Kaikki tähtienvälinen ja planeettojen välinen tila on täynnä kosmista säteilyä. Tämä on seurausta tähtiä säteilystä, mustien reikien lisääntymislevyistä, neutronitähdistä ja pulsaareista, supernoova-räjähdyksistä … Lähes kaikki universumin kataklysmit aiheuttavat säteilypäästöjä. Säteily on astronauttien ja elektroniikan ongelma, mutta tutkijoille se on lahja oppia paljon yksityiskohtia avaruudesta. Jatkamme katsausta tieteellisistä välineistä, joita käytettiin aurinkokunnan tutkimiseen.
Aikaisemmin opimme kuinka planeettoja tutkitaan optisilla keinoilla.
Gammaspektroskopia
Gamma-alue on periaatteessa myös optiikka gammasäteet ovat korkean energian fotoneja. Mutta planeettatieteessä gammaspektroskopia ei tutkita tähtiä ja mustia reikiä säteileviä säteitä, vaan niitä, jotka valaisevat planeettoja ja muita ei-ilmakehän tai heikosti ilmakehän kosmisia kappaleita.
Planeetat ja asteroidit alkavat säteilyä gammassa, kun niitä pommitetaan massiivisempien hiukkasten kanssa: korkeaenergiset protonit, alfa-beeta-säteet ja neutronit. Varatut hiukkaset osuvat pinta-maaperään ja se alkaa säteilyalueella. Ja mikä on tyypillistä, jokainen kemiallinen elementti säteilee omalla alueellaan. Eli meidän on vain pidettävä gammaspektrometriä pinnan yläpuolella ymmärtääksesi mitä se koostuu. Joten ymmärrämme vain kemiallisen koostumuksen, ei geologisen, mutta täydentämällä sitä esimerkiksi infrapunaspektrometreistä ja näkyvän alueen kameroista saatavalla informaatiolla saadaan visuaalisempi kuva.
Mainosvideo:
Joten gammaspektrometriaa käyttämällä tutkijat oppivat tooriumin, raudan ja titaanimalmin suhteellisen korkeat pitoisuudet kuussa.
Tällaisen Mars Odyssey -laitteen avulla oli mahdollista löytää kaksi Marsista sijaitsevaa aluetta, joiden torium- ja luultavasti uraanimalmit olivat poikkeuksellisen korkeat. On täysin mahdollista, että prosessit tapahtuivat kerran Afrikassa kuten luonnollinen ydinreaktori. Totta, toiset puhuvat samojen tietojen perusteella lämpöydinsodasta … Tätä tai toisin, tämä on rohkaiseva löytö, koska se tarkoittaa, että tulevien marssilaisten uudelleensijoittajien ydinvoimalat voivat työskennellä paikallisilla raaka-aineilla.
Neutronidetektorit
Toisin kuin alfa- ja beetahiukkaset, kosmiset neutronit eivät ime kokonaan maaperään. Jotkut neutroneista heijastuvat kivisten kappaleiden pinnalta, kun taas ne onnistuvat vajoamaan maahan noin puoli metriä. Pinnalta palaavat neutronit liikkuvat pääsääntöisesti jo paljon hitaammin, niiden nopeus ja energia riippuvat siitä, mitä ne kulkivat maaperässä. Tarkemmin sanottuna niiden avulla mitataan vain yksi parametri - vetypitoisuus.
Vety hidastaa atomien keveyden vuoksi tehokkaasti neutroneja joustavissa törmäyksissä, ja tämä tehokkuus riippuu suoraan sen pitoisuudesta. Samaan aikaan vapaassa muodossa vetyä ei jää maaperään, etenkin jos ilmakehän paine on nolla. Jotta vety voidaan varastoida maaperään, sen on oltava sitoutuneena kemiallisella tasolla, ja vesi on edelleen paras lääke. Siten lentämällä pinnan yli ja keräämällä tietoja "poistuneiden" neutronien nopeuksista, voidaan määrittää likimääräinen vesipitoisuus maaperässä. Tietysti, mitä matalampi lentää, sitä tarkempia tiedot ovat. Satelliittien virhe on edelleen plus tai miinus sata kilometriä.
Juuri venäläisten LEND- ja HEND-instrumenttien avulla saatiin tietoja vedyn / veden jakautumisesta Kuun ja Marsin pintamaalla.
Ja jos marsilaisten tiedot on jo vahvistettu kahdesti, niin kuukautiset odottavat edelleen tarkistustaan. Marsilla Phoenix-laskulasku laskeutui kehän ympäröivälle alueelle, ja missä HEND lupasi jopa 70% maan vedestä, löydettiin kerros vesijäätä suoraan pölyn alle. Ja Gale-kraatterissa, jossa Curiosity rover toimii, HEND lupasi 5%, maaperän vesipitoisuus vaihtelee 3%: sta 5%: iin ja vain harvoin törmännyt kuuden prosentin "oaaseihin".
Tällaisen HEND-menestyksen jälkeen hänen veljensä DAN "istui" suoraan roverille, ja nyt hän ei kerää tietoja edeltäjänä olevasta 300 km: n korkeudesta, mutta 0,5 m. kymmenistä kilometreistä senttimetriin.
Neutronidetektorien menestyksestä huolimatta niihin ei kuitenkaan ole lopullista luottamusta. Kuun jäätiköt odottavat edelleen löytöjään, ja avaruusjärjestöt sekä yksityiset yritykset kiinnittävät yhä enemmän huomiota Kuun napoihin. Vaikka kosteuspitoisuus siellä on satelliittien mukaan enintään 4%.
tutkat
Radioalueella olevien planeettojen äänitys aloitettiin maasta. Arecibon radioteleskooppi antoi halkaisijaltaan 300 metriä paljon tietoa. Esimerkiksi 80-luvulla hän löysi kuuman elohopean sauvoista omituisen heijastuksen, jonka vesijää voisi antaa. Tutkijat eivät pitkään voineet uskoa, että jäätiköitä voisi esiintyä planeetalla, joka on lähinnä aurinkoa. Jouduin odottamaan Messenger-koettimen tuloksia, joka pystyi varmistamaan jään esiintymisen neutronidetektoria ja lasersäteilyä käyttämällä.
Arecibo näytti vaikuttavia kuvia supermoonina vuonna 2013. Kuulla hän voi nähdä katastrofaalisten laavavirtausten ja "tulvien" seuraukset hänen avulla.
Jos nämä kuvat yhdistetään kiertospektrometreistä saatujen mineraalien jakautumiskarttoihin, on mahdollista koota yksityiskohtainen geologinen kartta alueesta ja on mahdollista rekonstruoida pinnan kehitys. On outoa, että tähän asti satelliittia, jolla on voimakas tutka, ei ole lähetetty kuuhun.
Mutta kolme tutkasatelliittia lensi Venukseen. Ei ole muuta tapaa tutkia pintaa tämän planeetan kiertoradalta. Venera-15 ja -16 kartoittivat pohjoisnavan 1980-luvulla, ja sitten 1990-luvulla Magellan laati täydellisen kartan.
Nyt Cassini on kiireinen vastaavan liiketoiminnan kanssa Saturnuksen kiertoradalla. Täällä tutkaa käytetään tunkeutumaan Titanin tiheään ilmakehään. Lukuisten lentojen aikana avaruusasema paljastaa vähitellen ikuisen verhon ja paljastaa tieteelle tämän todella uskomattoman maailman, tietyllä tavalla uskomattoman samanlainen kuin maallinen, mutta tietyllä tavalla silmiinpistävän erilainen.
Useat tutkatutkimukset mahdollistavat paitsi kartoittamisen myös myös dynaamisten prosessien tarkkailemisen. Siksi salaperäisesti ilmestynyttä ja sitten kadonneen saaren katsottiin olevan merkki jatkuvista kausivaihteluista. Ehkä se oli jäinen jäävuori, joka kaatui metaanimereen.
Muut aallonpituudet ja erilaiset tutkarakenteet antavat sinun mennä syvemmälle. Marsin kiertoradalla on kaksi avaruusalusta, jotka on varustettu "kaikuäänillä", jotka tunkeutuvat planeetan kuoreen 1-3 kilometrin päähän.
Eurooppalaisen avaruusaluksen Mars Express -tutkimuksen avulla saatiin tietoa polaarijään voimasta ja rakenteesta, erotettiin hiilidioksidijää vesijäästä ja arvioitiin vesivarannot.
Hänen pyyhkäisynsä paljasti muinaiset asteroidikraatterit, jotka on haudattu satojen metrien vulkaanisen laavan ja Marsin valtameren sedimenttikokoelmien pohjoisella pallonpuoliskolla. Tutkijat ovat toistuvasti huomauttaneet ilmeisen eron meteoriittikraattoreiden lukumäärässä Marsin eteläisillä ja pohjoisilla pallonpuoliskoilla, ja Mars Express on ratkaissut mysteerin. Jos joku vielä toivoi, että marsseihin, jotka on haudattu Marsin osa-alueelle, tyhjiöstä, kuivuudesta ja pakkasta, niin minulla on heille huonoja uutisia …
New Horizons -aluksen avaruusaluksella on myös instrumentit tutkatutkimukseen, mutta antennin koko on pienempi kuin monilla planeettojenvälisillä kollegoilla, joten tutkimus keskittyy ilmakehän löytämiseen ja tutkimiseen.
Odotan innostuneesti komeetan 67P / Churyumov-Gerasimenko ytimen tutkan skannauksen tuloksia, jotka Rosetta ja Philae-avaruusalukset tekivät parille.
Tutka saatettiin jopa kuuhun. Kiinalainen "Jade Hare" onnistui kävelemään vain sata metriä, mutta jopa siitä hän onnistui saamaan mielenkiintoisimmat kuun pinnan profiilit noin neljän sadan metrin syvyyteen. Jatkossa tällaiset tiedot ovat elintärkeitä kuun aseman, tukikohdan tai asutuksen rakentamiselle.
Alfa-protonispektroskopia
Kun kyse on avaruuskappaleiden tutkimisesta laskeutuneiden avulla, sitä on lähes mahdotonta tehdä koskettamatta alfa-protoniröntgenfluoresenssispektroskopian hetkiä.
APXS-tyyppiset laitteet (alfahiukkasröntgenspektrometri) asennettiin kaikkiin NASA Mars -kiskoihin. APXS on saatavana Philae-laskukoneella komeetan 67P / Churyumov-Gerasimenko ytimessä. Neuvostoliiton kuunristeillä oli samanlainen laite (RIFMA).
Menetelmän toimintaperiaate muistuttaa gammaspektroskopiaa, paitsi että anturilla on oma varautuneiden hiukkasten lähde (jonkinlainen radioaktiivinen isotooppi), pääasiassa alfa-säteitä. Tutkittu näyte säteilytetään säteilyllä ja se alkaa hehkua röntgenalueella.
Lisäksi jokainen kemiallinen elementti hehkuu omalla tavallaan, mikä tekee mahdolliseksi saada alkuainekoostumuksen spektrit.
Tämä ei ole mitenkään tyhjentävä kuvaus aurinkokunnan tutkimuksen laitteista. Yleensä astrofysiikan välineitä asennetaan myös planeettojenvälisiin ajoneuvoihin energian hiukkasten, planeettojen välisen säteilyn, plasman ja pölyn rekisteröimiseksi. Planeettienvälisten lentojen avulla voit myös tutkia ulkoavaruutta, Auringon, planeettojen ja tähtienvälistä väliainetta, mutta se on toinen tarina.