Två NASA -team vill använda en mycket kompakt, känslig termometer som kan karakterisera kometer och till och med hjälpa till med omdirigering eller eventuell förstörelse av en asteroid vid en kollisionskurs med jorden.

I två ansträngningar för teknikutveckling, forskare vid NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, baserar användningen av en Goddard-designad infraröd mikrobolometerkamera-vars tvärsnitt bara är något större än en fjärdedel-för att studera nära primitiva föremål som bildades under solsystemets ursprung för 4,5 miljarder år sedan.

Multispektralinstrumentet, kallade kometen CAMera, eller ComCAM, designades delvis av Goddard -forskaren Shahid Aslam. Han arbetade nära med enhetens tillverkare, det kanadensiska National Optics Institute, att designa den kompakta optiken och de integrerade filtren som gör enheten känslig för kemiska föreningar, som vatten och koldioxid, som är av intresse för kometforskare.

Termiska sensorer, som ComCAM, mäta infraröd eller värmestrålning, och är, i huvudsak, mycket känsliga termometrar. När strålning träffar ett absorberande element, elementet värms upp och upplever en förändring av det elektriska motståndet, som är proportionell mot och kan användas för att härleda temperaturen. Dessa mätningar ger insikter i de fysiska egenskaperna hos objektet som studeras. Forskare använder dem ofta för att studera mycket avlägsna stjärnor och galaxer i universum.

Mikrobolometrar som används för att studera galaxer och det interstellära mediet i våglängdsband med långt infrarött och submillimeter kräver superkylning, vilket vanligtvis görs genom att placera sensorn inuti en kryogeniskt kyld behållare.

I skarp kontrast, infraröda mikrobolometrar som den som delvis utvecklats av Aslam fungerar med minimal kylning och kräver inte placering i en behållare. Som ett resultat, dessa kameror är lättare, mindre, men ändå kan känna och registrera infraröd värme från objekt i solsystemet.

På grund av dessa attribut, forskaren Tilak Hewagama, som är ansluten till University of Maryland-College Park, och hans team - som inkluderar Aslam, Katolska universitetets Nicolas Gorius, och andra från Goddard, University of Maryland, Morehead State University, Jet Propulsion Laboratory, och York University - vill nu flyga ComCAM och en traditionell kamera med synligt ljus på ett potentiellt CubeSat -uppdrag som kallas Primitive Object Volatile Explorer, eller PROVE.

Utvald av NASA:s Planetary Science Deep Space SmallSat -studier, eller PSDS3, program för vidare studier, PROVE skiljer sig från andra kometuppdrag.

Under detta koncept, det lilla hantverket skulle parkeras i ett stall, djupt rymdbana med potential att komma åt en känd periodisk komet eller en ny komet som ger sig in i grannskapet.

"En CubeSat som distribueras från en parkerad bana kan producera högkvalitativ vetenskap genom att resa till en komet som passerar genom det tillgängliga området, snarare än ett dedikerat uppdrag som inte kan förberedas i tid för att undersöka ett nytt, orörd komet som syns "Sa Hewagama.

Med PSDS3 -stöd, laget identifierar långsiktiga parkeringsbanor eller "waypoints, "överför banor till dessa vägpunkter, rymdfarkostens livslängd, fånga upp banor, och framdrivningskrav för att nå specifika kända kometer och praktiska områden för uppdrag till nya kometer, bland andra ämnen.

Med tanke på det faktum att PrOVE består av befintliga kommersiella komponenter från hyllan, inklusive en 6- eller 12-enhet CubeSat-buss och mikrobolometerkamera, Hewagama tror att uppdraget kan slutföras och lanseras som en sekundär nyttolast i relativt kort tid.

"Vår studie kommer uppenbarligen att ge viktiga frågor om PrOVEs bana och bana, bland andra tekniska frågor, men det här är ett uppdrag som skulle kunna distribueras snabbt. PrOVE representerar en exceptionell möjlighet att avancera vetenskapen om kometer och andra primitiva kroppar genom att studera dem på nära håll. Det skulle främja NASA:s vetenskapliga mål med data som bara kan erhållas med en rymdfarkost. "

Planetärt försvar

Kometvetenskap är inte den enda potentiella mottagaren av en PrOVE-liknande mikrobolometerkamera.

Under en annan forskningsinsats, Goddard -teknikerna Josh Lyhoft och Melak Zebenay utvärderar olika sensorsystem som behövs för att avbilda och karakterisera en asteroid på en kollisionskurs med jorden. Dessa sensorer kan ge en rymdfarkost de vägmätningar som behövs för att antingen avleda eller förstöra föremålet.

Som Hewagama, Lyhoft är fascinerad av möjligheterna med ett mikrobolometeravkänningssystem. För att exakt känna av asteroidens plats när rymdfarkosten närmar sig den, "mikrobolometrar kan utföra uppgiften, "Lyzhoft sa." Vi tror att de är tillräckligt känsliga för ett terminalavlyssningsuppdrag. "

Sedan Lyhoft började sin utredning, NASA meddelade att team som utvecklar byråns första asteroidavböjningsuppdrag-Double Asteroid Redirection Test, eller DART - skulle börja preliminära konstruktioner. Under detta uppdrag, ledd av forskare från Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, med stöd från Goddard och andra organisationer, DART skulle använda en kinetisk påverkare för att genomföra ett test som skulle hjälpa till att visa förmågor som en dag kan behövas för att knuffa bort en asteroid från dess väg till jorden. Ett test med en liten, icke-hotande asteroid-den mindre av två asteroider som utgör Didymos-systemet-är planerad till 2024.

"NASA kommer nästan säkert att flyga andra asteroidavlyssningsuppdrag för vetenskap, planetärt försvar, eller båda, "sa Goddard -forskaren Brent Barbee, som arbetar med Lyhoft. "Så, det är mycket tänkbart att Joshs arbete kommer att gynna framtida NASA -asteroiduppdrag, och det är verkligen avsikten med hans arbete. "