Ames Vertical Gun Range Bild med tillstånd av NASA 20 mars, 2007
Bill Cooke, NASA -forskare, skjuter regelbundet marmor i noggrant arrangerade jordhögar. Varje marmor exploderar vid stötar med en spektakulär ljusstrålning och lämnar en snygg krater i jorden. Varför betalar NASA den här mannen för att göra något de flesta av oss skulle göra gratis? Först, de flesta av oss är inte kvalificerade att driva kulor för NASA. Och för det andra, Mr Cooke samlar alla möjliga matematiska data från sitt marmoräventyr. Han planerar för vår återkomst till måne .
Om du tänker på hur mycket rymdgods regelbundet träffar den atmosfärskyddade jorden, du kan börja föreställa dig hur många meteoroider och kometutvisade projektiler som slår in i månen varje dag. Månen har ingen atmosfär som skyddar den. Allt kan träffa månen, helt obehindrat. Så medan en meteoroid storleken på en mjukboll i rymden aldrig ens skulle ta sig till jordens yta - den skulle brinna upp helt i jordens atmosfär - är samma meteoroid fortfarande storleken på en mjukboll när den slår in i månen. Och när det gör det, det exploderar med kraften på cirka 150 kg (TNT). Det är en vanlig förekomst. Cooke uppskattar att minst en gång i veckan eller så, en större meteoroid träffar månen. När en sten är ca 25 cm bred, reser omkring 85, 000 km/h (38 km/s), träffade månen den 2 maj, 2006, den exploderade med energin på 4 ton TNT och lämnade en krater som var cirka 14 meter bred och 3 meter djup.
Man kan se hur denna typ av regelbundna evenemang kan utgöra allvarliga risker för astronauter som kommer att spendera en bra tid på månen. Om en meteoroid träffar någonstans nära dem, de är döda. Om den träffar någonstans nära deras rymdfarkoster, de är antingen döda eller i lite pickle.
Här kommer Cookes marmorförsök in. Cooke är forskaren som räknade ut specifikationerna för månexplosionen den 2 maj som NASA fångade på video (se NASA:A Meteoroid Hits the Moon för att titta på videon). Baserat på kratermåtten och ljuset som framkallas av påverkan - blixtens längd och dess ljusstyrka - bestämde Cooke storleken och färdhastigheten för meteoroiden och mängden energi som släpptes ut i explosionen. Dessa är alla viktiga detaljer för att förstå hoten mot astronauterna på månen och basen de planerar att bygga där, som kommer att fungera som utgångspunkt för Mars -uppdrag. Cookes nuvarande experimentförsök använder Pyrex -glasmarmor och NASA:s Ames Vertical Gun Range (AVGR).
NASA utvecklade ursprungligen AVGR för att tillhandahålla datastöd för 1960 -talets Apollo -uppdrag till månen. Sedan dess, den har använts för att simulera effekter för all slags forskning, inklusive planeringen för det framgångsrika Deep Impact -uppdraget som slog sönder en slagkraft till en komet för att komma åt materialet inuti. Pistolen är massiv - kammaren ensam är 8,2 fot (2,5 meter) lång och 8,2 fot i diameter. Den rymmer två olika framdrivningssystem baserat på forskningsbehov:antingen rökfritt pulver som direkt driver en projektil in i uppskjutningsröret; eller rökfritt pulver som driver en kolv som komprimerar vätgas, som sedan fungerar som drivmedel. AVGR kan driva alla typer av 0,3-kaliberprojektiler upp till 16, 000 miles i timmen (7 km/s). Projektilen avfyras vanligtvis från ett vakuumförslutet utrymme i pistolen, och det utrymmet kan fyllas med en mängd olika gaser för att simulera den speciella atmosfär forskarna studerar. I detta fall, Cooke och hans kollegor skjuter marmor från ett vakuum, eftersom månen inte har någon egen atmosfär.
I varje experiment, de eldar en marmor till ett arrangemang av jord som närmar sig sammansättningen av månens yta. Marmoren reser kl 16, 000 mph och exploderar vid påverkan.
Riktigt foto av en Pyrex -marmor som exploderar vid påverkan vid NASA Ames Vertical Gun Range Bild med tillstånd av NASA/ Peter Schultz, Brown University Cookes team studerar sedan kraterstorleken och mängden ljus som produceras i explosionen med hjälp av olika konfigurationer för att få ett bättre grepp om videodata som kommer in från faktiska månbaserade explosioner.
En krater efter ett testskott, 11 tum (30 cm) i diameter Bild med tillstånd av NASA De registrerar varje påverkan med höghastighetskameror och ljusmätare. Genom att skapa en uppsättning ekvationer som exakt kan skildra och analysera en månpåverkan, vetenskapsmän kan bättre mäta vad som händer i de månbaserade explosioner de fångar på video och uppskatta hur ofta en anmärkningsvärd meteoroid träffar månen och hur mycket skada den orsakar.
I sista hand, målet är att få en mycket bra uppfattning om de verkliga riskerna för astronauter och strukturer på månen. Om vi ska vara där ett tag, det vore trevligt att veta hur många inkommande rymdbomber man kan förvänta sig.
För mer information om månuppdrag, Ames Vertical Gun Range och relaterade ämnen, kolla in följande länkar:
Källor
