• Tuesday July 16,2019

# 25: Nová tvár ortuti

Anonim

Globálna mapa, čiernobiela a farebná, zachytáva celý prvok Merkúru podrobne.

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Karnegieho inštitútu vo Washingtone

Laurel, Maryland - V určenom popoludňajšom poschodí, ktoré sa uskutočnilo 17. marca, ako kozmická loď Messenger, pripravená vložiť sa do obežnej dráhy okolo Merkúra, laboratórium Aplikovanej fyziky Johns Hopkins University prebralo stovky návštevníkov, ktorí chceli zdieľať historický moment. Laboratórium nazývané skratkou APL (rýmuje sa s JPL, ako v zariadení NASA na západnom pobreží) - ide na bukolickom areáli na polceste medzi Baltimorem a Washingtonom, DC Väčšina zariadení 400 akrov je obmedzená, vrátane oblasti venované výstavbe zázrakov, ako je napríklad Messenger a kozmická loď New Horizons, ktoré teraz smerujú k stretnutiu s Plutom v roku 2015. Okrem úzkostného predvídania dôležitého manévru večera projektový manažér spoločnosti Messenger Peter Bedini bol znepokojený tým, že jeho oficiálnym hosťom udelil hlavné pozície, ktoré hľadali vo vnútri napätých a stísnených štvrtí misijného operačného centra APL,

Obtiažnosť obeživa Merkúra, najvnútornejšej planéty slnečnej sústavy, odviedla pokusy až doteraz. Ak chcete zachytávať Merkúru v jeho tesnej obežnej dráhe okolo Slnka, musí vesmírna loď zmeniť rýchlosť o viac ako 60 000 míľ za hodinu po opustení Zeme, čo je ťažké robiť s samotným raketovým pohonom.

Aby mal planét správnu rýchlosť, musel Messenger vytvoriť cestu s okrouhlou trasou. Po svojom spustení v auguste 2004 z Cape Canaveral sa kozmická loď začala obliecť slnkom na neustále sa meniaci kurz, ktorý letí jednou Zemou (v roku 2005) a potom Venušou dvakrát (2006 a 2007), aby zúžil obežnú dráhu a stratu trochu hybnosti pri každom planetárnom stretnutí. V čase, keď dosiahla blízke okolie Merkúra (v januári 2008), ešte stále cestoval príliš rýchlo, aby sa dostal na obežnú dráhu okolo malého sveta. Takže Messenger pokračovala v oblúku okolo Slnka a opäť prechádzala Merkúrom ešte raz (v októbri 2008 a septembri 2009), aby brzdila svoju rýchlosť.

Som tu, aby som sa pozrel na najdôležitejší moment, keď sa sonda musí otočiť a vypáliť svoj motor opačným smerom, spaľovať takmer tretinu svojho paliva, aby sa dostatočne spomalila, vzdala sa zachytenia a začala svoj nový život umelé satelity Merkúru. "Vyhorejeme 15 minút, " povedal Bedini o raketovej streľbe, ktorá by predstavovala večernú vzrušenie. "To je od 8:45 do 9:00 na palube kozmickej lode. Ale tam je osem alebo deväť minút oneskorenie, takže budeme vidieť signál od 8:54 do 9: 09-prime natiahnutie času. "

Messenger vedcov, od vedúceho vyšetrovateľa Seana Solomona z Carnegie

Inštitúcia pre vedu pre inžinierov v oblasti systémov misií Eric Finnegan na APL považuje za nepodložené Merkúru kľúč k pochopeniu vývoja pozemských alebo planét podobných planét. Jeho starodávny povrch, ktorý bol do značnej miery nedotknutý poveternostnými vplyvmi, ktoré zmenili tváre Venuše, Zeme a Marsu počas vekov

zmena, sa považuje za zachovanie najlepších spomienok na formovanie slnečnej sústavy. Ortuť ďalej upúta pozornosť ako najmenšiu a najhustejšiu skalnatú planétu. Napriek tomu, že Merkúr je len trochu väčší ako priemer zeme, zachováva čiastočne roztavené železné jadro, ktoré vytvára globálne magnetické pole - niečo, čo Mars ani Venuša nemôžu tvrdiť. Ortuť má tiež najširšiu variáciu povrchovej teploty akejkoľvek planéty v solárnom systéme: dostatočne horúce na rovníku v priebehu dňa na roztavenie olova, dostatočne studené v tieňovaných kráterov v blízkosti pólov, aby udržali ľad v dlhodobom skladovaní.

V prostredí blízkeho Merkúra, ktoré je extrémne nepriateľské, dominuje intenzita slnečného žiarenia, ktorá je 11násobkom dávky, ktorú Zem obdrží. Messenger nosí slnečník s plnou dĺžkou na jednej strane tela na ochranu proti pekným podmienkam. Tento odtieň napodobňuje štruktúru a pružnosť robustného plátna, ale pozostáva z keramických zmesí, ktoré sú zvlákňované do ultrajemných vlákien a tkané spolu pre tento jedinečný účel. Bedini vzal na stôl vzorku, keď som sa s ňou stretol a prekvapeně som ho prsty. Len ten zlomok palca je tenký, ten odtieň umožní sedem nástrojov kozmických lodí pracovať pri izbovej teplote tým, že ich chráni pred teplom, ktoré sa zvyčajne nachádzajú "vnútri rúry na samočistiacom cykle". Solárne panely bude vykĺznuť zozadu za slnečným lúčom pod uhlom, aby sa neohrozilo teplo a potrebuje len odpudzovať z nadbytku dostupnej slnečnej energie.

Inžinieri spoločnosti Messenger chránili svoje nástroje nielen pred priamym vystavením slnečnému žiareniu, ale aj z ohromného tepla odrazeného povrchom planéty, ktorý dosahuje 800 stupňov Fahrenheita počas dlhého dňa Merkúr. (Planéta sa otáča okolo slnka rýchlo, len za 88 dní, ale na svojej osi sa otáča tak pomaly, že jeden cyklus na Merkúri trvá takmer šesť mesiacov.) Fotoaparát postavený na to, aby sa zameral na tieto spálené roviny, sedí v libre parafínu, ktorý by sa mal striedavo roztaviť, absorbovať teplo a potom zmraziť, keď kozmická loď dosiahne temnotu planétového tieňa alebo získa vzdialenosť od Merkuru na extrémne eliptickej obežnej dráhe určenej pre ňu - blíži sa do 125 míľ od povrchu pred ustúpením do chladnej vzdialenosti takmer 9, 500 míľ.

Messenger znamená MErcury Surface, Space Environment, GEochemistry a Ranging, súhrn ambicióznej misijnej agendy a lúč k mytologickej práci Merkúra ako posla bohov. Okrem širokoúhlých a úzkych uhlov kamier, užitočné zaťaženie plavidla zahŕňa nástroje na určenie elementárneho zloženia planétovej kôry, meranie magnetického poľa a analýzu zloženia jeho veľmi zriedkavej atmosféry. Laserový výškoměr odhadne výšku povrchu osemkrát za sekundu, ako sa plavidlo pohybuje, objaví presné umiestnenie a rozmer kráterov nárazu, sopečného terénu a ďalších trojrozmerných štruktúr. Žiadny z týchto nástrojov však nebude fungovať počas popoludnia. Všetky systémy musia byť vypnuté - dokonca aj dôležitý systém ochrany proti poruchám, ktorý bežne upozorňuje riadiace jednotky na nebezpečenstvo a zastaví iné systémy, keď to považuje za vhodné. Keďže popálenie predstavuje neobvyklý stav, ochrana pred poruchami by mohla zastaviť proces v polovici obdobia, čo by sabotovalo

zvyšok misie.

"Nechceme nič, aby sme zastavili toto popáleniny, " zopakoval Bedini. "Nemôžeme si to dovoliť nechať. Akonáhle to začne, potrebujeme, aby sme ho napálili celých 15 minút. Ak sa vyskytne nejaký problém s kozmickou loďou, dozvieme sa o nej neskôr. A dúfajme, že to bude možné opraviť. "

Počas Messengerových troch letov Merkúru v rokoch 2008 a 2009 zmapoval a zaznamenal oblasti, ktoré nikdy predtým neboli viditeľné na povrchu planéty. Jediná iná kozmická loď, ktorá sa kedykoľvek pred Merkúrom-Marinerom 10, pred viac ako 30 rokmi, dostala až na polovicu Mercurian krajiny. Nedávny návrat spatřil planétu pokrytý povrch, ktorý vyzeral tak dlho mŕtvy ako náš mesiac. Messenger identifikoval viacfarebné ložiská lávového múčka, čo je znakom pomerne nedávnej sopečnej aktivity. Pokaždé, keď prešiel Merkúrom, Messenger zaznamenal inú konfiguráciu a agitačnú úroveň magnetosféry planéty, magnetickú obálku, ktorá odráža častice vyfúknuté zo slnka. Pri treťom prieskume Messenger pozoroval, že Merkúrovo magnetické pole sa rýchlo zmenilo v reakcii na posúvajúci sa slnečný vietor, čo spôsobilo magnetické výkyvy, ktoré by na Zemi spôsobili, že kompas bude zbytočný.

Presuny zbierali toľko nových údajov, že niektorí hovoria, že už odôvodnili náklady misie, aj keby dnes večer mala skončiť katastrofa. Ale dosiahnutie orbity umožní Messengerovi urobiť fotografie až 10 krát presnejší ako snímky. A voľný čas, ktorý poskytuje ročné pobyty na obežnej dráhe, prinesie ďalšiu dávku údajov viazaných na odpoveď na primárnu misiu

otázky: Prečo je Merkúr tak hustý? Aká je geologická história? Ako funguje atmosféra planéty a prečo má magnetické pole? Možno rovnako dôležité, Messenger mohol osvetliť aj iné pozemské exoplanety, z ktorých mnohé sa kruhovali ešte bližšie k hviezdam hostiteľa. "Merkúr je našim najbližším laboratóriom na štúdium planét, ktoré sa formovali a vyvíjali blízko ich hviezd, " hovorí Šalamún.

Každý, kto pracuje tu v APL, má dôvod cítiť sa skľúčený, a to napriek hviezdnemu výkonu Messengeru. Čo ak sa niečo pokazí? Iba vlani v decembri sa japonská sonda Akatsuki plavila okolo Venuše namiesto toho, aby sa dostala okolo orbity podľa plánu. Merkúr, ktorý je bližšie k slnku a obieha rýchlejšie ako Venuša, je všeobecne považovaný za ťažší cieľ. "Existuje niekoľko vecí, ktoré by mohli urobiť túto veľmi zlú noc, " pripustil Bedini. "Ak sa z nejakého dôvodu ocitneme v heliocentrickej obežnej dráhe [po Slnku namiesto planéty] po popálení dnes večer, existujú spôsoby, ako sa zotaviť. Ale oni nie sú príliš atraktívni. "Ak by Messenger chýbal toto okno príležitostí, mohlo by to trvať dva roky - alebo šesť rokov, alebo viac - na opätovné zaradenie plavidiel na druhú šancu na presun z orbity na obežnú dráhu Merkúr.

Planéta Merkúra sa pri západu slnka za súmraku priaznivo rozrástla, keď sa verejnosti sprístupnili dvere posluchárne APL s 500 sedadlami v centre Kossiakoff. Vnútri úplne vybavená kamerová posádka poverila konanie, keď sa pred živým publikom natáčala atmosféra talk show. Zamestnanec pre vzťahy s médiami APL poskytoval bežný komentár, koordinoval živé vysielania z kontroly misií a uskutočnil rozhovory na pódiu s niekoľkými vedcami a inžiniermi Messenger. Začiatok spálenia vytiahol klapky.

V strede spálenia, veľká obrazovka ponúkla pohľad z webovej kamery vnútri Mission Operations Center. Jadrový tím, ktorého oznamovateľ práve opísal ako "veľmi vzrušený", zostal zmrazený v tabuľke, akoby sa len ťažko dýchal. Publikum sa zasmialo v tomto nepravdepodobnom prejave "vzrušenia", ale všetci sympatizovali s obmedzením na vedeckých tvárach.

Väčšina účastníkov si uvedomila, že rýchla zmena rýchlosti Messenger môže krátkodobo spôsobiť, že Deep Space Network stratila stopu o svojom majáku, čím ľudia nedokázali preukázať svoje postavenie - ani to, čo sa týka ich budúcich výskumných príležitostí. Ale nikdy sa to nestalo. Namiesto toho existovali dva momenty úľavy v Centre operácií misie: najprv keď horiaci prekonal 70% marker, čo znamenalo, že Messenger aspoň urobil na obežnej dráhe a potom - väčšia úľava - keď 15-minútové popálenie ukončený. Keď sa tím podal ruky, aj keď to bola ďalšia polhodina pred tým, ako začali plynúť údaje a operácia bola vyhlásená za úspešnú, čo vyvolalo rozsiahle potlesk.

Bedini a zvyšok tímu stále vyzerali nepríjemne. Vedeli, že už niekoľko hodín nemôžu skutočne vzdať úľavu. Plánovali zostať celú noc, čakajúc na to, že Messenger dosiahne najvzdialenejší bod alebo apoapsu svojej novej očakávanej obežnej dráhy Merkúra. Ak sa plavidlo dostalo k tomuto bodu, mohli by byť presvedčení, že to bude po celý rok odkloniť okolo Merkúra raz za 12 hodín, pravidelne upravovať jeho obežnú dráhu a opakovane sa preorientovať vo vesmíre, aby ukazovalo svoje nástroje na cieľ, obráťte svoju tieňovanú tvár na slnko a pozdvihnite svoje zistenia späť na Zem.


Zistenia telefónu doma
Po vstupe na obežnú dráhu Merkúr v marci Messenger priniesol vedcom jedno prekvapenie za druhým. "Ukazuje nám veľmi odlišnú planétu, ako sme očakávali, " hovorí hlavný riešiteľ Sean Solomon. V októbri Messenger tím odhalil nárazník plodné zistenia z kozmickej lode prvých šesť mesiacov na obežnej dráhe:
° Doteraz neznáme dutiny dotovať ortuťový povrch. Tlaky sa môžu vytvoriť, keď sa prchavé zlúčeniny náhle sublimujú na plyn. To by mohlo znamenať, že planéta obsahuje ľahšie odparované prvky, než predpovedali vedci.
° Hladké, vulkanické roviny sa rozprestierajú po veľkom regióne v blízkosti severného pólu Merkúra. Toky láva pokrývajú viac ako 40 percent planéty, čo naznačuje rozsiahly a relatívne nedávny vulkanizmus.
° Povrchová kompozícia ortuti sa líši od povrchu ostatných skalných planét s desaťkrát väčšou sírou ako zemská kôra. Zvláštne zloženie znamená, že vedci budú musieť prehodnotiť svoje modely toho, ako sa formoval Merkúr.
° Magnetické pole planéty je podivne nerovnomerné, najmä vzhľadom na jeho veľkosť. Vedci zatiaľ nemôžu vysvetliť asymetriu, ale tak by im mali pomôcť porozumieť tomu, čo sa cíti v hustom, železom bohatom interiéri Merkúra.

-Mara Grunbaum


Zaujímavé Články

Je čas na nový astronomický meradol?

Je čas na nový astronomický meradol?

Kliknite na článok o priestore na Objavte a pravdepodobne sa dostanete k meraniu z hľadiska svetelných rokov, slnečných hmôt, astronomických jednotiek alebo arcminutes. Tieto jednotky sú jedinečné pre astronómiu a všetky môžu byť vyjadrené v zmysle ďalších, základnejších jednotiek, ako sú napríklad metre, gramy a stupne. V článku zverejnenom 1.

Marcový vedecký kalendár

Marcový vedecký kalendár

V marci môžete navštíviť Everglades a zistiť stratenú civilizáciu. A tiež aligátori. NPS Photo / J Roark Celý mesiac: Darujte krv na počesť mesiaca Červeného kríža. Každé dve sekundy, niekto v USA potrebuje krv podľa amerického Červeného kríža. Odhaduje sa, že 38 percent populácie je oprávnených poskytnúť, ale menej než 10 percent skutočne tak urobí. 1. marec: Nové múzeum WaterWorks

Aktualizácia: Doteraz neidentifikované čierne čierne ID č

Aktualizácia: Doteraz neidentifikované čierne čierne ID č

Pred niekoľkými dňami sme napísali o tajomnej čiernej kvapky, ktorá pláva na pobreží Aljašky. Vtedy odborníci neboli schopní zistiť, od čoho bolo vyrobené. Nové informácie však skončia špekuláciám: Úrady tvrdia, že je to obrovské rozmazanie rias, ako niektorí komentátori predpokladajú, že sa predošlý príspevok vyslovil. Prehľady TIME: Vypuknutie rias

Nezvratné neandertálci: Štúdia hovorí, že ich zuby vykazujú dôkaz o stravovacích zariadeniach

Nezvratné neandertálci: Štúdia hovorí, že ich zuby vykazujú dôkaz o stravovacích zariadeniach

Neandertálci si užívali nejakú rôznorodosť stravy? Štúdia z tohto týždňového zboru Národnej akadémie vied tvrdí, že prináša viac dôkazov o tom, že títo hominíci jedli širokú škálu diét, vrátane varených obilnín a tráv, a nie stravu mäsa, mäsa a mäsa viac mäsa. Amanda Henry predtým urobila vec; v apríli 2008 uviedla, že mikrofosílie rastlinného materiálu sa nachádzajú v plaku obnovených neandertálskych zubov. Teraz hovorí, že jej tím našiel viac stôp o

Váš opaľovací krém robí anorexiu rýb

Váš opaľovací krém robí anorexiu rýb

Nekonečné častice v našich kozmetických výrobkoch, liekoch a spracovaných potravinách sa dostávajú do potokov a oceánov. Tam sa stávajú úplne novou skupinou potravín pre ryby a iný vodný život. Hoci sa s nimi zaobchádza ako neškodné, nanočastice, ktoré sa pridávajú do stravy rýb, ich môžu úplne odložiť. Nanočastice vyrobené človekom

Ako potlačiť chuť do jedla s jediným hormonom

Ako potlačiť chuť do jedla s jediným hormonom

Experimenty na nervovom okruhu, ktoré sú skryté v tajomnej časti mozgu, môžu odhaliť nové spôsoby kontroly hladu, tvrdí nová štúdia. Vzhľadom na dôležitú úlohu, ktorú zohráva potravina pri prežití, nie je prekvapujúce, že vedci už objavili veľa oblastí mozgu spojených s jedlom. Napríklad hlad môže spúšťa