Del:
10 fantastiske ting vi lærte fra kometen vi erobrede
Rosetta Spacecraft er et absolut vidunder. Kommissioneret og lanceret af Den Europæiske Rumorganisation (ESA), har den pæne sonde gennemført den mest fantastiske rejse af ethvert menneskeskabt objekt.
Philaes touchdown på kometen Churyumov-Gerasimenko var kulminationen på over 40 års planlægning og 10 års perfekt koreograferet men stadig utroligt spændt rumrejse. Fartøjet fløj rundt om jorden tre gange, afrundet Mars en gang, dvaletil i 31 måneder og sluttede til sidst på en 4 km bred klippe, der skyder gennem rummet med en hastighed på op til 135.000 kilometer (83.000 mi) i timen . Superheroes eksisterer, og de arbejder hos ESA.
10CG viser Jupiter i aktion
Jupiter er en kæmpe planet, og dens tyngdekraft påvirker hele solsystemet. Gasjigten forstyrrer konstant kredsløbene af kometer, sender dem hurtende mod solen, ud i rummet eller undertiden endda hos os.
Kuiperbæltet, en stor samling af isete klipper forbi Neptun, giver Jupiter masser af ammunition. Det antages, at Churyumov-Gerasimenko stammer fra dette bælte, så CG og dets brødre er kendt som Jupiter Family comets. Disse kortvarige kometer har orbitalperioder på ca. 20 år (CGs orbitalperiode er 6,6 år). Og de foretager regelmæssige forays til det indre solsystem, hvilket gør dem perfekte mål for udforskning.
Kometenes gluten i solsystemet gør dem noget udbytelige, og den nuværende CG-mission er faktisk en backupplan. Rosetta var ment at rendezvous med en lignende komet kaldet 46 / P Wirtanen, men programforsinkelser tvang en ændring af planer som Wirtanen sped af.
Og mens vi har vidst, at Jupiter elsker mobning af små fyre, har komit CG fået os til at se det ske i hidtil usete detaljer. Hængende langt væk fra Solen forblev CG inderlig inert og derfor usynlig for os. Men dens flyveplan blev stærkt ændret af Jupiters træk, og den blev sendt ubehageligt tæt på Solen. I løbet af de kommende måneder vil den begynde at fordampe, da den når perihelion.
9Kammeret synger
Uhyggelige begivenheder er til stede på Churyumov-Gerasimenko. Da Rosetta nærmede sig CG i august for sin indledende møde og hilse, tog magnetometeret op en cacophony af ulige lyde, der stammer fra kometen. Forbi grænsen for menneskelig hørelse målt en række instrumenter kendt som Rosetta Plasma Consortium uoverensstemmelsen med en frekvens på 40-50 mHz.
Astronomer blev glædeligt overrasket over CGs sang, da de ikke havde forventet at finde kometen bælte ud melodier. Den nøjagtige årsag er stadig uklar, selv om det ser ud til at være resultatet af magnetiske interaktioner mellem kometen, gasen og solen.
For det første bliver den fordampede isstrøm fra kometen ioniseret af UV-stråling fra solen. Den ioniserede sky, der nu er fyldt med ladede partikler, danner en barriere mod det radioaktive Sun-shrapnel, der er solvarmen. Disse svingninger, som skyldes magnetisk og elektrisk friktion inden for kometenes næsten ikke-eksisterende atmosfære, kunne forårsage de underlige lyde, der blev observeret af Rosetta.
8Den længste hoppe nogensinde
Takket være en delvist botched landing og gravitationsmanglerne af lille CG har Philae Lander gennemført det længste, langsomste spring i historien. Hvis man ikke har slynget sig selv på plads efter at have kysset overfladen, hoppede den ud af kometen næsten tilbage i rummet, og sprængt undgik de hårdeste af skæbne efter sin historiske 10-årige rejse rundt om de indre planeter.
På den lyse side lykkedes det Philae at få nogle store luftbouncende op til 1 kilometer fra overfladen eller omkring 25 procent af komets længde. Dette spring blev efterfulgt af et andet, mindre hoppe, før landeren endelig kom til at hvile i en skyggefuld region ved foden af en stenig udstigning. Administreret af CGs svage tyngdekraft var Philae fast i denne ufrivillige transit i næsten to timer, før han satte sig for godt.
Uanset hvad der kan have virket som en katastrofal komplikation, har Philaes instrumenter ikke påført nogen væsentlig skade, og landeren gennemførte omkring 90 procent af sine missionsmål. Hvis noget var det uplanlagte hoppe en velsignelse i forklædning.
For det første var astronomerne i stand til at bevidne støvklump, der var rørt op af indvirkningen. Dette fik os yderligere data om overfladesammensætning.
Desuden kan hoppet have sikret Philaes langsigtede overlevelse. Havde det landet nominelt og sikret sig på det påtænkte sted, kunne konstant solens eksponering have stegt sine kredsløb i løbet af mange måneder. Men når man er kommet i ro i skyggen, kan den nok trække på lige nok solenergi til at genoplive sig selv, da kometen trækker sig tættere mod solen, muligvis ved foråret 2015. Og da Philae kun har brug for tilsvarende flere AA-batterier værd af saft til magt op igen, vi har al mulig grund til at forblive optimistisk.
7Huge Cliffs
CG har nogle gigantiske klipper. Som tidligere nævnt er CG kun et par miles stærkt i længde og bredde, så den 1 kilometer lange klint i Rosetta's tværkors er omkring en fjerdedel af hele kometenes størrelse. Til sammenligning, forestil dig terrestriske bjergkæder, der når tusindvis af miles ind i rummet, og mener, at Everest er relativt unremarkable på kun 29 kilometer (5,5 mi) høj.
At bemærke de majestætiske toppe, mens man ser på billeder, der er udgivet af ESA, beskrev amatørstjernen Stuart Atkinson et billede af CGs bjergrige træk for at fremhæve et rent, svimmelhedskrævende klippeflade så imponerende som enhver polychromatisk nebulær sky. Og NASA blev behørigt enig, og belønnede Atkinsons hårde arbejde med Astronomi Billede af Dagens æresbevisninger den 23. december.
Det originale øjebliksbillede er en sammensætning af fire forskellige billeder taget fra Rosetta's NAVCAM fra en afstand af 20 kilometer (12 mi). Efter at have zoomet ind og lidt afgrøder har Atkinson isoleret klippen i al sin robuste herlighed, der tilsyneladende blev større ved kontrasten mod en stjerneløs sorte.
Samlingen af sten på klintens fod er lige så imponerende. De er også forholdsmæssigt massive, da nogle af stenene er over 18 meter over, men kun let forankret af svag tyngdekraft og vejer meget mindre end man kunne forestille sig. Faktisk kan du springe fra den kilometer lange klippe og lande sikkert i bunden med nary en forstuvet ankel.
Det ser ud som en and
Vi ved ikke, hvorfor kometen ligner en gummitand. Og det kan måske virke svært at tro, men astronomer vidste ikke engang, hvilken CG lignede indtil en måned før touchdown på kometen. Så forestill dig missionskontrollens overraskelse, da de så en sløret gummiband, der stirrede tilbage på dem i juli, da Rosetta endelig var tæt nok til at snappe nogle billeder af den arrangerede kompis.
Meget bedre end at finde en runde, kedelig komet, giver CG's dobbelt-lobede konfiguration astronomer mange flere ting at overveje. For eksempel, hvordan dannede den det? Det er usikkert, men her er nogle sandsynlige scenarier.
For det første oplevede en anticlimaktisk lavhastighedseffekt to kometer støbt i en klumpet superkomet. Eller det er muligt, at CG var en fantasisk runde komet, og gravitationstrækningen fra nogle enorme krop (som Jupiter) forkalkede den ud af form. Eller måske var CG et større stykke is, og det meste var tabt i rummet, hvilket efterlod en mærkeligt formet kerne. Yderligere analyse vil forhåbentlig afsløre, hvorvidt CG er en enkelt forvrænget krop eller en mishmash af kosmiske affald.
5 på jordens oprindelse
Det antages, at kometen CG er en primordial tilbage fra det gigantiske ruskfelt, der til sidst samles i Solen, planeterne og os. Så det giver et kemisk snapshot af den fjernede fortid, og dets bestanddele er spor til sammensætningen af proto-solsystemet.
CG indeholder også frosset vand, som kan hjælpe os med at svare på lange spørgsmål om vandets oprindelse på Jorden. Gennem massespektrometri kan astronomer kigge ind i himmellegemer for at fastslå deres kemiske komponenter, og mange kometer og asteroider har været udsat for denne behandling.
Der er flere typer af hydrogen - andet end normalt hydrogen, der findes deuterium, en tung hydrogenisotop med en ekstra neutron. Og ved at analysere forholdet mellem de to (D / H-forholdet) kan astronomer bestemme oprindelsen af det samplede vand.
Vandet til stede på kometen CG svarer ikke til ting på Jorden. Helt overraskende findes det heller ikke på de fleste andre kometer. Kun 1 ud af i alt 11 kometer analyserede holdt vand svarende til jordens. På den anden side viste man, at medlemmer fra asteroidbåndet havde havvand, men i små mængder. Dette tyder på, at Jupiter Family Comets (og kometer generelt) ikke er ansvarlige for Jordens vandindhold. Det er også muligt, at CG måske har en mere eksotisk oprindelse end vi troede.
4CG lugter forfærdeligt
De fleste af vores sanser er ubrugelige i rummet, så vi stopper sjældent for at undre sig over, hvad planeter og kometer lugter. Men nu kan Rosetta svare mindst ét af disse spørgsmål efter at have brugt sine to massespektrometre som et lugtoskop til at snuse gasklæften omkring Churyumov-Gerasimenko's kerne.
At sige, at kometen CG lugter som skrald vil være et kompliment - de gasser, der siver fra CG, giver en buket af næsten enhver grundlæggende stank, der er kendt for mennesket. Hydrogen sulfid giver CG farven på rådne æg. Formaldehyd tilføjer lugten af døden. Metan og ammoniak kombineres til de dobbelte lugt af kattepisse og hestekræft. Svovldioxid giver kometen en tangy eddike lugt, og flere andre forskellige forbindelser bidrager også til det overordnede essensen af snavs.
ESA blev noget overrasket over resultaterne. På CGs nuværende afstand fra Solen blev det antaget, at kun kulilte og kuldioxid ville blive frigivet, da alt andet ville forblive frosset, indtil perihelion trækker nær. Bortset fra modbydelig os kunne CG's duft underskrift (observeret gennem spektralanalyse) give spor til kometenes oprindelse.
3 Den overraskende farve
Churyumov-Gerasimenko kan forekomme en bleg støvig grå i de fleste billeder, men det er bare en illusion. Billedet vist ovenfor er en "ægte farve" gengivelse af kometen i al sin rødbrune herlighed. Men vent - det er også illusorisk, da CG ikke ville forekomme hvor som helst nær det lyse og farverige til nogen i sin umiddelbare nærhed.
Maroon-farven ville kun være synlig, hvis kometen blev belyst af rent, hvidt lys. I virkeligheden er det bare en mørk fnug mod en mørkere baggrund af tomt rum, indtil det trækker tættere på solen og vokser en hale, da den kaster sine lag. Lige nu er den hale-mindre, inerte komet nært usynlig.
Men for nylig udgivne billeder fra OSIRIS, Rosettas største billedfremviser, viser kometen i sin fulde monokromatiske herlighed. Snapshotet blev produceret ved at fusionere tre billeder taget ved hjælp af røde, grønne og blå filtre. Resultatet er en af de gråeste ting, vi nogensinde har set, og har næsten ingen farvevariation på overfladen. Som andre kometer i sin familie er CG dybt mørk-næsten lige så sort som kul ifølge Holger Sierks, OSIRISs hovedforsker.
På trods af alle de data, der indsamles på Churyumov-Gerasimenko, forbliver en stor del af det et mysterium.Selvom Rosetta ankom til kometen i august, er den sydlige halvkugle stadig uklart og vil sandsynligvis forblive den måde, indtil den kommer meget tættere på solen. Det kan forekomme usandsynligt, men komets rotationsakse er vippet i forhold til dets omløbsplan, og sydpolen har derfor været i konstant mørke i flere måneder.
Rosetta har formået at få et skud på kometenes blacked-out side, men kun fra backscattered light dansende af støvpartikler streaming fra kometen. Det sparsomme sollys afslører en lille del af kometenes mørke side, selvom landskaber ikke kan skelnes. ESA mener, at denne skjulte side er den mest interessante, da den er stærkt formet af komets aktivitet.
2Maardere end vi troede
ESAs Philae Lander er udstyret til at blive snavset. Det meget spændende SD2-system er ansvarlig for at punktere kometenes skjul og distribuere prøverne til pakken med indbyggede kemi labs og 20-plus ovne. Ved at bruge en bor 100 gange mere effektiv end den i dit hus til at bore op til 23 centimeter (9 i) i skorpe, ville det forhåbentlig give en uberørt prøve af kometmateriale.
Desværre, fordi Philae oplevede en hård landing og endte på det forkerte sted, gik boringen ikke så godt som ESA havde håbet på. Operationen blev næsten kasseret på grund af Philaes usikre position. Med et ben op i luften som en hund, der markerer et træ, var det muligt, at aktivering af boret kunne skubbe det til en endnu værre position.
Men boringen begyndte, og ifølge en rapport fra det tyske luftfartscenter (DLR) kom kometen "en hård møtrik til at knække." Det er endnu ikke klart, om borren kunne returnere en levedygtig prøve, selvom organiske molekyler blev detekteret cirkulerer i CGs hviskende tynde atmosfære.
Proceduren er imidlertid stadig langt fra en fejl, da det gav nogle overraskende resultater, herunder skorpenes resiliency, da ESA forventede blød, fluffy jord. Kometen viste sig også at være rig på vandindhold, med masser af is låst op inden for sine grænser, i modsætning til en frossen, gas-tung blanding.
Jeg forestiller mig også to asteroider
På sin 10-årige rejse til kometen Churyumov-Gerasimenko sprang Rosetta rumfartøjet ind i et par kosmiske stragglers. Den 5. september 2008 fløj den af asteroide Steins og fangede et øjebliksbillede af den flere kilometer lange krop. Steins viser mange tegn på tidligere konsekvenser og har et krater, der dækker næsten halvdelen af dens overflade. Det er så utroligt skinnende det kaldes "en diamant i himlen."
Den 10. juli 2010 svingede asteroide Lutetia (billedet ovenfor) forbi sonden i en afstand på næsten 3.200 kilometer (2.000 mi). Lutetia er over 100 kilometer (60 mi) i diameter og dæmpet med kratere. Det stærkt arede landskab antyder Lutetia er over 3,4 milliarder år gammel og kunne være et tilbageholdende stykke fra fødslen af vores solsystem. Lutetia er også vært for hundredvis af ulige riller på overfladen, funktioner, der kun var blevet set på Mars's Phobos-satellit samt to andre asteroider.