Alt interstellært og interplanetært rum er fyldt med kosmisk stråling. Dette er resultatet af stråling fra stjerner, akkretionsskiver af sorte huller, neutronstjerner og pulsarer, supernovaeksplosioner … Næsten enhver katastrofe i universet er årsagen til strålingsemissioner. Stråling er et problem for astronauter og elektronik, men for forskere er det en gave, der giver dem mulighed for at lære en masse detaljer om rummet. Vi fortsætter vores gennemgang af videnskabelige instrumenter, der bruges til at studere solsystemet.
Tidligere lærte vi, hvordan planeter studeres ved hjælp af optiske midler.
Gamma-spektroskopi
Gammaområdet er i princippet også optik siden gammastråler er højenergifotoner. Men gammastrålespektroskopi i planetarisk videnskab studerer ikke de stråler, der udsendes fra stjerner og sorte huller, men dem, der belyser planeter og andre ikke-atmosfæriske eller svagt atmosfæriske kosmiske kroppe.
Planeter og asteroider begynder at udsende gamma, når de bombarderes af mere massive partikler: højenergiprotoner, alfa-beta-stråler og neutroner. De ladede partikler rammer overfladen jord, og det begynder at udsende i gamut. Og som er typisk udsender hvert kemisk element i sit eget interval. Det vil sige, vi er bare nødt til at holde et gammaspektrometer over overfladen for at forstå, hvad det består af. Så vi vil kun forstå den kemiske sammensætning, ikke den geologiske, men supplere den med information, for eksempel fra infrarøde spektrometre, og fra kameraer i det synlige interval, kan vi få et mere visuelt billede.
Salgsfremmende video:
Så ved hjælp af gammaspektrometri lærte forskere om de relativt høje koncentrationer af thorium, jern og titanmalm på månen.
Ved hjælp af en sådan anordning på Mars Odyssey var det muligt at finde to regioner på Mars med afvigende højt indhold af thorium og sandsynligvis uranmalm. Det er meget muligt, at processer der en gang fandt sted som i Afrika, med dannelsen af en naturlig atomreaktor. Det er sandt, at andre, på grundlag af de samme data, taler om en termonuklear krig … En eller anden måde er dette en opmuntrende fund, da det betyder, at fremtidige Mars-bosætnings kernekraftværker kan arbejde på lokale råvarer.
Neutrondetektorer
Kosmiske neutroner, i modsætning til alfa- og beta-partikler, absorberes ikke fuldstændigt i jorden. Nogle af neutronerne reflekteres fra overfladen af stenede kroppe, mens de formår at synke ned i jorden med cirka en halv meter. Neutronerne, der vender tilbage fra overfladen, bevæger sig som regel allerede meget langsommere, deres hastighed og energi afhænger af, hvad de gik igennem i jorden. Mere præcist måles kun en parameter med deres hjælp - brintindholdet.
På grund af atomenes lethed bremser hydrogen effektivt neutroner i elastiske kollisioner, og denne effektivitet afhænger direkte af dens koncentration. Samtidig forbliver brint ikke i jorden i fri form, især når atmosfæretrykket har en tendens til nul. For at opbevare brint i jorden skal det være bundet på et kemisk niveau, og vand forbliver det bedste middel. Ved at flyve over overfladen og indsamle data om hastigheden af "take off" -neutronerne kan man således bestemme det omtrentlige vandindhold i jorden. Jo lavere vi flyver, jo mere nøjagtige bliver dataene naturligvis. Satellitter giver stadig en fejl på plus eller minus hundrede kilometer.
Det var ved hjælp af de russiske LEND- og HEND-instrumenter, der blev opnået data om fordelingen af brint / vand i jordoverfladen til månen og Mars.
Og hvis Martian-dataene allerede er bekræftet to gange, venter månens data stadig på deres verifikation. På Mars landede Phoenix-landeren i det cirkumpolære område, og hvor HEND lovede op til 70% af vandet i jorden, blev der fundet et lag vandis lige under støvet. Og i Gale Crater, hvor Curiosity rover fungerer, lovede HEND 5%, vandindholdet i jorden varierer fra 3% til 5%, og kommer kun sjældent over seks procent "oaser".
Efter en sådan succes med HEND blev hans bror DAN "siddende" direkte på roveren, og nu indsamler han data ikke fra en højde på 300 km, som dens forgænger, men 0,5 m. Det er sandt, at lyddybden stadig ikke overstiger 1 meter, men den rumlige opløsning er steget fra titalls kilometer til centimeter.
På trods af neutrondetektorernes succes er der ingen endelig tillid til dem. Gletsjere på månen venter stadig på deres opdager, og rumfartsbureauer såvel som private virksomheder er mere og mere opmærksomme på Månens poler. Selvom koncentrationen af fugt der, ifølge satellitter, ikke er mere end 4%.
radarer
Lyden af planeterne i radioområdet begyndte at udføres fra Jorden. En masse information blev givet af Arecibo-radioteleskopet, 300 meter i diameter. For eksempel tilbage i 80'erne opdagede han ved polerne i det varme Merkur, en mærkelig refleksion, som vandis kunne give. Forskere i lang tid kunne ikke tro, at gletsjere kunne eksistere på planeten tættest på Solen. Jeg var nødt til at vente på resultaterne af Messenger-sonden, der ved hjælp af en neutrondetektor og laserudvidelse var i stand til at bekræfte tilstedeværelsen af is.
Arecibo viste imponerende billeder under supermoon 2013. På Månen kan han se konsekvenserne af katastrofale lavastrømme og "oversvømmelser" med hans hjælp.
Hvis disse billeder kombineres med kort over fordelingen af mineraler, der er opnået fra orbital spektrometre, er det muligt at samle et detaljeret geologisk kort over området, og det er muligt at rekonstruere udviklingen af overfladen. Selvom det er underligt, at der indtil nu ikke er sendt en satellit med en kraftig radar til månen.
Men tre radarsatellitter fløj til Venus. Der er ingen anden måde at studere overfladen fra denne planets kredsløb. Venera-15 og -16 kortlagde Nordpolen i 1980'erne, og derefter i 1990'erne lavede Magellan et komplet kort.
Nu er Cassini travlt med en lignende forretning i bane rundt Saturn. Her bruges radar til at trænge ind i Titans tætte atmosfære. I løbet af adskillige flyvninger åbner rumstationen gradvis det evige slør og afslører for videnskaben denne virkelig fantastiske verden, på nogle måder utroligt ligner den jordiske, men på en eller anden måde slående anden.
Flere radarundersøgelser tillader ikke kun kortlægning, men også observation af dynamiske processer. Således syntes den mystisk optrådte og derefter forsvandte ø betragtes som et tegn på igangværende sæsonændringer. Det var måske et iskold is, der styrtede ned i et metanhav.
Andre bølgelængder og forskellige radardesign giver dig mulighed for at gå dybere. I Mars 'bane er der to rumfartøjer udstyret med "ekkolodder", der trænger igennem jordskorpen i 1-3 kilometer.
Undersøgelsen af det europæiske rumfartøj Mars Express gjorde det muligt at få information om polisis magt og struktur, skelne kuldioxidis fra vandis og estimere vandreserver.
Hans scanning afslørede gamle asteroide kratere, begravet af hundreder af meter vulkansk lava og sedimentære ophobninger af Marshavet på den nordlige halvkugle af planeten. Forskere har gentagne gange bemærket den tilsyneladende forskel i antallet af meteoritkratere i den sydlige og nordlige halvkugle af Mars, og Mars Express har løst mysteriet. Hvis nogen stadig havde forhåbninger for de martians, der er begravet i sub-Martian Zion fra vakuum, tørke og frost, så har jeg dårlige nyheder til dem …
Rumfartøjet New Horizons har også instrumenter til radarforskning, men antennestørrelsen er ringere end mange interplanetære kolleger, så forskningen vil koncentrere sig om at finde og studere atmosfæren.
Jeg ser frem til resultaterne af radarscanning af kernen til kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko, som blev udført af Rosetta og Philae-rumfartøjet i et par.
Radaren blev endda bragt til månen. Den kinesiske "Jade Hare" formåede kun at gå hundrede meter, men selv på den formåede han at få de mest interessante profiler på månens overflade til en dybde på cirka fire hundrede meter. I fremtiden vil sådanne oplysninger være vigtige for opførelsen af en månestation, base eller bebyggelse.
Alfaprotonspektroskopi
Når det kommer til undersøgelse af rumlegemer af lander, er det praktisk taget umuligt at gøre uden at røre øjeblikke med alfaproton røntgenfluorescensspektroskopi.
Enheder af APXS-typen (Alpha Particle X-Ray Spectrometer) blev installeret på alle NASA Mars-rovere. APXS er tilgængelig på Philae-landeren ved kernen til kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko. Der var en lignende enhed (RIFMA) på de sovjetiske måneflyttere.
Princippet for anvendelse af metoden ligner gammaspektroskopi, bortset fra at sensoren har sin egen kilde til ladede partikler (en slags radioaktiv isotop), primært alfastråler. Den undersøgte prøve bestråles med stråling, og den begynder at gløde i røntgenområdet.
Derudover lyser hvert kemisk element på sin egen måde, hvilket gør det muligt at opnå spektre af grundlæggende sammensætning.
Dette er langt fra en udtømmende oversigt over udstyr til udforskning af solsystemet. Som regel installeres også astrofysiske instrumenter på interplanetære køretøjer til registrering af energiske partikler, interplanetær stråling, plasma og støv. Interplanetære fly giver dig også mulighed for at studere det ydre rum, solens forhold, planeter og det interstellære medium, men det er en anden historie.