4 juli is Independence Day In de Verenigde Staten, en Amerikanen genieten meestal van hun vakantie met een paar vuurwerk. Op 4 juli zal een ruimtevaartuig ter grootte van een wasmachine komeet Tempel 1 inslaan, een krater uithakken en tonnen ijs en rots de ruimte in werpen. Het flyby-ruimtevaartuig zal de botsing vanaf een veilige afstand bekijken en ons de meest spectaculaire foto's sturen die ooit van een komeet zijn gemaakt - en zijn nieuwe blauwe plek. Dr. Lucy McFadden zit in het wetenschappelijke team van Deep Impact en spreekt met mij van de Universiteit van Maryland.
Luister naar het interview: Get Ready for Deep Impact (6,1 MB)
Of abonneer u op de podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser: Kun je me een voorproefje geven van wat we gaan zien op 4 juli?
Dr. Lucy McFadden: Ik wou dat ik precies wist wat er op 4 juli zou gebeuren, maar dit is een experiment. Ik kan je vertellen wat we denken te zien, maar de kans is groot dat het aanzienlijk anders is.
We hebben dus een ruimtevaartuig op weg naar Komeet Tempel 1, een komeet voor een korte periode die om de 5,5 jaar in een baan om het zonnestelsel komt. Het is ongeveer zo groot als Washington DC. Het kan in het gebied van Washington DC passen, maar het is een beetje langwerpig. Het is ongeveer 14 km bij 4 km bij 4 km, en terwijl ons ruimtevaartuig ernaartoe gaat, hebben we gepland om het ruimtevaartuig in twee delen te scheiden. Laat me hier het podium bepalen, deze komeet bevindt zich in een baan om de zon. Het komt naar het dichtstbijzijnde punt van de zon, het perihelium genoemd, en beweegt zich dus begin juli met de hoogste snelheid door het zonnestelsel. Ons ruimtevaartuig bevindt zich ook in een baan om de zon en gaat de baan van de komeet onderscheppen. 24 uur voordat we van plan zijn deze komeet te beïnvloeden, gaan we de twee ruimtevaartuigen, de impactor en de flyby scheiden. Het botslichaam zet zijn aanvaringskoers naar de komeet voort en het luchtparadijs - of moederschip - vertraagt een beetje en verandert enigszins van richting zodat het kan kijken terwijl het botslichaam de komeet raakt. Wanneer het de komeet raakt, wanneer we deze kosmische botsing in de ruimte hebben, gaat er gebeuren dat de energie van de inslag zich in de komeet zelf zal verspreiden, in de vorm van een schokgolf. Deze schokgolf zal in de komeet ploegen; hoe diep we niet weten. Maar op een gegeven moment zal de kracht van het materiaal in de komeet zelf de oprukkende energieschokgolf terugduwen en materiaal uit de komeet duwen. We zullen een krater hebben gevormd met uitgestoten materiaal dat uit het gat komt dat we hebben gemaakt.
Nu kun je je afvragen, waarom doen we dit? We doen dit om een kijkje te nemen - om te profiteren van de kans dat deze komeet zo dicht bij ons staat - om een kijkje te nemen naar de binnenkant van de komeet; om te zien waar de binnenkant van gemaakt is, en om te zien welke structuur er is.
Om meer uit te werken, denk ik dat ik je wat perspectief moet geven over wat kometen zijn en wat ze in het zonnestelsel zijn. Ik zeg graag dat ze het oudste en koudste deel van het zonnestelsel zijn. Ze vormden zich aan de randen van het zonnestelsel, honderdduizenden keren de afstand die de aarde van de zon verwijderd is. Dus alles waar kometen werden gevormd, is koud. Ze vormden ook 4,5 miljard jaar geleden, toen het zonnestelsel zich vormde. Ze zijn nooit opgenomen in een planeet. Ze zijn dus zowel oud als koud. We profiteren van de kometen die dichter bij de aarde komen om het te gebruiken als laboratorium en als sonde voor verre randen van het zonnestelsel in zowel ruimte als tijd.
Fraser: Nu is Deep Impact pas een paar maanden geleden gelanceerd, dus hadden we echt geluk dat Tempel 1 op het juiste moment op de verkeerde plaats was?
Dr. McFadden: Ja, nou, vanuit mijn perspectief was het op het juiste moment op de juiste plaats.
Fraser: Ik keek meer vanuit het perspectief van de komeet.
Dr. McFadden: Laat me hier twee dingen zeggen. Allereerst zal de komeet niet worden geschaad. Laten we hier wat perspectief zien in termen van de massa van het ruimtevaartuig versus de massa van de komeet. Of de energie van het ruimtevaartuig versus de energie van de bewegende komeet. Het komt overeen met een mug of een kleine mug die tegen een vliegtuig van 767 wordt aangelopen. Dus we gaan de komeet niet raken. Maar natuurlijk laat ik je het perspectief van de komeet bekijken als je wilt. Maar ja, het was op dit moment op de juiste plaats of op de verkeerde plaats. NASA zei dat ze bij de aankondiging van de gelegenheid voor ruimteverkenningsmissies zeiden dat deze aankondiging betrekking heeft op geld dat binnen een bepaald tijdsbestek beschikbaar is, en dat het tijdsbestek tussen 2000 en 2006 was. En dus gingen we op zoek naar kometen die beschikbaar waren gedurende de tijd dat NASA ons geld zou geven, en toen we komeet Tempel 1 dicht bij het perihelium vonden, wanneer het het snelst beweegt, beviel dat ons ook, want hoe sneller de komeet beweegt, hoe meer energie er nodig is voor de overdracht om de krater te creëren. Dus vanuit dat oogpunt is het goed. En dan is er nog een derde, maar secundaire reden waarom komeet Tempel 1 goed is; het is niet zo actief als sommige kometen. Er is niet zoveel stof en jetactiviteit geassocieerd met komeet Tempel 1, wat verwarrend kan zijn of het moeilijk voor ons maakt om de vorming van de krater daadwerkelijk te observeren wanneer we deze raken. Dus Comet Tempel 1 past.
Fraser: Hoe gaan we het vanaf hier op aarde en vanuit de ruimte observeren?
Dr. McFadden: We hebben het ruimtevaartuig dat het vanuit de ruimte observeert - ons Deep Impact-ruimtevaartuig. We hebben het Rosetta-ruimtevaartuig, dat op weg is naar een andere komeet, het ook vanuit de ruimte zal observeren. We hebben drie grote observatoria van NASA: Chandra, Hubble en Spitzer zullen het observeren. Drie verschillende golflengten; Chandra is een röntgentelescoop en Hubble is een optische en bijna-infraroodbeeldtelescoop. We gaan ook wat spectroscopie met Hubble observeren. En dan is Spitzer een infraroodtelescoop. Dus die gaan we gebruiken. Evenals alle grote observatoria over de hele wereld zullen de komeet observeren, voor, tijdens en na de inslag. Dus we hebben een wereldwijde observatiecampagne.
Fraser: En hoe verhouden de foto's van Deep Impact zich tot de foto's die we van Stardust zagen?
Dr. McFadden: Het is interessant, ik gebruik de afbeeldingen van Stardust om te oefenen met het interpreteren van de afbeeldingen die we van Deep Impact krijgen. We zullen komeet Tempel 1 van dichterbij bekijken dan het ruimtevaartuig Stardust; we vliegen dichterbij - we vliegen 500 km van komeet Tempel 1, terwijl het ruimtevaartuig Stardust 1.100 of 1.300 km verwijderd was.
Fraser: Ik herinner me dat Stardust nogal wat door puin werd geraakt, hoe zal Deep Impact het doen als het dichter bij de komeet komt?
Dr. McFadden: Je moet niet vergeten dat het belangrijkste doel van Stardust was om stof te verzamelen, dus ze wilden geraakt worden. Dus vlogen ze het gebied in met de grootste stofdichtheid. Wat we doen als we door datzelfde gebied vliegen, is dat we het ruimtevaartuig in schildmodus zetten om de telescoop te beschermen in de tijd dat we het grootste aantal inslagen van stof en puin zouden moeten krijgen. En we vliegen eigenlijk onder een hoek. Het meeste puin bevindt zich in het vlak van de baan, in de richting van zijn beweging, en dus zal het ruimtevaartuig er schuin voorbij vliegen; dus er is een korte periode van 20 minuten dat we niet zullen observeren om de camera's te beschermen.
Fraser: Als Deep Impact eenmaal klaar is, heb je nog meer wetenschappelijke doelen waarvoor je het ruimtevaartuig zou willen gebruiken, zodra het buiten het visuele bereik van Tempel 1 komt?
Dr. McFadden: Er zijn momenteel geen specifieke plannen voor observatie in een vervolgmissie; dat moet worden goedgekeurd door NASA. We hebben wat onderzoek gedaan en weten dat er nog een of andere komeet is die we kunnen waarnemen, maar daar hebben we nog geen goedkeuring voor gekregen.
Fraser: Dus wat zal er in je stoutste dromen op 4 juli verschijnen?
Dr. McFadden: Nou, mijn wildste droom is dat de impactor in de komeet zal gaan en aan de andere kant naar buiten zal komen, maar dat is niet erg waarschijnlijk.
Fraser: Oké, misschien een minder wilde droom.
Dr. McFadden: Oké, minder wild, in volgorde van waarschijnlijkheid is dat de komeet bijvoorbeeld de consistentie van een steen zal hebben, en het impactor het zal raken en niet veel schade aan het oppervlak zal toebrengen, of niet echt veel van een impact omdat de komeet de consistentie is van een steen. Maar dat is ook niet erg waarschijnlijk. Aan de andere kant, wat als de komeet op Cornflakes lijkt? Als het op cornflakes lijkt, zouden we een spectaculaire weergave van ejecta moeten krijgen. We noemen het een uitwerpgordijn tijdens de vorming van de krater, en ik hoop dat dat is wat we zullen zien, want dat zou heel dramatisch zijn. En hopelijk konden we kijken terwijl we herhaaldelijk snelle foto's maken met zeer korte belichtingen. We zullen klikken terwijl we voorbijgaan. Als we een groot ejecta-gordijn hebben, zouden we de ejecta-vorm moeten kunnen zien, of door de ruimte kunnen reizen, en dat zal ons in staat stellen om de meeste informatie te bepalen over de interne structuur van de komeet zelf. Dus dat is wat ik hoop dat er gaat gebeuren.
