Bir ay kraterine ateş ederek onun nelerden oluştuğunu bulabilir misiniz?

Amerikalılar silahlarına düşkündür. Bu yüzden NASA bilim insanlarından oluşan bir ekibin, değiştirilmiş bir sensör türünü başka bir dünyaya ait bir gövdenin toprağına “fırlatmanın” ve neyden yapıldığını belirlemenin bir yolunu bulmuş olması şaşırtıcı olmamalı. NASA’nın Langley Araştırma Merkezi’nden Sang Choi ve Robert Moses’ın yaptığı tam olarak buydu, ancak mermileri içi boş metal kasalar yerine minyatür spektrometrelerdi.

Öncelikle minyatürleştirilmiş spektrometrelere bakalım. Spektrometreler onlarca yıldır uzay araştırmalarının temel taşı olmuştur. Enceladus’un yüzeyinden yıldızlara kadar her şeyi analiz ederler. Ancak, neredeyse hepsi Fraunhofer kırınımı olarak bilinen bir spektroskopi türünü kullanır. Dr. Choi ve Dr. Moses, icatlarında Fresnel kırınımı olarak bilinen farklı bir fiziksel fenomen kullanmaya karar verdiler.

Fresnel kırınımında, bir spektral grafik Fraunhofer kırınımıyla oluşturulanlardan çok daha küçük mesafelerde çok belirgin hale gelir. Fraunhofer kırınımı kullanan bir spektrometrenin ihtiyaç duyduğu bir “ızgara” ile sensör arasındaki gerekli mesafe sistemin tasarım kısıtlamalarından biri olduğundan, bugün kullanılan çoğu spektrometre aşırı derecede büyüktür.

Ancak Fresnel kırınımı çok daha küçük spektrometrelerin yaratılmasına olanak tanır. Dr. Choi ve Moses’ın icadı durumunda, gerekli tüm güç, sinyal ve analiz elektroniği, geleneksel bir mermiden yalnızca biraz daha büyük olan küçük bir silindirik tüpe sığabilir.

Bu sensörleri toprağa fırlatma fikri muhtemelen buradan geldi. “Mikro spektrometreler” regolit ile çevrili olsaydı, ister ay, ister bir asteroit veya Mars olsun, gömülü olduğu her yerde toprağın bileşiminin hızlı bir şekilde analiz edilmesini sağlardı.

Bu sensörler kolayca yerleştirilebildiğinden, birden fazla sensör bir ay kraterine dağıtıldığında, tek bir astronot (veya gezgin) her bir örnek alan için elle bir alan kazmadan, tüm bir alanın toprak yapısını belirleyebilir.

“Silah”ın devreye girdiği yer burasıdır—bir gezici veya hatta bir astronot, silindirik mikro-spektrometreyi zemine “ateşleyen” bir tüple donatılabilir ve onu en iyi bilimi yapabileceği yere yerleştirebilir. Tek bir gezici veya astronot daha sonra bunlardan yeterli miktarda dağıtabilir ve bir ay kraterinin kalıcı olarak gölgede kalan bölgeleri gibi tüm bir alan hakkında veri toplayabilir.

Böyle bir sistem bir yörünge aracından veya hatta Mars’tan asteroitlerde de kullanılabilir. Merkezi bir bağlantı noktasına telemetriyi geri kullanabilir – potansiyel olarak astronot veya gezgin tarafından da taşınabilir. Ne yazık ki, en azından mevcut yinelemede, yeniden kullanılamaz, ancak bu yeni tasarımlarda değişebilir.

NASA’nın patentini aldığı bu buluş, bir maden veya petrol şirketinin bir bölgenin jeolojik yapısını hızla örneklemek istemesi durumunda Dünya’da da kullanılabilir. Ancak uzayda da kullanışlıdır; öyle ki bir gün astronotların mermi gibi görünen ama aslında minyatür sensörler olan şeyleri doğrudan yere ateşlediğini görebiliriz.