Kazara Yapılan Deney, Uzaydaki Etkilerin Fiziğine Işık Tutacak

4 Mart 2022'de bir roket güçlendirici, Ay'ın yüzeyine yaklaşık 9700 kilometre hızla çarpacak. Toz çöktüğünde de NASA'nın Lunar Reconnaissance Orbiter'ı yanan kraterin yakından görüntüsünü elde etmek için pozisyona geçecek ve umarız ki gezegensel etkilerin gizemli fiziğine biraz ışık tutacaktır.

Lunar Reconnaissance Orbiter(LRO), şu anda Ay'ın eksantrik bir kutup haritalama yörüngesindeki bir NASA robotik uzay aracıdır. LRO tarafından toplanan veriler, NASA'nın gelecekteki insan ve robotik Ay görevlerini planlamak için gerekli olarak tanımlanmıştır.

"Ay'ı inceleyen bir gezegen bilimci olarak, bu planlanmamış etkiyi heyecan verici bir fırsat olarak görüyorum. Ay, son 4 milyar yılda sayısız çarpışmayı kaydeden yoğun kraterli yüzeyi güneş sistemi tarihine sadık bir tanık olmuştur. Bununla birlikte, bilim insanları, bu kraterleri oluşturan mermileri - genellikle asteroitler veya kuyruklu yıldızlar - nadiren görürler. Bir krateri neyin yarattığının ayrıntılarını bilmeden, bir krateri inceleyerek ancak bu kadar çok bilim insanı öğrenebilir.

Yaklaşan roket etkisi, doğal çarpışmaların gezegen yüzeylerini nasıl çarptığı ve aşındırdığı hakkında çok şey ortaya çıkarabilecek tesadüfi bir deney sağlayacaktır. Darbe fiziğinin daha derin bir şekilde anlaşılması, araştırmacıların ayın çorak manzarasını ve ayrıca etkilerin Dünya ve diğer gezegenler üzerindeki etkilerini yorumlamalarına yardımcı olmada uzun bir yol kat edecektir."

Roketin, bu fotoğrafın ortasında görülen büyük Hertzsprung kraterine çarpması bekleniyor - Ay'ın uzak tarafında Dünya'nın görüş alanının hemen dışında.

 

Ay'a roket düştüğünde:

Şu anda Ay ile çarpışma rotasında olan yuvarlanan cismin kesin kimliği konusunda bazı tartışmalar oldu. Gök bilimciler, nesnenin yüksek irtifa uydu fırlatmalarından atılan bir üst aşama güçlendirici olduğunu biliyorlar. Yaklaşık 12 metre uzunluğunda ve yaklaşık 4.500 kilogram ağırlığındadır. Kanıtlar, muhtemelen 2015'te fırlatılan bir SpaceX roketi veya 2014'te fırlatılan bir Çin roketi olduğunu gösteriyor, ancak her iki taraf da mülkiyeti reddetti.

Güçlendirici, burada görülene benzer bir Çin Uzun Yürüyüş roketinden olabilir - 2015'te fırlatıldı.

 

Roket ay yüzeyine değdikten bir an sonra, bir şok dalgası mermi boyunca saniyede birkaç km hızla ilerleyecektir. Milisaniyeler içinde, roket gövdesinin arka ucu, her yöne patlayan metal parçalarıyla yok edilecek. Roketin, ayın uzak tarafında, ufkun hemen üzerinde, dev Hertzsprung kraterinin içindeki uçsuz bucaksız çorak ovaya çarpması bekleniyor. 

İkiz bir şok dalgası, Ay'ın yüzeyinin regolit adı verilen tozlu üst tabakasına doğru ilerleyecektir. Çarpmanın sıkıştırılması, tozu ve kayaları ısıtacak ve o sırada bölgede bir araç olması durumunda uzaydan görülebilecek beyaz-sıcak bir flaş oluşturacaktır. Buharlaşmış bir kaya ve metal bulutu, çarpma noktasından toz olarak genişler ve kum boyutundaki parçacıklar gökyüzüne doğru fırlatılır. Birkaç dakika içinde, püskürtülen malzeme, şimdi için için yanan kraterin etrafındaki yüzeye geri yağacak. Kötü niyetli roketten neredeyse hiçbir şey kalmayacak.

"Uzay hayranıysanız, bu açıklamayı okurken biraz deja vu yaşamış olabilirsiniz - NASA, 2009 yılında Ay Krateri Gözlem ve Algılama Uydusunu veya LCROSS'u kasıtlı olarak Ay'ın güneyindeki sürekli gölgeli bir kratere çarptığında benzer bir deney yaptı. LCROSS misyonunun bir parçasıydım ve müthiş bir başarıydı. Bilim insanları, güneş ışığına doğru yükselen toz bulutunun bileşimini inceleyerek, çarpmayla Ay'ın yüzeyinden kurtulmuş birkaç yüz kilo su buzu belirtilerini bulabildiler. Bu, kuyruklu yıldızların milyarlarca yıldır Ay'a su ve organik bileşikler getirdiği fikrini destekleyen önemli bir kanıttı.

Ayrıca, LCROSS roketinin krateri gölgeler tarafından kalıcı olarak gizlendiğinden, meslektaşlarım ve ben bu buz zengini gömülü tabakanın derinliğini belirlemek için on yıl boyunca mücadele ettik."

Çarpma krateri Dünya'dan görünmeyecek, bu nedenle bilim adamları Lunar Reconnaissance Orbiter'ın fotoğraflarına güvenecekler.

 

Lunar Reconnaissance Orbiter ile Gözlem:

Yaklaşan çarpışmanın tesadüfi deneyi, gezegen bilim insanlarına gün ışığında çok benzer bir krater gözlemleme şansı verecek. LCROSS kraterini ilk kez tüm detaylarıyla görmek gibi olacak.

Çarpışma Ay'ın uzak tarafında gerçekleşeceğinden, Dünya tabanlı teleskoplar için görüş alanı dışında olacaktır. Ancak çarpışmadan yaklaşık iki hafta sonra, NASA'nın Lunar Reconnaissance Orbiter'ı, yörüngesi çarpma bölgesinin üzerine çıkarken kraterin görüntüsünü almaya başlayacak. Koşullar uygun olduğunda, Ay yörünge aracının kamerası, piksel başına yaklaşık 1 metre çözünürlükle çarpma bölgesinin fotoğraflarını çekmeye başlayacaktır. Diğer uzay ajanslarından Ay yörüngeleri de kameralarını krater üzerinde eğitebilir.

Kraterin şekli ve fırlatılan toz ve kayalar, umarım çarpma anında roketin nasıl yönlendirildiğini ortaya çıkaracaktır. Dikey yönlendirme daha dairesel bir özellik oluştururken, asimetrik bir enkaz deseni daha fazla göbek sarkmasını gösterebilir. Modeller, kraterin yaklaşık 10 ila 30 metre)çapında ve yaklaşık 2 ila 3 metre derinlikte olabileceğini öne sürüyor.

Darbeden üretilen ısı miktarı da değerli bilgiler olacaktır. Gözlemler yeterince hızlı yapılabilirse, Ay yörünge aracının kızılötesi cihazının kraterin içindeki parlayan-sıcak malzemeyi tespit edebilme olasılığı var. Bu, çarpmadan kaynaklanan toplam ısı miktarını hesaplamak için kullanılabilir. Yörünge aracı yeterince hızlı bir görüş alamıyorsa, krater ve enkaz alanındaki erimiş malzeme miktarını tahmin etmek için yüksek çözünürlüklü görüntüler kullanılabilir.

Bilim insanları, yörünge aracının kamerasından ve ısı sensöründen gelen görüntülerin öncesi ve sonrası görüntülerini karşılaştırarak, yüzeydeki diğer ince değişiklikleri arayacaklar. Bu etkilerden bazıları, kraterin yarıçapının yüzlerce katına kadar uzayabilir.

 

Bu neden önemli:

"Etkiler ve krater oluşumu, güneş sisteminde yaygın bir fenomendir. Kraterler, gezegen kabuklarını parçalayıp parçalayarak, yavaş yavaş çoğu havasız dünyada yaygın olan gevşek, tanecikli üst katmanı oluşturur. Bununla birlikte, bu sürecin genel fiziği, ne kadar yaygın olmasına rağmen yeterince anlaşılmamıştır.

Yaklaşan roket etkisini ve ortaya çıkan krateri gözlemlemek, gezegen bilim insanlarının 2009 LCROSS deneyinden elde edilen verileri daha iyi yorumlamasına ve daha iyi darbe simülasyonları üretmesine yardımcı olabilir. Önümüzdeki yıllarda Ay'ı ziyaret etmesi planlanan gerçek bir görev ile, ay yüzeyinin özellikleri - özellikle gömülü buzun miktarı ve derinliği - yüksek talep görüyor.

Bu inatçı roketin kimliğinden bağımsız olarak, bu nadir çarpma olayı, Ay'a ve ötesine yapılacak gelecekteki görevlerin başarısı için kritik öneme sahip olabilecek yeni anlayışlar sağlayacaktır."

Paul Hayne, Astrofizik ve Gezegen Bilimleri Yardımcı Doçenti, Colorado Boulder Üniversitesi

 

Bu makale, Creative Commons lisansı altında The Conversation'dan yeniden yayınlanmıştır. Orijinal makaleyi buradan okuyabilirsiniz. 

 

Kaynak:

https://www.iflscience.com/space/a-rocket-is-going-to-crash-into-the-moon-the-accidental-experiment-will-shed-light-on-the-physics-of-impacts-in-space/