Sanatçının aya çarpan bir roket hızlandırıcısının animasyonu.
Kazara yapılan deney, uzaydaki etkilerin fiziğine ışık tutacak.
4 Mart 2022’de, yalnız, harcanmış bir roket güçlendirici Ay’ın yüzeyine çarpacak yaklaşık 6.000 mil hızla. Toz çöktüğünde, NASA’nın Ay Keşif Yörünge Aracı için için yanan kraterin yakından görüntüsünü elde etmek için pozisyona geçecek ve umarım gezegensel etkilerin gizemli fiziğine biraz ışık tutacaktır.
Olarak Ay’ı inceleyen gezegen bilimci, Bu planlanmamış etkiyi heyecan verici bir fırsat olarak görüyorum. Ay, son 4 milyar yılda sayısız çarpışmayı kaydeden yoğun kraterli yüzeyiyle güneş sistemi tarihinin değişmez bir tanığı olmuştur. Bununla birlikte, bilim adamları, genellikle asteroitler veya kuyruklu yıldızlar olmak üzere mermilere nadiren bir göz atarlar. bu kraterleri oluştur. Bir krateri neyin yarattığının ayrıntılarını bilmeden, bir krateri inceleyerek ancak bu kadar çok bilim insanı öğrenebilir.
Yaklaşan roket etkisi, doğal çarpışmaların gezegen yüzeylerini nasıl çarptığı ve aşındırdığı hakkında çok şey ortaya çıkarabilecek tesadüfi bir deney sağlayacaktır. Darbe fiziğinin daha derin bir şekilde anlaşılması, araştırmacıların Ay’ın çorak manzarasını ve ayrıca etkilerin Dünya ve diğer gezegenler üzerindeki etkilerini yorumlamalarına yardımcı olmada uzun bir yol kat edecektir.
Roketin, bu fotoğrafın ortasında görülen büyük Hertzsprung kraterine çarpması bekleniyor – Ay’ın uzak tarafında Dünya’nın görüş alanının hemen dışında. Kredi: NASA/Lunar and Planetary Institute
Ay’a roket düştüğünde
var biraz tartışma oldu tam olarak yuvarlanan nesnenin kimliği şu anda Ay ile çarpışma rotasında. Gökbilimciler, nesnenin yüksek irtifa uydu fırlatmalarından atılan bir üst aşama güçlendirici olduğunu biliyorlar. Yaklaşık 40 fit (12 metre) uzunluğunda ve yaklaşık 10.000 pound (4.500 kilogram) ağırlığındadır. Kanıtlar öyle olduğunu gösteriyor muhtemelen 2015’te fırlatılan bir SpaceX roketi veya bir Çin roketi 2014’te fırlatıldıama her iki taraf sahipliğini reddetti.
Güçlendirici, 2015’te başlatılan – burada görülene benzer – bir Çin Uzun Yürüyüş roketinden olabilir. Kredi: WikimediaCommons aracılığıyla AAxanderr
Roketin denize düşmesi bekleniyor geniş çorak ova içinde dev Hertzsprung krateriufkun hemen ötesinde ayın uzak tarafı dünyadan.
Roket ay yüzeyine değdikten bir an sonra, bir şok dalgası mermi boyunca saniyede birkaç mil hızla ilerleyecektir. Milisaniye içinde, roket gövdesinin arka ucu yok edilecek her yöne patlayan metal parçalarıyla.
İkiz bir şok dalgası, alt tabakanın tozlu üst tabakasına doğru ilerleyecektir. Ay’ın yüzeyi regolit denilen. Darbenin sıkıştırılması tozu ve kayaları ısıtacak ve beyaz-sıcak flaş oluşturmak Bu, o sırada bölgede bir zanaat olsaydı uzaydan görülebilirdi. Buharlaşmış bir kaya ve metal bulutu, çarpma noktasından toz olarak genişler ve kum boyutundaki parçacıklar gökyüzüne doğru fırlatılır. Birkaç dakika içinde, püskürtülen malzeme, şimdi için için yanan kraterin etrafındaki yüzeye geri yağacak. Kötü niyetli roketten neredeyse hiçbir şey kalmayacak.
Uzay hayranıysanız, bu açıklamayı okurken biraz déjà vu yaşamış olabilirsiniz – NASA benzer bir deneyi 2009 yılında kasıtlı olarak gerçekleştirdiğinde Ay Krateri Gözlem ve Algılama Uydusunu düşürdüveya LCROSS, ayın güney kutbuna yakın kalıcı olarak gölgelenmiş bir kratere. bir parçasıydım LCROSS görevi, ve bu ezici bir başarıydı. Bilim adamları, güneş ışığına doğru yükselen toz bulutunun bileşimini inceleyerek, birkaç yüz kilo su buzu çarpma sonucu Ay’ın yüzeyinden kurtulmuştu. Bu, milyarlarca yıldır, kuyruklu yıldızlar su ve organik bileşikler sağlıyor yüzeyine çarptıklarında Ay’a.
Ancak, LCROSS roketinin krateri gölgeler tarafından kalıcı olarak kapatıldığından, meslektaşlarım ve ben bu buz zengini gömülü katmanın derinliğini belirlemek için on yıl boyunca mücadele ettik.
Çarpma krateri Dünya’dan görünmeyecek, bu nedenle bilim adamları Lunar Reconnaissance Orbiter’ın fotoğraflarına güvenecekler. Kredi bilgileri: NASA
Lunar Reconnaissance Orbiter ile Gözlem
Yaklaşan çarpışmanın tesadüfi deneyi, gezegen bilim adamlarına gün ışığında çok benzer bir krater gözlemleme şansı verecek. LCROSS kraterini ilk kez tüm detaylarıyla görmek gibi olacak.
Çarpışma Ay’ın uzak tarafında gerçekleşeceğinden, Dünya tabanlı teleskoplar için görüş alanı dışında olacaktır. Ancak çarpışmadan yaklaşık iki hafta sonra, NASA’nın Lunar Reconnaissance Orbiter’ı, yörüngesi çarpma bölgesinin üzerine çıkarken kraterin görüntüsünü almaya başlayacak. Koşullar uygun olduğunda, Ay yörüngesinin kamerası piksel başına yaklaşık 3 fit (1 metre) çözünürlükte etki alanının fotoğraflarını çekmeye başlayacaktır. Diğer uzay ajanslarından Ay yörüngeleri de eğitebilir onların kameraları krater üzerinde.
Kraterin şekli ve fırlatılan toz ve kayalar, umarım çarpma anında roketin nasıl yönlendirildiğini ortaya çıkaracaktır. Dikey yönlendirme daha dairesel bir özellik oluştururken, asimetrik bir enkaz deseni daha fazla göbek sarkmasını gösterebilir. Modeller, kraterin herhangi bir yerde olabileceğini öne sürüyor. 30 ila 100 fit (10 ila 30 metre) çapında ve yaklaşık 6 ila 10 fit (2 ila 3 metre) derinlikte.
Darbeden üretilen ısı miktarı da değerli bilgiler olacaktır. Gözlemler yeterince hızlı yapılabilirse, Ay yörünge aracının kızılötesi aleti kraterin içindeki parlayan-sıcak malzemeyi tespit edebilecektir. Bu, çarpmadan kaynaklanan toplam ısı miktarını hesaplamak için kullanılabilir. Yörünge aracı yeterince hızlı bir görüş alamıyorsa, krater ve enkaz alanındaki erimiş malzeme miktarını tahmin etmek için yüksek çözünürlüklü görüntüler kullanılabilir.
Karşılaştırarak resimlerden önce ve sonra bilim adamları, yörünge aracının kamerasından ve ısı sensöründen, yüzeydeki diğer ince değişiklikleri arayacaklar. Bu etkilerin bazıları kraterin yarıçapının yüzlerce katı kadar uzanır.
bu neden önemli
Etkiler ve krater oluşumu, yaygın fenomen güneş sisteminde. Kraterler gezegen kabuklarını parçalayıp parçalayarak yavaş yavaş gevşek, granüler üst tabakayı oluşturur. en havasız dünyalar. Bununla birlikte, bu sürecin genel fiziği, ne kadar yaygın olmasına rağmen yeterince anlaşılmamıştır.
Yaklaşan roket etkisini ve ortaya çıkan krateri gözlemlemek, gezegen bilim adamlarının 2009 LCROSS deneyinden elde edilen verileri daha iyi yorumlamalarına yardımcı olabilir ve daha iyi darbe simülasyonları üretmek. gerçek bir misyon falanksı Önümüzdeki yıllarda Ay’ı ziyaret etmesi planlanan Ay’ın yüzey özellikleri, özellikle de gömülü buzun miktarı ve derinliği hakkındaki bilgiler yüksek talep görüyor.
Bu inatçı roketin kimliğinden bağımsız olarak, bu nadir çarpma olayı, Ay’a ve ötesine yapılacak gelecekteki görevlerin başarısı için kritik öneme sahip olabilecek yeni anlayışlar sağlayacaktır.
Colorado Boulder Üniversitesi, Astrofizik ve Gezegen Bilimleri Yardımcı Doçenti Paul Hayne tarafından yazıldı.
Bu makale ilk olarak Konuşma.