Реклама

мисията даун продължава космическият апарат вече трета година работи около д
Мисия: Dawn - изследване на Веста и Церера


Мисията Даун продължава

Космическият апарат вече трета година работи около далечната планета-джудже "Церера". Основната цел е да се натрупат данни, които ще добавят фини детайли върху зашеметяващият портрет на Церера.

В тази фаза от разширената мисия, основен приоритет е да се запише пространствената радиация или космическите лъчи. Целта е да се усъвършенстват измерванията на атомните видове изграждащи най-горния слой реголит, до около един метър под земята.
Увеличаване Кратера Окатор и светлите петна в него. Очаква се, когато достигне опозиция, яркостта да се увеличи, което ще предостави важна информация на природата на веществата. NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA



Има и един бонус, екипът пилотира кораба чрез сложен набор от космически маневри, които драстично променят орбитата. Ако всичко върви по план, на 29 април новата орбита на Даун ще пресече точката в която ще е точно между Слънцето и Церера. Тази нова позиция е известна на астрономите като опозиция и получените от това положение снимки ще съдържат интригуващи нови подробности. Тези снимки, съпоставени с фотографии направени при широката гама от слънчеви ъгли ще покаже как се променя яркостта от различните гледни точки.

Един интересен обект е яркия център на кратера "Окатор", който район се състои до голяма степен от соли (въз основа на анализа на инфрачервени спектри, най-силният кандидат за основна съставка е натриев карбонат).

Светлинната вълна отразена от опозицията може да бъде значително по-ярка, отколкото в който и да е друг случай. Няколко градуса или дори частица от градуса може да предизвика голяма разлика. Това се дължи на най-малко три отделни физични ефекта.

Един от тях е известен като "криещи се сенки". Когато Слънцето грее върху Земята, малките неравности на повърхността, дори и на микроскопично ниво, ще образуват сенки. Когато се вгледаме в обекта, тези сенки колективно отнемат от цялостната яркост дори и ако всяка отделна сянка е твърде малка за да се види с просто око. За това, общият размер на отразената светлина е по-малък, отколкото би било ако всеки момент тялото е добре осветено и не се образуват микро-сенки.

Но какво се случва, когато погледнем в същата посока в която пада светлината. Тогава всички сенки, микро и макро, ще бъдат скрити или те ще попадат от другата страна зад обектите и ние няма да ги виждаме. В този случай, всичко което ще се види ще бъде осветено, а цялата сцена ще бъде по-ярка.

Светлинният скок на опозицията за първи път е описано научно през 1887 година от Хуго фон Силигер, астроном и високо ценен учен. Той анализира данните, събрани от Густав Мюлер когато орбитата на Сатурн попада в опозиция спрямо Земята. Тогава яркостта на пръстените се е увеличила неимоверно и тогава Силигер е осъзнал, че скритите сенки образувани от океана частици в пръстените може да обясни наблюденията на Мюлер. Скока в опозицията също е известен като ефектът Силигер.

Сега астрономите използват скока в опозиция за да изучават телата изграждащи много слънчеви системи, включително земната луна и луните на другите планети, Марс и астероидите. В действителност този ефект се използва за да се изучат много материали на Земята, включително растителността.

Постигането на опозиция в космоса обаче е рядко явление и астрономите чакат в продължение на много години, докато някое тяло попадне в опозиция. Същото важи и за космическите апарати. Благодарение на изключителната маневреност на йонните двигатели на Даун, както и внимателното планиране ще предостави желаната опозиция и повърхността на Церера, особено Окатор, ще бъдат наблюдавани с ефекта на Силингер.

Цял век след откриването на скритите сенки, учените осъзнават, че съществува и друг фактор за скока в опозицията и той идва от природата на светлината. Светлинните вълни имат гребени и когато няколко вълни се наслагат гребените могат да съвпаднат, и тогава яркостта се усилва. Обикновено вълните се разминават или гребена на една вълна анулира гребена на друга. Класическата електромагнитна теория или квантовата електродинамика описваща взаимодействието на светлината с електроните (материята) по един доста сложен математически начин показва, че отразените фотони в опозиция се разпространяват по такъв начин, че довеждат до рязко увеличаване на яркостта. Този ефект е именуван "обратно разсейване".

Особено чувствителни лабораторни измервания обаче показват, че понякога скритите сенки плюс обратното разсейване не са достатъчни и трябва да има още нещо, което да влияе върху скока в опозицията. Най-вероятният кандидат идва от термодинамиката или това са хаотичните движения на микроскопичните частици и молекули. Колкото и прецизни лабораторни условия и математически апарати да създаваме, винаги съществуват случайно блуждаещи атоми които отклоняват фотони пропъждайки ги от детекторите.

Част от успеха на науката произлиза от комбинацията между експеримент и теория. За момента, изучаването на скока в опозиция по скоро е в областта на експеримента. С други думи, превръщането на всяко наблюдение от опозиция в полезно описание свойствата на материала, която отразява светлината е стъпка към контролирани точни лабораторни измервания на добре характеризирани материали. Те от своя страна осигуряват основа за тълкуване на наблюдението.

Ако Даун постигне опозиция, учените ще сравнят данните от скока на светлото петно в Окатор например с лабораторни постановки. Тогава, освен скритите сенки и обратното разсейване ще се вземат предвид всичко събрано до момента - спектрите на неутроните, гама-лъчите, видимата и инфрачервената светлина плюс обширните цветни и стерео фотографии, и гравитационни измервания.

По този начин очакванията са, да се получат данни за физиката, химията и геологията на повърхността. Важни са не само химическите смеси, но и физическите свойства на зърната, като размери и колко гъсто опаковани частици са. След това ще се извършат многобройни комбинации и лабораторните данни ще бъдат сравнени с истинските, получени от мисията. Така учените ще бъдат в състояние да изяснят повече за това, което наистина е на повърхността и в частност светлия материал в кратера.

Например, ако се окаже че кристалите на солта в Окатор са малки, това може да означава, че е съществувала солена вода, която е сублимирала бързо във вакуума на космоса. Но ако солта е била формирана под земята и след това е избутана на повърхността от други геоложки процеси, тогава кристалите ще бъдат по-големи. Всичко това е една демонстрация на науката която се прави.

  • 665
  • 0
  • Apr 7, 2017

Коментар
Подобни публикации