8 Haziran’da NASA, yeni güçlü uzay gözlemevi James Webb Uzay Teleskobu’nun, derin uzayda beklenenden daha büyük bir mikrometeoroid tarafından fırlatıldıktan sonra ana aynalarından birinde küçük bir çukura sahip olduğunu açıkladı. Etki, teleskopun uzay görev süresinin sadece beş ayında gerçekleştiğinden, haber biraz şok edici oldu – ancak bu tür grevler, uzay yolculuğunun kaçınılmaz bir yönü ve kesinlikle daha fazla saldırı yolda.
Adından da anlaşılacağı gibi, uzay tam olarak boş değildir. Güneş Sistemimizde, küçük uzay tozu parçacıkları, gezegenlerimiz arasındaki bölgelerde, saatte on binlerce mile ulaşabilen muazzam hızlarda yakınlaşıyor. Bir kum tanesinden daha büyük olmayan bu mikrometeoroidler, genellikle parçalanmış ve şimdi Güneş’in etrafında dönen küçük asteroit veya kuyruklu yıldız parçalarıdır. Ve her yerdeler. İç Güneş Sistemindeki küçük meteoroidlerin kaba bir tahmini toplam kütlelerini yaklaşık 55 trilyon tona koyuyor (hepsi tek bir kayada birleştirilirse, küçük bir ada büyüklüğünde olurdu).
Bu, derin uzaya bir uzay aracı gönderirseniz, donanımınızın bir noktada bu küçük uzay kaya parçalarından birine çarpacağı kesindir. Bunu bilen uzay aracı mühendisleri, araçlarını mikrometeoroid saldırılarına karşı koruma sağlamak için belirli korumalarla inşa edecekler. Genellikle özel bir çok katmanlı bariyer olan Whipple kalkanı adı verilen bir şey içerirler. Kalkan bir mikrometeoroid tarafından vurulursa, parçacık birinci katmandan geçecek ve daha da parçalanacak, böylece ikinci katmana daha da küçük parçacıklar çarpacaktır. Bu tür koruma, genellikle ekstra koruma için uzay aracının hassas bileşenlerinin çevresinde kullanılır.
Ancak NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu veya JWST ile bu daha zor. Teleskopun altın kaplı aynaları, uzaktaki Evrenden düzgün bir şekilde ışık toplamak için uzay ortamına maruz bırakılmalıdır. Ve bu aynalar bazı darbelere dayanacak şekilde inşa edilmiş olsa da, Mayıs ayında JWST’yi vuran gibi daha büyük mikrometeoroid grevleri için aşağı yukarı oturan ördekler. Mikrometeoroid hala bir kum tanesinden daha küçük olmasına rağmen, NASA’nın beklediğinden daha büyüktü – aynalardan birine zarar verecek kadar.
Uzay aracı operatörleri, bir uzay aracının Güneş Sistemi’nin herhangi bir bölümünde ne sıklıkla vurulabileceğini ve donanımlarını hangi boyutta parçacıkların bozabileceğini daha iyi anlamak için uzaydaki mikrometeoroid popülasyonunu modeller. Ama o zaman bile, kusursuz bir sistem değil. Colorado Üniversitesi’nde uzay aracı üzerindeki kozmik toz etkilerine odaklanan bir astrofizikçi olan David Malaspina, “Her şey olasılık” diyor. Sınır. “Yalnızca ‘Bu büyüklükteki parçacık tarafından vurulma şansım var’ diyebilirsiniz. Ama bunu yapıp yapmamak da şansa kalmış.”
Mikrometeoroidlerin çok çeşitli köken hikayeleri vardır. Uzay kayalarını ufacık parçalara ayıran uzaydaki yüksek hızlı çarpışmaların arta kalan ürünleri olabilirler. Asteroitler ve kuyruklu yıldızlar da zamanla Güneş’ten gelen uzay parçacıkları ve fotonlar tarafından bombardımana tutularak küçük parçaların kopmasına neden olur. Bir asteroit, Jüpiter gibi güçlü yerçekiminin kaya parçalarını kopardığı büyük bir gezegene de çok yaklaşabilir. Veya bir nesne Güneş’e çok yaklaşabilir ve çok ısınabilir, bu da kayanın genişlemesine ve parçalara ayrılmasına neden olabilir. Daha uzak kozmik mahallelerden Güneş Sistemimizden geçen yıldızlararası mikrometeoroidler bile var.
Bu parçacıkların ne kadar hızlı hareket ettikleri, uzayın hangi bölgesinde bulunduklarına ve yıldızımızın etrafında izledikleri yola bağlıdır; saatte yaklaşık 45.000 mil veya saniyede 20 kilometre. Uzay aracınıza çarpıp çarpmamaları, aracınızın uzayda nerede yaşadığına ve ne kadar hızlı hareket ettiğine de bağlıdır. Örneğin, NASA’nın Parker Güneş Sondası şu anda Güneş’e en yakın insan yapımı nesnedir ve saatte 400.000 milden fazla bir hızla hareket eder. Parker Solar Probe üzerindeki mikrometeoroid etkilerini incelemeye odaklanan Malaspina, “Dünya’nın bir uç bölgede olmasına kıyasla, 4 yard çizgisine iniyor” diyor. Aynı zamanda, Güneş Sistemimize nüfuz eden kalın bir uzay parçacıkları diski olan zodyak bulutu adı verilen bir bölgenin en yoğun kısmından geçiyor. Dolayısıyla Parker Solar Probe, JWST’den daha sık kumlanıyor ve bu parçacıklara teleskopun çarpabileceğinden çok daha yüksek hızlarda çarpıyor.
Parker Solar Probe, Güneş’in etrafındaki mikrometeoroidleri daha iyi anlamamızı sağlıyor. ama Dünya’nın etrafındaki nüfusu da oldukça iyi anlıyoruz. Ne zaman bir mikro meteoroid gezegenimizin etrafındaki üst atmosfere çarpsa, yanar ve meteorik duman – ölçülebilen ince duman parçacıkları oluşturur. Bu dumanın miktarı bize zaman içinde Dünya’ya ne kadar toz çarptığını söyleyebilir. Ek olarak, malzemelerin ne sıklıkla bombalandıklarını görmek için yörüngedeki laboratuvarın dışına monte edildiği Uluslararası Uzay İstasyonu üzerinde deneyler yapıldı.
JWST, Dünya’dan yaklaşık 1 milyon mil uzakta yaşıyor olsa da, bu hala nispeten yakın. Bilim adamları ayrıca JWST ile benzer bir yörüngeye gönderilen diğer görevlere dayanarak orada ne olduğu hakkında bir fikre sahipler. Ve teleskopa çarpan şeylerin çoğu o kadar da büyük bir anlaşma değil. Malaspina, “Uzay gemileri her zaman küçükler tarafından vuruluyor” diyor. “Azar azar, bir mikronun kesirlerini kastediyorum – bir insan saçından çok, çok, çok daha küçük. Ve çoğunlukla uzay araçları bunları fark etmez bile.” Aslında, JWST, Mayıs ayında daha büyük mikrometeoroid tarafından vurulmadan önce dört kez küçük mikrometeoroidler tarafından vuruldu.
NASA, JWST piyasaya sürülmeden önce mikrometeoroid ortamını modelledi, ancak son etkinin ışığında, ajans modellerini geliştirmek ve gelecekteki etkilerden sonra teleskopa ne olabileceğini daha iyi tahmin etmek için yeni bir ekip topladı. Mevcut mikrometeoroid modellemesi, bir asteroit veya kuyruklu yıldız parçalanırsa enkazın bir yörüngede nasıl yayıldığı gibi şeyleri tahmin etmeye çalışacak. Malaspina, bu tür enkazların daha dinamik olduğunu ve tahmin etmeyi zorlaştırdığını söylüyor.
Günün sonunda, yine de, tahmin size sadece hakkında daha fazla bilgi verecektir. ne zaman bir uzay gemisine büyük bir toz zerresi çarpabilir. Bunun gibi tek seferlik etkiler kaçınılmazdır. JWST zamanla patlamaya devam edecek, ancak NASA’nın her zaman hazır olduğu bir olasılıktı. Malaspina, “Eninde sonunda bir miktar toz parçacığı tarafından vurulma olasılığıyla yaşamak zorundasınız ve mühendislik konusunda elinizden gelenin en iyisini yapıyorsunuz” diyor.
