Het is niet eenvoudig om een komeet te proeven. Overwegen om op iemand te landen, wordt een logistieke nachtmerrie, maar hoe zit het met schieten? Waarom stuur je geen missie naar deze bevroren, onherbergzame rotsen om een sonde in te brengen? Een methode als deze kan zelfs betekenen dat er een monster kan worden genomen waar een landing onmogelijk is!
Dankzij het werk van wetenschappers van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, wordt een nieuwe komeet 'harpoen' ontworpen om het terugzenden van komeetmonsters niet alleen efficiënter, maar ook gedetailleerder te maken.
Deze injectiespuitachtige sonde is ongeveer zo groot als een kledingkast en is ongeveer twee meter hoog en wordt ingebracht met een kruisboogachtige opstelling die contact maakt met het oppervlak van de komeet. Deze boogopstelling is geplaatst om verticaal naar beneden te vuren en bestaat uit een paar bladveren van vrachtwagens en een stalen kabel van 1/2 inch. Een opstelling die tot anderhalve kilometer kan vuren als ze in de verkeerde richting wordt gericht! Wanneer het inslaat, trekt een elektrische lier de boeg terug op zijn plaats en werpt de harpoen uit met 1000 pond kracht bij 100 voet per seconde.
Dus hoe zou het zijn om getuige te zijn van het harpoeneren van de kosmische walvis? Zeker een explosief avontuur. Donald Wegel van NASA Goddard, hoofdingenieur van het project, heeft geëxperimenteerd met de ballista en de kernmonsterdoos in verschillende impactomgevingen. Volgens het persbericht is de resulterende impact iets van een combinatie van geweerrapport en kanonontploffing.
'We moesten het op de grond vastschroeven, omdat de terugslag het hele testbed na elk schot deed springen', zei Wegel. 'We weten niet zeker wat we op de komeet zullen tegenkomen - het oppervlak kan zacht en donzig zijn, meestal gemaakt van stof, of het kan ijs zijn vermengd met kiezels of zelfs vast gesteente. Hoogstwaarschijnlijk zullen er gebieden zijn met verschillende composities, dus we moeten een harpoen ontwerpen die in staat is om een redelijk scala aan materialen te penetreren. Het directe doel is echter om te correleren hoeveel energie nodig is om verschillende diepten in verschillende materialen te penetreren. Welke harpoenpuntgeometrieën dringen het beste door specifieke materialen? Hoe beïnvloeden de harpoenmassa en doorsnede de penetratie? Met de ballista kunnen we deze gegevens veilig verzamelen en gebruiken om het kanon te meten dat zal worden gebruikt tijdens de daadwerkelijke missie. ”
Het bestuderen van monsters van komeetkern zal onderzoekers belangrijke informatie verschaffen over de oorspronkelijke zonnevel en ons helpen om verder te begrijpen hoe het leven mogelijk is ontstaan. "Een van de meest inspirerende redenen om de moeite en de kosten van het verzamelen van een komeetmonster te doorstaan, is om een kijkje te nemen in de 'oerdamp' - biomoleculen in kometen die mogelijk de oorsprong van het leven hebben geholpen," zegt Wegel. Komeetmonster-retourmissies - zoals die van Wild 2 - hebben ons laten zien dat aminozuren op deze onherbergzame plaatsen bestaan, maar misschien wel hebben geholpen het leven hier op aarde te stimuleren.
Het verhaal is echter meer dan alleen op zoek gaan naar redenen voor het leven ... het belangrijkste is het behoud van het leven zelf. Zoals we weten, is er altijd een mogelijkheid dat een komeet de aarde zou kunnen beïnvloeden en een uitstervingsgebeurtenis zou kunnen veroorzaken. Door de komeetsamenstelling te begrijpen, kunnen we meer grip krijgen op wat we zouden moeten doen als een rampzalig scenario zijn lelijke kop opsteekt. We weten bijvoorbeeld of een bepaald type komeet de neiging heeft te fragmenteren - of een andere explodeert. "Dus de tweede belangrijke reden om kometen te proeven, is om de impactdreiging te karakteriseren", aldus Wegel. "We moeten begrijpen hoe ze zijn gemaakt, zodat we de beste manier kunnen vinden om ze af te weren als ze ons willen zien."
"Door een komeetmonster terug te brengen, kunnen we het ook analyseren met geavanceerde instrumenten die niet op een ruimtevaartuig passen of die nog niet zijn uitgevonden", voegt Dr. Joseph Nuth, een komeetexpert bij NASA Goddard en hoofdwetenschapper aan het project toe .
Als we in een film zouden spelen, zouden we misschien kunnen overwegen om een komeetmonster te krijgen door middel van een methode als boren - maar gebrek aan zwaartekracht op deze kleine, bewegende werelden zal dat niet toelaten. "Een ruimtevaartuig zou niet echt op een komeet landen; het zou zich op de een of andere manier moeten hechten, waarschijnlijk met een soort harpoen. Dus we dachten dat als je toch een harpoen moet gebruiken, je die net zo goed kunt krijgen om je monster te verzamelen, 'zegt Nuth.
Momenteel is het ontwerpteam druk bezig met het bestuderen van de reacties van de harpoen op verschillende media - en wat er moet gebeuren om te proeven en te verzamelen wat ze kunnen tegenkomen. Dit is niet eenvoudig aangezien ze werken met een basis onbekend.
"Je kunt dit niet doen door cijfers in een computer te kraken, omdat niemand het eerder heeft gedaan - de gegevens bestaan nog niet", zegt Nuth. 'We moeten gegevens uit experimenten als deze halen voordat we een computermodel kunnen bouwen. We werken aan antwoorden op de meest elementaire vragen, zoals hoeveel poederlading je nodig hebt, zodat je harpoen niet stuitert of helemaal door de komeet gaat. We willen bewijzen dat de harpoen diep genoeg kan doordringen, een monster kan verzamelen, van de punt kan worden losgekoppeld en het apparaat voor monsterafname kan intrekken. ”
Niets wordt echter aan het toeval overgelaten. Door meerdere tips, inzamelingsapparatuur en planning voor verschillende schiettechnieken en -behoeften te creëren, zal het team er zeker van zijn om het meeste uit hun onderzoeksdollars en het ruimtevaartuig te halen dat voor hen beschikbaar zal zijn. Om verder te helpen bij hun planning, zullen ze ook gegevens kunnen gebruiken van de huidige Rosetta-missie en haar lander, Philae, die in 2014 zal aansluiten op "67P / Churyumov-Gerasimenko".
"De Rosetta-harpoen is een ingenieus ontwerp, maar verzamelt geen monster", zegt Wegel. “We gaan meeliften op hun werk en gaan nog een stap verder met een monsterverzamelpatroon. Het is belangrijk om de complexe interne wrijving te begrijpen die een holle harpoen met kernmonsters ondervindt. " Er zal nog meer informatie worden toegevoegd van de recente NASA-missie OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security - Regolith Explorer), een asteroïde monsterretourmissie. Het zal allemaal oplopen tot een aantal zeer unieke bevindingen en één ding dat we weten is ...
"Admiraal? Er zijn hier walvissen ... "
