Fra lyspunkter til verdener:UA udforsker solsystemet

En bestemt flok videnskabsmænd satte sig for at kortlægge månen som forberedelse til Apollo-landingerne, men det var kun begyndelsen. Et nyt videnskabsområde blomstrede op, og UA-forskere har været involveret i næsten alle amerikanske rummissioner siden.

Her er en sjov tanke:Forestil dig, hvis videnskabsmænd fra University of Arizona skulle beholde en kopi af rumfartøjet til hver rummission, de har været involveret i.

Den samling af rumfarende gadgets, de ville have samlet nu, ville sandsynligvis fylde alle fem etager i UA's Kuiper Space Sciences Building. Turister fra hele verden ville strømme til campus, tegnet af en matrix ulig nogen anden, fyldt med rumsonder, robot rovere, udenjordiske teleskoper, glimtende satellitter og andre geniale apparater designet og opsendt i løbet af det sidste halve århundredes rumudforskning.

Fra sonder til planetarisk videnskab

Den første udstilling en besøgende til vores imaginære udstilling af rummemorabilia ville støde på, er Ranger, en række måne-rekognosceringssonder designet til at optage billeder i høj opløsning af månens overflade under en nedstigning afsluttet med en bevidst styrtlanding.

Næste ville være Surveyor, en serie af trebenede, indretninger med solpaneler, NASA sendte til månen mellem 1966 og 1968 for at teste muligheden for bløde landinger på månens støvhav. Begge missioner har dybe bånd til begyndelsen af ​​planetarisk videnskab ved UA.

Ikke mange mennesker kan sige, at de var der, da et nyt område af videnskab blev født, men det kan Steve Larson. Larson fik først sine fødder våde - eller rettere, hans støvler støvede - travende hen over lavamarker og vulkankratere under ekskursioner som en af ​​de første nybegyndere, der studerede planetarisk videnskab ved UA, kort efter Gerard Kuiper grundlagde universitetets Lunar and Planetary Laboratory, eller LPL.

Ranger og Surveyor var afgørende for at bane vejen for den første bemandede månelanding i slutningen af ​​årtiet, og NASA fik hjælp fra Kuiper og Eugene Shoemaker, en nutidig planetforsker, der fungerede som den første direktør for United States Geological Survey's Astrogeology Research Program.

"De to var de eneste mennesker, der vidste om det her, " siger Larson. "De blev enige om, at Kuiper ville lave Ranger, og Skomager ville gøre Surveyor."

Larson husker at have været på Kuipers kontor engang med Shoemaker der. Udbredt på bordet lå et stort print af månens overflade.

"Kuiper var vant til at observere gennem teleskoper, så han ville have syd for at være oppe, og skomager arbejdede med kort, så han ville have nord for at være oppe, " siger Larson. "De endte med at stå i hver sin ende af bordet, påpege funktioner på kortet, og begge var fuldkommen glade."

Episoden illustrerer, hvordan planetarisk videnskab opstod - gennem en entusiastisk, til tider stenet, ægteskab af discipliner, der traditionelt ikke havde meget med hinanden at gøre. Astronomer, der vidste, hvordan man betjener teleskoper, var nødvendige lige så meget som geologer, der forstod planetlegemernes indre virkemåde; fysikere og ingeniører var afgørende for at opfinde og fremme forskellige metoder til billeddannelse og detektion, samt kemikere, der er dygtige til at drille mineralsammensætninger ud fra meteoritprøver.

"På det tidspunkt var det kun LPL, der var intet Institut for Planetvidenskab, " siger William Hubbard, et af de første fakulteter Kuiper ansatte, da han etablerede en akademisk afdeling. " mente, at for at sikre hele virksomhedens levetid, vi havde brug for en akademisk arm - vi skulle have kandidatstuderende, vi skulle have et undervisningsprogram."

Hubbard, som blev uddannet astronom, husker at undervise i det første planetariske videnskabskursus, der blev tilbudt bachelorstuderende. Usikker på, hvad sådan et kursus skal indebære, Hubbard slog sig sammen med Mike Drake, en ung og energisk kollega, som ligesom Hubbard, senere skulle fungere som afdelingsleder. Hver ville undervise i halvdelen af ​​kurset, og at hjælpe hinanden med at evaluere og forbedre deres undervisning, de to sad til hinandens foredrag for at observere.

"Efter at jeg havde siddet igennem et af Mikes foredrag, Jeg sagde, "Jamen, Jeg vidste ikke alt det her, "" Hubbard siger, "og Mike lo bare og sagde det samme om mit foredrag. Det lærte os, at vi skulle være mere opmærksomme på, hvad andre afdelinger og andre discipliner lavede."

Hubbard dedikerede meget af sin karriere til at låse op for planeternes indre funktion i det ydre solsystem, såsom Jupiter, og selv om han formelt gik på pension, han er involveret i NASAs Juno-rumfartøj.

Send Maskinerne

Junos replika ville være et imponerende syn:Det længst vovede fartøj til at stole på solen for at få magt, Juno er for det meste solpaneler, der rager over hovedet som en vindmølle, stor nok til at dække en basketballbane.

Efter Juno, Gemt ind i et hjørne af LPL's imaginære hall of fame er det, der ligner en skoæske med et op og nedad stativ monteret på toppen. Bygget af Charles Sonett, instrumentet, et magnetometer, rejste til månen med Apollo 16 og samlede spor om månens kerne.

I 1973, Sonett var blevet inviteret af Kuiper til at efterfølge ham som direktør for LPL og første leder af den nyslåede afdeling for planetarisk videnskab. Sonett var involveret i rumfartøjsmissioner, der dramatisk forbedrede vores forståelse af solsystemet og videre, inklusive pioneren, Explorer og Apollo programmer. Han er krediteret for at udvide LPL's forskning i kosmiske gåder, der kun kunne løses ved at sende robotudforskere ud i rummet for at undersøge fænomener som interplanetarisk plasma, en suppe af partikler, kosmiske stråler og støv, der omslutter solsystemet.

Planetvidenskaben var kommet til sin ret. Larson, en af ​​det nye instituts første studerende og nu seniormedarbejder ved LPL, husker, hvad han kalder "elektrificerende tider."

"Hvis du ville studere noget i solsystemet, UA var simpelthen stedet at være, " siger han. "Vores planeter udviklede sig fra lyspunkter til faktiske verdener, og LPL har drevet den udvikling. Da jeg først startede, vi så på lyspunkterne, og de blev til små skiver. Nu, et halvt århundrede senere, vi lander på dem, vi graver på dem, og vi bringer prøver tilbage til Jorden."

Overfloden af ​​rumfartøjer i LPL's imaginære museum ville vidne om historien om, hvordan lysskiver, en efter en, var ved at blive til verdener med eksotiske interiører, fremmede atmosfærer og - i nogle tilfælde - menageries af måner.

Der var Pioneer, med sin berømte gyldne plakette med afbildninger af menneskelige figurer i, hvad der var ment som en hilsen til andre civilisationer, hvis nogen nogensinde skulle støde på rumfartøjet. Da sonden fløj forbi Jupiter og Saturn, dens spin fejede et fotopolarimeter, udviklet af tidligere LPL-professor Tom Gehrels, på tværs af planeterne, at samle de første nærbilleder af kæmpeplaneterne.

Der var Voyager-sonderne, bærere af den berømte "gyldne rekord". Voyager 2 tog de eneste nærbilleder, vi har af Uranus og Neptun den dag i dag, og dens tvilling, Voyager 1, blev det første menneskeskabte objekt, der forlod solsystemet. Billeddannelsesteamet blev ledet af den tidligere LPL-professor Brad Smith.

Længere nede i gangen ville være Cassini-Huygens. En tårnhøj sonde på størrelse med en skolebus, Cassini-Huygens bragte det udsøgte, Saturns og dens måners overjordiske skønhed til skrivebordsbaggrunde over hele verden. Mange UA planetariske videnskabsmænd og deres studerende var direkte involveret i denne mission, hvilket omfattede den første landing på en anden måne end Jordens. Nedstigningsbilledet ombord på Huygens lander, udviklet af et LPL-team ledet af Martin Tomasko, fangede dens nedstigning gennem det tykke, diset atmosfære af Saturns måne Titan på en frossen, fremmede landskab, herunder søer af flydende metan.

Titan er også målet for Dragonfly, NASAs nyligt udvalgte New Frontiers-mission. Dragonfly vil sende en quadcopter-drone for at lede efter tegn på liv, hvor den iskolde månes oprindelse. Missionsholdet inkluderer - du gættede det - mange tidligere UA planetariske videnskabsstuderende.

"Første gang du tager til et af disse steder, du lærer meget, " siger nuværende LPL-direktør Tim Swindle. "Det er helt anderledes end det, du troede, du vidste fra, da du så på det langvejs fra. Hos LPL, vi har været en del af mange af de første kig på disse verdener."

Tilbage til Månen og videre til Mars

Swindle er begejstret for de muligheder, de næste 50 år kan rumme for planetarisk udforskning.

"Vi skal tilbage til månen, hvor vi vil lave alle mulige nye eksperimenter på overfladen, " siger han. "De ting, vi gør lige nu med OSIRIS-REx for at forberede prøvereturnering fra asteroide Bennu, er de samme ting, vi vil gøre for at forberede os på at bringe prøver tilbage fra Mars."

Swindle er også overbevist om, at LPL-programmer, som har fundet omkring halvdelen af ​​de kendte jordnære asteroider, vil fortsætte med at gå forrest i at opdage mere.

"Når vi begynder yderligere at udforske asteroider, vi sender minerobotter i stedet for efterforskningsrobotter, " han siger, "og måske en dag, selv mennesker. Jeg tror, ​​at LPL vil være en del af alt det."

Hvem ved, 50 år fra nu, et rumudforskningsmuseum på UA campus kan være en realitet, såvel. Indtil da, besøgende til Charles P. Sonett Space Science-bygningen, på tværs af gaden fra Flandrau Science Center &Planetarium, kan kigge ned i teleskopløbet på en model i naturlig størrelse af det UA-ledede HiRISE-kamera, som har fotograferet Mars med fantastiske detaljer i mere end 10 år.

Lær mere om Lunar and Planetary Laboratorys indsats for at udforske rummet i de nuværende og tidligere rummissionslister.