Kā Jūs Nolaižat Kosmosa Kuģi Uz Komētas?

{h1}

Piezemēšanās uz ātruma pārsniegšanas komētu ir sarežģīta, taču rosetta misija ir atkarīga no uzdevuma. Izlasiet, kā kosmosa aģentūra plāno piezemēties uz komētas vietnē WordsSideKick.com.

Lurking mūsu Saules sistēmas attālās iekšienē ir divas ledus ķermeņu kolekcijas, mūsu saules sistēmas veidošanās gadu iesaldētās paliekas. Viens, Kuipera josta, zvana saule tieši aiz Neptūna orbītas. Otra, Oort mākonis, ieskauj vietējo kosmosu no 5000 līdz 100 000 astronomisku vienību attālumā no saules (1 ĀS ir vienāds ar vidējo Zemes un saules attālumu, aptuveni 93 miljonus jūdžu vai 150 miljonus kilometru). Kad kāds no salnajiem salnas iemītniekiem dodas meklēt piedzīvojumus iekšējā Saules sistēmā, mēs to saucam par komētu.

Senie grieķi neuzticējās šīm "gareno spalvu" hipiju "zvaigznēm" kā nepamatotām nelaimes gadījumiem, bet mūsdienu astronomi novērtē komētas par ieskatu, ko viņi piedāvā Saules sistēmas pagātnē. Kā saldēti, primitīvi priekšmeti, kas pārklāti ar gaistošām vielām, tie darbojas kā mūsu Saules sistēmas celtniecības bloku aukstuma krājumi. Kā oglekļa, ūdeņraža, skābekļa un slāpekļa krātuves, kas veido nukleīnskābes un aminoskābes, tās varētu arī palīdzēt izskaidrot, kā dzīve radusies uz mūsu planētas [avots: ESA].

Pēdējo gadu desmitu laikā ir uzkrājušās mūsu zināšanas par komētām, un to veicinājusi virkne kosmosa kuģu, kas lido uz netīrām ledus bumbiņām, rīkojas ar tām vai pat sagrauj tās [avots: ESA]:

  • 2001. gadā NASA misija Deep Space 1 uz asteroīdu 9969 Braila rakstā vēlāk novēroja Borrelly komētu.
  • Aģentūras Stardust misija, kuru uzsāka 1999. gada februārī, savāc putekļus no komētas Wild-2 un 2006. gadā to atdeva atpakaļ uz Zemi.
  • NASA divu transportlīdzekļu dziļā trieciena misija, kas tika uzsākta 2005. gada janvārī, triecienelementu iesita komētā Tempel-1, lai redzētu, no kā tā ir izgatavota.

Jo tuvāk mēs varam iegūt labāku: komētas spilgtums līdzinās tās zvaigžņotā fona spožumam, tāpēc to nevar viegli novērot no sauszemes vai orbītas observatorijām. Tas obligāti izgaismojas no plkst izmešana, reaktīvs materiāls, virzoties pretim saules gaismai, bet līdz tam apkārt esošais gāzes un putekļu mākonis, vai koma, aizēno tā kodola skatus.

Ar Starptautisko Rosetta misiju mēs 2014. gada novembrī nolaidām kosmosa kuģi uz komētas 67P / Churyumov-Gerasimenko ar plāniem to apbraukt ap sauli.

Kuģim bija jābūt tikpat izveicīgam kā atspoles pilotam un gandrīz tikpat pašpietiekamam kā naftas urbšanas apkalpei, jo tā pieejai bija jānovirzās neatkarīgi no tā, ko komēta izmeta, un tās radio savienojums ar misijas vadību tuvojās 50- minūtes nobīde [avots: ESA]. Tagad izvietots orbitera un zemnieka duets mēģinās pievērsties dažiem no daudzajiem neatbildētajiem jautājumiem, kas saistīti ar komētām un mūsu Saules sistēmas veidošanos.

Nokļūšana ir puse no matu vilkšanas

Mākslinieka iespaids par Rosetta ierašanos komētā 67P / Churyumov-Gerasimenko 2014. gada augustā

Mākslinieka iespaids par Rosetta ierašanos komētā 67P / Churyumov-Gerasimenko 2014. gada augustā

Lai noķertu ātruma pārsniegšanas komētu, nemaz nerunājot par piezemēšanos uz vienu, ir nepieciešams astronomiskā mērogā ar triku nošautu biljardu. Iedomājieties pātagot lodīšu gultni aplī auklas galā. Tagad attēls, mēģinot sasniegt gultni ar citu auklu un lodīšu gultni. Tagad izmēģiniet to pēc lieluma: Ja šī stīgas garums ir 1 jards (0,9 metri), tad abi lodīšu gultņi izmērīs skalas ekvivalentu 10 nanometrus un 4 pikometrus, kas ir mazāki par antivielu molekulu un ūdeņraža atomu.

Tagad runāsim par ātrumu un jaudu. Rosetta ir alumīnija kārba, kuras izmēri ir 9,2 x 6,9 x 6,6 pēdas (2,8 x 2,1 x 2,0 metri) un kas palaišanas laikā sver apmēram 6 600 mārciņas (3000 kilogramus). Lidojuma zinātniekiem kuģis bija vajadzīgs, lai noķertu komētu 67P / Churyumov-Gerasimenko - vienpusēju vienreizēju mēri, kura izmērs ir aptuveni 2 x 3 jūdzes (3 x 5 kilometri) un kas pārvietojas ar klipu līdz 83,885 mph (135 000 km / h) [avoti: ESA; EKS].

Pastāv tikai viena problēma: mēs nepadarām kosmosa kuģus spējīgus to darīt. Tā vietā Rosetta pirmo reizi uzsāka stāvēšanas orbītā ap Zemi uz raķetes Ariane 5. Tālāk tas devās desmit gadu ciklā, izmantojot Saules sistēmu, aizņemoties ātrumu no gravitācijas pavērsieniem garām Marsam (2007. gadā) un Zemei (2005., 2007., 2009. gadā). Braucot cauri galvenajai asteroīda jostai, Rosetta novēroja arī asteroīdus 2867 Steins (2008. gada 5. septembris) un 21 Lutetia (2010. gada 10. jūlijs) [avoti: ESA; ESA; ESA; EKS].

Kliedzot pa izliektu pārtveršanas kursu, pārziemojošā Rosetta pamodās, tuvojoties savai satikšanās vietai ap 3.5 AU no saules. Tā kā tas bija karsts, tas pavadīja 2014. gada janvāri līdz maiju, periodiski piesitot bremzēšanas virzītājiem, samazinoties līdz relatīvajam ātrumam 6,6 pēdas sekundē (2 metri sekundē). Līdz augustam, kad tas ievietots orbītā, šis ātrums turpināja samazināties līdz dažiem centimetriem sekundē [avoti: ESA; EKS].

Pēc tam, tāpat kā kāzu fotogrāfs, amatnieks kādu laiku pavadīja apkārt, fotografējot un meklējot labākos apgaismojuma apstākļus. Eiropas Kosmosa aģentūras misijas vadība izmantoja šos kadrus, lai aprēķinātu komētas stāvokli, lielumu, formu un rotāciju. Pēc orbītas Rosetta kartēja komētu un novēroja griešanās ass orientāciju, leņķa ātrumu, galvenos orientierus un citas pamatīpašības - visu, kas nepieciešams piecu potenciālo nosēšanās vietu uzzīmēšanai [avoti: ESA; NASA].

Novembrī Rosetta izlaida savu zemi no aptuveni 0,6 jūdzes (1 kilometra) virs komētas. Fila tika piespiests pieskarties pie cilvēka staigāšanas ātruma, izmantojot elastīgās kājas, lai slāpētu tā atsitienu, un harpūnu, lai to noenkurotu pret komētas zemo smagumu, taču nosēšanās nenotika gluži kā plānots. No turienes tas brauks ar komētu saulē un ap to, veicot novērojumus, cik vien iespējams. Misiju paredzēts pabeigt 2015. gada decembrī [avoti: ESA; ESA; NASA].

Komētas misijas pirmie

2014. gada novembrī Rosetta Filae piezemēšanās veica pirmo kontrolēto nosēšanos uz komētas. Šeit ir daži citi komētas pirmizrādes:

  • Starptautiskais komētas pētnieks (NASA): vispirms iziet cauri komētas astei (komēta Giacobini-Zinner 1985. gadā)
  • Džotto (EKA): vispirms jāapmeklē divas komētas (komēta Halley 1986. gadā un komēta Grigg-Skjellerup 1992. gadā)
  • Stardust (NASA): pirmais atdod komētas putekļus uz Zemes (2004. gadā sastapās ar komētu Wild-2; paraugi atgriezti 2006. gadā)
  • Dziļa ietekme (NASA): vispirms (mērķtiecīgi) sagraut komētu (komēta Tempel-1 2005. gadā)

Ierakstu laušana, mērījumu veikšana

Kad Filae piezemēšanās pieskārās, tas kļuva par pirmo kuģi, kas jebkad veica kontrolētu nosēšanos uz komētas kodola, taču tas nebūt nav vienīgais rekords, ko tas uzstādīs. Jāatzīmē, ka tas būs pirmais kuģis, kas dodas ārpus galvenā asteroīda jostas tikai ar saules enerģiju, neskatoties uz to, ka 500 miljonu jūdžu (800 miljonu kilometru) attālumā saules gaisma pazeminās līdz 4 procentiem no Zemes līmeņa. Ledus nosēšanās laikā tiks izdarīti arī pirmie kadri, kas jebkad veikti uz komētas virsmas, savukārt Rosetta kļūs par pirmo kosmosa kuģi, kas riņķo pa komētas kodolu, pirmais, kurš lidos spārnotājā uz ienākošo komētu, un pirmais, kurš būs aculiecinieks tās saules izraisītajām izmaiņām tuvu [ avoti: ESA; EKS].

Orbītā ir izvietoti dažādi sīkrīki, kas plānoti darboties tandēmā ar zemnieka aprīkojumu. Ultravioletā starojuma un termiskās attēlveidošanas spektrometri kopā ar mikroviļņu instrumentu analizēs komu un palīdzēs zemes īpašniekam izpētīt komētas kodolu un ar komu saistīto izplūdi. Iebūvētais radioviļņu skaņas signāls Philae arī palīdzēs izpētīt komētas iekšējo struktūru. Rosetta turpmāk analizēs komas putekļus, izmantojot jonu masas analizatoru, graudu trieciena analizatoru un putekļu akumulatoru, kā arī mikrouzņēmumu putekļu analīzes sistēmu. Citi instrumenti pētīs komētas atmosfēru, jonosfēru un plazmas vidi, ieskaitot temperatūru, ātrumu, gāzes plūsmas blīvumu un magnētisko lauku. Rosetta arī sporto divējādu šaura / platleņķa kameru, kas redz redzamo, netālu no infrasarkanā un ultravioletā viļņa garuma.

Krastmalā tiek veikti 10 eksperimenti, lai novērotu, paraugu ņemtu un analizētu komētas sastāvu, un to atbalsta urbšanas apakšsistēma, kas var būt līdz 23 collām (9 collas) un nodot materiālu borta instrumentiem. Starp tiem ir alfa protonu rentgenstaru spektrometrs, kas izšķir ķīmiskos elementus, pakļaujot paraugu radioaktīvam avotam un analizējot atmugurisko alfa daļiņu, protonu un rentgenstaru enerģijas spektrus [avoti: ESA; NASA].

Philae ir arī panorāmas redzamās un infrasarkanās kameras sistēma, kā arī nosēšanās uztvērējs. Tas izmantos radioviļņu skanēšanas sistēmu, lai kartētu komētas galveno struktūru, un elektrisko skaņas un akustiskās uzraudzības sistēmu, lai iegūtu izpratni par komētas mehāniskajām un elektriskajām īpašībām. Daudzfunkcionāls sensors pētīs virsmas un zemūdens īpašības, bet magnetometrs un plazmas monitors izsekos ķermeņa magnētisko lauku un uzlādētu daļiņu vidi [avoti: ESA].

Divi gāzes analizatori sakārtos komētas virsmas grimu. Viens, COSAC, apvieno gāzes hromatogrāfu un masas spektrometru. Otrs, PTOLEMY, izmanto jonu slazdu masas spektrometru, lai analizētu cietās virsmas un atmosfēras gāzes [avoti: ESA; NASA].

Tas ir daudz aprīkojuma, lai ietilptu divās mazās kastēs, taču gadu desmitiem ilgo zondes palaišanas ESA un NASA ir iemācījušas kaut ko par iepakošanu.

Asteroīdi: komētas brālēni

Zinātnieki asteroīdus un komētas uzskata par tuviem radiniekiem. Faktiski daži asteroīdi - tādi, kas veidoti no vaļējām putekļu kolekcijām - kādreiz varētu būt bijuši komētas. Astronomi arī domā, ka gaistošas ​​īslaicīgas komētas no Kuipera jostas var sauli riņķot kā akmeņainas masas. Šo hipotēzi vislabāk parāda Chiron, masīvs, daļēji iesaldēts asteroīds vai kentaura objekts, riņķojot pa sauli tieši aiz Saturna orbītas.

Lai palīdzētu ieskaidrot šos un citus jautājumus, Rosetta savu laiku izmantoja, lidojot cauri galvenajai asteroīda jostai, lai izpētītu divus slikti saprotamus asteroīdus - 21 Lutetia un 2867 Steins.

Autora piezīme: Kā jūs nolaižat kosmosa kuģi uz komētas?

Iepriekšējos rakstos esmu rakstījis par satriecošo sarežģītību kosmosa kuģa palaišanai noteiktā planētas vietā vai pa noteiktu trajektoriju kosmosā. Lai gan mēs zinām - vai vismaz izpētām - daudzu objektu, planētu un pavadoņu orbītas, iesaistītie attālumi un ātrumi ir labi, astronomiski, nemaz nerunājot par gravitācijas velkoņiem, ko izdara dažādas masas, kas riņķo sauli.

Cik pārsteidzoši ir šādi sasniegumi, kosmosa misijas grūtākais posms bieži ir nevis nokļūšana tur, bet gan ceļojuma izdzīvošana. Mums ir tendence uzskatīt par pašsaprotamu, ka, pieņemot, ka palaišana norit labi un neviens nesajauc metriku ar angļu vienībām, kuģis darbosies. Es jums garantēju, ka zinātnieki un inženieri, kuri projektē, būvē (testē, testē, testē) un palaiž šos amatus, nav tik piesardzīgi. Kā rāda plankumainais paraugs agrīnajās planētu zondes, amatniecības projektēšana, lai izdzīvotu kosmosa un ziemas guļas daudzus mēnešus, nemaz nerunājot par desmitgadi (!), Joprojām tiek uzskatīta par vienu no neparastākajiem inženiertehniskajiem varoņdarbiem, kāds jebkad ticis mēģināts. - un tas ir pirms jūs precīzi samontēto instrumentu kolekciju, vadības sistēmas un piedziņu sasitat vienā no tiem kontrolētajiem sprādzieniem, kurus mēs saucam par raķetēm.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Mēness Minerāls, Kas Atrasts Senajā Austrālijas Klintī
Mēness Minerāls, Kas Atrasts Senajā Austrālijas Klintī

Viesuļvētra
Viesuļvētra "Sandy" Atklāj Džersijas Purva Kļūdas

Zinātne Ziņas


Kāpēc Antihistamīni Padara Jūs Miegainu?
Kāpēc Antihistamīni Padara Jūs Miegainu?

Kalifornijas Likumprojekts: Kas Ir Ūdens Kremācija?
Kalifornijas Likumprojekts: Kas Ir Ūdens Kremācija?

1. Amerikāņi Izmantoja Šķēpu Metējus Lielu Dzīvnieku Medīšanai
1. Amerikāņi Izmantoja Šķēpu Metējus Lielu Dzīvnieku Medīšanai

Ko Darīt, Ja Rīt Pazūd Mēness?
Ko Darīt, Ja Rīt Pazūd Mēness?

Karte Rāda, Kā Klimata Izmaiņas Ietekmēs Veselību Visā Asv
Karte Rāda, Kā Klimata Izmaiņas Ietekmēs Veselību Visā Asv


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com