Arven fra NASAs daggry, nær slutningen af ​​sin mission

NASA's Dawn-mission lakker mod sin afslutning efter 11 års banebrydning inden for planetvidenskab, samler betagende billeder, og udfører hidtil usete bragder inden for rumfartøjsteknik.

Dawns mission blev forlænget flere gange, bedre end videnskabsmænds forventninger i deres udforskning af to planetlignende kroppe, Ceres og Vesta, der udgør 45 procent af massen af ​​hovedasteroidebæltet. Nu er rumfartøjet ved at løbe tør for et nøglebrændstof, hydrazin. Når det sker, højst sandsynligt mellem midten af ​​september og midten af ​​oktober, Dawn vil miste sin evne til at kommunikere med Jorden. Det vil forblive i et stille kredsløb omkring Ceres i årtier.

"Selvom det vil være trist at se Dawns afgang fra vores missionsfamilie, vi er meget stolte af dets mange præstationer, "sagde Lori Glaze, fungerende direktør for Planetary Science Division i NASAs hovedkvarter i Washington. "Ikke alene låste dette rumfartøj op videnskabelige hemmeligheder ved disse to små, men betydningsfulde verdener, det var også det første rumfartøj, der besøgte og kredsede om kroppe på to udenjordiske destinationer under sin mission. Dawns videnskabelige og ingeniørmæssige præstationer vil give genlyd gennem historien."

Da Dawn lancerede fra Cape Canaveral Air Force Station i Florida i september 2007, fastspændt på en Delta II-heavy raket, videnskabsmænd og ingeniører havde en idé om, hvordan Ceres og Vesta så ud. Takket være jord- og rumbaserede teleskoper, inklusive NASAs Hubble-rumteleskop, ligene i asteroidebæltet mellem Mars og Jupiter var synlige – men selv de bedste billeder var uklare.

Fra 2011 til 2012, Daggry fejede ind over Vesta, at tage billeder, der oversteg alles forestillinger – kratere, kløfter og endda bjerge. Derefter på Ceres i 2015, Dawn viste os en kryovulkan og mystiske lyspunkter, som videnskabsmænd senere fandt ud af, kunne være saltaflejringer produceret ved eksponering af saltvand fra Ceres' indre. Gennem Dawns øjne, disse lyspunkter var især fantastiske, glødende som diamanter spredt ud over dværgplanetens overflade.

"Dawns arv er, at den udforskede to af de sidste ukendte verdener i det indre solsystem, " sagde Marc Rayman fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena Californien, der fungerer som Dawn's missionsdirektør og chefingeniør. "Dawn har vist os fremmede verdener, der i to århundreder kun var lyspunkter midt i stjernerne. Og det har frembragt disse rigt detaljerede, intime portrætter og afsløret eksotiske, mystiske landskaber ulig noget, vi nogensinde har set."

Tekniske bedrifter

Dawn er det eneste rumfartøj, der kredser om et legeme i asteroidebæltet. Og det er det eneste rumfartøj, der kredser om to udenjordiske destinationer. Disse bedrifter var mulige takket være ionfremdrift, et enormt effektivt fremdriftssystem, der er velkendt for science-fiction-fans og rumentusiaster. Dawn rykkede grænserne for systemets muligheder og udholdenhed, viser, hvor nyttigt det er for andre missioner, der har til formål at besøge flere destinationer.

Skubbet af ionfremdrift, Dawn nåede Vesta i 2011 og undersøgte det fra overflade til kerne i løbet af 14 måneder i kredsløb. I 2012 ingeniører manøvrerede Dawn ud af kredsløbet og styrede det gennem asteroidebæltet i mere end to år, før de indsatte det i kredsløb omkring dværgplaneten Ceres, hvor den har indsamlet data siden 2015.

Vindue ind i fortiden

Alt imens, videnskabsmænd fik ny indsigt i de tidlige stadier af vores solsystem, opfylder Dawns mål. Missionen blev opkaldt efter sit formål:at lære mere om solsystemets begyndelse. Det målrettede Ceres og Vesta, fordi de fungerer som tidskapsler, intakte overlevende fra den tidligste del af vores historie. Og duoen leverede, giver videnskabsfolk indsigt i solsystemets oprindelige byggesten.

"Vesta og Ceres har hver især fortalt deres historie om, hvordan og hvor de dannede sig, og hvordan de udviklede sig - en brændende magmatisk historie, der førte til stenet Vesta og en køligere, vandrig historie, der resulterede i den gamle havverden Ceres, " sagde Carol Raymond fra JPL, hovedefterforsker af Dawn-missionen. "Disse skattekister af information vil fortsætte med at hjælpe os med at forstå andre kroppe i solsystemet langt ud i fremtiden."

Spektakulære Ceres

Der var så meget, at forskere ikke vidste om Ceres, før Dawn ankom. Raymond spekulerede på, om de kunne finde Ceres dækket med en glat, ung overflade - en enorm købold med en frossen skorpe. I stedet, de fandt dværgplaneten iført kemien fra sit gamle hav. "Det, vi fandt, var fuldstændig åndssvagt. Ceres' historie er bare spredt ud over dens overflade, " hun sagde.

Nogle af de blændende lyspunkter viste sig at være strålende salte aflejringer, hovedsageligt sammensat af natriumcarbonat, der kom til overfladen i en slussy saltlage inde fra eller under skorpen.

Resultaterne styrker ideen om, at dværgplaneter, ikke bare iskolde måner som Enceladus og Europa, kunne have været vært for oceaner i løbet af deres historie - og potentielt stadig gør det. Analyser fra Dawn-data tyder på, at der stadig kan være væske under Ceres' overflade, og at nogle regioner var geologisk aktive relativt for nylig, fodring fra et dybt reservoir.

En af Dawns største afsløringer om Ceres lå i regionen Ernutet Crater. Organiske molekyler blev fundet i overflod. Organiske stoffer er blandt livets byggesten, selvom Dawn's data ikke kan afgøre, om Ceres 'organiske stoffer blev dannet af biologiske processer.

"Der er voksende beviser på, at det økologiske i Ernutet kom fra Ceres' indre, i så fald kunne de have eksisteret i nogen tid i det tidlige indre hav, "sagde Julie Castillo-Rogez, Dawns projektforsker og stedfortrædende hovedefterforsker ved JPL.

Levende Vesta

Hos Vesta, Dawns undersøgelse af det tidlige solsystem fandt et 4,5 milliarder år gammelt vidne, som det kunne afhøre. Dawn kortlagde kraterne i den planetlignende verden og afslørede, at dens nordlige halvkugle havde oplevet flere store påvirkninger end forventet, tyder på, at der tidligt var flere store objekter i asteroidebæltet, end forskere troede.

Vesta havde også andre overraskelser. Selvom det teknisk set er klassificeret som en asteroide, den etiket modsiger det rige og varierede terræn, Dawn afslørede, og de planetlignende processer, som Vesta oplevede. Hubble havde videregivet billeder af et bjerg i midten af ​​et enormt bassin, nu kaldet Rheasilvia. Dawns kortlægning viste, at det var dobbelt så højt som Mount Everest, og det afslørede kløfter, der konkurrerer med Grand Canyon i størrelse. Dawn bekræftede også Vesta som kilden til en meget almindelig familie af meteoritter.

Nu, nær slutningen af ​​Dawns anden udvidede mission ved Ceres, rumfartøjet er fortsat med at indsamle billeder i høj opløsning, gammastråle- og neutronspektre, infrarøde spektre, og tyngdekraftsdata. Næsten en gang om dagen, den vil flyve over Ceres omkring 35 kilometer fra dens overflade - kun omkring tre gange højden af ​​et passagerfly - og indsamle værdifulde data, indtil den bruger det sidste af hydrazinen, der fodrer thrustere med at kontrollere dens orientering. Dawn's reaktionshjul mislykkedes tidligere i missionen, efterlader den stærkt afhængig af dette nøglebrændstof. Når Dawn løber ud i løbet af den næste måned eller to, rumfartøjet vil miste sin evne til at kommunikere med Jorden, men den må ikke styrte ind i Ceres.

Fordi Ceres har betingelser af interesse for forskere, der studerer kemi, der fører til udvikling af liv, NASA følger strenge planetariske beskyttelsesprotokoller for bortskaffelse af Dawn-rumfartøjet. I modsætning til Cassini, som bevidst styrtede ind i Saturns atmosfære for at beskytte systemet mod forurening - Dawn vil forblive i kredsløb omkring Ceres, som ikke har nogen atmosfære.

Ingeniører designede Dawns sidste bane for at sikre, at den ikke styrter ned i mindst 20 år - og sandsynligvis årtier længere.

Rayman, som ledede holdet, der fløj Dawn gennem hele missionen og ind i dets sidste kredsløb, kan lide at tænke på Dawn's ende på denne måde:som "en inert, himmelsk monument over menneskelig kreativitet og opfindsomhed."