordan Asteroid Mining vil fungere
  • Sådan fungerer teleskoper

Kilder

  • Chow, Denise. "NASA lukker det frugtbare himmel-kortlægning rumteleskop ned." Space.com. 17. februar kl. 2011. (8. september, 2013) http://www.space.com/10895-nasa-wise-space-telescope-mission-ends.html
  • Cooper, Charles. "Farlig, men smuk:En asteroide, vi stadig ikke vil møde." Cnet.com. 26. august kl. 2013. (8. september, 2013) http://news.cnet.com/8301-11386_3-57600114-76/dangerous-but-beautiful-an-asteroid-we-still-dont-want-to-meet/
  • Henderson, Greg. "NASA genaktiverer rumfartøjer til at jage efter jordnære asteroider." Npr.org. 21. august kl. 2013. (8. september, 2013) http://www.npr.org/blogs/thetwo-way/2013/08/21/214280646/nasa-reactivating-spacecraft-to-hunt-for-near-earth-asteroids
  • HubbleSite "Hubble Essentials." Hubblesite.org. (8. september, 2013) http://hubblesite.org/the_telescope/hubble_essentials/
  • Klotz, Irene. "Mothballed teleskop får nyt liv som asteroidjæger." Reuters. 21. august kl. 2013. (8. september, 2013) http://www.reuters.com/article/2013/08/21/us-space-asteroids-idUSBRE97K1BP20130821
  • Klotz, Irene. "NASA lancerer infrarød kortlægger." Discovery News. 14. december kl. 2009. (8. september, 2013) http://news.discovery.com/space/astronomy/nasa-launches-infrared-mapper.htm
  • Mann, Adam. "Nyt Asteroid Mining Company tilstræber at fremstille produkter i rummet." Kablet. 22. januar, 2013. (8. september, 2013) http://www.wired.com/wiredscience/2013/01/deep-space-asteroid-mining/
  • Matilda, Benita. "NASA genaktiverer dvalemodus rumfartøj WISE til at jage efter asteroider." Science World Report. 22. august kl. 2013. (8. september, 2013) http://www.scienceworldreport.com/articles/8973/20130822/nasa-reactivates-hibernating-spacecraft-wise-hunt-asteroids.htm
  • Messier, Douglas. "Nuking farlige asteroider kan være den bedste beskyttelse, Ekspert siger. "Space. Com. 29. maj, 2013. (10. september, 2013) http://www.space.com/21333-asteroid-nuke-spacecraft-mission.html
  • Moscowitz, Clara. "NASAs vision til Lasso Asteroid:Ny konceptkunst afsløret (video)." Space.com. 23. august kl. 2013. (8. september, 2013) http://m.space.com/22492-nasa-asteroid-capture-concept-images-video.html
  • NASA. "NASA's Asteroid Initiative drager fordel af rig historie." Nasa.gov. 10. april kl. 2013. (8. september, 2013) http://www.nasa.gov/mission_pages/asteroids/news/asteroid_initiative.html#.Ui08czashcY
  • NASA. "Wide-field Infrared Survey Explorer Launch (pressekit)." Ssl.berkeley.edu. December 2009. (8. september, 2013) http://wise.ssl.berkeley.edu/documents/wise%20launch%202009-12-03.pdf
  • NASA. "Wide-field Infrared Survey Explorer." Nasa.gov. 23. februar kl. 2011. (8. september, 2013) http://www.nasa.gov/mission_pages/WISE/mission/index.html
  • NASA Jet Propulsion Laboratory. "NASA frigiver nyt Wide-field Infrared Survey Explorer missionskatalog over hele den infrarøde himmel." Astronomy.com. 16. marts 2012. (8. september, 2013) http://www.astronomy.com/News-Observing/News/2012/03/NASA%20releases%20new%20Wide-field%20Infrared%20Survey%20Explorer%20mission%20catalog%20of%20entire%20infrared%20sky. aspx
  • NASA Jet Propulsion Laboratory. "NASA -rumfartøjer genaktiverede for at jage efter asteroider." Jpl.nasa.gov. 21. august kl. 2013. (8. september, 2013) http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-257
  • Farvel, Dennis. "Nyt NASA Craft, Med infrarød strøm, Vil kortlægge den usynlige himmel. "Nytimes.com. 7. december, 2009. (8. september, 2013) http://www.nytimes.com/2009/12/08/science/space/08wise.html
  • Space.com -personale. "NASA's Sky-Mapping Telescope Takes Last Starry Photo." Space.com. 25. februar kl. 2011. (8. september, 2013) http://www.space.com/10953-nasa-wise-telescope-photo.html
  • Space.com -personale. "NASA Telescope Spots Cosmic Rose in Deep Space." Space.com. 16. marts 2010. (8. september, 2013) http://www.space.com/8051-nasa-telescope-spots-cosmic-rose-deep-space.html
  • University of California, Berkeley. "WISE:Wide-field Infrared Survey Explorer." Ssl.berkeley.edu. 21. august kl. 2013. (8. september, 2013) http://wise.ssl.berkeley.edu/
  • University of California, Berkeley. "WISE:Mission." Ssl.berkeley.edu. 1. januar, 2010. (8. september, 2013) http://wise.ssl.berkeley.edu/mission.html
  • Yeager, Ashley. "Nyheder i korte træk:Kort sporer støvstensvej fra Chelyabinsk meteor." Science News. 23. august kl. 2013. (10. september, 2013) http://www.sciencenews.org/view/generic/id/352753/description/News_in_Brief_Map_tracks_path_of_dust_plume_from_Chelyabinsk_meteor