Det är inte lätt att ta prov på en komet. Att överväga att landa på en blir en logistisk mardröm, men vad sägs om att skjuta på den? Varför inte skicka ett uppdrag till mötet med dessa frysta, ogästvänliga stenar och sätta in en sond? En metod som denna kan till och med innebära att ett prov kan tas där en landning skulle vara omöjlig!
Tack vare forskarnas arbete vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, designas en ny komet "harpun" för att göra kometprovreturen inte bara mer effektiv, utan mer detaljerad.
Ungefär storleken på en klädskåp, denna sprutliknande sond står ungefär två meter hög och kommer att införas med ett tvärbågsliknande arrangemang som kommer i kontakt med kometen. Placerat för att skjuta vertikalt nedåt består detta bågens arrangemang av ett par lastbilsfjädrar och 1/2 tum stålkabel .. ett arrangemang som kan skjuta upp till en mil om det pekar i fel riktning! När den påverkar kommer en elektrisk vinsch att dra tillbaka bågen i läge och mata ut harpunen med 1 000 kilo kraft på 100 fot per sekund.
Så hur skulle det vara att bevittna den kosmiska valens harpun. Ett explosivt äventyr, för att vara säker. Donald Wegel från NASA Goddard, ledande ingenjör på projektet, har experimenterat med ballista och kärnprovrutan i olika slagmiljöer. Enligt pressmeddelandet är den resulterande effekten något av en kombination av gevärrapport och kanonsprängning.
"Vi var tvungna att bulta det på golvet, eftersom rekylen fick hela testbädden att hoppa efter varje skott," sa Wegel. ”Vi är inte säkra på vad vi kommer att möta på kometen - ytan kan vara mjuk och fluffig, mestadels bestående av damm, eller det kan vara is blandat med småsten eller till och med fast berg. Troligtvis kommer det att finnas områden med olika kompositioner, så vi måste utforma en harpun som kan penetrera ett rimligt sortiment av material. Det omedelbara målet är dock att korrelera hur mycket energi som krävs för att penetrera olika djup i olika material. Vilka harpunspetsgeometrier penetrerar specifika material bäst? Hur påverkar harpunmassan och tvärsnitt penetrationen? Ballista tillåter oss att säkert samla in dessa data och använda dem för att storleken på kanonen som kommer att användas på själva uppdraget. ”
Att studera kometens kärnprov kommer att ge forskare viktig information om den ursprungliga solnebulan och hjälpa oss att ytterligare förstå hur livet kan ha sitt ursprung. "Ett av de mest inspirerande skälen till att gå igenom besväret och kostnaden för att samla ett kometprov är att titta på den" primordial ooze "- biomolekyler i kometer som kan ha bidragit till livets ursprung," säger Wegel. Kometprov återuppdrag - som den från Wild 2 - har visat oss att det finns aminosyror på dessa ogästvänliga platser, men ändå kan ha bidragit till att stimulera livet här på jorden.
Men det finns mer i berättelsen än att bara leta efter skäl till livet ... det största är att bevara livet självt. Som vi vet finns det alltid en möjlighet att en komet kan påverka jorden och skapa en utrotningsnivå. Genom att förstå kometens sammansättning kan vi få ett bättre grepp om vad vi kan behöva göra om ett kataklysmiskt scenario bakom sitt fula huvud. Vi skulle till exempel veta om en viss typ av komet tenderar att fragmentera - eller en annan explodera. "Så den andra huvudsakliga anledningen till att ta prov på kometer är att karakterisera konsekvenshotet", enligt Wegel. "Vi måste förstå hur de är gjorda så att vi kan hitta det bästa sättet att böja dem om någon skulle ha sitt intresse för oss."
"Att ta tillbaka ett kometprov kommer också att låta oss analysera det med avancerade instrument som inte passar på ett rymdskepp eller inte har hittats ännu," lägger till Dr. Joseph Nuth, en kometsexpert på NASA Goddard och ledande forskare i projektet .
Om vi skulle vara i en film, kanske vi kan överväga att få ett kometprov genom en metod som borrning - men brist på tyngdkraft på dessa små, rörliga världar kommer inte att låta det hända. ”Ett rymdskepp skulle faktiskt inte landa på en komet; det skulle behöva fästa sig på något sätt, antagligen med någon slags harpun. Så vi tänkte att om du måste använda en harpun ändå, kan du lika gärna få den för att samla in ditt prov, säger Nuth.
För närvarande arbetar designteamet för närvarande med att studera harpunens reaktioner på olika medier - och vad som måste göras för att ta prov och samla in vad de kan stöta på. Detta är inte lätt med tanke på att de arbetar med en grundläggande okänd.
"Du kan inte göra det genom att klämma in nummer i en dator, för ingen har gjort det förut - data finns inte ännu", säger Nuth. ”Vi måste hämta data från experiment som detta innan vi kan bygga en datormodell. Vi arbetar med svar på de mest grundläggande frågorna, till exempel hur mycket pulverladdning du behöver så att din harpun inte hoppar av eller går igenom kometen. Vi vill bevisa att harpunen kan tränga in tillräckligt djupt, samla ett prov, avkoppla från spetsen och dra tillbaka provuppsamlingsenheten. ”
Ingenting kommer dock att lämnas till slumpen. Genom att skapa flera tips, insamlingsenheter och planering för olika bränningstekniker och behov är teamet säkert att få ut mesta möjliga av sina forskningsdollar och rymdfarkoster som kommer att finnas tillgängliga för dem. För att ytterligare hjälpa till med deras planering kommer de också att kunna använda data från det nuvarande Rosetta-uppdraget och dess landare, Philae, som kommer att ansluta sig till “67P / Churyumov-Gerasimenko” 2014.
"Rosetta harpunen är en genial design, men den samlar inte in ett prov", säger Wegel. ”Vi kommer att få tillbaka deras arbete och ta det ytterligare ett steg för att inkludera en provtagningspatron. Det är viktigt att förstå den komplexa interna friktion som en ihålig harpoon med kärnprovtagning möter. ” Ännu mer information kommer att läggas till från nyligen genomförda NASA-uppdrag, OSIRIS-REx (Origins, Spectral Tolkning, Resource Identification, Security - Regolith Explorer), som är ett asteroidprovningsuppdrag. Allt kommer att lägga till några mycket unika resultat och en sak som vi vet är ...
"Amiral? Vara valar här ... ”
