4 июля - День Независимости. В Соединенных Штатах американцы обычно проводят свой отпуск с помощью нескольких фейерверков. 4 июля космический корабль размером со стиральную машину собирается врезаться в комету Темпель 1, вырезать кратер и выбрасывать тонны льда и камней в космос. Космический корабль с пролета будет наблюдать за столкновением с безопасного расстояния и присылать нам самые захватывающие снимки, когда-либо сделанные кометой - и ее новый синяк. Доктор Люси Макфадден работает в научной команде Deep Impact и говорит со мной из Университета Мэриленда.
Послушайте интервью: будьте готовы к глубокому воздействию (6,1 МБ)
Или подписаться на подкаст: universetoday.com/audio.xml
Фрейзер: Не могли бы вы дать мне предварительный просмотр того, что мы увидим 4 июля?
Д-р Люси Макфадден: Хотелось бы, чтобы я точно знал, что произойдет 4 июля, но это эксперимент. Я могу сказать вам, что, по нашему мнению, мы можем увидеть, но, скорее всего, это может быть существенно иначе.
Итак, у нас есть космический корабль на пути к комете Темпеля 1, которая представляет собой короткопериодическую комету, которая вращается вокруг орбиты - входит во внутреннюю солнечную систему - примерно раз в 5,5 лет. Это размером с Вашингтон. Это может быть вписано в область Вашингтона, округ Колумбия, но это немного вытянуто. Это примерно 14 км на 4 км на 4 км, и поскольку наш космический корабль движется к нему, мы планировали фактически разделить космический корабль на две части. Позвольте мне установить сцену здесь, эта комета находится на орбите вокруг Солнца. Он приближается к ближайшей точке Солнца, называемой его перигелием, и, таким образом, движется с самой высокой скоростью через солнечную систему в начале июля. Наш космический корабль также находится на орбите вокруг Солнца, и он собирается перехватить орбиту кометы. За 24 часа до того, как мы планируем воздействовать на эту комету, мы собираемся разделить два космических корабля, ударник и облет. Ударный удар продолжит свой курс столкновения с кометой, а пролёт - или основной корабль - немного замедлится и изменит направление движения так, что сможет наблюдать, как ударный удар ударит по комете. Когда он попадает в комету, когда у нас происходит космическое столкновение в космосе, происходит то, что энергия удара будет распространяться в самой комете в форме ударной волны. Эта ударная волна будет врезаться в комету; как глубоко мы не знаем. Но в какой-то момент сила материала в самой комете оттолкнет наступающую энергетическую ударную волну и вытолкнет материал из кометы. Мы сформируем кратер с выброшенным материалом, выходящим из созданной нами дыры.
Теперь вы можете спросить, почему мы это делаем? Мы делаем это, чтобы взглянуть - чтобы воспользоваться возможностью того, что эта комета находится так близко к нам - взглянуть на внутреннюю часть кометы; чтобы увидеть, из чего состоит внутренняя часть, и посмотреть, какая там структура.
Более подробно, я думаю, что мне нужно дать вам некоторое представление о том, что такое кометы и что они в Солнечной системе. Мне нравится говорить, что они - самая старая и самая холодная часть Солнечной системы. Они образовались на краях Солнечной системы, в сотни тысяч раз больше расстояния от Земли до Солнца. Итак, все, где образовались кометы, холодно. Они также образовались 4,5 миллиарда лет назад, когда формировалась Солнечная система. Они никогда не были включены в планету. Так что они и старые, и холодные. Мы используем преимущества комет, приближающихся к Земле, чтобы использовать их в качестве лаборатории и в качестве зонда для дальних границ солнечной системы как в пространстве, так и во времени.
Фрейзер: Теперь Deep Impact был запущен всего пару месяцев назад, так что нам повезло, что Tempel 1 оказался в неправильном месте в нужное время?
Доктор Макфадден: Да, с моей точки зрения, это было в нужном месте в нужное время.
Фрейзер: я больше смотрел с точки зрения кометы.
Доктор Макфадден: Позвольте мне сказать две вещи здесь. Прежде всего, комета не пострадает. Давайте рассмотрим здесь некоторую массу космического корабля в зависимости от массы кометы. Или энергия космического корабля против энергии движущейся кометы. Это эквивалентно комару или маленькому комару, с которым столкнулся самолет 767. Итак, мы не собираемся ударить комету. Но, разумеется, я позволю вам взглянуть на комету, если хотите. Но да, это было в нужном месте или не в то время, в это время. НАСА заявило, что когда оно выпустило свое объявление о возможностях для миссий по исследованию космоса, они заявили, что это объявление охватывает деньги, доступные в течение определенного периода времени, и период времени был между 2000 и 2006 годами. Итак, мы пошли искать кометы, которые были доступны в то время, когда НАСА давало нам деньги, а затем, когда мы обнаружили, что комета Темпель 1 близка к перигелию, когда она движется быстрее всего, это также нас порадовало, потому что чем быстрее движется комета, тем больше энергии затрачивается на передачу для создания кратера. Так что это хорошо с этой точки зрения. И затем есть третья, но вторичная причина, почему комета Темпель 1 хороша; он не так активен, как некоторые кометы. С кометой Темпель-1 связана не столько пыль и реактивные потоки, что может сбить с толку или затруднить нам фактическое наблюдение за образованием кратера, когда мы его ударяем. Итак, комета Темпель 1 подходит.
Фрейзер: Как мы будем наблюдать это отсюда на Земле и из космоса?
Доктор Макфадден: У нас есть космический корабль, наблюдающий за ним из космоса - наш космический корабль Deep Impact. У нас есть космический корабль «Розетта», который направляется к другой комете, также будет наблюдать его из космоса. У нас есть три Великих обсерватории НАСА: Чандра, Хаббл и Спитцер будут наблюдать за ним. Три разные длины волны; Chandra - это рентгеновский телескоп, а Hubble - оптический и ближний инфракрасный телескоп. Мы также будем наблюдать спектроскопию с Хабблом. А потом Спитцер - инфракрасный телескоп. Итак, мы будем использовать их. Как и все крупные обсерватории во всем мире будут наблюдать комету, до, во время и после удара. Таким образом, мы проводим всемирную кампанию наблюдений.
Фрейзер: А как фотографии Deep Impact будут сравниваться с фотографиями, которые мы видели в Stardust?
Д-р МакФадден: Интересно, я использую изображения из Stardust, чтобы попрактиковаться в интерпретации изображений, которые мы получаем от Deep Impact. Мы ближе познакомимся с кометой Темпель 1, чем космический корабль Stardust; мы будем лететь ближе - мы будем летать в 500 км от кометы Темпель-1, в то время как космический корабль Stardust находился на расстоянии 1100 или 1300 км.
Фрейзер: Я помню, что «Звездная пыль» сильно пострадала от обломков, как будет действовать Deep Impact, если он будет ближе к комете?
Доктор Макфадден: Вы должны помнить, что главной целью Stardust было собирать пыль, поэтому они хотели получить удар. Так они и улетели в регион с наибольшей плотностью пыли. Когда мы летим через ту же самую область, мы делаем то, что мы переводим космический корабль в режим щита, чтобы защитить телескоп в то время, когда мы должны получать наибольшее количество ударов от пыли и мусора. И мы на самом деле летим под углом. Большая часть мусора существует в плоскости орбиты, в направлении ее движения, и поэтому космический корабль пролетит мимо нее под углом; поэтому будет короткий, 20-минутный период, когда мы не будем наблюдать за защитой камер.
Фрейзер: После того, как Deep Impact завершит свой полет, появятся ли у вас какие-либо дополнительные научные цели, для которых вы хотели бы использовать космический корабль, как только он выйдет за пределы видимости Темпеля 1?
Д-р Мак-Фадден: В настоящее время нет конкретных планов наблюдения в последующей миссии; это должно быть одобрено НАСА. Мы провели некоторое исследование и знаем, что есть еще одна или две кометы, которые мы могли бы наблюдать, но мы еще не получили одобрения на это.
Фрейзер: Итак, в твоих самых смелых мечтах, что произойдет 4 июля?
Д-р Макфадден: Ну, я мечтаю о том, чтобы ударник попадал в комету и выходил с другой стороны, но это маловероятно.
Фрейзер: Хорошо, тогда, возможно, менее дикий сон.
Д-р Макфадден: Ладно, менее диким, в порядке вероятности, например, комета будет иметь консистенцию кирпича, и ударник ударит по ней и не нанесет большого ущерба поверхности, или не создаст много воздействие, потому что комета является последовательность кирпича. Но это тоже не очень вероятно. С другой стороны, что если комета похожа на кукурузные хлопья? Если это похоже на кукурузные хлопья, мы должны получить эффектную демонстрацию выброса. Мы называем это шторкой выброса во время формирования кратера, и я надеюсь, что это то, что мы увидим, потому что это было бы очень драматично. И, надеюсь, мы могли бы наблюдать, как мы делаем многократные быстрые снимки с очень короткими выдержками. Мы будем нажимать, когда будем проходить. Если у нас большая завеса выброса, мы должны видеть форму выброса или перемещаться в пространстве, и это позволит нам определить большую часть информации о внутренней структуре самой кометы. Так что я надеюсь, что это произойдет.
