4 Julai adalah Hari Kemerdekaan Di Amerika Syarikat, dan orang Amerika biasanya menikmati percutian mereka dengan beberapa bunga api. Pada 4 Julai, kapal angkasa berukuran mesin basuh akan menghancurkan Comet Tempel 1, mengukir kawah, dan mengeluarkan banyak es dan batu ke angkasa. Kapal angkasa terbang akan menyaksikan perlanggaran dari jarak yang selamat, dan mengirimkan gambar paling menakjubkan yang pernah diambil dari komet - dan lebam segar. Dr. Lucy McFadden berada dalam pasukan sains untuk Deep Impact, dan bercakap dengan saya dari University of Maryland.
Dengarkan temu ramah: Bersedia untuk Kesan Dalam (6.1 MB)
Atau melanggan Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser: Bolehkah anda memberi saya pratonton untuk apa yang akan kita lihat pada 4 Julai?
Dr. Lucy McFadden: Saya harap saya tahu dengan tepat apa yang akan berlaku pada 4 Julai, tetapi ini adalah percubaan. Saya dapat memberitahu anda apa yang kami fikir mungkin kami lihat, tetapi kemungkinannya mungkin berbeza.
Oleh itu, kita mempunyai kapal angkasa dalam perjalanan ke Comet Tempel 1, yang merupakan komet jangka pendek yang mengorbit - masuk ke dalam sistem suria dalaman - kira-kira sekali setiap 5.5 tahun. Ini mengenai ukuran Washington DC. Ia boleh masuk ke kawasan Washington DC, tetapi sedikit memanjang. Ini sekitar 14 km dengan 4 km dengan 4 km, dan ketika kapal angkasa kita menuju ke arah itu, kita telah merancang untuk memisahkan kapal angkasa itu menjadi dua bahagian. Izinkan saya mengatur pentas di sini, komet ini berada di orbit mengelilingi Matahari. Ia datang ke titik paling dekat Matahari, yang disebut perihelionnya, dan dengan itu bergerak dengan kelajuan terpantas melalui sistem suria pada awal bulan Juli. Kapal angkasa kita juga berada di orbit mengelilingi Matahari, dan menuju untuk memintas orbit komet. 24 jam sebelum kami merancang untuk mempengaruhi komet ini, kami akan memisahkan dua kapal angkasa, impor dan flyby. Impactor akan meneruskan perjalanan perlanggaran ke komet, dan flyby - atau kapal induk - akan melambatkan sedikit dan mengubah arahnya sedikit sehingga akan dapat dilihat ketika impakter memukul komet. Ketika memukul komet, ketika kita mengalami pertembungan kosmik di angkasa, apa yang akan terjadi adalah tenaga kesan akan merambat ke dalam komet itu sendiri, dalam bentuk gelombang kejutan. Gelombang kejutan ini akan menerjah komet; betapa dalam, kita tidak tahu. Tetapi pada satu ketika, kekuatan bahan dalam komet itu sendiri akan mendorong gelombang kejutan tenaga yang maju dan mendorong bahan keluar dari komet. Kita akan membentuk kawah dengan bahan yang dikeluarkan dari lubang yang kita buat.
Sekarang, anda mungkin bertanya, mengapa kita melakukan ini? Kami melakukan ini untuk melihat - untuk memanfaatkan peluang komet ini berada begitu dekat dengan kami - untuk melihat bahagian dalam komet; untuk melihat bahagian dalamnya dibuat, dan melihat struktur apa yang ada di dalamnya.
Untuk menghuraikan lebih lanjut, saya rasa saya perlu memberi anda perspektif mengenai apa itu komet, dan apa yang ada di sistem suria. Saya ingin mengatakan bahawa mereka adalah bahagian tertua dan paling sejuk dari sistem suria. Mereka terbentuk di pinggir sistem suria, beratus-ratus ribu kali jarak Bumi dari Matahari. Jadi, semua yang komet terbentuk adalah sejuk. Mereka juga terbentuk 4.5 miliar tahun yang lalu, ketika sistem suria terbentuk. Mereka tidak pernah dimasukkan ke dalam planet. Jadi mereka juga tua dan sejuk. Kami memanfaatkan komet yang semakin dekat dengan Bumi untuk menggunakannya sebagai makmal dan sebagai penyelidikan ke ujung sistem suria yang jauh di ruang dan waktu.
Fraser: Sekarang, Deep Impact hanya dilancarkan beberapa bulan yang lalu, jadi adakah kita benar-benar bernasib baik dengan Tempel 1 berada di tempat yang salah pada waktu yang tepat?
Dr. McFadden: Ya, dari perspektif saya, ia berada di tempat yang tepat pada waktu yang tepat.
Fraser: Saya lebih melihat dari sudut komet.
Dr. McFadden: Izinkan saya mengatakan dua perkara di sini. Pertama sekali, komet tidak akan dirugikan. Mari dapatkan beberapa perspektif di sini dari segi jisim kapal angkasa berbanding jisim komet. Atau tenaga kapal angkasa berbanding tenaga komet yang bergerak. Ia setara dengan seekor nyamuk, atau nyamuk kecil yang dilanggar oleh pesawat 767. Jadi, kita tidak akan memukul komet. Tetapi, tidak perlu dikatakan, saya akan membiarkan anda mengambil perspektif komet jika anda mahu. Tetapi ya, pada masa ini ia berada di tempat yang tepat, atau di tempat yang salah. NASA mengatakan, ketika mengeluarkan pengumuman peluang untuk misi penerokaan ruang angkasa, mereka mengatakan bahawa pengumuman ini meliputi wang yang tersedia dalam jangka waktu tertentu, dan jangka waktu antara 2000 dan 2006. Oleh itu, kami mencari komet yang tersedia pada masa itu NASA akan memberi kami wang, dan ketika kami menemukan Comet Tempel 1 dekat dengan perihelion, ketika bergerak paling cepat, itu juga menggembirakan kami kerana semakin cepat komet bergerak, semakin banyak tenaga yang terlibat dalam pemindahan untuk membuat kawah. Jadi, bagus dari sudut pandangan itu. Dan kemudian ada sebab ketiga, tetapi sekunder mengapa Comet Tempel 1 bagus; ia tidak begitu aktif seperti beberapa komet. Tidak banyak aktiviti debu dan jet yang berkaitan dengan Comet Tempel 1, yang mungkin membingungkan atau menyukarkan kita untuk benar-benar memerhatikan pembentukan kawah ketika kita memukulnya. Jadi, Comet Tempel 1 sesuai.
Fraser: Bagaimana kita akan memerhatikannya dari sini di Bumi dan dari angkasa?
Dr. McFadden: Kami mempunyai kapal angkasa yang memerhatikannya dari angkasa - kapal angkasa Deep Impact kami. Kami mempunyai kapal angkasa Rosetta, yang menuju ke komet lain, juga akan memerhatikannya dari angkasa. Kami mempunyai tiga Observatorium Besar NASA: Chandra, Hubble dan Spitzer akan memerhatikannya. Tiga panjang gelombang yang berbeza; Chandra adalah teleskop sinar-X, dan Hubble adalah teleskop pencitraan optik dan inframerah dekat. Kami juga akan melihat spektroskopi dengan Hubble. Dan kemudian Spitzer adalah teleskop inframerah. Jadi, kita akan menggunakannya. Serta semua pemerhati utama di seluruh dunia akan memerhatikan komet, sebelum, semasa dan selepas kesan. Oleh itu, kami mengadakan kempen pemerhatian di seluruh dunia.
Fraser: Dan bagaimana gambar dari Deep Impact dibandingkan dengan gambar yang kita lihat dari Stardust?
Dr. McFadden: Sangat menarik, saya menggunakan gambar dari Stardust untuk berlatih menafsirkan gambar yang kami dapat dari Deep Impact. Kita akan melihat lebih dekat pada Comet Tempel 1 daripada kapal angkasa Stardust; kita akan terbang lebih dekat - kita akan terbang 500 km dari Comet Tempel 1, sedangkan kapal angkasa Stardust berada sejauh 1.100 atau 1.300 km.
Fraser: Saya masih ingat bahawa Stardust terkena serpihan, bagaimana Deep Impact akan dilakukan jika akan lebih dekat dengan komet?
Dr. McFadden: Anda harus ingat bahawa objektif utama Stardust adalah mengumpulkan habuk, jadi mereka mahu terkena. Oleh itu, mereka terbang ke rantau ini dengan kepadatan debu terbesar. Apa yang kita lakukan ketika kita terbang melalui wilayah yang sama adalah kita mengubah kapal angkasa menjadi mod perisai untuk melindungi teleskop pada saat kita seharusnya mendapat jumlah paling banyak dari debu dan serpihan. Dan kita sebenarnya terbang dari sudut. Sebilangan besar serpihan terdapat di satah orbit, mengikut arah pergerakannya, dan oleh itu kapal angkasa akan terbang melewatinya pada sudut; jadi akan ada jangka masa 20 minit yang pendek ketika kita tidak akan memerhatikan untuk melindungi kamera.
Fraser: Setelah Deep Impact melengkapkan jejak terbangnya, adakah anda mempunyai sasaran saintifik tambahan yang ingin anda gunakan untuk menggunakan kapal angkasa, setelah ia keluar dari jarak visual Tempel 1?
Dr. McFadden: Pada masa ini tidak ada rancangan khusus untuk diperhatikan dalam misi susulan; yang mesti diluluskan oleh NASA. Kami telah membuat beberapa penyelidikan dan mengetahui bahawa ada satu atau dua komet lain yang dapat kami amati, tetapi kami belum mendapat persetujuan untuk itu.
Fraser: Jadi, dalam mimpi paling liar anda, apa yang akan muncul pada 4 Julai?
Dr. McFadden: Baiklah, impian saya yang paling liar ialah impaktor akan memasuki komet dan keluar dari seberang, tetapi itu tidak mungkin.
Fraser: Baiklah, mungkin mimpi yang kurang liar.
Dr. McFadden: Baiklah, kurang liar, kerana kemungkinan komet akan mempunyai konsistensi batu bata, misalnya, dan pemukul akan memukulnya dan tidak melakukan banyak kerosakan pada permukaan, atau tidak benar-benar membuat banyak kesan kerana komet adalah konsistensi bata. Tetapi itu juga tidak mungkin. Sebaliknya, bagaimana jika komet itu seperti Corn Flakes? Sekiranya seperti Corn Flakes, kita mesti mendapat paparan ejecta yang menakjubkan. Kami menyebutnya tirai ejecta semasa pembentukan kawah, dan saya berharap itulah yang akan kita lihat, kerana itu akan sangat dramatik. Dan mudah-mudahan kita dapat menonton ketika kita mengambil gambar pantas dengan pendedahan yang sangat pendek berulang kali. Kami akan mengklik semasa berlalu. Sekiranya kita mempunyai tirai ejecta yang besar, kita seharusnya dapat melihat bentuk ejecta, atau berjalan di angkasa, dan itu akan membolehkan kita menentukan maklumat paling banyak mengenai struktur dalaman komet itu sendiri. Jadi itulah yang saya harapkan akan berlaku.
