Der 4. Juli ist Unabhängigkeitstag In den Vereinigten Staaten genießen die Amerikaner ihren Urlaub normalerweise mit ein paar Feuerwerken. Am 4. Juli wird ein Raumschiff in Waschmaschinengröße in den Kometen Tempel 1 einschlagen, einen Krater herausschneiden und Tonnen Eis und Stein in den Weltraum werfen. Das vorbeifliegende Raumschiff wird die Kollision aus sicherer Entfernung beobachten und uns die spektakulärsten Bilder senden, die jemals von einem Kometen gemacht wurden - und seinen frischen blauen Fleck. Dr. Lucy McFadden ist Mitglied des Wissenschaftsteams von Deep Impact und spricht mit mir von der University of Maryland.
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Fraser: Können Sie mir eine Vorschau auf das geben, was wir am 4. Juli sehen werden?
Dr. Lucy McFadden: Ich wünschte, ich wüsste genau, was am 4. Juli passieren würde, aber dies ist ein Experiment. Ich kann Ihnen sagen, was wir zu sehen glauben, aber wahrscheinlich ist es erheblich anders.
Wir haben also ein Raumschiff auf dem Weg zum Kometen Tempel 1, einem kurzperiodischen Kometen, der etwa alle 5,5 Jahre umkreist und in das innere Sonnensystem gelangt. Es ist ungefähr so groß wie Washington DC. Es kann in die Gegend von Washington DC passen, ist aber etwas länglich. Es sind ungefähr 14 km mal 4 km mal 4 km, und während unser Raumschiff darauf zusteuert, haben wir geplant, das Raumschiff tatsächlich in zwei Teile zu trennen. Lassen Sie mich hier die Bühne bereiten, dieser Komet befindet sich in einer Umlaufbahn um die Sonne. Es kommt zu seinem nächsten Punkt der Sonne, dem Perihel, und bewegt sich daher Anfang Juli mit seiner schnellsten Geschwindigkeit durch das Sonnensystem. Unser Raumschiff befindet sich ebenfalls in einer Umlaufbahn um die Sonne und soll die Umlaufbahn des Kometen abfangen. 24 Stunden bevor wir diesen Kometen treffen wollen, werden wir die beiden Raumschiffe, den Impaktor und den Vorbeiflug, trennen. Der Impaktor setzt seinen Kollisionskurs zum Kometen fort, und der Vorbeiflug - oder das Mutterschiff - verlangsamt sich ein wenig und ändert seine Richtung geringfügig, so dass er beobachten kann, wie der Impaktor auf den Kometen trifft. Wenn es auf den Kometen trifft, wenn wir diese kosmische Kollision im Weltraum haben, wird die Energie des Aufpralls sich in Form einer Stoßwelle in den Kometen selbst ausbreiten. Diese Schockwelle wird in den Kometen pflügen; Wie tief, wissen wir nicht. Aber irgendwann wird die Kraft des Materials im Kometen selbst die fortschreitende Energieschockwelle zurückdrücken und Material aus dem Kometen herausdrücken. Wir werden einen Krater mit ausgestoßenem Material gebildet haben, das aus dem von uns geschaffenen Loch kommt.
Nun fragen Sie sich vielleicht, warum wir das tun? Wir tun dies, um einen Blick darauf zu werfen - um die Gelegenheit zu nutzen, dass dieser Komet so nahe bei uns ist -, um einen Blick auf das Innere des Kometen zu werfen. um zu sehen, woraus das Innere besteht und welche Struktur sich dort befindet.
Um näher darauf einzugehen, muss ich Ihnen eine Perspektive geben, was Kometen sind und was sie im Sonnensystem sind. Ich möchte sagen, dass sie der älteste und kälteste Teil des Sonnensystems sind. Sie bildeten sich an den Rändern des Sonnensystems, hunderttausendmal so weit wie die Erde von der Sonne entfernt ist. Alles, wo sich Kometen gebildet haben, ist kalt. Sie entstanden auch vor 4,5 Milliarden Jahren, als sich das Sonnensystem bildete. Sie wurden nie in einen Planeten integriert. Sie sind also sowohl alt als auch kalt. Wir nutzen die Kometen, die näher an die Erde kommen, um sie als Labor und als Sonde für entfernte Ränder des Sonnensystems in Raum und Zeit zu nutzen.
Fraser: Nun, Deep Impact wurde erst vor ein paar Monaten gestartet. Haben wir also wirklich Glück gehabt, dass Tempel 1 zur richtigen Zeit am falschen Ort war?
Dr. McFadden: Ja, aus meiner Sicht war es zur richtigen Zeit am richtigen Ort.
Fraser: Ich habe mehr aus der Perspektive des Kometen geschaut.
Dr. McFadden: Lassen Sie mich hier zwei Dinge sagen. Erstens wird der Komet nicht geschädigt. Lassen Sie uns hier eine Perspektive in Bezug auf die Masse des Raumfahrzeugs im Vergleich zur Masse des Kometen erhalten. Oder die Energie des Raumfahrzeugs gegen die Energie des bewegten Kometen. Dies entspricht einer Mücke oder einer kleinen Mücke, die von einem 767-Flugzeug getroffen wird. Wir werden also den Kometen nicht treffen. Aber natürlich lasse ich Sie die Perspektive des Kometen einnehmen, wenn Sie möchten. Aber ja, es war zu dieser Zeit am richtigen oder am falschen Ort. Die NASA sagte, als sie ihre Ankündigung der Gelegenheit für Weltraumerkundungsmissionen herausgab, dass diese Ankündigung Geld abdeckt, das innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens verfügbar ist, und der Zeitrahmen zwischen 2000 und 2006 lag. Also suchten wir nach verfügbaren Kometen Während der Zeit, in der die NASA uns Geld gab, und als wir dann den Kometen Tempel 1 in der Nähe des Perihels fanden, wenn er sich am schnellsten bewegte, freute uns das auch, denn je schneller sich der Komet bewegt, desto mehr Energie ist für den Transfer zur Erzeugung des Kraters erforderlich. Unter diesem Gesichtspunkt ist es also gut. Und dann gibt es noch einen dritten, aber sekundären Grund, warum der Komet Tempel 1 gut ist. Es ist nicht so aktiv wie manche Kometen. Mit dem Kometen Tempel 1 ist nicht so viel Staub- und Strahlaktivität verbunden, was verwirrend sein oder es uns schwer machen könnte, die Bildung des Kraters tatsächlich zu beobachten, wenn wir ihn treffen. Komet Tempel 1 passt also.
Fraser: Wie werden wir es von hier auf der Erde und vom Weltraum aus beobachten?
Dr. McFadden: Wir haben das Raumschiff, das es vom Weltraum aus beobachtet - unser Deep Impact-Raumschiff. Wir haben das Rosetta-Raumschiff, das auf einen anderen Kometen zusteuert und es auch vom Weltraum aus beobachten wird. Wir haben die drei großen Observatorien der NASA: Chandra, Hubble und Spitzer werden es beobachten. Drei verschiedene Wellenlängen; Chandra ist ein Röntgenteleskop und Hubble ein optisches und Nahinfrarot-Bildgebungsteleskop. Wir werden auch mit Hubble Spektroskopie beobachten. Und dann ist Spitzer ein Infrarot-Teleskop. Also werden wir diese verwenden. Ebenso wie alle großen Observatorien auf der ganzen Welt werden sie den Kometen vor, während und nach dem Aufprall beobachten. Wir haben also eine weltweite Beobachtungskampagne.
Fraser: Und wie werden die Bilder von Deep Impact mit den Bildern von Stardust verglichen?
Dr. McFadden: Es ist interessant, dass ich die Bilder von Stardust verwende, um die Interpretation der Bilder zu üben, die wir von Deep Impact erhalten. Wir werden uns den Kometen Tempel 1 genauer ansehen als das Raumschiff Stardust. Wir werden näher fliegen - wir werden 500 km vom Kometen Tempel 1 entfernt fliegen, während das Raumschiff Stardust 1.100 oder 1.300 km entfernt war.
Fraser: Ich erinnere mich, dass Stardust ziemlich stark von Trümmern getroffen wurde. Wie wird Deep Impact vorgehen, wenn es näher am Kometen liegt?
Dr. McFadden: Sie müssen sich daran erinnern, dass das Hauptziel von Stardust darin bestand, Staub zu sammeln, also wollten sie getroffen werden. So flogen sie in die Region mit der größten Staubdichte. Wenn wir durch dieselbe Region fliegen, schalten wir das Raumschiff in den Schildmodus, um das Teleskop in der Zeit zu schützen, in der wir die meisten Treffer vor Staub und Schmutz erhalten sollten. Und wir fliegen tatsächlich in einem Winkel. Der größte Teil der Trümmer befindet sich in der Ebene der Umlaufbahn in Bewegungsrichtung, sodass das Raumschiff in einem Winkel daran vorbeifliegt. Es wird also einen kurzen Zeitraum von 20 Minuten geben, in dem wir nicht beobachten werden, um die Kameras zu schützen.
Fraser: Wenn Deep Impact seinen Vorbeiflug abgeschlossen hat, haben Sie dann weitere wissenschaftliche Ziele, für die Sie das Raumschiff verwenden möchten, sobald es sich außerhalb der Sichtweite von Tempel 1 befindet?
Dr. McFadden: Derzeit gibt es keine konkreten Pläne für die Beobachtung in einer Folgemission. das muss von der NASA genehmigt werden. Wir haben einige Nachforschungen angestellt und wissen, dass es noch ein oder zwei Kometen gibt, die wir beobachten können, aber wir haben noch keine Genehmigung dafür erhalten.
Fraser: Also, was wird in deinen wildesten Träumen am 4. Juli auftauchen?
Dr. McFadden: Nun, mein wildester Traum ist, dass der Impaktor in den Kometen geht und auf der anderen Seite herauskommt, aber das ist nicht sehr wahrscheinlich.
Fraser: Okay, vielleicht ein weniger wilder Traum.
Dr. McFadden: Okay, weniger wild, in der Reihenfolge der Wahrscheinlichkeit ist es, dass der Komet zum Beispiel die Konsistenz eines Ziegels hat und der Impaktor ihn trifft und nicht viel Schaden an der Oberfläche anrichtet oder nicht wirklich viel von einem erzeugt Auswirkungen, weil der Komet die Konsistenz eines Ziegels ist. Aber das ist auch nicht sehr wahrscheinlich. Was ist auf der anderen Seite, wenn der Komet wie Cornflakes ist? Wenn es wie Corn Flakes ist, sollten wir eine spektakuläre Darstellung von Ejecta erhalten. Wir nennen es einen Auswurfvorhang während der Entstehung des Kraters, und ich hoffe, dass wir das sehen werden, denn das wäre sehr dramatisch. Und hoffentlich können wir beobachten, wie wir wiederholt schnelle Bilder mit sehr kurzen Belichtungen aufnehmen. Wir werden im Laufe der Zeit klicken. Wenn wir einen großen Auswurfvorhang haben, sollten wir in der Lage sein, die Auswurfform zu sehen oder uns im Raum fortzubewegen, und dies ermöglicht es uns, die meisten Informationen über die innere Struktur des Kometen selbst zu bestimmen. Ich hoffe also, dass dies passieren wird.
