Mit der historischen Ankunft des Raumfahrzeugs Rosetta der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) am Zielort Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko, das am 6. August 2014 nach einer zehnjährigen Reise einwandfrei durchgeführt wurde, hat der bahnbrechende Abschluss der Wissenschaft in dieser bizarren Welt begonnen, während das Team fleißig war und sucht gleichzeitig nach einem Landeplatz für den angeschlossenen Philae-Kometenlander.
Rosetta begann am Sonntag, dem 10. August 2014, mit dem an Bord befindlichen COSIMA-Instrument Kometenstaub aus dem Koma zu sammeln, das den Kern des Kometen umgibt, als das Raumschiff aus einer Entfernung von ungefähr 100 Kilometern um den eisigen Wanderer herum und vor ihm kreist. Siehe Komabild unten.
Die Hoffnungen sind groß, dass beispiellose wissenschaftliche Entdeckungen in dieser fremden Welt, die von Mark McCaughrean, leitender wissenschaftlicher Berater der ESA-Direktion für Wissenschaft, während des Live-Webcasts am Tag der Ankunft der ESA als „wissenschaftliches Disneyland“ bezeichnet wird, auf Sie warten. "Es ist einfach erstaunlich."
COSIMA steht für Cometary Secondary Ion Mass Analyzer und ist eines von Rosettas Suite von 11 hochmodernen wissenschaftlichen Instrumenten mit einer Gesamtmasse von 165 kg.
Ziel ist es, die erste In-situ-Analyse der vom Kern der Kometen emittierten Körner von Staubpartikeln durchzuführen und ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften zu bestimmen, einschließlich der Frage, ob sie organisch oder anorganisch sind - im Wesentlichen, woraus besteht Kometenstaubmaterial und wie es unterscheidet sich von der Oberflächenzusammensetzung.
COSIMA wird den Komastaub mit 24 speziell entwickelten „Zielhaltern“ sammeln, von denen der erste am 10. August geöffnet wurde, um die Kometenumgebung zu untersuchen. Da der Komet derzeit nicht besonders aktiv ist, plant das Team, den Zielhalter offen zu halten für mindestens einen Monat und überprüfen Sie wöchentlich den Fortschritt aller Partikelsammlungen.
Tatsächlich sagt das Team, dass die Koma-Umgebung zu diesem Zeitpunkt „immer noch mit einem hochwertigen Reinraum vergleichbar ist“.
Aber jeder erwartet, dass sich dies radikal ändert, wenn Rosetta den Kometen 67P weiter begleitet, während er sich um die Sonne schlängelt, näher kommt und die Oberfläche jeden Tag erwärmt und bis er im August 2015 das Perihel erreicht.
COSIMA wird vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung) in Katlenburg-Lindau unter der Leitung von Martin Hilchenbach geleitet.
Es gibt auch wesentliche Beiträge des Institut d’Astrophysique Spatiale in Frankreich, des Finnischen Meteorologischen Instituts, des Österreichischen Forschungszentrums Seibersdorf und mehr.
Die Zielhalter messen etwa einen Quadratzentimeter und wurden von der Universität der Bundeswehr in Deutschland entwickelt.
Jedes dieser Ziele misst einen Quadratzentimeter und besteht aus einer Goldplatte, die mit einer dünnen 30-µm-Schicht aus Goldnanopartikeln („Goldschwarz“) bedeckt ist, die laut Team „Kometenstaubpartikel mit Geschwindigkeiten von ~ 100 m abbremsen und einfangen soll / s. ”
Das Ziel wird von zwei LEDs beleuchtet, um die Staubpartikel zu finden. Die Partikel werden mit dem in COSIMA eingebauten Massenspektrometer analysiert, nachdem sie mit der von Frankreich gelieferten COSISCOPE-Mikroskopkamera auf dem Zielhalter lokalisiert und mit einem Indiumionenstrahl ionisiert wurden.
Das Team erwartet, dass alle auf dem ersten Ziel gefundenen Körner bis Mitte September 2014 analysiert werden.
„COSIMA verwendet die Methode der Sekundärionen-Massenspektrometrie. Sie werden mit einem Strahl Indiumionen beschossen. Dadurch werden einzelne Ionen (wir sagen Sekundärionen) von ihren Oberflächen entzündet, die dann mit dem COSIMA-Massenspektrometer analysiert werden “, so eine Beschreibung des COSIMA-Teams.
Die Massenspezifikation hat die Fähigkeit, die Elementzusammensetzung in einem Atommassenbereich von 1 bis 4000 Atommasseneinheiten zu analysieren, die Isotopenhäufigkeit einiger Schlüsselelemente zu bestimmen, organische Komponenten und funktionelle Gruppen zu charakterisieren und eine mineralische und petrographische Charakterisierung der anorganischen Phasen durchzuführen. All dies wird wie nie zuvor über die Chemie des Sonnensystems informieren.
Kometen sind Überreste der Bildung des Sonnensystems. Wissenschaftler glauben, dass sie der Erde eine große Menge Wasser geliefert haben. Möglicherweise haben sie die Erde auch mit organischen Molekülen besiedelt - den Bausteinen des Lebens, wie wir es kennen.
Jeder Fund organischer Moleküle und ihre Identifizierung durch COSIMA wird für Rosetta und ESA eine wichtige Entdeckung sein und uns über den Ursprung des Lebens auf der Erde informieren.
Bisherige Daten von Rosettas VIRTIS-Instrument weisen darauf hin, dass die Kometenoberfläche zu heiß ist, um mit Eis bedeckt zu werden, und stattdessen eine dunkle, staubige Kruste aufweisen muss.
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