science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe WISE werkt

Het concept van deze kunstenaar toont de Wide-field Infrared Survey Explorer, of WISE ruimtevaartuig, in zijn baan om de aarde. NASA/JPL-Caltech

Als je bent opgegroeid in het tijdperk van het Apollo-programma, de spaceshuttles en de Hubble-telescoop, je bent waarschijnlijk gewend om bij verkenning van de ruimte te denken aan stukjes hardware met verbazingwekkende prijskaartjes, enkel, eng gerichte missies en korte levensverwachtingen. Maar in een tijdperk waarin NASA onder steeds grotere budgettaire druk staat, de hedendaagse ruimtewetenschappers hebben niet langer een blanco cheque om de kosmos te verkennen. In plaats daarvan, ze moeten hun vindingrijkheid gebruiken om de beperkte middelen optimaal te benutten, bijvoorbeeld door een stilgelegde satelliet uit zijn winterslaap te halen en te gebruiken voor een nieuwe missie.

Dat is precies wat NASA doet met de Wide-field Infrarood Survey Explorer , of VERSTANDIG .

Toen de orbitale telescoop van 320 miljoen dollar in december 2009 werd gelanceerd, de oorspronkelijke missie was om te zoeken naar infraroodstraling afkomstig van verre objecten - van asteroïden tot exotische bruine dwergsterren - die te zwak waren om te worden waargenomen binnen het zichtbare lichtspectrum [bronnen:Chow, Klotz]. In de 13 maanden die volgden, WISE deed het geweldig bij die taak, catalogiseren van 560 miljoen hemellichamen. Naast sterren en sterrenstelsels, WISE ontdekte 19 voorheen onzichtbare kometen en meer dan 33, 500 asteroïden [bron:Chow]. Eventueel, nadat WISE zijn werk had voltooid, NASA-wetenschappers schakelden de meeste elektronica van de satelliet uit en lieten deze in februari 2011 in een baan om de aarde in slaapstand [bron:Space.com].

Maar zoals blijkt, WISE is nog niet klaar. In augustus 2013 NASA heeft aangekondigd dat het de satelliet opnieuw activeert voor een nieuwe, driejarige missie. In plaats van de verre uithoeken van de ruimte af te tasten, WISE zal zoeken naar en bestuderen van bijna-aardse objecten (NEO's) - ruimterotsen die kunnen worden gevonden in een baan binnen een straal van 45 miljoen kilometer van het pad van onze planeet rond de zon, waarvan wetenschappers zeggen dat het dichtbij genoeg is om een ​​gevaar te vormen om met ons in botsing te komen. In aanvulling, WISE zal NASA helpen bij het identificeren van asteroïden die mogelijk goede potentiële bestemmingen zijn voor astronauten, als onderdeel van het doel van de Amerikaanse president Barack Obama om tegen 2025 mensen naar een gevangen asteroïde te sturen [bron:NASA].

In zijn nieuwe rol, WISE heeft het potentieel om enkele zeer belangrijke ontdekkingen te doen - en om het goedkoop te doen, tegen een kostprijs van slechts $ 5 miljoen voor elk extra bedrijfsjaar [bron:Klotz].

In dit artikel, we zullen het hebben over de opwindende nieuwe baan van WISE, evenals enkele van de verbazingwekkende dingen die de satelliet al heeft bereikt.

Inhoud
  1. WISE's originele missie
  2. WISE's nieuwe missie
  3. Waarom WISE zo belangrijk is

WISE's originele missie

Een nieuwe infraroodafbeelding van WISE toont een kosmische rozenknop die bloeit met nieuwe sterren. De sterren, genaamd de Berkeley 59-cluster, zijn de blauwe stippen rechts van het midden van de afbeelding. Ze zijn slechts een paar miljoen jaar oud, jong op stellaire tijdschalen. NASA/JPL-Caltech/UCLA

Om een ​​zin over te nemen van de fictieve Captain James Kirk van "Star Trek, " toen WISE in 2009 werd gelanceerd in een polaire baan 326 mijl (525 kilometer) boven het aardoppervlak, het was ontworpen om moedig te kijken waar niemand eerder had gekeken. WISE was niet het eerste infrarood orbitale observatorium, maar in tegenstelling tot eerdere sondes, het was ontworpen om de hele hemel te overzien, verder de ruimte in kijken om vage en/of verre objecten te spotten [bron:NASA].

Om dat te bereiken, WISE vertrouwde op een geavanceerd ontwerp en ultramoderne technologie. De satelliet was uitgerust met een gevoelige telescoop en infraroodlichtdetectoren die in een tank met vaste bevroren waterstof waren gemonteerd - stel je een gigantische thermoskan voor, en je hebt eigenlijk het idee - dat de instrumenten een ijskoude -429 graden Fahrenheit (-256 Celsius) hield. Dat huiveringwekkende effect verhinderde dat WISE de hittesignatuur van zijn eigen gadgets oppikte, waardoor zijn waarnemingen nog nauwkeuriger worden [bron:NASA].

In de loop van zijn 13 maanden werk, WISE scande de lucht 1 1/2 keer, het nemen van ongeveer 1,8 miljoen afbeeldingen die wetenschappers aan elkaar naaien om een ​​samengestelde kaart van de kosmos te maken [bron:Klotz]. Sommige van de glimpen van voorheen onzichtbare details van het universum die het bood, waren verbazingwekkend. Bijvoorbeeld, een momentopname onthulde dat een enorme rode en groene wolk in de verre ruimte vol stond met nieuw gevormde sterren, slechts een paar miljoen jaar oud, binnenin bloemachtige slierten interstellair stof [bron:Space.com].

Maar WISE is niet ontworpen om voor altijd op volle capaciteit te draaien. In september 2010, het ruimtevaartuig begon door de koelvloeistof te raken die nodig was om zijn infrarooddetectoren te koelen. Op dat punt, wetenschappers sloten twee van de vier detectoren af ​​en stopten met kijken naar de verre uithoeken van de ruimte [bron:Chow]. Maar de snufjes van het orbitale observatorium werkten zo goed dat het bij uitstek geschikt was voor een andere belangrijke missie.

WISE's nieuwe missie

Na het voltooien van zijn oorspronkelijke missie, WISE kreeg eigenlijk een soort proefrun van wat uiteindelijk zijn tweede act zou worden. Nadat NASA veel van zijn infraroodapparatuur had uitgeschakeld toen de koelvloeistof begon op te raken, wetenschappers gebruikten wat nog steeds actief was om te werken aan een project genaamd NEOWISE tussen januari 2010 en februari 2011. Het ruimtevaartuig begon de lucht te scannen op objecten die dichterbij kwamen. Gedurende 2010 het observeerde ongeveer 158, 000 rotsachtige lichamen, inclusief 34, 000 asteroïden in de hoofdgordel van het zonnestelsel tussen Mars en Jupiter, en zag 135 potentieel gevaarlijke objecten in de buurt van de aarde - dat wil zeggen, degenen die dicht genoeg bij de baan van de aarde zijn dat ze een botsingsgevaar kunnen opleveren [bron:NASA].

Wanneer NASA WISE opnieuw activeert, het zal de 16-inch (40 centimeter) telescoop van de satelliet en de infraroodsensoren van de satelliet gebruiken om extra nabije-aarde-objecten te zoeken. Doordat de sensoren niet meer onderkoeld worden, ze werken niet allemaal, en dus is de satelliet niet zo goed in het detecteren van straling van veraf, vage objecten zoals het ooit was. Maar het heeft nog genoeg capaciteit over om infraroodstraling van dichterbij gelegen objecten te detecteren. "Twee van onze vier infrarooddetectoren werken nog steeds, zelfs bij warmere temperaturen, zodat we die banden kunnen gebruiken om onze jacht op asteroïden en kometen voort te zetten, " Amy Mainzer van NASA's Jet Propulsion Laboratory vertelde Space.com in oktober 2010 [bron:Malik].

Infrarooddetectie is een bijzonder handig hulpmiddel, niet alleen voor het spotten van asteroïden, maar ook voor het nauwkeurig berekenen van hun grootte. Asteroïden reflecteren licht, maar zenden het niet uit, en ze variëren in albedo , of het vermogen om zichtbaar licht te reflecteren. Dat betekent dat voor een gewone optische telescoop, een kleine, lichtgekleurde ruimtesteen kan er net zo groot uitzien als een veel grotere donkere. Een infrarood telescoop, echter, pikt een deel van het niet-zichtbare spectrum op dat een gewone telescoop mist, en kan een completer beeld geven van een asteroïde [bron:NASA].

Wetenschappers wedden dat de capaciteit WISE in staat zal stellen ons een beter idee te geven van welke asteroïden groot genoeg en dichtbij genoeg zijn om een ​​probleem te vormen - en welke de juiste maat zouden kunnen hebben om door een robotruimtevaartuig te worden gevangen.

Waarom zijn orbitale observatoria zo nuttig?

Voor het grootste deel van de geschiedenis van de astronomie, wetenschappers waren beperkt in wat ze van de kosmos konden zien omdat de atmosfeer van de aarde het zicht van zelfs goed uitgeruste telescopen op de grond belemmerde. Maar met de komst van het ruimtetijdperk, astronomen hadden een nieuwe optie. Ze zouden observatoria in een baan boven de atmosfeer kunnen plaatsen, zodat ze ongehinderd kunnen observeren. Een goed voorbeeld:de Hubble-ruimtetelescoop, ingezet door de spaceshuttle Discovery in 1990 en nog steeds in bedrijf, heeft geholpen bij het herschrijven van leerboeken over astronomie, licht werpen op zaken als de ouderdom van het universum en het bestaan ​​van donkere energie [bronnen:HubbleSite, NASA].

Waarom WISE zo belangrijk is

De opvatting van deze kunstenaar laat zien hoe families van asteroïden ontstaan. Catastrofale botsingen tussen asteroïden in de gordel tussen Mars en Jupiter hebben geleid tot families van objecten in vergelijkbare banen rond de zon. NASA/JPL-Caltech

WISE zou een grote hulp moeten zijn bij twee belangrijke NASA-missies:het volgen van objecten in de buurt van de aarde en het bedenken van een manier om de aarde tegen hen te beschermen, en het organiseren van een bemande missie naar een asteroïde tegen 2025.

Het identificeren en volgen van asteroïden die zich in de buurt van de aarde zouden kunnen wagen, is een NASA-missie met een bijzonder hoge prioriteit. De urgentie ervan werd duidelijk gemaakt door de explosie in februari 2013 van een 18 meter (60 voet) breed, 11, 000 ton (12, 125 ton) meteoor boven de Russische stad Chelyabinsk. Dat stuk ruimtesteen gaf bijna 30 keer de energie vrij van een van de atoombommen die aan het einde van de Tweede Wereldoorlog ontplofte, en meer dan 1, 200 mensen raakten gewond door rondvliegend puin [bronnen:Yeager, Klotz].

Het samenstellen van een database van nabije-aarde-objecten en het volgen van hun bewegingen zal NASA hopelijk vooraf waarschuwen voor een object op een ramkoers - en tijd om een ​​defensieve strategie te implementeren, of dat betekent dat we de asteroïde moeten omleiden met zwaartekrachttractoren, zonnezeilen of andere toekomstige technologieën, of het uit elkaar halen met een nucleaire explosie [bron:Messier].

NASA overweegt ook het gebruik van robotruimtevaartuigen om een ​​kleine asteroïde nabij de aarde te vangen en deze veilig om te leiden naar een stabiele baan in de buurt van de aarde en de maan. Een NASA-video toont een mogelijke methode:een robotsonde aangedreven door zonnezeilen zou de asteroïde kunnen inhalen, lasso het met kabels, en stop het dan in een gigantische "asteroïde-vangzak, " waardoor het vaartuig zijn bewegingen kan controleren en sturen.

Zodra de asteroïde is waar NASA hem wil hebben, astronauten zouden er naartoe vliegen in het ruimtevaartuig Orion, een deep-space voertuig dat nog in ontwikkeling is, en dan ruimtewandeling naar het oppervlak. Ze zouden rotsmonsters verwijderen die voor verder onderzoek naar de aarde zouden worden teruggebracht [bron:Moscowitz, NASA]. Eventueel, gevangen asteroïden kunnen een bron zijn van waardevolle materialen zoals nikkel, platina en palladium, of zelfs sites voor productie [bron:Mann].

Veel meer informatie

Notitie van de auteur:Hoe WISE werkt

Ik ben gefascineerd door NASA's idee om op een asteroïde te landen, deels omdat ik als kind opgroeide in de jaren 60, Ik herinner me nog steeds de opwinding van het zien van een Classics Illustrated-stripversie van Jules Verne's fantasieroman uit 1877, 'Off on a Comet'. In de roman van Verne, echter, astronauten landen niet op een komeet. In plaats daarvan, een hemellichaam genaamd Gallia veegt de aarde opzij en schraapt een stukje van het land bij Gibraltar af, en neemt daarbij enkele tientallen mensen mee op een reis door het zonnestelsel. Hoewel dat uitgangspunt vermakelijk was voor 19e-eeuwse lezers, natuurlijk, in het echte leven zou zo'n botsing een wereldwijde catastrofe kunnen veroorzaken die lijkt op degene die de dinosaurussen heeft gedood. We kunnen veel beter het plan van NASA volgen.

gerelateerde artikelen

  • Hoe asteroïden werken
  • Hoe asteroïde mijnbouw zal werken
  • Hoe telescopen werken

bronnen

  • Chow, Denise. "NASA schakelt productieve ruimtetelescoop voor het in kaart brengen van de hemel uit." Space.com. 17 februari 2011. (8 september, 2013) http://www.space.com/10895-nasa-wise-space-telescope-mission-ends.html
  • Kuiper, Karel. "Gevaarlijk maar mooi:een asteroïde die we nog steeds niet willen ontmoeten." Cnet.com. 26 augustus 2013. (8 september, 2013) http://news.cnet.com/8301-11386_3-57600114-76/dangerous-but-beautiful-an-asteroid-we-still-dont-want-to-meet/
  • Henderson, Greg. "NASA reactiveert ruimtevaartuigen om te jagen op nabije-aardse asteroïden." Npr.org. 21 aug. 2013. (8 september, 2013) http://www.npr.org/blogs/thetwo-way/2013/08/21/214280646/nasa-reactivating-spacecraft-to-hunt-for-near-earth-asteroids
  • HubbleSite "Hubble Essentials." Hubblesite.org. (8 september, 2013) http://hubblesite.org/the_telescope/hubble_essentials/
  • Klotz, Irene. "Mottenballentelescoop krijgt nieuw leven als asteroïdenjager." Reuters. 21 aug. 2013. (8 september, 2013) http://www.reuters.com/article/2013/08/21/us-space-asteroids-idUSBRE97K1BP20130821
  • Klotz, Irene. "NASA lanceert Infrared Mapper." Ontdekkingsnieuws. 14 december 2009. (8 september, 2013) http://news.discovery.com/space/astronomy/nasa-launches-infrared-mapper.htm
  • man, Adam. "Nieuwe Asteroid Mining Company wil producten in de ruimte maken." Bedrade. 22 januari 2013. (8 september, 2013) http://www.wired.com/wiredscience/2013/01/deep-space-asteroid-mining/
  • Mathilde, Benita. "NASA activeert ruimtevaartuig WISE in winterslaap om op asteroïden te jagen." Wetenschapswereldrapport. 22 aug. 2013. (8 september, 2013) http://www.scienceworldreport.com/articles/8973/20130822/nasa-reactivates-hibernating-spacecraft-wise-hunt-asteroids.htm
  • Messier, Douglas. "Het vernietigen van gevaarlijke asteroïden zou de beste bescherming kunnen zijn, Expert zegt." Space. Com. 29 mei 2013. (10 september, 2013) http://www.space.com/21333-asteroid-nuke-spacecraft-mission.html
  • Moskou, Clara. "NASA's visie op Lasso-asteroïde:nieuwe conceptkunst onthuld (video)." Space.com. 23 aug. 2013. (8 september, 2013) http://m.space.com/22492-nasa-asteroid-capture-concept-images-video.html
  • Nasa. "NASA's Asteroid Initiative profiteert van rijke geschiedenis." Nasa.gov. 10 april 2013. (8 september, 2013) http://www.nasa.gov/mission_pages/asteroids/news/asteroid_initiative.html#.Ui08czashcY
  • Nasa. "Wide-field Infrared Survey Explorer Launch (persmap)." Ssl.berkeley.edu. December 2009. (8 sept. 2013) http://wise.ssl.berkeley.edu/documents/wise%20launch%202009-12-03.pdf
  • Nasa. "Wide-field Infrarood Survey Explorer." Nasa.gov. 23 februari 2011. (8 september, 2013) http://www.nasa.gov/mission_pages/WISE/mission/index.html
  • NASA Jet Propulsion Laboratory. "NASA publiceert nieuwe Wide-field Infrared Survey Explorer-missiecatalogus van de hele infraroodhemel." Astronomie.com. 16 maart 2012. (8 september, 2013) http://www.astronomy.com/News-Observing/News/2012/03/NASA%20releases%20new%20Wide-field%20Infrared%20Survey%20Explorer%20mission%20catalog%20of%20entire%20infrared%20sky. aspx
  • NASA Jet Propulsion Laboratory. "NASA-ruimtevaartuig opnieuw geactiveerd om op asteroïden te jagen." Jpl.nasa.gov. 21 aug. 2013. (8 september, 2013) http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-257
  • Tot ziens, Dennis. "Nieuw NASA-vaartuig, Met Infrarood Vermogen, Zal de onzichtbare hemel in kaart brengen." Nytimes.com. 7 december 2009. (8 september, 2013) http://www.nytimes.com/2009/12/08/science/space/08wise.html
  • Space.com-personeel. "NASA's Sky Mapping Telescope maakt de laatste sterrenfoto." Space.com. 25 februari 2011. (8 september, 2013) http://www.space.com/10953-nasa-wise-telescope-photo.html
  • Space.com-personeel. "NASA-telescoop ziet kosmische roos in de verre ruimte." Space.com. 16 maart 2010. (8 september, 2013) http://www.space.com/8051-nasa-telescope-spots-cosmic-rose-deep-space.html
  • Universiteit van Californië, Berkeley. "WISE:Wide-field Infrared Survey Explorer."Ssl.berkeley.edu. 21 aug. 2013. (8 september, 2013) http://wise.ssl.berkeley.edu/
  • Universiteit van Californië, Berkeley. "WIJS:Missie." Ssl.berkeley.edu. 1 januari 2010. (8 september, 2013) http://wise.ssl.berkeley.edu/mission.html
  • Jager, Ashley. "Nieuws in het kort:kaart volgt pad van stofpluim van Chelyabinsk-meteoor." Wetenschap nieuws. 23 aug. 2013. (10 september, 2013) http://www.sciencenews.org/view/generic/id/352753/description/News_in_Brief_Map_tracks_path_of_dust_plume_from_Chelyabinsk_meteor