Deep Impact/EPOXI (geimfar)

Árekstur við halastjörnuna Tempel 1

Deep Impact geimfarið var enn við hestaheilsu eftir framhjáflugið. Var leiðangur þess framlengdur og förinni heitið til halastjörnunnar Hartley 2. Geimfarið flýgur framhjá henni þann 4. nóvember 2010.

Geimfarið er hluti af Discovery áætlun NASA sem gengur út á einföld og ódýr geimför. Af öðrum Discovery leiðöngrum má nefna Dawn, MESSENGER og Keplerssjónaukann. Heildarkostnaðurinn við Deep Impact verkefnið hljóðaði upp á 330 milljónir Bandaríkjadala.

Leiðangurinn bar sama nafn og kvikmynd frá árinu 1998 sem fjallaði um árekstur halastjörnu við jörðina. Geimfarið var þó ekki nefnt eftir kvikmyndinni því nafn þess var ákveðið áður en myndin var frumsýnd.

Markmið Deep Impact leiðangursins voru einkum að kanna gígamyndun, mæla þvermál og dýpt gígsins sem myndaðist við áreksturinn og efnagreina halastjörnuna. Þannig hugðust vísindamenn afla svara við nokkrum grundvallaspurningum um halastjörnur sem innihalda elsta efni sólkerfisins.

Geimfarið

Deep Impact geimfarið vegur 650 kg og er á stærð við lítinn fólksbíl (3,2 metra langt, 1,7 metra breitt og 2,3 metra hátt). Sólarrafhlöður sáu um að afla geimfarinu orku. Á baki geimfarsins er hlífðarskjöldur sem varði það gegn litlum hraðskreiðum ögnum frá halastjörnunni sem annars hefðu getað laskað það.

Á geimfarinu eru tvær myndavélar, High Resolution Instrument (HRI) og Medium Resolution Instrument (MRI). HRI tekur myndir í sýnilegu ljósi en hefur líka innbyggðan innrauðan litrófsgreini. MRI tekur myndir í miðlungs upplausn og sér um leiðsögn geimfarsins.

Árekstrarfarið var eins metra breitt og vó 370 kg. Það var mestmegnis úr kopar (49%) og áli (24%). Halastjörnur innihalda ekki þessi efni, svo hægt var að hunsa merki um þau þegar kjarninn var efnagreindur. Í farinu voru stýriflaugar sem stýrðu því á upplýstu hlið halastjörnunnar.

Ferðalagið

Leiðangurinn komst fyrst á borð NASA árið 1996 en á þeim tíma voru verkfræðingar stofnunarinnar fullir efasemda um að hægt yrði að hitta skotmarkið. Árið 1999 hafði leiðangurinn verið hugsaður upp á nýtt og NASA ákvað að ráðast í hann.

Deep Impact geimfarinu var skotið á loft með Delta II eldflaug frá Canaveralhöfða í Flórída þann 12. janúar 2005. Upphaflega var gert ráð fyrir að geimfarið hæfist á loft 30. desember 2004, en geimskotinu var frestað svo hægt yrði að gera frekari prófanir á hugbúnaði geimfarsins.

Á leiðinni til halastjörnunnar kom í ljós að ljósmyndir HRI myndavélarinnar voru ekki í réttum fókus. Útilokað var að gera við myndavélina svo tölvunarfræðingar og myndasérfræðingar NASA útbjuggu hugbúnað til að lagfæra myndirnar. Þetta gekk giftusamlega og tryggði að vísindamenn fengu hnífskarpar ljósmyndir af halastjörnunni.

Formlegar rannsóknir hófust 69 dögum fyrir komuna til halastjörnunnar, eða þegar hún birtist fyrst í MRI myndavél geimfarsins. Þann 23. júní var stefnu geimfarsins breytt, svo það myndi nú örugglega hitta á halastjörnuna. Breyta þurfti hraða geimfarsins um aðeins 6 m/s til þess að beina því á rétta braut.

Áreksturinn

Árekstur! Áreksturinn séður með augum Deep Impact geimfarsins. Mynd: NASA / JPL

Deep Impact geimfarið hafði lagt af baki 429 milljón km á 174 dögum við komuna til halastjörnunnar. Árekstrarfarið losnaði frá geimfarinu sólarhring áður en það rakst á halastjörnuna. Fyrstu myndir árekstrarfarsins birtust tveimur klukkustundum eftir aðskilnaðinn. Árekstrarfarið geystist í átt að halastjörnunni á 10,3 km hraða á sekúndu. Það stýrði sér sjálft á réttan stað, enda útilokað breyta stefnu þess fjarstýrt frá jörðinni, því skilaboð milli farsins og jarðar voru tæpa sjö og hálfa mínútu á leiðinni.

Áreksturinn varð klukkan 05:45 að íslenskum tíma þann 4. júlí 2005. Seinustu myndir árekstrarfarsins bárust þremur sekúndum fyrir áreksturinn.. Hraðinn milli árekstrarfarsins og halastjörnunnar var tíu sinnum meiri hraði byssukúlu. Við áreksturinn losnaði 1,96 x 1010 júl af hreyfiorku, sem samsvarar 4,7 tonnum af dínamíti (ekkert sprengiefni var um borð enda engin þörf á því). Árekstrarfarið gufaði upp og þeytti miklu magni af efni út í geiminn. Birta halastjörnunnar jókst sexfalt og varð hún vel sýnileg í áhugamannasjónaukum á jörðu niðri. Það staðfesti undirritaður, þegar hann leit halastjörnuna augum í gegnum áhugamannasjónauka á eynni Maui sem tilheyrir Hawaii-eyjum.

Deep Impact geimfarið sem þaut framhjá halastjörnunni í 500 km fjarlægð og ljósmyndaði atganginn í gríð og erg. Í heildina sendi geimfarið um það bil 4500 ljósmyndir af halastjörnunni og árekstrinum næstu daga á eftir.

Vel var fylgst með árekstrinum á jörðu niðri. Áhugamenn beindu sýnum sjónaukum að sjónarspilinum og öfluðu dýrmætra gagna. Stærstu sjónaukar jarðar voru líka með augun á árekstrinum, sem og geimsjónaukar á borð við Hubble, Chandra, Spitzer, XMM-Newton og Galex. Einnig var mælitækjum evrópska geimfarsins Rósetta beint að árekstrinum.

Niðurstöður

Áreksturinn varð þegar halastjarnan var hvað næst sólinni. Áreksturinn hafði lítil sem engin áhrif á halastjörnuna sjálfa, sennilega eitthvað í líkingu við það ef steinvala skýst í vöruflutningabíl.

Við áreksturinn myndaðist um 150 metra breiður gígur með lítilli bungu í miðjunni. Gígurinn sást þó aldrei vegna hins gífurlega magns af ryki og ís sem þyrlaðist upp. Það kom vísindamönnum skemmtilega á óvart. Það var því ekki fyrr en þann 15. febrúar 2010 að gígurinn sást loksins þegar Stardust geimfarið fór framhjá halastjörnunni.

Röntgengeimsjónaukinn Swift greindi útgösun frá árekstrarstaðnum í 13 daga á eftir sem náði hámarki fimm dögum eftir áreksturinn. Í heildina þeyttust 5 milljón kg af vatni af halastjörnunni út í geiminn og milli 10 og 25 milljón kg af ryki. Rykið var mun fínna en vísindamenn áttu von á; líkara hveiti en sandi.

Í stróknum fundust merki um leir, karbónöt, natríum og síliköt. Leir og karbónöt myndast venjulega í fljótandi vatni og natríum er sjaldgæft í geimnum. Athuganir sýndu að halastjarna var mjög gropin, um 75% af rúmmáli hennar var tómarúm. Halastjarnan er þannig ekki ósvipuð nýfallinni snjóþekju að gerð.

Fjölmiðlaathygli

Áreksturinn vakti eðli málsins samkvæmt mikla athygli fjölmiðla. Á Íslandi var verkefninu gerð góð skil í blöðum, útvarpi og sjónvarpi enda tók hópur Íslendinga þátt í rannsóknum á árekstrinum með Faulkes-sjónaukanum á Maui á Hawaii. Þáttaka Íslendinga var gerð möguleg fyrir tilstilli Karenar Meech, stjörnufræðings við Hawaiiháskóla og eins af vísindamönnum verkefnisins. Karen er mikill Íslandsvinur, hefur komið hingað margoft, notið náttúru landsins og starfað við rannsóknir með íslenskum vísindamönnum. Á Tímarit.is má lesa grein um leiðangurinn sem birtist í Morgunblaðinu sunnudaginn 3. júlí, sem og umfjöllun um íslenska hópinn hér. Til gamans má geta þess að íslenski hópurinn náði fyrstu evrópsku myndunum af árekstrinum.

Á Waikiki ströndinni í Honolulu á Oahu-eyju á Hawaii sáu tíu þúsund manns myndir af árekstrinum á risaskjá.

Degi eftir áreksturinn lögsótti Marina Bay, rússneskur stjörnuspekingur, NASA og krafðist 300 milljón bandaríkjadala í skaðabætur. Áreksturinn eyðilagði að hennar sögn náttúrulegt jafnvægi krafta í alheiminum. Málinu var vísað frá í réttarsal í Moskvu þann 9. ágúst 2005. Áreksturinn hafði enda engin áhrif á jörðina. Brautarhraði halastjörnunnar minnkaði um 0,0001 mm/s og braut hennar færðist til um 10 cm.

Tengt efni

• Halastjörnur
• Stardust
• Rósetta
• Smástirni
• Loftsteinar
• Uppruni vatns á jörðinni

Hvernig vitna skal í þessa grein

• Sævar Helgi Bragason (2010). Deep Impact (geimfar). Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornuskodun.is/solkerfid-large/geimferdir/deep-impact-geimfar (sótt: DAGSETNING).