Es ist nicht einfach, einen Kometen zu untersuchen. Die Landung auf einem zu erwägen, wird zu einem logistischen Albtraum, aber wie wäre es, darauf zu schießen? Warum nicht eine Mission schicken, um sich mit diesen gefrorenen, unwirtlichen Steinen zu treffen und eine Sonde einzusetzen? Eine solche Methode könnte sogar bedeuten, dass eine Probe entnommen werden könnte, bei der eine Landung unmöglich wäre!
Dank der Arbeit von Wissenschaftlern des Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, wird eine neue Kometen-Harpune entwickelt, um die Rückgabe von Kometenproben nicht nur effizienter, sondern auch detaillierter zu gestalten.
Diese spritzenartige Sonde ist ungefähr so groß wie ein Kleiderschrank, ungefähr zwei Meter hoch und wird mit einer Armbrust-ähnlichen Anordnung eingeführt, die die Oberfläche des Kometen berührt. Diese Buganordnung ist so positioniert, dass sie vertikal nach unten feuert. Sie besteht aus einem Paar LKW-Blattfedern und einem 1/2-Zoll-Stahlkabel. Diese Anordnung kann bis zu einer Meile feuern, wenn sie in die falsche Richtung zeigt! Wenn es aufprallt, zieht eine elektrische Winde den Bogen zurück in Position und wirft die Harpune mit 1.000 Pfund Kraft bei 100 Fuß pro Sekunde aus.
Wie wäre es also, die Harpune des kosmischen Wals mitzuerleben? Ein explosives Abenteuer, um sicher zu sein. Donald Wegel von der NASA Goddard, leitender Ingenieur des Projekts, hat mit dem Ballista und der Kernprobenbox in verschiedenen Aufprallumgebungen experimentiert. Laut der Pressemitteilung ist der resultierende Aufprall eine Kombination aus Gewehrbericht und Kanonenexplosion.
"Wir mussten es am Boden festschrauben, weil der Rückstoß den gesamten Prüfstand nach jedem Schuss zum Springen brachte", sagte Wegel. "Wir sind uns nicht sicher, was uns auf dem Kometen begegnen wird - die Oberfläche könnte weich und flauschig sein, hauptsächlich aus Staub bestehen, oder es könnte sich um mit Kieselsteinen vermischtes Eis oder sogar um festes Gestein handeln. Höchstwahrscheinlich wird es Bereiche mit unterschiedlichen Zusammensetzungen geben, daher müssen wir eine Harpune entwerfen, die in der Lage ist, eine angemessene Auswahl an Materialien zu durchdringen. Das unmittelbare Ziel besteht jedoch darin, zu korrelieren, wie viel Energie benötigt wird, um verschiedene Tiefen in verschiedenen Materialien zu durchdringen. Welche Geometrien der Harpunenspitze dringen am besten in bestimmte Materialien ein? Wie wirken sich Harpunenmasse und Querschnitt auf die Penetration aus? Mit der Balliste können wir diese Daten sicher sammeln und zur Größe der Kanone verwenden, die für die eigentliche Mission verwendet wird. “
Durch die Untersuchung von Kometenkernproben erhalten Forscher wichtige Informationen über den ursprünglichen Solarnebel und können besser verstehen, wie das Leben entstanden sein könnte. "Einer der inspirierendsten Gründe für die Mühe und die Kosten der Entnahme einer Kometenprobe ist der Blick auf den" Urschlamm "- Biomoleküle in Kometen, die möglicherweise zur Entstehung des Lebens beigetragen haben", sagt Wegel. Kometenproben-Rückkehrmissionen - wie die von Wild 2 - haben uns gezeigt, dass Aminosäuren an diesen unwirtlichen Orten existieren, aber möglicherweise dazu beigetragen haben, das Leben hier auf der Erde zu stimulieren.
Die Geschichte beinhaltet jedoch mehr als nur die Suche nach Gründen für das Leben. Das größte Problem ist die Erhaltung des Lebens. Wie wir wissen, besteht immer die Möglichkeit, dass ein Komet die Erde beeinflusst und ein Ereignis auf Extinktionsniveau erzeugt. Wenn wir die Zusammensetzung der Kometen verstehen, können wir besser verstehen, was wir tun müssen, wenn ein katastrophales Szenario seinen hässlichen Kopf aufrichtet. Zum Beispiel würden wir wissen, ob ein bestimmter Kometentyp dazu neigt, zu fragmentieren - oder ein anderer explodiert. „Der zweite Hauptgrund für die Probenahme von Kometen ist die Charakterisierung der Aufprallbedrohung“, so Wegel. "Wir müssen verstehen, wie sie hergestellt werden, damit wir den besten Weg finden, sie abzulenken, falls jemand uns im Visier hat."
„Wenn wir eine Kometenprobe zurückbringen, können wir sie auch mit fortschrittlichen Instrumenten analysieren, die nicht auf ein Raumschiff passen oder noch nicht erfunden wurden“, fügt Dr. Joseph Nuth hinzu, Kometenexperte bei NASA Goddard und leitender Wissenschaftler des Projekts .
Wenn wir in einem Film mitspielen würden, könnten wir vielleicht in Betracht ziehen, eine Kometenprobe durch eine Methode wie Bohren zu erhalten - aber ein Mangel an Schwerkraft auf diesen kleinen, sich bewegenden Welten wird dies nicht zulassen. "Ein Raumschiff würde eigentlich nicht auf einem Kometen landen. es würde sich irgendwie anheften müssen, wahrscheinlich mit einer Art Harpune. Wir haben uns also überlegt, ob Sie eine Harpune verwenden müssen, um Ihre Probe zu sammeln “, sagt Nuth.
Gegenwärtig arbeitet das Designteam intensiv daran, die Reaktionen der Harpune auf verschiedene Medien zu untersuchen - und was getan werden muss, um zu probieren und zu sammeln, was ihnen begegnen könnte. Dies ist nicht einfach, wenn man bedenkt, dass sie mit einem grundlegenden Unbekannten arbeiten.
"Sie können dies nicht tun, indem Sie Zahlen in einem Computer eingeben, da dies noch niemand zuvor getan hat - die Daten sind noch nicht vorhanden", sagt Nuth. „Wir müssen Daten aus solchen Experimenten abrufen, bevor wir ein Computermodell erstellen können. Wir arbeiten an Antworten auf die grundlegendsten Fragen, z. B. wie viel Pulverladung Sie benötigen, damit Ihre Harpune nicht abprallt oder den ganzen Weg durch den Kometen geht. Wir wollen beweisen, dass die Harpune tief genug eindringen kann, eine Probe entnehmen, sich von der Spitze entkoppeln und das Probenentnahmegerät zurückziehen kann. “
Nichts wird jedoch dem Zufall überlassen. Durch die Erstellung mehrerer Tipps, Sammelvorrichtungen und die Planung unterschiedlicher Schussmethoden und -bedürfnisse kann das Team sicher sein, das Beste aus seinen Forschungsgeldern und dem Raumschiff herauszuholen, das ihnen zur Verfügung stehen wird. Um ihre Planung weiter zu unterstützen, können sie auch Daten aus der aktuellen Rosetta-Mission und ihrem Lander Philae verwenden, die 2014 mit „67P / Churyumov-Gerasimenko“ zusammenarbeiten werden.
„Die Rosetta-Harpune ist ein geniales Design, sammelt aber keine Probe“, sagt Wegel. „Wir werden ihre Arbeit huckepack nehmen und noch einen Schritt weiter gehen, um eine Probensammelpatrone einzubauen. Es ist wichtig, die komplexe innere Reibung zu verstehen, auf die eine hohle Harpune mit Kernproben trifft. " Weitere Informationen werden aus der jüngsten NASA-Mission OSIRIS-REx (Ursprung, Spektralinterpretation, Ressourcenidentifikation, Sicherheit - Regolith Explorer) hinzugefügt, bei der es sich um eine Asteroiden-Probenrückgabemission handelt. Das alles wird zu einigen sehr einzigartigen Ergebnissen führen und eine Sache, die wir wissen, ist…
"Admiral? Hier sind Wale ... "
