Kakva je površina komete? Bilo je to jedno od glavnih pitanja koje je motivisalo misiju 'Philae'da se spusti na kometu 67P/ Čurjumov-Gerasimenko. Sada znamo odgovor, makar samo za onaj deo direktno ispod'Philae': tamo se nalazila korica debljine 10 do 50 cm, ispod koje je kometa mnogo rastresitija. Čvrsta kora je zapravo miks leda i regolita, kojoj čvrstinu daju čestice leda koje se čvrsto drže jedna za drugu. Moguće je da postoji tanja i tvrđa kora debljine samo jedan santimentar koja je sprečavala penetraciju lenderovih instrumenata u kometu.
Rezultati misije'Fili'su nedavno objavljeni u žurnalu 'Icarus'koji objavljuje odsek za Planetnu nauku Američkog astronomskog udruženja. Tekst je potpisao drMartin Knapmeyer sa saradnicima, a naslov je bio 'Struktura i elastični parametri u blizini površine na lokaciji Abydos na kometi 67P/Čurjumov-Gerasimenko, kako ih je snimio SESAME/CASSE tokom faze bušenja MUPUS-a'.
Kao što se sećaju svi koji su pratili poslednje tekstove na sajtu na ovu temu, ovako je izgledalo mesto sletanja 'File': izrazito neravna površina, sa krutim, jakim materijalom u obliku ploča, nagomilanih i izlomljenih.
Ova panorama je nastala kombinacijom dve slike kamera ҪIVAi predstavlja samo deo pune panorame. Levo se vidi jedan od nogara stajnog trapa; dole desno je jedna od antena CONSERT.
Ako preskočimo prirodnu radoznalost, zbog čega nam je uopšte bitno šta se krije u unutrašnjosti komete? Veruje se da su komete primordijalne, relikti vremena nastanka solarnog sistema. Čini ih miks materijala, uključujući asteroidnu prašinu i ugljenične materijale, zajedno sa različitim ledovima. Nastale su pre više od 4,5 milijardi godina ali nikad nisu uspele da porastu previše, dovoljno velike da bi sopstvena gravitacija uspela da sabije njihovu supstancu. Kao rezultat, imamo da su komete neverovatno porozne, da se njihove čestice jedva dodiruju i sa mnogo praznog prostora okolo. 67P ima gustinu od 533 kg po m3, kao drvo ili jedva malo više od polovime gustine vodenog leda. Kada bi je napravili od leda, polovina zapremine bi bila prazan prostor! Ali 'Rosettin'CONSERT radar sounding eksperiment je pokazao da je 75-85% komete zapravo prazan prostor. Ali ako pogledaš slike površine pomisliš: bez velikih šupljina, samo očigledno čvrsta površina. Kako uskladiti te dve stvari?
'Naježena koža'ili 'Dinosaurovo jaje'u rupu na kometi. Na ovom snimku kometne površine širokougaonom kamerom OSIRISprosečna kvrga ima prečnik oko 3 metra a rasprostranjene su po površini većoj od 100 metara. Njihov nastanak je i dalje tajna.
Iako je njihova unutrašnjost primordijalna, spoljašnjost kometa čije orbite ih dovode u unutrašnjost Sunčevog sistema, pretrpele su mnogo promena. Kometna aktivnost nastaje kada njihova tela dospeju dovoljno blizu Sunca i kada njihov zaleđeni materijal započne da isparava; oblaci gasova odleću sa komete, ponekad u obliku kolimacionih mlazova, od kojih se većina nikad više ne vrati na površinu. Deo prašine odleće zajedno sa gasovima u vidu kometnih džetova, deo nje pada nazad na površinu komete, a nešto preostaje na površini u obliku naslaga prašine. Proces menja površinu komete na nekoliko načina, ali kako konkretno?
Pre 'File', pitali smo se: Kakva je površina? Da li je pokrivena česticama sitne prašine vrlo rastresite teksture poput nekog puderastog snega? Da li je lepljiva i sklona sabijanju, poput svežeg snega? Da nije donekle čvrsta ali ipak može da se sabije, poput stiropora? Ili je jaka i gusta poput leda ili stene? Razumevanje prirode kometne površine pomoglo bi naučnicima u razvoju modela koji bi objašnjavali kako i zašto komete imaju džetove, kako aktivnosti počinju i završavaju se, koliko dugo su komete aktivne pre nego što opet zaspu, a i pomogli bi inženjerima da razumeju kako da tamo jednom spuste mnogo veću letilicu.
'Philae' pronađen! Dve godine posle sletanja, ova slika je dala definitivnu informaciju o mestu ateriranja. Ova slika lendera je napravljena 2. septembra 2016; slika NavCam (gore desno), napravljena 16. aprila 2015, pokazuje globalni kontext.
MUPUS EKSPERIMENT
Naziv instrumenta MUPUS[1]predstavlja skraćenicu od 'MUlti PUrpose Sensors for Surface and Subsurface Science'. Plan je bio da se uvede jedna samozakucavajuća šipka ('penetrator') u površinu komete radi merenja njenih svojstava, ali zbog nenormalnog položaja posle sletanja 'File', šipka nikad nije dotakla površinu. Ali MUPUS je ipak uključen i on je nekoliko puta odglumio zakucavanje, stvarajući akustičke talase koje je drugi instrument, CASSE(Comet Acoustic Surface Sounding Experiment, deo uređaja SESAME), uspeo da registruje preko troosnih akcelerometara u 'Filinim'stopama. Udari su putovali kroz kometni materijal pre nego što su stizali do stopa i tu bili registrovani osetljivim akcelerometrima CASSE-a. Knapmeyer i saradnici su izračunali kojom brzinom su propagirali talasi kroz kometu i odatle izveli fizička svojstva kometne površine, nakon što su napravili nekoliko pretpostavki...
MUPUSkonfiguracija. Penetrator je trebalo da bude postavljen na oko 1,5 m od lendera uz pomoć ruke (nije prikazana). Harpuni je sadržao temperaturne senzore (ANC-T) i akcelerometare (ANC-M). 4-kanalni IR senzor TM je bio montiran na vrhu lendera. Penetrator je bio opremljen sa senzorom dubine (PEN-M) i 16 različitih termo-senzorima. Uređaj za samozakucavanje i elektronika nalazili su se u valjku visine 10 cm na vrhu penetratora.
MUPUS PEN: Desna slika prikazuje sklopljeni MUPUS PEN, onako kako je stigao na površinu. U šipci se nalazilo 16 senzora (dva su izdvojena da se vide). Desno je prikazan jedan termalni senzor koji se sastoji od sloja titanijuma debljine 20 μm prevučenog preko 'Kaptonske®'podloge. Temperatura je trebala da se meri svakih 20 sec.
'Fila'je imala 10 instrumenata.
CASSE akcelerometri su ustvari zabeležili četiri različita vremena dolaska talasa posle svakog MUPUS-ovog udarca; različito vreme se razlikovalo zbog različite frekvence talasa. Takvo ponašanje je karakteristično za slojevite materijale – talasi dužih talasnih dužina su 'osećali' dublje ispod površine nego talasi kraćih talasnih dužina. Pod pretpostavkom jednostavne dvoslojne strukture, Knapmeyer i njegovi saradnici su otkrili da su talasi putovali otprilike duplo brže u sloju bliže površini neko u dubljem sloju.te da je taj gornji sloj debeo između 10 i 50 cm. Talasi brže putuju u čvrstim materijalima pa je zaključeno da se čvrsta kora debljine 10-50 cm nalazi iznad manje tvrde unutrašnjosti. Kometa je hrskava spolja a mekana iznutra, ali je hrskavi sloj prilično tanak. Hrskavi sloj mora da se stvara odmah pošto aktivnost otkrije svežukometnu unutrašnjost, pošto kometa guvi nekoliko metara svoje materije svaki put kada proleti kroz perihel oko Sunca, tj. svakih 6,5 godina.
Jedan kadar NavCamaod 27. marta 2016, kada je 'Rosetta'bila na oko 329 km od nukleusa komete 67P. Dimenzija kadra je 28,7 km.
Vrlo redak snimak površine komete tokom njene aktivnosti. Niko nikad nije video ništa slično! Kometa je tada 2016. bila oko 500 mil. km daleko od nas.
P.S.
U pomenutom textu pola strane je posvećeno definiciji šta je to 'prašina' za planetne naučnike, koji naglašavaju da 'postoji najmanje tri različite definicije termina 'prašina'. Za naučnike, prašina može da znači i 'pesak' i 'sumaglica', pa čak i 'led', 'kamenje' ili 'metal'; za nas je to reč koju nemamo potrebu da je definišemo, ali za naučnike ima tačno precizno značenje u naučnom kontekstu...
Čim nađem pogodno objašnjenje a da nije neki doktorat napisaću priču o 'prašini' ... to mora da je zanimljivo.
[1]Višenamenski paket senzora na lenderu, koji je trebalo da do dubine oko 35 cm utvrdi energetsku ravnotežu (termička svojstva) i fizička svojstva u površinskom sloju. Paket se sastojao od 3 velika dela: MUPUS PENsa podsistemima, radiometar MUPUS TMza termičko mapiranje, i dva harpuna sa senzorima MUPUS-ANC(dubina do 1,5 m!). Instrument su napravili Nemci.
