4 липня - День незалежності у Сполучених Штатах, і американці, як правило, насолоджуються відпочинком із кількома феєрверками. 4 липня космічний апарат розміром з пральною машиною збирається прорватися до Комети Темпел 1, вирізати кратер та викинути в космос тонни льоду та скелі. Літаючий космічний корабель буде спостерігати за зіткненням з безпечної відстані і надсилатиме нам найефектніші фотографії комети, коли-небудь зроблені - і її свіжий син Доктор Люсі Макфадден працює в науковій групі «Глибокий вплив», і виступає зі мною з університету Меріленда.
Слухайте інтерв'ю: Будьте готові до глибокого впливу (6,1 МБ)
Або підпишіться на Podcast: universetoday.com/audio.xml
Фрейзер: Ви можете мені переглянути попередній перегляд того, що ми будемо бачити 4 липня?
Доктор Люсі Макфадден: Я б хотів, щоб я точно знав, що має відбутися 4 липня, але це експеримент. Я можу сказати вам, що, на нашу думку, ми можемо побачити, але ймовірно, що це може бути суттєво іншим.
Таким чином, ми маємо космічний корабель на шляху до Комети Темпел 1, який є короткотривалою кометою, яка на орбіті - потрапляє у внутрішню Сонячну систему - приблизно раз на 5,5 років. Йдеться про розмір Вашингтона. Він може вписуватися в район Вашингтона, але він трохи подовжений. Це приблизно 14 км на 4 км на 4 км, і, як наш космічний корабель прямує до нього, ми планували фактично розділити космічний корабель на дві частини. Дозвольте мені поставити тут сцену, ця комета знаходиться на орбіті навколо Сонця. Він підходить до найближчої точки Сонця, яка називається перигелієм, і, таким чином, рухається з найбільшою швидкістю через Сонячну систему на початку липня. Наш космічний корабель також знаходиться на орбіті навколо Сонця, і він спрямовується на перехоплення орбіти комети. За 24 години до того, як ми плануємо вразити цю комету, ми збираємось розділити два космічні апарати, ударну та пролітну. Ударний удар продовжить свій курс зіткнення до комети, а маховик - або материнське судно - трохи сповільниться і настільки злегка змінить свій напрямок, щоб він міг спостерігати, як ударник вдаряє по кометі. Коли він потрапляє в комету, коли ми маємо це космічне зіткнення в космосі, то, що відбудеться, енергія удару пошириться в саму комету у вигляді ударної хвилі. Ця ударна хвиля поринатиме в комету; як глибоко, ми не знаємо. Але в якийсь момент сила матеріалу в самій кометі відштовхнеться на наступаючу енергетичну ударну хвилю і виштовхне матеріал з комети. Ми сформували кратер із викинутим матеріалом, що виходив з отвору, який ми створили.
Тепер ви можете запитати, чому ми це робимо? Ми робимо це для того, щоб оглянути - щоб скористатися можливістю того, що ця комета була так близько до нас - щоб подивитися на внутрішню частину комети; щоб побачити, з чого зроблена всередині, і побачити, яка там структура.
Щоб детальніше розглянути, я думаю, що мені потрібно дати точку зору на те, що таке комети та які вони існують у Сонячній системі. Я хочу сказати, що вони найстаріша і найхолодніша частина Сонячної системи. Вони утворилися на краях Сонячної системи, в сотні тисяч разів відстань, на якому Земля знаходиться від Сонця. Отже, все, де утворюються комети, - холодно. Вони також утворилися 4,5 мільярда років тому, коли формувалася Сонячна система. Вони ніколи не були включені в планету. Тож вони і старі, і холодні. Ми використовуємо комети, що наближаються до Землі, щоб використовувати її як лабораторію та як зонд для віддалених країв Сонячної системи як у просторі, так і в часі.
Фрейзер: Тепер Deep Impact розпочався лише пару місяців тому, тож нам пощастило з тим, що Tempel 1 опинився в неправильному місці в потрібний час?
Доктор Макфадден: Так, з моєї точки зору, це було в потрібному місці в потрібний час.
Фрейзер: Я більше дивився з точки зору комети.
Доктор Макфадден: Дозвольте сказати тут дві речі. Перш за все, кометі не завдадуть шкоди. Розглянемо тут деяку перспективу щодо маси космічного корабля проти маси комети. Або енергія космічного корабля проти енергії комети в русі. Це еквівалентно гнату, або маленькому комару, на якого наїжджає літак 767. Отже, ми не збираємось вдарити комету. Але, зайве сказати, я дозволю вам прийняти точку зору комети, якщо хочете. Але так, це було в потрібному місці чи в неправильному місці в цей час. NASA заявило, що, коли воно оприлюднило можливість для проведення космічних розвідувальних місій, вони сказали, що це оголошення охоплює гроші, доступні протягом певного періоду часу, а термін - між 2000 та 2006 роками. в той час, коли NASA давала б нам гроші, а потім, коли ми знайшли Comet Tempel 1 поблизу перихеліону, коли він рухається найшвидше, це також нас порадувало, оскільки чим швидше рухається комета, тим більше енергії бере участь у передачі для створення кратера. Отже, це добре з тієї точки зору. І тоді є третя, але друга причина, чому Комета Темпел 1 - це добре; він не такий активний, як деякі комети. З Кометою Темпел 1 пов’язано не так багато пилової і струменевої діяльності, що може збивати з пантелику або ускладнювати нас реально спостерігати за формуванням кратера під час удару. Отже, Comet Tempel 1 підходить.
Фрейзер: Як ми будемо спостерігати це звідси на Землі та з космосу?
Доктор Макфадден: У нас космічний корабель спостерігає за ним з космосу - наш космічний корабель Deep Impact. У нас космічний корабель "Розетта", який прямує до іншої комети, також буде спостерігати за цим з космосу. У нас є три великі обсерваторії NASA: Чандра, Хаббл і Шпіцер будуть спостерігати за цим. Три різні довжини хвилі; Чандра - рентгенівський телескоп, а Хаббл - оптичний і ближній інфрачервоний телескоп. Ми також спостерігатимемо деяку спектроскопію і з Хабблом. А потім Спітцер - інфрачервоний телескоп. Отже, ми будемо використовувати їх. Як і всі основні обсерваторії в усьому світі будуть спостерігати за кометою до, під час і після удару. Таким чином, ми проводимо кампанію зі спостереження у всьому світі.
Фрейзер: І як фотографії з Deep Impact порівнятимуться з картинками, які ми побачили зі Stardust?
Доктор Макфадден: Цікаво, що я використовую зображення Stardust, щоб практикувати інтерпретацію зображень, які ми отримуємо від Deep Impact. Ми ближче познайомимося з кометою Tempel 1, ніж з космічним кораблем Stardust; ми будемо літати ближче - пролетімо в 500 км від Комети Темпел 1, тоді як космічний корабель Stardust був на відстані 1100 або 1300 км.
Фрейзер: Я пам’ятаю, що Stardust досить сильно потрапив у сміття, як це зробить Deep Impact, якщо він буде ближче до комети?
Доктор Макфадден: Ви повинні пам’ятати, що головна мета Stardust - збирати пил, тому вони хотіли потрапити в удар. Тому вони влетіли в регіон з найбільшою щільністю пилу. Що ми робимо, коли пролітаємо через той самий регіон, це перетворити космічний корабель у режим щита, щоб захистити телескоп у той час, коли нам слід отримувати найбільшу кількість ударів від пилу та сміття. І ми фактично літаємо під кутом. Більша частина сміття існує в площині орбіти, у напрямку її руху, і тому космічний корабель пролетить повз нього під кутом; тому буде короткий 20-хвилинний період, коли ми не будемо спостерігати за захистом камер.
Фрейзер: Після того, як Deep Impact завершить свій проліт, чи з’являться у вас якісь додаткові наукові цілі, якими ви хочете користуватися космічним кораблем, як тільки він вийде з візуального діапазону Tempel 1?
Доктор Макфадден: В даний час немає конкретних планів щодо спостереження за наступною місією; що має бути затверджено НАСА. Ми провели деякі дослідження і знаємо, що є ще комета чи дві, які ми могли б спостерігати, але ми поки не отримали схвалення для цього.
Фрейзер: Отже, у ваших найсміливіших мріях, що з’явиться 4 липня?
Доктор Макфадден: Ну, найсміливіша моя мрія - ударник увійде в комету і вийде на іншу сторону, але це не дуже ймовірно.
Фрейзер: Добре тоді, може, менш дикий сон.
Доктор Макфадден: Гаразд, менш дикий, з точки зору ймовірності, що комета буде мати консистенцію цегли, наприклад, і ударник вдарить по ній і не зробить великої шкоди поверхні, або не справді створить багато вплив, оскільки комета - це консистенція цегли. Але це теж не дуже ймовірно. З іншого боку, що робити, якщо комета схожа на Кукурудзяні пластівці? Якщо це схожі на Кукурудзяні пластівці, нам слід отримати ефектний показ викиду. Ми називаємо це завісою викиду під час формування кратера, і я сподіваюся, що це ми побачимо, тому що це було б дуже драматично. І, сподіваємось, ми могли спостерігати, як ми робимо швидкі фотографії з дуже короткими експозиціями неодноразово. Ми будемо натискати, поки ми проходимо. Якщо у нас є велика завіса ежекта, ми повинні мати можливість бачити форму викидання або подорожувати по космосу, і це дозволить нам визначити найбільшу інформацію про внутрішню структуру комети. Так що я сподіваюся, що це станеться.
