Hurtig detektion og genopretning - videnskaben om at jage meteoritter

Klokken 20.10. den 16. januar, hundredvis af mennesker i Michigan rapporterede det klare skær fra en meteor, der strøg gennem himlen, raslende ruder, da den brød lydmuren. Meteoren brød derefter fra hinanden i Jordens atmosfære, og dets stykker regnede stille til jorden.

Brug af forudsigelser ved hurtig detektion og gendannelse af meteoritter, eller RADARMET, projekt, videnskabsmænd og meteoritjægere var i stand til at genvinde mere end et halvt dusin fragmenter af klippen inden for to dage efter faldet.

RADARMET ledes af Vishnu Reddy, assisterende professor ved University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory. Han skaffede midler fra NASA til at drive RADARMET, som bruger National Weather Service Doppler-radardata og computermodeller til at lokalisere meteoritter inden for få timer efter deres fald.

"Historisk set, folk ville se en meteor på himlen, og de ville sige, 'Jeg så det gå den vej bag træet, '" sagde Reddy. "Selv hvis nogen tager et billede af meteoren, at bruge billedet til at spore en bane for meteoritten er svært og kan være ret tidskrævende."

Vind i den øvre atmosfære gør ekstrapolering udfordrende, sagde Reddy. For at en meteor skal overleve turen gennem atmosfæren og falde ned på jorden som en meteorit, den skal bremse fra sin kosmiske hastighed. Friktionen fra atmosfæren får meteoren til at lyse synligt mellem 30 og 65 miles over jorden.

"Typisk, meteorer, der falder med meteorer, skal bremse ned til omkring 6, 700 mph, hastigheden, når de ikke længere lyser klart, mens de falder ned i atmosfæren, " sagde Reddy.

Falder ved Terminal Velocity

Meteoren går derefter ind i en periode kendt som "mørkeflyvning, ", hvor den falder med terminal hastighed. Under denne mørke flyvning, vinde i den øvre atmosfære kan støde meteoritten milevidt fra det sted, hvor dens glødende lyse flyvning ender.

Marc Fries, Reddys medforsker for RADARMET og en videnskabsmand ved NASAs Johnson Space Center, udviklet en metode, der kan forudsige, hvordan en meteorit ville rejse under sin mørke flyvning. Han har også udviklet softwareværktøjer til at beregne, hvor meteoritter lander under påvirkning af vind, og at estimere den samlede masse, der når jorden.

Tanner Campbell, en UA kandidatstuderende i rumfart og maskinteknik, tilpasset Fries' mørkeflyvningsmodel til et computerprogram, der hurtigt og præcist bestemmer, hvor en meteorit vil falde.

"Vi kan opnå dette, fordi kinetikken af ​​et objekt i næsten frit fald er kendt ganske godt, " sagde Campbell. "Da disse meteoritter typisk er ret små, vi kan gøre nogle antagelser om, hvordan de rejser gennem atmosfæren. Vi kan derefter tage de data, der kan indsamles på meteoritten, mens den lyser på himlen, og målte atmosfæriske data fra nær begivenheden, og brug det til at forudsige vejen til jorden."

Atmosfæriske data omfatter vindhastigheder og information indsamlet af vejrradarstationer, som registrerer noget, der falder gennem luften, om det er regn, fugle, flyvemaskiner eller meteoritter. Selvom radaren ikke kan skelne mellem en spurv og en rumsten, RADARMET-teamet har en metode til at gøre netop det.

"Den første trigger er øjenvidnerapporter fra offentligheden, " sagde Reddy.

Ved at bruge et onlineværktøj på American Meteor Society's websted, medlemmer af offentligheden kan logge deres placering, hvilken retning de vendte, og hvor længe meteoren var synlig på himlen. Når en begivenhed har bekræftende videoer og andre beviser som f.eks. Reddy og hans medforskere downloader radardata fra den nærmeste vejrstation og tænder for den mørke flymodel.

Nøjagtighed af placering er afgørende

Inden for få timer efter begivenheden, RADARMET-holdet kan lokalisere det nøjagtige område, hvor meteoritfragmenter er faldet. Informationen deles hurtigt med offentligheden, herunder videnskabsmænd og meteoritjægere. RADARMETs metode er så præcis, at jægere har været i stand til at rejse til et sted, parkere deres biler og finde meteoritter på den parkeringsplads.

Når man jager meteoritter, tid er essensen. Jo hurtigere en prøve findes, jo flere videnskabsmænd kan lære af det.

"Jo længere en meteorit sidder på Jorden, jo mindre videnskabeligt anvendeligt bliver det, fordi forvitringsprocessen nedbryder mineralerne og ødelægger dem, " sagde Reddy.

Regn kan opløse og vaske mineraler væk, mikrober kan forurene ethvert bevis på livets byggesten, og ilt kan ruste jernet i meteoritten inden for et døgn.

Selvom det tog lidt mere end et døgn at genvinde stykker af Michigan-meteoritten, nogle prøver blev fundet i næsten uberørt tilstand. Et stykke blev fundet i is, beskyttet mod udsættelse for flydende vand. Uberørte prøver som denne gør det muligt for forskere at studere materialer, der let ødelægges eller af astrobiologisk betydning.

Reddy og studerende i UA Department of Planetary Sciences planlægger at blive involveret i undersøgelsen af ​​meteoritten.

"Mens vi ikke er derude på jagt efter meteoritterne, vi laver videnskaben, " sagde Reddy.