20 maart, 2007

Bill Cooke, NASA-wetenschapper, schiet regelmatig knikkers in zorgvuldig gerangschikte stapels aarde. Elke knikker explodeert bij een botsing met een spectaculaire lichtstraal en laat een mooi uitziende krater in de grond achter. Waarom betaalt NASA deze man om iets te doen dat de meesten van ons gratis zouden doen? Eerst, de meesten van ons zijn niet gekwalificeerd om knikkers voor NASA voort te stuwen. En ten tweede, Mr. Cooke verzamelt allerlei wiskundige gegevens van zijn knikkeravontuur. Hij is van plan voor onze terugkeer naar de maan .

Als je bedenkt hoeveel ruimtemateriaal regelmatig de door de atmosfeer beschermde aarde raakt, je kunt je beginnen voor te stellen hoeveel meteoroïden en door kometen verdreven projectielen elke dag op de maan inslaan. De maan heeft geen atmosfeer die haar beschermt. Alles kan de maan raken, volledig ongehinderd. Dus hoewel een meteoroïde ter grootte van een softbal in de ruimte nooit het aardoppervlak zou bereiken — hij zou volledig in de atmosfeer van de aarde opbranden — heeft diezelfde meteoroïde nog steeds de grootte van een softbal wanneer hij op de maan botst. En wanneer het gebeurt, het explodeert met de kracht van ongeveer 150 pond (70 kg) TNT. Dat is een regelmatig voorkomend verschijnsel. Cooke schat dat minstens één keer per week, een grotere meteoroïde treft de maan. Wanneer een steen van ongeveer 25 cm doorsnede, reizen op ongeveer 85, 000 mph (38 km/s), raak de maan op 2 mei, 2006, het explodeerde met de energie van 4 ton TNT en liet een krater achter van ongeveer 14 meter breed en 3 meter diep.

Men kan zien hoe dit soort reguliere evenementen ernstige risico's kunnen vormen voor astronauten die veel tijd op de maan zullen doorbrengen. Als een meteoroïde ergens in de buurt raakt, ze zijn dood. Als het ergens in de buurt van hun ruimtevaartuig raakt, ze zijn of dood of in een beetje augurk.

Dit is waar Cooke's marmerexperimenten van pas komen. Cooke is de wetenschapper die de specificaties heeft bedacht voor de maanexplosie van 2 mei die NASA op video heeft vastgelegd (zie NASA:A Meteoroid Hits the Moon om de video te bekijken). Op basis van de afmetingen van de krater en het door de inslag geproduceerde licht - de lengte van de flits en het helderheidsniveau - bepaalde Cooke de grootte en reissnelheid van de meteoroïde en de hoeveelheid energie die vrijkwam bij de explosie. Dit zijn allemaal cruciale details om de bedreigingen voor astronauten op de maan te begrijpen en de basis die ze daar willen bouwen, die zal fungeren als vertrekpunt voor Mars-missies. De huidige experimentexperimenten van Cooke gebruiken Pyrex-glazen knikkers en NASA's Ames Vertical Gun Range (AVG).

NASA ontwikkelde de AVGR oorspronkelijk om gegevensondersteuning te bieden voor de Apollo-missies van de jaren zestig naar de maan. Vanaf dat moment, het is gebruikt om effecten te simuleren voor allerlei soorten onderzoek, inclusief de planning voor de succesvolle Deep Impact-missie die een impactor in een komeet sloeg om bij het materiaal binnenin te komen. Het kanon is enorm - alleen al de kamer is 2,5 meter hoog en 8,2 meter in diameter. Het is geschikt voor twee verschillende voortstuwingssystemen op basis van de onderzoeksbehoeften:ofwel rookloos poeder dat een projectiel rechtstreeks in de lanceerbuis voortstuwt; of rookloos poeder dat een zuiger aandrijft die waterstofgas comprimeert, die dan als drijfgas fungeert. De AVGR kan allerlei 0.3-kaliber projectielen voortstuwen tot 16, 000 mijl per uur (7 km/s). Het projectiel wordt meestal afgevuurd vanuit een vacuüm afgesloten ruimte in het pistool, en die ruimte kan worden gevuld met een verscheidenheid aan gassen om de specifieke atmosfeer te simuleren die de onderzoekers bestuderen. In dit geval, Cooke en zijn collega's bakken de knikkers uit een vacuüm, omdat de maan geen eigen atmosfeer heeft.

Bij elk experiment wordt ze vuren een knikker in een opstelling van aarde die de samenstelling van het maanoppervlak benadert. Het marmer reist naar 16, 000 mph en explodeert bij impact.