Зашто је излагање свемирској прашини неизбежан аспект свемирског путовања

Дана 8. јуна, НАСА је открила да њена моћна нова свемирска опсерваторија, свемирски телескоп Џејмс Веб, сада има малу куполу у једном од својих примарних огледала након што су га у дубоком свемиру гађали микроскопски метеори већи него што се очекивало. Вест је донела шок, јер се удар догодио само пет месеци од почетка рада свемирског телескопа – али овакви штрајкови су једноставно неизбежни аспект путовања у свемир и сигурно ће доћи још напада.

Упркос томе што му име сугерише, простор није потпуно празан. Унутар нашег Сунчевог система, мали комадићи свемирске прашине путују кроз регионе између наших планета гигантским брзинама које могу достићи десетине хиљада миља на сат. Ови сићушни метеорити, не већи од зрна песка, често су мали комади астероида или комета који су се распали и сада круже око Сунца. Они су свуда. Груба процена малих метеорита у унутрашњем Сунчевом систему Њихова укупна маса процењена је на 55 трилиона тона (Ако би се сви спојили у једну стену, била би отприлике величине малог острва.)

То значи да ако пошаљете свемирски брод у дубоки свемир, ваши инструменти ће сигурно у неком тренутку налетјети на један од ових малих комадића свемирског камена. Знајући ово, инжењери свемирских летелица ће изградити своја возила са одређеним заштитом како би се заштитили од удара микро-метеорита. Често укључују нешто што се зове Вхиппле штит, што је посебна, вишеслојна баријера. Ако штит погоди мали метеор, честица ће проћи кроз први слој и даље се фрагментирати, па ће се други слој сударити са мањим честицама. Ова заштита се обично користи око осетљивих компоненти свемирске летелице како би се обезбедила додатна заштита.

Али са НАСА-иним свемирским телескопом Џејмс Веб, или ЈВСТ, све је компликованије. Позлаћена огледала телескопа морају бити изложена свемирском окружењу како би правилно прикупила светлост из удаљеног универзума. И док су ова огледала направљена да издрже неке ударе, они су помало као патка која седи за веће ударе микрометеороида, попут оног који је погодио ЈВСТ у мају. Иако је микрометеорит и даље био мањи од зрна песка, био је већи него што је НАСА очекивала – довољно да оштети једно од огледала.

Оператери свемирских летелица моделирају скупове микроскопских метеорита у свемиру како би боље разумели колико често летелица може бити погођена у било ком делу Сунчевог система – и које величине честице могу да ударе у њен инструмент. Али до тада, то није сигуран систем. „Све је то могућност“, каже Давид Маласпина, астрофизичар са Универзитета Колорадо који се фокусира на ефекте космичке прашине на свемирске летелице. Ивица. „Можете само рећи:“ Имам шансу да погодим ту величину честице. „Али урадили то или не, то је због случајности.

Фото: НАСА

Микрометеорити имају широк спектар прича о пореклу. То би могли бити заостали производи од судара великом брзином у свемиру, који разбијају свемирске стене на ситне комаде. Астероиди и комете су такође током времена бомбардовани свемирским честицама и фотонима са Сунца, узрокујући ситне комадиће. Астероид се такође може приближити планети великој као Јупитер, где снажно гравитационо привлачење растеже комадиће стене. Или би се неки предмет могао превише приближити сунцу и јако загрејати, узрокујући да се стене шире и разбијају на комаде. Постоје чак и микроскопски међузвездани метеорити који управо пролазе кроз наш соларни систем из удаљених космичких насеља.

Брзина којом се ове честице крећу зависи од региона свемира у којем се налазе и путање којом се крећу око наше звезде, у просеку око 45.000 миља на сат, или 20 километара у секунди. Да ли ће погодити вашу летелицу или не зависи и од тога где ваша летелица живи и колико се брзо креће. На пример, НАСА-ина соларна сонда Паркер је тренутно најближи објекат који је човек направио Сунцу, и креће се максималном брзином већом од 400.000 миља на сат. „То је до линије од 4 јарде, у поређењу са Земљом која је скроз доле на једном крају“, каже Маласпина, који се фокусирао на проучавање ефеката микрометеорита на Паркерову соларну сонду. Такође се креће кроз најгушћи део региона који се зове зодијачки облак, који је дебео диск свемирских честица који прожима наш соларни систем. Дакле, Паркерова соларна сонда је под пескарењем чешће него ЈВСТ – и судара се са овим честицама при невероватно великим брзинама него што би то урадио телескоп.

Паркерова соларна сонда нам даје боље разумевање микрометеороида око Сунца, Али ми такође добро разумемо становништво широм Земље. Када мали метеор удари у горњу атмосферу око наше планете, он сагорева и ствара метеорски дим – ситне, мерљиве честице дима. Количина овог дима може нам рећи колико прашине пада на Земљу током времена. Поред тога, било је експеримената на Међународној свемирској станици, где је материјал постављен на спољну површину орбиталне лабораторије како би се видело колико често је бомбардован.

Фото: НАСА

Док ЈВСТ живи око милион миља од Земље, још увек је релативно близу. Научници такође имају идеју о томе шта је тамо на основу других мисија које су послате у орбиту сличну оној ЈВСТ-а. Већина ствари које су погодиле телескоп нису толико важне. „Свемирске летелице стално погађају малу децу“, каже Маласпина. „Под мало, мислим на делове микрона — много мање од људске косе. И углавном, свемирске летелице то чак и не примећују.“ У ствари, ЈВСТ је већ био погођен са четири мала метеора пре него што је ударио у већи микрометеорит у мају.

НАСА је моделирала окружење микрометеорита пре лансирања ЈВСТ-а, али у светлу недавног утицаја, агенција је саставила нови тим да побољша своје моделе и боље предвиди шта би се могло догодити са телескопом након будућих удара. Моделирање тренутних микрометеорита ће покушати да предвиди ствари попут тога како ће се крхотине ширити кроз орбиту ако се сруши астероид или комета. Ова врста олупине је динамичнија, каже Маласпина, што отежава предвиђање.

Међутим, на крају дана, предвиђање ће вам једноставно дати више знања о томе када Свемирска летелица би могла да удари у велику зрну прашине. Овакви једнократни ефекти су једноставно неизбежни. Ерупција ЈВСТ би се наставила током времена, али то је била могућност за коју се НАСА одувек припремала. „Само морате да живите са могућношћу да ћете на крају налетјети на честице величине прашине и дајте све од себе са инжењерингом“, каже Маласпина.