Interpult Studio

8 июня НАСА сообщило, что его новая мощная космическая обсерватория, космический телескоп Джеймса Уэбба, теперь имеет небольшую ямочку в одном из своих главных зеркал после того, как на нее упал более крупный, чем ожидалось, микрометеороид в глубоком космосе. Эта новость стала немного шокирующей, поскольку столкновение произошло всего через пять месяцев пребывания телескопа в космосе, но такие удары — просто неизбежный аспект космических путешествий, и, безусловно, впереди еще больше ударов.

Несмотря на то, что подразумевает его название, пространство не совсем пусто. В нашей Солнечной системе крошечные частицы космической пыли мчатся через регионы между нашими планетами с колоссальной скоростью, которая может достигать десятков тысяч миль в час. Эти микрометеороиды размером не больше песчинки часто представляют собой маленькие кусочки астероидов или комет, которые откололись и теперь вращаются вокруг Солнца. И они повсюду. Грубая оценка малых метеороидов во внутренней части Солнечной системы. оценивает их общую массу примерно в 55 триллионов тонн. (если бы все они были объединены в одну скалу, она была бы размером с небольшой остров).

Это означает, что если вы отправите космический корабль в глубокий космос, ваше оборудование обязательно в какой-то момент столкнется с одним из этих маленьких космических камней. Зная это, инженеры космических кораблей будут конструировать свои аппараты с определенной защитой от ударов микрометеоритов. Они часто включают в себя что-то, называемое защитой Уиппла, специальный многослойный барьер. Если в щит ударит микрометеороид, частица пройдет через первый слой и фрагментируется еще дальше, поэтому во второй слой попадут еще более мелкие частицы. Такое экранирование обычно используется вокруг чувствительных компонентов космического корабля для дополнительной защиты.

READ  Почему маркетинг, продажи и саппорт стоит объединить в одну команду. Опыт Carrot quest

Но с космическим телескопом Джеймса Уэбба НАСА, или JWST, все сложнее. Позолоченные зеркала телескопа должны подвергаться воздействию космической среды, чтобы должным образом собирать свет из далекой Вселенной. И хотя эти зеркала были построены так, чтобы выдерживать некоторые удары, они более или менее сидячие утки для более крупных ударов микрометеороидов, таких как тот, который обрушился на JWST в мае. Хотя микрометеороид все еще был меньше песчинки, он был больше, чем ожидало НАСА, — достаточно, чтобы повредить одно из зеркал.

Операторы космических кораблей моделируют популяцию микрометеороидов в космосе, чтобы лучше понять, как часто космический корабль может подвергаться ударам в той или иной части Солнечной системы — и частицы какого размера могут ударять по их оборудованию. Но даже тогда это не надежная система. «Это все вероятность», — говорит Дэвид Маласпина, астрофизик из Университета Колорадо, специализирующийся на воздействии космической пыли на космические корабли. Грань. «Вы можете только сказать: «У меня есть шанс попасть под частицу такого размера». Но сделаете вы это или нет, это зависит от случая».

Примеры различных типов защиты Уиппла
Изображение: НАСА

Микрометеороиды имеют широкий спектр историй происхождения. Они могут быть остатками высокоскоростных столкновений в космосе, которые раскалывают космические камни на мельчайшие кусочки. Астероиды и кометы также со временем подвергаются бомбардировке космическими частицами и фотонами Солнца, в результате чего крошечные кусочки откалываются. Астероид также может подойти слишком близко к большой планете, такой как Юпитер, где сильное гравитационное притяжение отрывает куски скалы. Или объект может подойти слишком близко к Солнцу и стать слишком горячим, в результате чего камень расширится и расколется на куски. Есть даже межзвездные микрометеороиды, которые просто проходят через нашу Солнечную систему из более отдаленных космических районов.

Скорость движения этих частиц зависит от того, в какой области пространства они находятся, и от того, какой путь они проходят вокруг нашей звезды, со средней скоростью около 45 000 миль в час или 20 километров в секунду. Встретят ли они ваш космический корабль или нет, также зависит от того, где находится ваш корабль в космосе и как быстро он движется. Например, солнечный зонд НАСА «Паркер» — ближайший к Солнцу искусственный объект на данный момент, движущийся с максимальной скоростью более 400 000 миль в час. «Он доходит до 4-х ярдовой линии, по сравнению с Землей, находящейся полностью в одной конечной зоне», — говорит Маласпина, которая сосредоточилась на изучении ударов микрометеороидов о Parker Solar Probe. Он также движется через самую плотную часть области, называемой зодиакальным облаком, толстым диском космических частиц, который пронизывает нашу Солнечную систему. Таким образом, Parker Solar Probe подвергается пескоструйной очистке чаще, чем JWST, и он сталкивается с этими частицами на невероятно высоких скоростях, чем телескоп.

Зонд Parker Solar Probe дает нам лучшее представление о микрометеороидах вокруг Солнца. но у нас также есть довольно хорошее представление о населении Земли. Всякий раз, когда микрометеороид попадает в верхние слои атмосферы вокруг нашей планеты, он сгорает и образует метеоритный дым — мелкие частицы дыма, которые можно измерить. Количество этого дыма может сказать нам, сколько пыли попадает на Землю с течением времени. Кроме того, были проведены эксперименты на Международной космической станции, где материалы были установлены снаружи орбитальной лаборатории, чтобы увидеть, как часто они подвергаются бомбардировке.

Художественное изображение солнечного зонда NASA Parker.
Изображение: НАСА

Хотя JWST живет примерно в 1 миллионе миль от Земли, это все еще относительно близко. У ученых также есть представление о том, что там происходит, на основе других миссий, отправленных на ту же орбиту, что и JWST. И большая часть того, что попадает в телескоп, не имеет большого значения. «В космический корабль все время падают маленькие дети, — говорит Маласпина. «Под малой я подразумеваю доли микрона — намного, намного, намного меньше человеческого волоса. И по большей части космический корабль их даже не замечает». На самом деле, JWST уже четыре раза сталкивался с небольшими микрометеороидами, прежде чем в мае столкнулся с более крупным микрометеороидом.

НАСА смоделировало микрометеорную среду до запуска JWST, но в свете недавнего удара агентство созвало новую команду, чтобы уточнить свои модели и лучше предсказать, что может произойти с телескопом после будущих ударов. Текущее моделирование микрометеороидов будет пытаться предсказать такие вещи, как распространение обломков по орбите, если астероид или комета развалятся на части. По словам Маласпина, такие обломки более динамичны, что затрудняет их прогнозирование.

Однако, в конце концов, предсказание просто даст вам больше информации о когда в космический корабль может попасть крупная пылинка. Такие разовые воздействия просто неизбежны. JWST будет продолжать подвергаться критике с течением времени, но НАСА всегда было готово к этому. «Вы просто должны жить с вероятностью того, что в конечном итоге вас поразит частица пыли какого-то размера, и вы просто делаете все возможное с техникой», — говорит Маласпина.

https://www.theverge.com/2022/6/20/23168039/micrometeoroid-space-dust-spacecraft-impact-debris-jwst

от admin