Нелегко пробовать комету. Рассматривать приземление на одном становится логистическим кошмаром, но как насчет стрельбы по нему? Почему бы не отправить миссию на встречу с этими замерзшими негостеприимными камнями и вставить зонд? Такой метод может даже означать, что образец может быть взят там, где посадка была бы невозможна!
Благодаря работе ученых в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, был разработан новый «гарпун» кометы, чтобы сделать возврат образцов кометы не только более эффективным, но и более подробным.
Приблизительно размером с шкаф для одежды, этот шприц-зонд стоит примерно два метра в высоту и будет вставлен в виде крестовины, которая будет контактировать с поверхностью кометы. Расположенная так, чтобы стрелять вертикально вниз, эта стрела состоит из пары листовых рессор для грузовиков и стального троса 1/2 дюйма ... конструкция, которая может стрелять до мили, если направлена в неправильном направлении! При ударе электрическая лебедка вернет лук в исходное положение и извергнет гарпун с силой 1000 фунтов со скоростью 100 футов в секунду.
Так каково было бы наблюдать за гарпуном космического кита? Конечно, взрывное приключение. Дональд Вегель из НАСА Годдард, ведущий инженер проекта, экспериментировал с баллистой и коробкой для отбора проб керна в различных условиях воздействия. Согласно пресс-релизу, результирующее воздействие является чем-то вроде комбинации сообщения о стрельбе из винтовки и пушки.
«Мы должны были прикрутить его к полу, потому что отдача делала весь прыжок на испытательном стенде после каждого выстрела», - сказал Вегель. «Мы не уверены, что встретим на комете - поверхность может быть мягкой и пушистой, в основном из пыли, или это может быть лед, смешанный с галькой, или даже твердый камень». Скорее всего, будут области с разным составом, поэтому нам нужно разработать гарпун, способный проникать в разумный диапазон материалов. Однако ближайшая цель состоит в том, чтобы сопоставить, сколько энергии требуется для проникновения на разные глубины в разных материалах. Какая геометрия наконечника гарпуна лучше всего проникает в определенные материалы? Как масса и поперечное сечение гарпуна влияют на проникновение? Баллиста позволяет нам безопасно собирать эти данные и использовать их для определения размера пушки, которая будет использоваться в реальной миссии ».
Изучение образцов ядра кометы предоставит исследователям важную информацию об исходной солнечной туманности и поможет нам лучше понять, как возникла жизнь. «Одной из самых вдохновляющих причин, по которой стоит разобраться с трудностями и затратами на сбор образца кометы, является взгляд на« первичную слизь »- биомолекулы в кометах, которые могли помочь происхождению жизни», - говорит Вегель. Миссии по возвращению образцов кометы, например, из Wild 2, показали нам, что аминокислоты существуют в этих негостеприимных местах, но, возможно, помогли стимулировать жизнь здесь, на Земле.
Тем не менее, в этой истории есть нечто большее, чем просто поиск причин для жизни ... Самым большим из них является сохранение самой жизни. Как мы знаем, всегда есть вероятность, что комета может воздействовать на Землю и создать событие уровня исчезновения. Понимая состав кометы, мы можем лучше понять, что нам может понадобиться, если катастрофический сценарий поднимет ее уродливую голову. Например, мы знали бы, может ли определенный тип кометы иметь тенденцию к фрагментации - или другой взрыв. «Таким образом, вторая важная причина для отбора комет - это характеристика угрозы воздействия», - утверждает Вегель. «Нам нужно понять, как они сделаны, чтобы мы могли придумать лучший способ отразить их, если кто-нибудь увидит нас».
«Возвращение образца кометы также позволит нам проанализировать его с помощью передовых инструментов, которые не поместятся на космическом корабле или еще не были изобретены», - добавляет доктор Джозеф Нут, эксперт по кометам в НАСА Годдард и ведущий научный сотрудник проекта. ,
Если бы мы снимались в фильме, возможно, мы могли бы рассмотреть возможность получения образца кометы с помощью такого метода, как бурение, но отсутствие гравитации в этих маленьких движущихся мирах не позволит этому случиться. «На самом деле космический корабль не приземлится на комету; это должно было бы присоединиться как-то, возможно, с каким-то гарпунем. Таким образом, мы решили, что если вам все равно придется использовать гарпун, вы также можете получить его для сбора образца », - говорит Нут.
В настоящее время команда разработчиков в настоящее время усердно работает над изучением реакции гарпуна на различные среды - и что нужно сделать, чтобы отобрать и собрать то, с чем они могут столкнуться. Это нелегко, учитывая, что они работают с неизвестным.
«Вы не можете сделать это, сократив числа в компьютере, потому что никто не делал этого раньше - данные еще не существуют», - говорит Нут. «Нам нужно получить данные таких экспериментов, прежде чем мы сможем построить компьютерную модель. Мы работаем над ответами на самые основные вопросы, например, сколько нужно зарядить порохом, чтобы ваш гарпун не отскакивал и не проходил через всю комету. Мы хотим доказать, что гарпун может проникать достаточно глубоко, собирать образец, отсоединять его от наконечника и убирать устройство для сбора образцов ».
Однако ничто не будет оставлено на волю случая. Создавая многочисленные советы, устройства для сбора и планируя различные методы и потребности стрельбы, команда, несомненно, извлечет максимальную пользу из своих исследовательских долларов и космического корабля, который будет им доступен. Для дальнейшего содействия в их планировании они также смогут использовать данные текущей миссии Rosetta и ее посадочной площадки Philae, которая в 2014 году подключится к «67P / Churyumov-Gerasimenko».
«Гарпун Rosetta - это оригинальный дизайн, но он не собирает образец», - говорит Вегель. «Мы свяжемся с их работой и сделаем еще один шаг, чтобы включить картридж для сбора образцов. Важно понимать сложное внутреннее трение, с которым сталкивается полый гарпун для отбора проб керна ». Еще больше информации будет добавлено из недавней миссии НАСА, OSIRIS-REx (Происхождение, Спектральная интерпретация, Идентификация ресурсов, Безопасность - Regolith Explorer), которая является миссией по возвращению образца астероидов. Все это будет в совокупности с некоторыми очень уникальными находками, и мы знаем одно:
«Адмирал? Здесь будут киты ...
