Kõik tähtedevaheline ja planeetidevaheline ruum on täidetud kosmilise kiirgusega. See on tähtede kiirguse, mustade aukude, neutrontähtede ja impulsside akrüülketaste, supernoova plahvatuste tagajärg … Kiirgusemissioonide põhjustajaks on peaaegu kõik Universumi kataklüsmid. Kiirgus on astronautide ja elektroonika probleem, kuid teadlastele on see kingitus õppida palju kosmose üksikasju. Jätkame Päikesesüsteemi uurimiseks kasutatud teaduslike vahendite ülevaatamist.
Varem saime teada, kuidas planeete optiliselt uuritakse.
Gammaspektroskoopia
Gammavahemik on põhimõtteliselt ka optika, kuna gammakiired on kõrge energiaga footonid. Kuid gamma-spektroskoopia uurib planeediteaduses mitte neid tähti, mida kiirgab tähtedest ja mustadest aukudest, vaid neid, mis valgustavad planeete ja muid mitte atmosfääri või nõrga atmosfääriga kosmilisi kehasid.
Planeedid ja asteroidid hakkavad gammas kiirgama, kui neid pommitatakse massiivsemate osakestega: kõrge energiaga prootonid, alfa-beeta kiired ja neutronid. Laetud osakesed tabasid pinnast ja see hakkab eralduma vahemikus. Ja mis on tüüpiline, kiirgab iga keemiline element omas vahemikus. St peame lihtsalt hoidma pinna kohal gammaspektromeetrit, et mõista, millest see koosneb. Nii et mõistame ainult keemilist koostist, mitte geoloogilist, kuid täiendades seda näiteks infrapunaspektromeetrite ja nähtava ulatuse kaameratega saadava teabega, saame visuaalsema pildi.
Reklaamvideo:
Nii õppisid teadlased gammaspektromeetriat kasutades tooriumi-, raua- ja titaanimaakide suhteliselt kõrgete kontsentratsioonide kohta Kuul.
Sellise seadme abil Mars Odüsseial oli Marsil võimalik leida kaks piirkonda, kus anomaalselt kõrge tooriumisisaldus ja tõenäoliselt ka uraanimaagid. On täiesti võimalik, et seal toimusid kunagi protsessid nagu Aafrikas, moodustades loodusliku tuumareaktori. Tõsi, teised räägivad samade andmete põhjal termotuumasõjast … Ühel või teisel viisil on see julgustav leid, kuna see tähendab, et tulevaste Marsi asunike tuumaelektrijaamad saavad töötada kohaliku toorainega.
Neutronidetektorid
Erinevalt alfa- ja beetaosakestest ei imendu pinnases täielikult kosmilised neutronid. Osa neutroneid peegeldub kivide kehade pinnalt, samal ajal kui neil õnnestub umbes poole meetri võrra maasse vajuda. Pinnalt naasevad neutronid liiguvad reeglina juba palju aeglasemalt, nende kiirus ja energia sõltub sellest, mida nad mullas läbisid. Täpsemalt mõõdetakse nende abil ainult ühte parameetrit - vesiniku sisaldust.
Vesinik aeglustab aatomite kerguse tõttu efektiivselt neutroneid elastsetes kokkupõrgetes ja see efektiivsus sõltub otseselt selle kontsentratsioonist. Samal ajal ei jää vesinik mulda vabas vormis, eriti kui atmosfäärirõhk kipub olema null. Vesiniku hoidmiseks pinnases tuleb see siduda keemilisel tasemel ja vesi on endiselt parim vahend. Nii saab pinna kohal lennates ja neutronite "startimise" kiiruse kohta andmeid kogudes kindlaks teha umbkaudse veesisalduse pinnases. Muidugi, mida madalamale me lendame, seda täpsemad andmed on. Satelliidid annavad ikka saja kilomeetri viga plussi või miinus.
Just vesiniku / vee leviku kohta Kuu ja Marsi pinnase pinnases saadi andmeid Venemaa instrumentide LEND ja HEND abil.
Ja kui marsi andmeid on juba kaks korda kinnitatud, siis ootusärevad ootavad endiselt nende kontrollimist. Marsil maandus Phoenixi maandur ümmarguses piirkonnas ja seal, kus HEND lubas kuni 70% maapinna veest, leiti kohe tolmu alt veejääkiht. Ja Gale kraatris, kus Curiosity rover tegutseb, lubas HEND 5%, maapinna veesisaldus on vahemikus 3% kuni 5% ja ainult harva kohtab kuueprotsendilisi "oaase".
Pärast sellist HEND õnnestumist istus tema vend DAN otse roverile ja nüüd kogub ta andmeid mitte 300 km kõrguselt, nagu eelkäijagi, vaid 0,5 m. Tõsi, kõlamissügavus ei ületa endiselt 1 meetrit, kuid ruumiline eraldusvõime on suurenenud kümnetest kilomeetritest sentimeetriteni.
Vaatamata neutrondetektorite edusammudele pole nende suhtes siiski lõplikku usaldust. Kuu liustikud ootavad endiselt oma avastajat ning kosmoseagentuurid ja ka eraettevõtted pööravad Kuu poolustele üha enam tähelepanu. Kuigi niiskuse kontsentratsioon seal ei ole satelliitide andmetel suurem kui 4%.
Radarid
Raadioulatuses olevate planeetide helisid hakati tegema Maa pealt. Palju teavet andis Arecibo raadioteleskoop, läbimõõt 300 meetrit. Näiteks avastas ta 80-ndatel aastatel kuuma elavhõbeda postide juures kummalise peegelduse, mida vesijää võib anda. Teadlased ei suutnud pikka aega uskuda, et liustikud võivad eksisteerida Päikesele kõige lähemal asuval planeedil. Pidin ootama Messengeri sondi tulemusi, mis neutronidetektorit ja laservahemikku kasutades suutsid jää olemasolu kinnitada.
Arecibo näitas superkuulutuse ajal muljetavaldavaid pilte 2013. Kuul saab ta oma abiga näha katastroofiliste laavavoogude ja "üleujutuste" tagajärgi.
Kui need pildid ühendatakse orbitaalspektromeetritest saadud mineraalide levikukaartidega, on võimalik koostada piirkonna detailne geoloogiline kaart ja rekonstrueerida pinna areng. Kuigi kummaline on see, et siiani pole võimsa radariga satelliiti Kuule saadetud.
Kuid kolm radarisatelliiti lendasid Veenusele. Selle planeedi orbiidilt pinna uurimiseks pole muud võimalust. Venera 15 ja -16 kaardistasid põhjapooluse 1980ndatel ja siis, 1990ndatel, koostas Magellan täieliku kaardi.
Nüüd on Cassini hõivatud sarnase äriga Saturni orbiidil. Siin kasutatakse radarit Titani tiheda atmosfääri tungimiseks. Arvukate lendude jooksul paljastab kosmosejaam järk-järgult igavese loori ja ilmutab teadusele seda tõeliselt hämmastavat maailma, mis on mõnes mõttes uskumatult sarnane maisele, kuid mõnes mõttes silmatorkavalt erinev.
Mitme radari uuring võimaldab mitte ainult kaardistada, vaid ka jälgida dünaamilisi protsesse. Nii peeti salapäraselt ilmunud ja seejärel kadunud saart pidevate hooajaliste muutuste märgiks. Võib-olla oli see jäine jäämägi, mis kukkus metaani merre.
Muud lainepikkused ja erinevad radari kujundused võimaldavad teil minna sügavamale. Marsi orbiidil on kaks kosmosesõidukit, mis on varustatud "kajaloenduritega" ja mis tungivad planeedi koorikusse 1–3 kilomeetrit.
Euroopa kosmoselaeva Mars Express uuring võimaldas saada teavet polaarjää võimsuse ja struktuuri kohta, eristada süsinikdioksiidijäät vesijääst ja hinnata veevarusid.
Tema skaneerimise käigus selgusid ka iidsed asteroidikraatrid, mis on maetud planeedi põhjapoolkera sadade meetrite vulkaanilise laava ja Marsi ookeani setteladestuste alla. Teadlased on korduvalt märkinud meteoriidikraatrite nähtavat erinevust Marsi lõuna- ja põhjapoolkeral ning Mars Express on mõistatuse lahendanud. Kui kellelgi oli veel lootust, et marsilased maetakse vaakumist, põuast ja külmast Marsi-Siionisse, siis on mul neile halbu uudiseid …
Kosmosesõidukil New Horizons on ka instrumendid radariuuringuteks, kuid antenni suurus on paljudest planeedidevahelistest kolleegidest madalam, seetõttu keskendub uurimistöö atmosfääri leidmisele ja uurimisele.
Ootan põnevusega komeedi 67P / Churyumov-Gerasimenko tuuma radariskaneerimise tulemusi, mille Rosetta ja Philae kosmoselaev paarile tegi.
Radar toodi isegi kuule. Hiina "Jade Hare" suutis kõndida vaid sada meetrit, kuid isegi sellel õnnestus tal saada kõige huvitavamad Kuu pinna profiilid, umbes neljasaja meetri sügavusele. Tulevikus on selline teave elulise tähtsusega kuudejaama, baasi või asula ehitamiseks.
Alfa prootoni spektroskoopia
Kosmosekehade uurimisel maandurite abil on seda peaaegu võimatu teha ilma alfa-prootoni röntgenfluorestsentsspektroskoopia hetki puudutamata.
Kõigile NASA Marsi roversidele paigaldati APXS-tüüpi seadmed (Alpha Particle X-Ray Spektrometer). APXS on saadaval Philae landeril komeedi 67P / Churyumov-Gerasimenko tuumas. Seal oli sarnane seade (RIFMA) ka Nõukogude kuukärudel.
Meetodi tööpõhimõte sarnaneb gammaspektroskoopiaga, välja arvatud see, et anduril on oma laetud osakeste allikas (mingi radioaktiivne isotoop), peamiselt alfakiired. Uuritud proovi kiiritatakse kiirgusega ja see hakkab röntgenikiirguses hõõguma.
Veelgi enam, iga keemiline element helendab omal moel, mis võimaldab saada elementaarse koostise spektreid.
See pole kaugeltki ammendav ülevaade päikesesüsteemi uurimise seadmetest. Reeglina paigaldatakse planeetidevahelistele sõidukitele astrofüüsikalised instrumendid, et registreerida energeetilisi osakesi, planeetidevahelist kiirgust, plasmat ja tolmu. Planeedidevahelised lennud võimaldavad teil uurida ka kosmoset, Päikese, planeetide ja tähtedevahelise keskkonna suhteid, kuid see on juba teine lugu.
