Sådan fungerer Deep Impact

Kometer er rejsebolde i astronomisk historie. Deres oprindelse går tilbage til dannelsen af ​​solsystemet, for cirka 4,6 milliarder år siden. Da solen blev dannet, det forårsagede, at gasser og støv blev spredt ud i rummet. Nogle af disse materialer dannede senere planeter, mens mængder af disse gasser og støv slog sig ned i kredsløb omkring men langt fra solen.

Kometer menes at være konsoliderede bolde af disse materialer, indeholdende is, støv, organisk stof og muligvis sten, dannet for cirka 4 milliarder år siden. Når de rejser gennem solsystemet, de samler yderligere affald op. På denne måde, kometer er vinduer ind i solsystemets historie. Men med diametre på op til 100 miles (100 miles), du kan ikke bare række op og snage en i et stort net for at studere det.

Stadig, forskere finder en måde at komme til informationen på:Den 12. januar, 2005, NASAs Discovery Mission Deep Impact blev lanceret med det formål at undersøge under overfladen af ​​en komet. Den 4. juli, 2005, Deep Impact stødt på Komet Tempel 1 .

I denne artikel, vi lærer hvordan kometer dannes, hvilke hemmeligheder de kan bære, og hvordan Deep Impact -missionen afdækker dem.

1. Det grundlæggende
2. Videnskaben bag missionen
3. Muskelen og sindet bag missionen
4. Hvor dyb indvirkning blev til

Det grundlæggende

Comet Tempel 1 var i sin mest solide fase, bestående af en kerne, der er omtrent 6 km i diameter, da det stødte på Deep Impact -rumfartøjet i juli 2005. (For information om kometer, herunder deres struktur og sammensætning tjek hvordan kometer fungerer.) Det primære mål bag Deep Impact -missionen var at studere interiøret og ydersiden af ​​den samme komet.

Deep Impact -rumfartøjet bestod af to dele:a Flyv forbi og en slagkraft . Da rumfartøjet kom tæt på kometen, de to dele adskilt. Impaktoren satte sig på komets vej, forårsager en kollision mellem de to kroppe.

Virkningen skabte en krater i kometen, der gik godt under overfladen og udsatte det beskyttede materiale herunder - " uberørt materiale "der blev dannet under solsystemets fødsel. Ved at studere både det materiale, der kom ud af krateret ved nedslag og egenskaberne ved den komet, krateret afslørede, forskere har nu et hidtil uset syn på solsystemet i sin barndom. For at lære mere om slagkratere, se Deep Impact:Cratering.

Videnskaben bag missionen

Da forskere udviklede Deep Impact -missionen, de opstiller følgende mål:

• Observer hvordan krateret dannes
• Mål kraterets dybde og diameter
• Mål sammensætningen af ​​kraterets indre og det materiale, der skubbes ud ved dets oprettelse
• Bestem ændringerne i den naturlige afgasning forårsaget af påvirkningen

De håber, at den information, de indsamler fra disse mål, vil hjælpe dem med at besvare tre primære spørgsmål om kometer:

• Hvor er det uberørte materiale i kometer?
• Mister kometer deres is eller forsegler den?
• Hvad ved vi om kraterdannelse?

Forskere tror på kerne af en komet består af to lag:et ydre lag kaldet kappe og et indre lag anses for at være uberørt . Når en komet bevæger sig gennem solsystemet, dens kappe ændres. Når det nærmer sig solen, nogle af de ydre is sublimerer og fjernes. Det kan også støde på og opsamle yderligere affald. Den beskyttede, uberørt indre af kometen, imidlertid, menes at være upåvirket af komets rejser og kunne være som den var, da kometen blev dannet. Forskere mener, at en undersøgelse af forskellene mellem de to lag vil fortælle dem meget om solsystemets natur, både dets dannelse og dens udvikling gennem årene.

Et andet stort spørgsmål, forskere har om kometer, er, om de går i dvale eller uddø på grund af solens varme. EN slumrende komet er en, hvor kappen har lukket det uberørte indre lag af, og der passerer ingen gasser fra dette indre lag til det ydre lag og ud af kometen. An uddød komet har slet ikke flere gasser i sin kerne, og som sådan vil det aldrig ændre sig. Resultater fra Deep Impact -missionen vil give forskere et bedre overblik over kappens natur og sætte dem i stand til at afgøre, om Tempel 1 er aktiv, sovende eller uddød.

Resultaterne af impactorens kollision vil give masser af information om kometenes art. Kraterets dannelse, hvor hurtigt den dannede sig og dens endelige dimensioner fortæller forskere, hvor porøse kappen og de uberørte lag er. En undersøgelse af, hvordan materialet, der skubbes ud fra kraterstedet, viser både dens porøsitet og densitet og potentielt også kometens masse. Oplysninger fra hele krateringsprocessen kan give en indikation af, hvilken slags materiale der rent faktisk udgør kometen, som vil hjælpe forskere med at forstå, hvordan kometen dannede, og hvordan den har udviklet sig over tid.

Mange forskere teoretiserer, at nogle uddøde eller sovende kometer er blevet fejlagtigt identificeret som asteroider.

Muskelen og sindet bag missionen

Deep Impact -rumfartøjet bestod af to dele, flyby -rumfartøjet og slagkraften, og var på størrelse med en sportsvogn. Flybyen bærer en Højopløsningsinstrument (HRI) og a Medium opløsningsmiddel (MR) til billeddannelse, infrarød spektroskopi og optisk navigation. Den bruger et fast solcelleanlæg og et NiH2 -batteri til at drive sig selv. Impaktoren forblev fastgjort til flyby indtil 24 timer før den påvirkede Tempel 1.

Efter frigivelse, nedslagsføreren guidede sig ind på kometens vej ved hjælp af en højpræcisions stjerne-tracker (som navigerer ved at se på stjernerne), det Impactor Target Sensor (ITS) og auto-navigationsalgoritmer specielt udviklet til denne mission. Impaktoren indeholdt også et lille hydrazinfremdrivningssystem til mere præcis bane- og holdningskontrol. HRI, MR og ITS arbejdede sammen for at guide flyby -rumfartøjet til kometen og registrere videnskabelige data før, under og efter påvirkningen.

Det komplette flyvesystem blev lanceret som en nyttelast på en Boeing Delta II-raket (se Sådan fungerer raketmotorer) i januar 2005. Det stødte på Tempel 1 i begyndelsen af ​​juli 2005. Fireogtyve timer før påvirkning, støddæmperen løsnede sig fra flyby -rumfartøjet. På dette tidspunkt, flyby bremsede og placerede sig for at observere påvirkningen, når den passerer kometen.

Når slagkraften forlod flyby -rumfartøjet, den positionerede sig til at påvirke kometen på den solbelyste side, giver mulighed for billeder i bedre kvalitet.

Flybyens billedudstyr observerede kernen i mere end 10 minutter efter påvirkningen, billeddannelse af virkningen, kraterudviklingen og kraterets indre. Flybyen erhvervede også spektrometri af kernen og kraterstedet. Det sendte alle billeder og spektrometri tilbage til Deep Space Network på jorden.

Hvor dyb indvirkning blev til

Deep Impact begyndte, da Alan Delamere og Mike Belton arbejdede på et samarbejde for at studere Comet Halley. "Vi fik Halley -data og undersøgte det og fandt, at kometen var langt sortere, end vi havde forestillet os, sortere end kul. Så vi spurgte os selv:Hvordan kunne dette ske? "Sagde Delamere." Vi blev stadig mere nysgerrige efter, hvordan dette sorte lag akkumulerede sig. "I 1996, Belton og Delamere, nu sammen med Mike A'Hearn, indsendt et forslag til NASA. De ville udforske en anden komet, denne gang en død ved navn Phaethon. De havde besluttet at bruge en slagkraft til at ramme kometen og derefter observere resultaterne. Men NASA var ikke overbevist om, at de kunne ramme kometen. NASA var ikke engang overbevist om, at Phaethon var en komet.

Delamere, Belton, og A'Hearn fortsatte med at tænke over projektet og forsøge at finde ud af bedre måder at gøre det på. I 1998, A'Hearn havde overtaget ledelsen af ​​teamet, og de fremsatte et andet forslag. Denne gang, de ville påvirke en aktiv komet, Tempel 1. De havde også tilføjet et vejledningssystem til slagkraften, øge chancerne for, at de ville være i stand til at kontrollere rumfartøjet godt nok til at ramme deres mål. NASA accepterede det nye forslag og gik med til at finansiere projektet. Deep Impact -missionen blev født.

Deep Impact er et partnerskab mellem University of Maryland, California Institute of Technology's Jet Propulsion Laboratory og Ball Aerospace and Technology Corporation.

For mere information om Deep Impact og relaterede emner, tjek linkene på den næste side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer asteroider
• Sådan fungerer kometer
• Sådan fungerer Delta IV Heavy
• Sådan fungerer raketmotorer
• Sådan fungerer rumfærger

Flere store links

• Ball Aerospace &Technologies Corporation
• NASA:Deep Impact
• NASA:Deep Space Network
• NASA:Opdagelsesprogram
• NASA Jet Propulsion Laboratory

Kilder

• HowStuffWorks.com, "Sådan fungerer kometer." https://science.howstuffworks.com/comet.htm
• NASA, "Deep Impact:Science." http://deepimpact.jpl.nasa.gov/science/
• NASA, "Deep Impact:Technology." http://deepimpact.jpl.nasa.gov/tech/
• NASA, "Deep Impact:Mission." http://deepimpact.jpl.nasa.gov/mission/di-name.html
• "Ultimate Visual Dictionary of Science, "DK Publishing, Inc., 1998.