Visa tarpžvaigždinė ir tarpplanetinė erdvės yra užpildytos kosmine radiacija. Tai yra žvaigždžių radiacijos, juodųjų skylių, neutroninių žvaigždžių ir pulsų susikaupimo diskų, supernovų sprogimų rezultatas. Beveik bet koks kataklizmas Visatoje yra radiacijos išmetimo priežastis. Spinduliuotė yra astronautų ir elektronikos problema, tačiau mokslininkams tai yra dovana sužinoti daug informacijos apie kosmosą. Tęsiame mokslo instrumentų, naudojamų Saulės sistemai tirti, apžvalgą.
Anksčiau mes sužinojome, kaip planetos tiriamos optinėmis priemonėmis.
- „Salik.biz“
Gama spektroskopija
Gama diapazonas iš esmės taip pat yra optika, nes gama spinduliai yra aukštos energijos fotonai. Bet gama spindulių spektroskopija planetų moksle tiria ne tuos spindulius, kuriuos skleidžia žvaigždės ir juodosios skylės, bet tuos, kurie apšviečia planetas ir kitus atmosferos ar silpnai atmosferos kosminius kūnus.
Planetos ir asteroidai pradeda skleisti gama, kai bombarduojami masyvesnės dalelės: aukštos energijos protonai, alfa-beta spinduliai ir neutronai. Įkrautos dalelės patenka į paviršinį dirvožemį ir jis pradeda sklisti gamoje. Ir, kas būdinga, kiekvienas cheminis elementas skleidžia savo diapazoną. Tai yra, mums tereikia laikyti gama spektrometrą virš paviršiaus, kad suprastume, iš ko jis susideda. Taigi suprasime tik cheminę sudėtį, o ne geologinę, tačiau papildydami ją informacija, pavyzdžiui, iš infraraudonųjų spindulių spektrometrų ir iš matomo diapazono kamerų, galime gauti vaizdingesnį vaizdą.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Taigi, naudodami gama spektrometriją, mokslininkai sužinojo apie palyginti dideles torio, geležies ir titano rūdų koncentracijas Mėnulyje.
Padedant tokį prietaisą „Mars Odyssey“, buvo galima rasti du Marso regionus, kuriuose anomaliai didelis torio ir, tikėtina, urano rūdos kiekis. Visiškai tikėtina, kad procesai ten kažkada vyko kaip Afrikoje, susiformavus natūraliam branduoliniam reaktoriui. Tiesa, kiti, remdamiesi tais pačiais duomenimis, kalba apie termobranduolinį karą … Vienaip ar kitaip, tai džiuginantis atradimas, nes tai reiškia, kad būsimų Marso naujakurių atominės elektrinės gali dirbti iš vietinių žaliavų.
Neutronų detektoriai
Kosminiai neutronai, skirtingai nei alfa ir beta dalelės, nėra visiškai absorbuojami dirvožemyje. Kai kurie neutronai atsispindi nuo akmenuotų kūnų paviršiaus, tuo tarpu jiems pavyksta nusileisti į žemę maždaug puse metro. Iš paviršiaus grįžtantys neutronai, kaip taisyklė, jau juda daug lėčiau, jų greitis ir energija priklauso nuo to, ką jie išgyveno dirvožemyje. Tiksliau, jų pagalba išmatuojamas tik vienas parametras - vandenilio kiekis.
Vandenilis dėl atomų lengvumo efektyviai sulėtina neutronus elastinguose susidūrimuose, o šis efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo jo koncentracijos. Tuo pačiu metu laisvos formos vandenilis dirvoje neliks, ypač ten, kur atmosferos slėgis yra lygus nuliui. Norėdami laikyti vandenilį dirvožemyje, jis turi būti surištas cheminiu lygmeniu, o vanduo išlieka geriausia priemone. Taigi, skrendant virš paviršiaus ir renkant duomenis apie „kylančių“neutronų greitį, galima nustatyti apytikslį vandens kiekį dirvožemyje. Žinoma, kuo žemiau skrisime, tuo tikslesni duomenys bus. Palydovai vis tiek pateikia pliuso ar minuso šimto kilometrų paklaidą.
Remiantis rusiškomis LEND ir HEND priemonėmis, buvo gauti duomenys apie vandenilio / vandens pasiskirstymą Mėnulio ir Marso paviršiniuose dirvožemiuose.
Ir jei Marso duomenys jau buvo patvirtinti du kartus, tada mėnulio vis dar laukiama jų patvirtinimo. Marso „Phoenix“nusileidimo aparatas nusileido apvalesniame regione ir ten, kur HEND pažadėjo iki 70% žemės paviršiaus vandens, tiesiai po dulkėmis buvo rastas vandens ledo sluoksnis. O Gale krateryje, kuriame veikia „Curiosity“roveris, HEND pažadėjo 5%, vandens kiekis žemėje svyruoja nuo 3% iki 5% ir tik rečiau susiduria su šešių procentų „oazėmis“.
Po tokio HEND pasisekimo, jo brolis DAN buvo „sėdimas“tiesiai ant roverio, o dabar duomenis renka ne iš 300 km aukščio, kaip jo pirmtakas, o 0,5 m. Tiesa, skambėjimo gylis vis dar neviršija 1 metro, tačiau padidėjo erdvinė skiriamoji geba. nuo dešimčių kilometrų iki centimetrų.
Tačiau nepaisant neutronų detektorių sėkmės, galutinio pasitikėjimo jais nėra. Ledynai Mėnulyje vis dar laukia savo atradėjo, o kosmoso agentūros, taip pat privačios kompanijos vis daugiau dėmesio skiria Mėnulio poliams. Nors drėgmės koncentracija ten, pasak palydovų, yra ne didesnė kaip 4%.
Radarai
Planetų garsas radijo diapazone buvo pradėtas vykdyti iš Žemės. Daug informacijos pateikė 300 metrų skersmens radijo teleskopas „Arecibo“. Pavyzdžiui, dar devintajame dešimtmetyje jis prie karšto gyvsidabrio polių atrado keistą atspindį, kurį gali duoti vandens ledas. Mokslininkai ilgą laiką negalėjo patikėti, kad ledynai gali egzistuoti arčiausiai Saulės esančioje planetoje. Teko laukti „Messenger“zondo rezultatų, kurie, naudodamiesi neutronų detektoriumi ir lazeriu, sugebėjo patvirtinti ledo buvimą.
Arecibo parodė įspūdingus vaizdus per 2013 m. Supermėnulį. Mėnulyje jis gali pamatyti katastrofiškų lavos srautų ir „potvynių“padarinius.
Jei šie vaizdai derinami su mineralų pasiskirstymo žemėlapiais, gautais iš orbitos spektrometrų, galima sudaryti išsamų geologinį vietovės žemėlapį, taip pat galima rekonstruoti paviršiaus raidą. Nors keista, kad iki šiol palydovas su galingu radaru nebuvo išsiųstas į Mėnulį.
Tačiau trys radaro palydovai skrido į Venerą. Nėra kito būdo ištirti paviršių iš šios planetos orbitos. Dešimtajame dešimtmetyje „Venera-15“ir „-16“žemėlapiai sudarė Šiaurės ašigalį, o tada, praėjusio amžiaus dešimtajame dešimtmetyje, Magellanas sudarė visą žemėlapį.
Dabar „Cassini“užsiima panašiu verslu Saturno orbitoje. Čia radaras yra naudojamas prasiskverbti į tankią Titan atmosferą. Vykdydama daugybę skrydžių, kosminė stotis pamažu atveria amžinąjį šydą ir atskleidžia mokslui šį išties nuostabų pasaulį, tam tikra prasme neįtikėtinai panašų į žemiškąjį, bet tam tikru atžvilgiu stulbinančiai skirtingą.
Keli radaro tyrimai leidžia ne tik atvaizduoti, bet ir stebėti dinaminius procesus. Taigi paslaptingai pasirodžiusi ir paskui išnykusi sala buvo laikoma vykstančių sezoninių pokyčių ženklu. Galbūt tai buvo ledinis ledkalnis, nugrimzdęs į metano jūrą.
Kiti bangos ilgiai ir skirtingos radaro konstrukcijos leidžia įsigilinti. Marso orbitoje yra du erdvėlaiviai su „aido signalizatoriais“, kurie prasiskverbia pro planetos plutą 1–3 kilometrus.
Europos erdvėlaivio „Mars Express“tyrimas leido gauti informacijos apie poliarinio ledo galią ir struktūrą, atskirti anglies dioksido ledus nuo vandens ledo ir įvertinti vandens atsargas.
Jo skenavimas taip pat atskleidė senovinius asteroidų kraterius, palaidotus šimtus metrų vulkaninės lavos ir Marso vandenyno nuosėdinių telkinių šiauriniame planetos pusrutulyje. Mokslininkai ne kartą pastebėjo akivaizdų meteorito kraterių skaičiaus skirtumą Marso pietiniame ir šiauriniame pusrutuliuose, o „Mars Express“išsprendė paslaptį. Jei kas vis dar tikėjosi, kad marsiečiai bus palaidoti iš vakuumo, sausros ir šalčio į pietų Marso Zioną, tada turiu jiems blogų naujienų …
„New Horizons“erdvėlaivyje taip pat yra instrumentų, skirtų radiolokaciniams tyrimams, tačiau antenos dydis yra mažesnis nei daugeliui tarpplanetinių kolegų, todėl tyrimai bus sutelkti į atmosferos paiešką ir tyrimą.
Nekantriai laukiu kometos 67P / Churyumov-Gerasimenko branduolio radaro skenavimo rezultatų, kuriuos pora padarė „Rosetta“ir „Philae“erdvėlaiviais.
Radaras netgi buvo atneštas į mėnulį. Kinų „Jade Hare“sugebėjo nueiti tik šimtą metrų, tačiau net ir ant jo pavyko išgauti įdomiausius mėnulio paviršiaus profilius, maždaug iki keturių šimtų metrų gylio. Ateityje tokia informacija bus gyvybiškai svarbi statant mėnulio stotį, bazę ar gyvenvietę.
Alfa protonų spektroskopija
Kai kalbama apie kosminius kūnus, kuriuos tiria landeris, tai beveik neįmanoma padaryti neliesdami alfa-protonų rentgeno fluorescencijos spektroskopijos momentų.
APXS tipo prietaisai (alfa dalelių rentgeno spektrometras) buvo sumontuoti visuose NASA Marso maršrutizatoriuose. APXS galima rasti Philae nusileidimo kometoje 67P / Churyumov-Gerasimenko branduolyje. Panašus prietaisas (RIFMA) buvo ir ant sovietinių mėnulio roverių.
Metodo veikimo principas primena gama spektroskopiją, išskyrus tai, kad jutiklis turi savo įkrautų dalelių (kažkokio radioaktyvaus izotopo) šaltinį, pirmiausia alfa spindulius. Tiriamas mėginys apšvitinamas radiacija ir jis pradeda švytėti rentgeno spinduliu.
Be to, kiekvienas cheminis elementas švyti savaip, o tai leidžia gauti elementinės kompozicijos spektrus.
Tai toli gražu nėra išsami saulės sistemos tyrinėjimo įrangos apžvalga. Paprastai astrofiziniai instrumentai taip pat įrengiami tarpplanetinėse transporto priemonėse, kad būtų galima užregistruoti energetines daleles, tarpplanetinę radiaciją, plazmą ir dulkes. Tarpplanetiniai skrydžiai taip pat leidžia ištirti kosminę erdvę, Saulės, planetų ir tarpžvaigždinės terpės ryšį, bet tai jau kita istorija.