Миссия НАСА NEOWISE, космический корабль которой показан здесь, исследовала объекты, сближающиеся с Землей. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Проект НАСА NEOWISE, который предоставил астрономам детальное представление о околоземных объектах, некоторые из которых могут столкнуться с Землей, завершил свою миссию и сгорел при повторном входе в атмосферу спустя более десяти лет.
В ясную ночь небо полно ярких объектов — от звезд, больших планет и галактик до крошечных астероидов, пролетающих вблизи Земли. Эти астероиды широко известны как околоземные объекты, и они бывают самых разных размеров. Некоторые из них имеют диаметр десятки километров или больше, а другие — всего лишь десятки метров или меньше.
Иногда околоземные объекты врезаются в Землю на высокой скорости — примерно 10 миль в секунду (16 километров в секунду) или быстрее. Это примерно в 15 раз быстрее начальной скорости винтовки. Удар на такой скорости может легко повредить поверхность планеты и все, что на ней.
Удары крупных объектов, сближающихся с Землей, обычно случаются редко в течение типичной человеческой жизни. Но они встречаются чаще в геологическом масштабе от миллионов до миллиардов лет. Лучшим примером может быть астероид шириной 6 миль (10 километров), который врезался в Землю, убил динозавров и создал кратер Чиксулуб около 65 миллионов лет назад.
На Земле очень распространены меньшие удары, поскольку вокруг Земли больше мелких объектов. Усилия международного сообщества под названием «Планетарная защита» защищают людей от этих космических злоумышленников путем каталогизации и мониторинга как можно большего количества околоземных объектов, в том числе тех, которые близко приближаются к Земле. Исследователи называют околоземные объекты, которые могут столкнуться с поверхностью, потенциально опасными объектами.
НАСА начало свою миссию NEOWISE в декабре 2013 года. Основной целью этой миссии было использование космического телескопа Wide-field Infrared Survey Explorer для тщательного обнаружения и описания околоземных объектов, таких как астероиды и кометы.
NEOWISE внесла свой вклад в усилия по планетарной защите, проводя исследования по каталогизации объектов, сближающихся с Землей. За последнее десятилетие это помогло защитникам планет, таким как мы и наши коллеги, изучить околоземные объекты.
Обнаружение околоземных объектов
Миссия NEOWISE изменила правила игры, поскольку она произвела революцию в том, как исследовать околоземные объекты.
Миссия NEOWISE продолжала использовать космический аппарат миссии НАСА WISE, которая проходила с конца 2009 по 2011 год и проводила инфракрасное исследование всего неба для обнаружения не только околоземных объектов, но и удаленных объектов, таких как галактики.
Космический корабль вращался вокруг Земли с севера на юг, проходя над полюсами, и находился на солнечно-синхронной орбите, где он мог видеть Солнце в одном и том же направлении с течением времени. Такое положение позволило ему эффективно сканировать все небо.
Космический корабль мог бы исследовать астрономические и планетарные объекты, обнаруживая сигнатуры, которые они излучают в среднем инфракрасном диапазоне.
Глаза человека способны воспринимать видимый свет, то есть электромагнитное излучение длиной от 400 до 700 нанометров. Когда мы смотрим на звезды на небе невооруженным глазом, мы видим их видимые световые компоненты.
Однако средний инфракрасный свет содержит волны размером от 3 до 30 микрометров и невидим для человеческого глаза.
При нагревании объект сохраняет это тепло в виде тепловой энергии. Если объект не термоизолирован, он непрерывно выделяет эту энергию в виде электромагнитной энергии в среднем инфракрасном диапазоне.
Этот процесс, известный как тепловое излучение, происходит с околоземными объектами после того, как Солнце их нагревает. Чем меньше астероид, тем слабее его тепловое излучение. Космический корабль NEOWISE может обнаруживать тепловые излучения от околоземных объектов с высоким уровнем чувствительности, то есть он может обнаруживать небольшие астероиды.
Но астероиды — не единственные объекты, излучающие тепло. Датчики космического корабля могут улавливать тепловые выбросы и из других источников, включая сам космический корабль.
Чтобы гарантировать, что тепло от космического корабля не будет мешать поискам, космический корабль WISE/NEOWISE был спроектирован таким образом, чтобы он мог активно охлаждаться с использованием современных на тот момент систем криогенного охлаждения на твердом водороде.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте обновления о прорывах, инновациях и важных исследованиях — ежедневно или еженедельно.
Этапы работы
Поскольку оборудование космического корабля должно было быть очень чувствительным для обнаружения удаленных объектов для WISE, оно использовало твердый водород, который чрезвычайно холоден, чтобы охладиться и избежать любого шума, который мог бы повлиять на чувствительность инструментов. В конце концов охлаждающая жидкость закончилась, но только после того, как WISE успешно выполнила свои научные задачи.
Во время криогенной фазы, когда он активно охлаждался, космический корабль работал при температуре около -447 градусов по Фаренгейту (-266 градусов по Цельсию), что немного выше температуры Вселенной, которая составляет около -454 градусов по Фаренгейту (-270 градусов по Цельсию). .
Криогенная фаза длилась с 2009 по 2011 год, пока космический корабль не перешел в спячку в 2011 году.
После периода спячки НАСА решило возобновить работу космического корабля WISE в рамках миссии NEOWISE, уделив более пристальное внимание обнаружению околоземных объектов, что все еще было осуществимо даже без криогенного охлаждения.
Во время этой фазы реактивации детекторы не должны были быть такими чувствительными, а космический корабль должен был оставаться таким холодным, как во время фазы криогенного охлаждения, поскольку околоземные объекты находятся ближе, чем далекие цели WISE.
Последствием потери активного охлаждения стало то, что два длинноволновых детектора из четырех на борту стали настолько горячими, что больше не могли работать, что ограничило возможности корабля.
Тем не менее, NEOWISE использовала два своих работающих детектора для непрерывного детального мониторинга как ранее, так и вновь обнаруженных объектов, сближающихся с Землей.
Наследие NEOWISE
По состоянию на февраль 2024 года NEOWISE провел более 1,5 миллиона инфракрасных измерений около 44 000 различных объектов Солнечной системы. Среди них около 1600 открытий околоземных объектов. NEOWISE также предоставил подробные оценки размеров более чем 1800 объектов, сближающихся с Землей.
Несмотря на вклад миссии в науку и планетарную защиту, она была выведена из эксплуатации в августе 2024 года. В конечном итоге космический корабль начал падать к поверхности Земли, пока не вошел в атмосферу Земли и не сгорел 1 ноября 2024 года.
Вклад NEOWISE в поиск околоземных объектов дал ученым гораздо более глубокое понимание астероидов вокруг Земли. Это также дало ученым лучшее представление о том, какие проблемы им придется преодолеть, чтобы обнаружить слабые объекты.
Итак, NEOWISE нашел все околоземные объекты? Ответ — нет. Большинство ученых по-прежнему считают, что существует гораздо больше околоземных объектов, которые еще предстоит идентифицировать, особенно меньших по размеру.
Чтобы продолжить наследие NEOWISE, НАСА планирует миссию под названием NEO Surveyor. NEO Surveyor станет космическим телескопом следующего поколения, который сможет более детально изучать небольшие околоземные астероиды, в основном для содействия усилиям НАСА по планетарной защите. Он будет идентифицировать сотни тысяч околоземных объектов размером всего около 33 футов (10 метров) в поперечнике. Запуск космического корабля намечен на 2027 год.
Информация от: Разговором
