4. júla je Deň nezávislosti v Spojených štátoch a Američania si svoju dovolenku zvyčajne užívajú s niekoľkými ohňostrojmi. 4. júla sa kozmická loď s veľkosťou práčky rozbije na kométu Tempel 1, vybojuje kráter a vypustí do vesmíru tony ľadu a skaly. Lietajúca kozmická loď bude sledovať zrážku z bezpečnej vzdialenosti a pošle nám tie najúžasnejšie fotografie, aké kedy kométa urobila - a jej čerstvú modrinu. Lucy McFadden je vo vedeckom tíme pre Deep Impact a hovorí ku mne z University of Maryland.
Vypočujte si rozhovor: Pripravte sa na hlboký dopad (6,1 MB)
Alebo sa prihláste na odber podcastu: universetoday.com/audio.xml
Fraser: Môžete mi dať ukážku toho, čo uvidíme 4. júla?
Lucy McFadden: Prial by som si, aby som presne vedel, čo sa bude diať 4. júla, ale toto je experiment. Môžem vám povedať, čo si myslíme, že by sme mohli vidieť, ale je pravdepodobné, že sa to môže výrazne líšiť.
Takže máme kozmickú loď na ceste k kométe Tempel 1, čo je krátkodobá kométa, ktorá obieha okolo orbity - prichádza do vnútornej slnečnej sústavy - približne raz za 5,5 rokov. Ide o veľkosť Washingtonu DC. Môže sa zmestiť do oblasti Washington DC, ale je trochu predĺžená. Je to asi 14 km x 4 km x 4 km. Keďže naša kozmická loď smeruje k nej, plánovali sme ju skutočne rozdeliť na dve časti. Dovoľte mi tu uviesť pódium, táto kométa je na obežnej dráhe okolo Slnka. Prichádza k svojmu najbližšiemu bodu Slnka, nazýva ho perihelion a začiatkom júla sa teda pohybuje najrýchlejšou rýchlosťou cez slnečnú sústavu. Naša kozmická loď je tiež na obežnej dráhe okolo Slnka a smeruje k zachyteniu obežnej dráhy kométy. 24 hodín predtým, ako plánujeme ovplyvniť túto kométu, oddelíme obe kozmické lode, nárazovú hlavicu a prelet. Nárazová hlavica bude pokračovať vo svojom kolíznom kurze s kométou a prelet - alebo materská loď - sa trochu spomalí a mierne zmení svoj smer, takže bude môcť sledovať, ako nárazová hlavica dopadne na kométu. Keď zasiahne kométu, keď máme túto kozmickú zrážku vo vesmíre, stane sa to, že energia nárazu sa rozšíri do samotnej kométy vo forme rázovej vlny. Táto rázová vlna bude pluhovať do kométy; ako hlboko to nevieme. Ale v určitom okamihu bude sila materiálu v samotnej kométe tlačiť späť na postupujúcu energiu nárazovej vlny a vytlačí materiál z kométy. Vytvoríme kráter s vyhadzovaným materiálom vychádzajúcim z diery, ktorú sme vytvorili.
Teraz sa môžete opýtať, prečo to robíme? Robíme to preto, aby sme sa pozreli - aby sme využili príležitosť, keď je táto kométa tak blízko nás - aby sme sa pozreli do vnútra kométy; aby sme videli, z čoho je vnútorná časť vyrobená, a uvidíme, aká je tam štruktúra.
Aby som to viac rozpracoval, myslím si, že ti musím dať nejaký pohľad na to, čo sú kométy a aké sú v slnečnej sústave. Rád hovorím, že sú najstaršou a najchladnejšou časťou slnečnej sústavy. Tvorili sa na okraji slnečnej sústavy, stovky tisíckrát väčšej vzdialenosti, ako je Zem od Slnka. Takže všetko, kde sa kométy vytvorili, je chladné. Tvorili sa tiež pred 4,5 miliardami rokov, keď sa formovala slnečná sústava. Nikdy neboli začlenení do planéty. Takže sú staré aj studené. Využívame kométy, ktoré sa blížia k Zemi, aby sme ich využili ako laboratórium a ako sonda na vzdialené okraje slnečnej sústavy v priestore aj čase.
Fraser: Teraz sa program Deep Impact spustil iba pred pár mesiacmi, takže sme mali skutočne šťastie, keď bol program Tempel 1 na nesprávnom mieste v správny čas?
Dr. McFadden: Áno, dobre, z môjho pohľadu to bolo na správnom mieste v pravý čas.
Fraser: Viac som hľadel z pohľadu kométy.
McFadden: Dovoľte mi povedať dve veci. Po prvé, kométa nebude poškodená. Pozrime sa na to, čo sa týka hmotnosti kozmickej lode verzus hmotnosť kométy. Alebo energia kozmickej lode verzus energia kométy v pohybe. Je to ekvivalent komára alebo malého komára, na ktorý narazilo lietadlo 767. Takže nebudeme zasiahnuť kométu. Ale netreba dodávať, že ak chceš, dám ti pohľad na kométu. Ale áno, v tom čase to bolo na správnom alebo nesprávnom mieste. NASA uviedla, že keď vydala oznámenie o príležitostiach pre vesmírne prieskumné misie, uviedla, že toto oznámenie sa týka peňazí dostupných v určitom časovom rámci a časový rámec bol medzi rokmi 2000 a 2006. A tak sme šli hľadať kométy, ktoré boli k dispozícii v čase, keď nám NASA dala peniaze, a potom, keď sme našli kométu Tempel 1 blízko perihelionu, keď sa pohybovala najrýchlejšie, to nás tiež potešilo, pretože čím rýchlejšie sa kométa pohybuje, tým viac energie sa zúčastňuje na prevode, aby vytvorilo kráter. Z tohto hľadiska je to dobré. A potom je tu tretí, ale sekundárny dôvod, prečo je Comet Tempel 1 dobrá; nie je tak aktívny, ako by mohli byť niektoré kométy. S Comet Tempel 1 nie je spojené toľko prachu a prúdov, čo by mohlo byť mätúce alebo by pre nás bolo ťažké skutočne pozorovať vznik kráteru, keď ho zasiahneme. Takže Comet Tempel 1 sa hodí.
Fraser: Ako to budeme pozorovať odtiaľto na Zemi a z vesmíru?
McFadden: Kozmickú loď pozorujeme z vesmíru - našu kozmickú loď Deep Impact. Máme kozmickú loď Rosetta, ktorá smeruje k inej kométe, ktorá ju tiež pozoruje z vesmíru. Máme tri veľké observatóriá NASA: Chandra, Hubble a Spitzer to budú pozorovať. Tri rôzne vlnové dĺžky; Chandra je röntgenový ďalekohľad a Hubbleov optický a takmer infračervený zobrazovací ďalekohľad. S Hubbleom budeme pozorovať aj spektroskopiu. A potom Spitzer je infračervený ďalekohľad. Budeme ich používať. Rovnako ako všetky hlavné observatóriá na celom svete budú pozorovať kométu pred, počas a po náraze. Preto máme celosvetovú pozorovaciu kampaň.
Fraser: A ako sa budú porovnávať obrázky z Deep Impact s obrázkami, ktoré sme videli od Stardusta?
Dr. McFadden: Je zaujímavé, že používam obrázky zo Stardustu na precvičenie interpretácie obrázkov, ktoré dostávame z Deep Impact. Bližšie sa pozrieme na kométu Tempel 1 ako na kozmickú loď Stardust; budeme lietať bližšie - budeme lietať 500 km od Comet Tempel 1, zatiaľ čo kozmická loď Stardust bola vzdialená 1 100 alebo 1 300 km.
Fraser: Pamätám si, že Stardust bol trošku zasiahnutý troskami, ako to urobí Deep Impact, ak bude bližšie ku kométe?
Dr. McFadden: Musíte si uvedomiť, že hlavným cieľom Stardustu bolo zhromažďovať prach, takže sa chceli zasiahnuť. Leteli do oblasti s najväčšou hustotou prachu. Čo robíme, keď preletíme tou istou oblasťou, je to, že otočíme kozmickú loď do režimu štítu, aby sme chránili teleskop v čase, keď by sme mali získať čo najväčší počet zásahov od prachu a zvyškov. A vlastne lietame pod uhlom. Väčšina trosiek existuje v rovine obežnej dráhy v smere jej pohybu, a tak kozmická loď bude lietať okolo nej pod určitým uhlom; takže bude krátka doba 20 minút, keď nebudeme pozorovať ochranu kamier.
Fraser: Po dokončení preletu s programom Deep Impact budete mať nejaké ďalšie vedecké ciele, na ktoré by ste chceli použiť kozmickú loď, len čo sa dostane z vizuálneho dosahu Tempel 1?
McFadden: V súčasnosti neexistujú žiadne konkrétne plány pozorovania v následnej misii; ktoré musí schváliť NASA. Urobili sme nejaký výskum a vieme, že existujú ďalšie kométy alebo dva, ktoré by sme mohli pozorovať, ale zatiaľ sme to neschválili.
Fraser: Takže, vo vašich najdivokejších snoch, čo sa stane 4. júla?
Dr. McFadden: No, môj najdivokejší sen je, že nárazová hlavica pôjde do kométy a vyjde na druhú stranu, ale to nie je veľmi pravdepodobné.
Fraser: Dobre, možno menej divoký sen.
Dr. McFadden: Dobre, menej divoký, podľa pravdepodobnosti je napríklad to, že kométa bude mať napríklad konzistenciu tehly, a nárazová hlavica ju zasiahne a nepoškodí veľa povrchu alebo skutočne nevytvorí veľa dopad, pretože kométa je konzistencia tehly. Ale to tiež nie je veľmi pravdepodobné. Na druhej strane, čo ak je kométa ako Corn Flakes? Ak je to ako kukuričné vločky, mali by sme získať vynikajúce zobrazenie ejekcie. Počas vytvárania kráteru to nazývame ejekčnou oponou a dúfam, že to uvidíme, pretože by to bolo veľmi dramatické. A dúfajme, že by sme sa mohli opakovane pozerať, ako rýchlo fotografujeme s veľmi krátkymi expozíciami. Keď ideme, klikneme. Ak máme veľkú ejekčnú oponu, mali by sme byť schopní vidieť ejekčnú formu alebo cestovanie po vesmíre, čo nám umožní určiť najviac informácií o vnútornej štruktúre samotnej kométy. Dúfam, že sa tak stane.
