NASA Deep Impact – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

07. juli 2011

NASA Deep Impact

Hej Spørg om Fysik
Var det ikke en asteroide man smed en kobberklods ned på for nogle år siden? Hvilken, hvordan og hvad fandt man ud af?

Med venlig hilsen
L R

NASA Deep Impact (Med hælp fra  NASAs hjemmesider). Det legeme man ramte var en komet, som hedder Tempel 1. Det var for at få uddybet de erfaringer, man havde efter mødet og undersøgelsen af Halleys komet, hvor man til sin overraskelse havde fundet, at den  var "sortere end kul".

Kometens Coma som fremkommer ved fordamp-ning af f.eks. vand og kuldioxid og gasudstrømning af kometen.

Ideen til projektet er fra ca. 1978, men blev aktuelt og udviklet i 1998. Rumsonden blev afsendt d. 1/12-2004 med en Delta II raket fra Florida. Vægt af "projektilet" + observationssonden var 1020 kg, og selve forsøget foregik i 2005.

Sammenstødslegemet udløstes 2/7-2005 kl. 11:07 (altså ca. 24 timer før sammenstødet). Efter en række manøvrer med legemet for at ramme rigtigt, ramte man kometen 3/7-2005 kl. 10:52:24. Det tidspunkt, hvor den resterende rumsonde var nærmest, var kl. 11:06 samme dag. 9/8-2005 blev rumsonden sat i "sleep mode".

Komet Tempel 1. Den brede pil uden bogstaver er nedslagsområdet. Den hvide streg forneden repræsenterer 1 km. De to pile oppe foroven viser til solen og himlens nordpol.

Kort tid til indsamling af data 

Den tid, hvor man kunne samle højkvalitetsdata, var på 800 sekunder. Denne tid var kritisk fordi, at observationsrumsonden på det tidspunkt samtidigt bevægede sig igennem et område med meget kometmateriale, hvor der var risiko for sammenstød. Sammenstødshastigheden med sammenstødslegemet var 10,3 km/s, og observationssonden fløj forbi med en hastighed på ca. 500 km/s.

Sammenstødet skete ca. 0,9 jordbaneradier fra Jorden. Sammenstødet skete i en indgående vinkel på 63˚, og gav et krater der var ca. 28 m dybt og 100 m i idameter (størrelse som et fodboldstadion).   

Grafen herunder viser spektre indsamlet under og lige efter kollisionsprocessen i logaritmisk skala.

Spektre indsamlet under og lige efter kollisionsprocessen i logaritmisk skala. Det er termiske emmissionsspektre (varmt stof, som udsender lys).

De giver information om det udkastede stof fra sammenstødet. De sammenlignes med de spektre der kendes fra kometen Hale-Bopp og med spektre af en støvsky omkring en stjerne under dannelse HD 100546.

Nedefra og op ses spektre taget med Spitzer rumteleskopets infrarøde spektrometer 23 timer før sammenstødet, dernæst spektrum af det udslyngede materiale fra sammenstødet taget 75 timer efter, og dernæst Infrarødt rumlaboratorium spektrum af kometen Hale-Bopp og til sidst af den nydannede stjerne.

Komet kendsgerninger Hvad vi ikke ved endnu
Kometer består af det mest primitive materiale i solsystemet, herunder vand-is (med indesluttede gasser), CO2-is, måske metan-is plus en masse støv og organisk (dvs. kulholdigt) materiale Vi ved ikke hvad der er gemt under overfladelagene
Kometer udvikler sig normalt ikke ret meget efter de første passager omkring solen, hvor store dele af de ydre, lettest fordampelige, stoffer har forladt kometen , mange bliver "sovende" i den forstand at de ikke længere udvikler en koma (se herunder) når de kommer forbi solen. Vi ved ikke om isen bliver slynget ud ej heller om sublimation (fordampning af isen uden den bliver til væske) hæmmes.
Der må være mange "sovende" kometer som anses for asteroider. Vi ved ikke hvordan vi skal finde disse legemer.
Vi ved mere om kemien og fysikken end for andre små legemer Vi ved ikke hvordan disse detaljer kan anvendes til at rumme vore modeller af kometer
Udstrømmende gasser omkring kometerne (Kaldes koma) bruges ofte til at drage slutninger om isen i støvdisken helt tilbage i tiden fra før planeterne dannedes. Vi kender ikke forholdet imellem forekomsten {af hvad?} i coma og i kerne.
Kometer går i stykker under ret små belastninger. Vi ved intet om variationen af styrken af kometen i forhold til størrelse.

 

Hvad fandt man?

Man fandt noget det stof der var i rummet omkring solen før planeterne var dannet. Det var: leragtige mineraler, mineraler med jernindhold, karbonater (af type som kalken i østersskaller), krystallinske silikater som mineralet olivin, aromatiske organiske stoffer, komponenter indeholdende grundstoffet kul - såsom sod, plus spor af andre mineraler som f.eks. spinel. Desuden is, vanddamp og kuldioxid.

Fotos af sammenstødet

Med venlig hilsen
Morten Bo Madsen
Malte Olsen