Aydaki gizemli bir kratere doğru hatalı bir uzay roketini takip etmek

Mart 2022’de, bir uzay roketinin arızalı bir parçası ayın yüzeyine doğru fırlatıldı ve Hertzsprung Krateri yakınına çarptı; bu, ayın uzak tarafında, Dünya’dan hiçbir zaman doğrudan görülemeyen muazzam bir çarpma özelliğidir.

Tuhaf bir şekilde ve ayın yüzeyine çıkan diğer uzay donanımlarından farklı olarak bu aygıt arkasında bir değil iki krater bıraktı ve Tanner Campbell’a göre ay yüzeyinde son dinlenme yerini bulan şeyin tam olarak ne olduğuna dair spekülasyonlara neden oldu. Arizona Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Havacılık, Uzay ve Makine Mühendisliği bölümünde doktora öğrencisi ve çalışmanın ilk yazarı.

İçinde kağıt ‘da yayınlandı Gezegen Bilimi DergisiUArizona’daki bir araştırma ekibi, nesnenin birkaç yıl boyunca uzayda yuvarlanan bir Çin uzay roketinin iticisi olduğuna dair kesin kanıt sağlıyor. Çalışma aynı zamanda terk edilmiş roket bölümünün muhtemelen açıklanmayan ek bir yük taşıdığını da ortaya çıkardı.

Ay, yüksek teknolojili çöp olarak adlandırılabilecek şeye yabancı değil; uzay aracının kalıntıları, uzaydaki yolculuklarını tamamladıktan sonra aya çarpıyor. NASA’nın Apollo görevlerinde yer alan çeşitli roket güçlendiriciler, gelecekteki astronotların soğuk, sessiz ve havasız ay manzarasını keşfederken karşılaşabilecekleri uzay donanımının yalnızca birkaç örneğidir.

Yedi yıl önce, Dünya için tehlike oluşturabilecek asteroitleri tespit etmek ve incelemekle görevli dünyanın önde gelen programlarından biri olan UArizona liderliğindeki Catalina Gökyüzü Araştırması’ndaki araştırmacılar, Dünya ile Ay arasında hızlı bir hızla hareket eden bir nesne keşfettiler. Ona WE0913A adını verdiler, ancak kimliği bilinmiyordu.

WE0913A’nın gökyüzündeki yoluna dayanılarak, başlangıçta 2015 yılındaki fırlatmada, onu aya çarpma yoluna sokan hatalı bir SpaceX Falcon 9 roket iticisi olduğu düşünülüyordu. Öğrenci ekibi tarafından oluşturulan Raptor Teleskobu ile yapılan ilk gözlemler ve spektral analiz, kısa sürede nesnenin yüzeyinden seken ışık sinyallerini kesin olarak takip etti.

WE0913A’nın ışık yansıtma imzasının ve uzayda hareket etme şeklinin, Çin uzay ajansının ay keşif programının bir parçası olarak 2014 yılında fırlatılan bir roket olan Chang’e 5-T1 roketinden bir güçlendirici olma ihtimalini artırdığı sonucuna vardılar. Çin uzay ajansı, roket iticisinin yeniden girişte Dünya atmosferinde yandığını iddia ederken, ABD Uzay Komutanlığı roketin üçüncü aşamasının asla Dünya atmosferine yeniden girmediğini doğruladı.

Ay toprağının bir örneğini Dünya’ya geri getirme görevi için prova olarak tasarlanan Chang’e 5-T1, Uzun Yürüyüş 3C roketinin üzerinde hareket eden deneysel, robotik bir uzay aracıydı. Roketin üçüncü ve en üst aşaması, daha sonra Catalina Gökyüzü Araştırması tarafından WE0913A nesnesi olarak tanımlanan nesnedir. Güçlendirici, yükleri ayın etrafındaki bir yörüngeye doğru iten itme kuvvetini sağladı. Harcandıktan sonra yörünge modülünü ve numune geri dönüş kapsülünü fırlattı ve daha sonra kendi haline bırakıldı; bu, görevlerini yerine getiren roket iticileri için tipik bir prosedürdür.

Roket iticisi, yüksek güçlü bir teleskopla bile çözülemeyecek kadar küçük olmasına rağmen, gözlemler, dönüşünün neden olduğu karakteristik bir parlaklaşma ve sönme ışık eğrisi ortaya çıkardı.

UArizona Ay ve Gezegen Laboratuvarı’nda gezegen bilimi profesörü ve Space4 Merkezi direktörü Vishnu Reddy, “Nesne dönerken, görünür yüzey alanı değiştikçe yansıttığı doğru ışıkta da değişiklikler görüyoruz” dedi. Reddy, gazetenin ortak yazarlarından biri ve Campbell’in yardımcı danışmanıdır. “Roketin geniş tarafı size doğrultulduğunda daha fazla ışık alırsınız, döndükçe de o taraftan daha az ışık alırsınız.”

Ekip, ışık eğrisi verilerini uzayda süzülen binlerce varsayımsal nesnenin bilgisayar simülasyonlarıyla karşılaştırarak WE0913A’nın bir roket iticiden beklenecek bir şey olmadığını belirlemeyi başardı.

Campbell, “Dünyanın ve ayın yerçekimine ve güneşten gelen ışığa maruz kaldığı sürece uzayda kalan bir şey” dedi. “Dolayısıyla biraz yalpalamasını beklersiniz, özellikle de roket gövdesinin bir yanında ağır bir motor bulunan büyük, boş bir kabuk olduğunu düşündüğünüzde. Ama bu çok istikrarlı bir şekilde uçtan uca yuvarlanıyordu. ”

Başka bir deyişle, roket iticisinin, yakıtsız halde her biri 1.200 pound ağırlığındaki iki motora karşı bir tür karşı ağırlığı olmalı.

Campbell, “Güçlendiricinin üst ucuna monte edilmiş bir alet panelinin bulunduğunu biliyoruz, ancak bunların ağırlığı yalnızca 60 pound civarındadır” dedi. “Bu kadar ağırlığın roketin ağırlık merkezini birkaç inç hareket ettirebileceğini gösteren bir tork dengesi analizi gerçekleştirdik; bu, onun kararlı dönüşünü açıklamak için neredeyse yeterli değildi. daha çok ön tarafa monte edilmiş bir şeydi.”

Çarpmanın kendisinden başka ipuçları da geldi: Roket iticisi aya çarptığında, bir yerine yaklaşık 30 metre aralıklarla iki krater oluşturdu. Apollo roketlerinin geride bıraktığı kraterlerin çarpma aracı doğrudan aşağıya gelirse yuvarlak, sığ bir açıyla gelirse dikdörtgen olduğuna dikkat çeken Campbell’e göre yine bu çok sıra dışı bir durum.

“İlk kez çift krater görüyoruz” dedi. “Chang’e 5 T1 örneğinde çarpmanın neredeyse doğrudan aşağıya doğru olduğunu ve yaklaşık aynı büyüklükteki bu iki krateri elde etmek için birbirinden ayrı, kabaca eşit iki kütleye ihtiyacınız olduğunu biliyoruz.”

Çalışma artan bir ihtiyacı ortaya koyuyor: Kullanım dışı kalan uzay donanımını amacına hizmet ettikten sonra takip edebilmek, uzay araştırmalarının devamı için hayati önem taşıyor. Bu amaçla, uzay durumsal farkındalığı olarak bilinen araştırma programları kritik bir rol oynuyor ve Space4’ün direktör yardımcısı ve Campbell’in eş danışmanı Roberto Furfaro’ya göre UArizona’nın Space4 Merkezi bu çabanın bir parçası.

Furfaro makalenin ortak yazarı ve Sistemler ve Endüstri Mühendisliği Bölümünde profesördür. UArizona’daki makalenin diğer ortak yazarları arasında Ay ve Gezegen Laboratuvarı’nda yüksek lisans öğrencisi olan Adam Battle ve Reddy’nin laboratuvar yöneticisi Neil Pearson yer alıyor.

Furfaro, “Ay’a gitmek için hem hükümet hem de ticari düzeyde büyük bir baskı var” dedi ve şöyle devam etti: “Ay’a giderek daha fazla nesne koyduğunuzda, yalnızca nesneyi takip etmekle kalmayıp aynı zamanda son derece önemli hale geliyor.” oraya vardıklarında ne yapacaklarını da anlıyorlar.”

Campbell, Chang’e 5 T1 roketinin ekstra yüküne gelince, kimliğinin gizemli kalma ihtimalinin yüksek olduğunu söyledi.

“Açıkçası bunun ne olabileceğine dair hiçbir fikrimiz yok; belki ekstra bir destek yapısı, ek enstrümantasyon veya başka bir şey olabilir” dedi. “Muhtemelen hiçbir zaman bilemeyeceğiz.”