Konstnärens koncept visar Wide-field Infrared Survey Explorer, eller WISE rymdfarkoster, i sin bana runt jorden. NASA/JPL-Caltech Om du växte upp under tiden för Apollo -programmet, rymdfärjorna och Hubble -teleskopet, du är förmodligen van vid att tänka på att utforska rymden som en del hårdvara med häpnadsväckande prislappar, enda, snävt fokuserade uppdrag och korta livslängder. Men i en tid då NASA är under allt hårdare budgetpress, dagens rymdforskare har inte längre en blank check för att utforska kosmos. Istället, de måste använda sin uppfinningsrikedom för att få ut det mesta av begränsade resurser - till exempel genom att ta ut en malad satellit ur viloläge och återanvända den för ett nytt uppdrag.
Det är precis vad NASA gör med Wide-field Infrared Survey Explorer , eller KLOK .
När orbitalteleskopet på 320 miljoner dollar lanserades i december 2009, dess ursprungliga uppdrag var att söka efter infraröd strålning som kommer från avlägsna föremål - från asteroider till exotiska bruna dvärgstjärnor - som var för svaga för att kunna observeras inom det synliga ljusets spektrum [källor:Chow, Klotz]. Under de 13 månaderna som följde, WISE gjorde ett bra jobb med den uppgiften, katalogiserar 560 miljoner himmelsobjekt. Förutom stjärnor och galaxer, WISE upptäckte 19 tidigare osynliga kometer och mer än 33, 500 asteroider [källa:Chow]. Så småningom, efter att WISE slutfört sitt arbete, NASA -forskare stängde av det mesta av satellitens elektronik och lämnade den i omlopp i viloläge i februari 2011 [källa:Space.com].
Men som det visar sig, WISE är inte slut än. I augusti 2013, NASA meddelade att det skulle återaktivera satelliten för en ny, treårigt uppdrag. Istället för att undersöka rymdens avlägsna delar, WISE kommer att söka efter och studera objekt nära jorden (NEO)-rymdstenar som kan hittas i en krets inom 45 miljoner kilometer (45 miljoner kilometer) från vår planets väg runt solen, som forskare säger är tillräckligt nära för att de ska utgöra en fara för att kollidera med oss. Dessutom, WISE hjälper NASA att identifiera asteroider som kan vara bra potentiella destinationer för astronauter, som en del av USA:s president Barack Obamas mål att skicka människor för att besöka en tillfångatagen asteroid år 2025 [källa:NASA].
I sin nya roll, WISE har potential att göra några mycket viktiga upptäckter - och göra det billigt, till en kostnad av bara 5 miljoner dollar för varje ytterligare verksamhetsår [källa:Klotz].
I den här artikeln, vi pratar om WISEs spännande nya jobb, liksom några av de fantastiska sakerna som satelliten redan har åstadkommit.
Innehåll
En ny infraröd bild från WISE visar en kosmisk rosknopp som blommar med nya stjärnor. Stjärnorna, kallade Berkeley 59 -klustret, är de blå prickarna till höger om bildcentret. De är bara några miljoner år gamla, unga på stjärnan tidsskalor. NASA/JPL-Caltech/UCLA För att välja en fras från den fiktiva kaptenen James Kirk i "Star Trek, "när WISE lanserades 2009 i en polar bana 326 miles (525 kilometer) över jordens yta, den var utformad för att djärvt se var ingen hade sett tidigare. WISE var inte det första infraröda orbitalobservatoriet, men till skillnad från tidigare sonder, den var utformad för att undersöka hela himmelns vida, tittar längre ut i rymden för att upptäcka svaga och/eller avlägsna föremål [källa:NASA].
För att åstadkomma det, WISE förlitade sig på en sofistikerad design och toppmodern teknik. Satelliten var utrustad med ett känsligt teleskop och infraröda ljusdetektorer monterade inuti en tank med fast fryst väte - tänk dig en gigantisk termos, och du har i princip idén -som höll instrumenten en frys -429 grader Fahrenheit (-256 Celsius). Den kyliga effekten hindrade WISE från att plocka upp värmesignaturen för sin egen pryl, göra dess observationer ännu mer exakta [källa:NASA].
Under sina 13 månaders arbete, WISE skannade himlen 1 1/2 gånger, tar cirka 1,8 miljoner bilder som forskare syr ihop för att skapa en sammansatt karta över kosmos [källa:Klotz]. Några av glimtarna av tidigare osynliga detaljer om universum som det gav var häpnadsväckande. Till exempel, en ögonblicksbild avslöjade att ett stort rött och grönt moln i djupt utrymme var full av nybildade stjärnor, bara några miljoner år gammal, inuti blommliknande skott av interstellärt damm [källa:Space.com].
Men WISE var inte utformad för att köra för alltid med full kapacitet. I september 2010, rymdfarkosten började ta slut på kylvätskan som behövs för att kyla dess infraröda detektorer. Vid det tillfället, forskare stängde av två av de fyra detektorerna och slutade titta ut i rymden [källa:Chow]. Men orbitalobservatoriets prylar fungerade tillräckligt bra för att det var utmärkt lämpligt för ett annat viktigt uppdrag.
Efter att ha avslutat sitt ursprungliga uppdrag, WISE fick faktiskt en slags provkörning på vad som så småningom skulle bli dess andra akt. Efter att NASA stängt av mycket av sin infraröda utrustning när kylvätskan började rinna ner, forskare använde det som fortfarande fungerade för att arbeta på ett projekt som heter NEOWISE mellan januari 2010 och februari 2011. Rymdfarkosten började skanna himlen efter närmare föremål. Under 2010, den observerade cirka 158, 000 steniga kroppar, inklusive 34, 000 asteroider i solsystemets huvudbälte mellan Mars och Jupiter, och upptäckte 135 potentiellt farliga föremål nära jorden-det vill säga sådana som är tillräckligt nära jordens bana för att de kan utgöra en kollisionsrisk [källa:NASA].
När NASA återaktiverar WISE igen, den kommer att använda satellitens 16-tums (40 centimeter) teleskop och dess infraröda sensorer för att leta efter ytterligare objekt nära jorden. Eftersom sensorerna inte längre blir superkylda, de fungerar inte alla, och därmed är satelliten inte lika bra på att detektera strålning från avlägsna, svaga föremål som det en gång var. Men den har fortfarande tillräckligt med kapacitet kvar för att upptäcka infraröd strålning från närmare föremål. "Två av våra fyra infraröda detektorer fungerar fortfarande även vid varmare temperaturer, så vi kan använda dessa band för att fortsätta vår jakt på asteroider och kometer, "Amy Mainzer från NASA:s Jet Propulsion Laboratory berättade för Space.com i oktober 2010 [källa:Malik].
Infraröd avkänning är ett särskilt användbart verktyg, inte bara för att upptäcka asteroider utan för att exakt beräkna deras storlek. Asteroider reflekterar ljus men avger inte det, och de varierar i albedo , eller förmågan att reflektera synligt ljus. Det betyder att för ett vanligt optiskt teleskop, en liten, ljusfärgad rymdsten kan se lika stor ut som en mycket större mörk. Ett infrarött teleskop, dock, tar upp en del av det osynliga spektrum som ett vanligt teleskop missar, och kan ge en mer fullständig bild av en asteroid [källa:NASA].
Forskare satsar på att kapaciteten gör det möjligt för WISE att ge oss en bättre uppfattning om vilka asteroider som är tillräckligt stora och tillräckligt nära för att vara ett problem - och som kan vara rätt storlek för att fångas upp av ett robotfartyg.
Varför är orbitalobservatorier så användbara?Under större delen av astronomins historia, forskare var begränsade i vad de kunde se av kosmos eftersom jordens atmosfär döljde synen på till och med välutrustade markbaserade teleskop. Men med tillkomsten av rymdåldern, astronomer hade ett nytt alternativ. De skulle kunna placera observatorier i en bana ovanför atmosfären, ger dem en chans att göra obehindrade observationer. Ett utmärkt exempel:rymdteleskopet Hubble, utplacerad av rymdfärjan Discovery 1990 och fortfarande i drift, har hjälpt till att skriva om astronomi läroböcker, belyser frågor som universums ålder och existensen av mörk energi [källor:HubbleSite, NASA].
Denna konstnärs uppfattning visar hur familjer till asteroider skapas. Katastrofala kollisioner mellan asteroider som finns i bältet mellan Mars och Jupiter har bildat familjer av föremål på liknande banor runt solen. NASA/JPL-Caltech WISE borde vara en stor hjälp i två viktiga NASA-uppdrag:spåra föremål nära jorden och utforma ett sätt att skydda jorden från dem, och iscensätta ett bemannat uppdrag till en asteroid 2025.
Att identifiera och spåra asteroider som kan ge sig ut i närheten av jorden är ett särskilt högprioriterat NASA-uppdrag. Dess brådska drevs hem av explosionen i februari 2013 av en 18 meter lång (60 fot) tvärs över, 11, 000 ton (12, 125 ton) meteor över den ryska staden Chelyabinsk. Den där rymdstenen släppte nästan 30 gånger energin från en av atombomberna exploderade i slutet av andra världskriget, och mer än 1, 200 personer skadades av flygande skräp [källor:Yeager, Klotz].
Att sammanställa en databas med nära jordobjekt och spåra deras rörelser förhoppningsvis kommer att ge NASA förhandsvarning om ett objekt på en kollisionskurs-och tid att genomföra en defensiv strategi, om det innebär att avleda asteroiden med gravitationstraktorer, sol segel eller annan framtida teknik, eller bryta isär det med en kärnvapensprängning [källa:Messier].
NASA tänker sig också att använda robotfartyg för att fånga en liten jordnära asteroid och omdirigera den säkert till en stabil bana i närheten av jorden och månen. En NASA -video visar en möjlig metod:En robotsond som drivs av solseglar kan komma över asteroiden, lasso det med kablar, och lägg den sedan i en jätte "asteroidfångstpåse, "vilket gör det möjligt för båten att styra och styra sina rörelser.
När asteroiden väl är där NASA vill ha den, astronauter skulle flyga till den i rymdfarkosten Orion, ett fordon som fortfarande är under utveckling, och sedan rymdpromenad till dess yta. De skulle ta bort bergprover som skulle föras tillbaka till jorden för vidare studier [källa:Moscowitz, NASA]. Så småningom, fångade asteroider kan vara en källa till värdefulla material som nickel, platina och palladium, eller till och med tillverkningsplatser [källa:Mann].
Jag är fascinerad av NASA:s idé om att landa på en asteroid, delvis för att när jag var liten som växte upp på 1960 -talet, Jag minns fortfarande spänningen i att se en serieversion av Classics Illustrated av Jules Vernes fantasyroman 1877 "Off on a Comet". I Vernes roman, dock, astronauter landar inte på en komet. Istället, ett himmelsföremål som kallas Gallia torkar jorden och skrapar bort en bit av landet nära Gibraltar, och tar i processen flera dussin människor med sig på en resa genom solsystemet. Medan denna förutsättning var underhållande för 1800 -talets läsare, självklart, i verkligheten kan en sådan kollision orsaka en global katastrof som liknar den som dödade dinosaurierna. Vi mår mycket bättre av att följa NASA:s plan.
