Semua ruang antarbintang dan antarplanet diisi dengan radiasi kosmik. Ini adalah hasil radiasi dari bintang, cakram akresi lubang hitam, bintang neutron dan pulsar, ledakan supernova … Hampir semua bencana alam di alam semesta adalah penyebab emisi radiasi. Radiasi adalah masalah bagi astronot dan elektronik, tetapi bagi para ilmuwan, mempelajari banyak detail tentang luar angkasa merupakan anugerah. Kami melanjutkan ulasan kami tentang instrumen ilmiah yang digunakan untuk mempelajari tata surya.
Sebelumnya kita telah mempelajari bagaimana planet dipelajari dengan alat optik.
Spektroskopi gamma
Kisaran gamma, pada prinsipnya, juga optik, sejak itu sinar gamma adalah foton berenergi tinggi. Tapi spektroskopi gamma dalam studi ilmu planet bukan sinar yang dipancarkan dari bintang dan lubang hitam, tapi yang menerangi planet dan benda kosmik non-atmosfer atau atmosfer lemah lainnya.
Planet dan asteroid mulai memancarkan dalam gamma ketika dibombardir dengan partikel yang lebih masif: proton berenergi tinggi, sinar alfa-beta, dan neutron. Partikel bermuatan menghantam permukaan tanah dan mulai memancarkan keseluruhan. Dan yang khas, setiap elemen kimia memancarkan dalam jangkauannya sendiri. Artinya, kita hanya perlu memegang spektrometer gamma di atas permukaan untuk memahami isinya. Jadi kita hanya akan memahami komposisi kimianya, bukan geologisnya, tetapi melengkapinya dengan informasi, misalnya dari spektrometer infra merah, dan dari kamera jarak terlihat, kita bisa mendapatkan gambaran yang lebih visual.
Video promosi:
Jadi, dengan menggunakan spektrometri gamma, para ilmuwan mempelajari tentang konsentrasi yang relatif tinggi dari bijih torium, besi dan titanium di bulan.
Dengan bantuan alat semacam itu di Mars Odyssey, dimungkinkan untuk menemukan dua wilayah di Mars dengan kandungan thorium yang sangat tinggi dan, mungkin, bijih uranium. Sangat mungkin bahwa proses di sana pernah terjadi seperti di Afrika, dengan pembentukan reaktor nuklir alami. Benar, yang lain, berdasarkan data yang sama, berbicara tentang perang termonuklir … Dengan satu atau lain cara, ini adalah temuan yang menggembirakan, karena itu berarti bahwa pembangkit listrik tenaga nuklir pemukim Mars di masa depan dapat bekerja dengan bahan mentah lokal.
Detektor neutron
Neutron kosmik, tidak seperti partikel alfa dan beta, tidak sepenuhnya diserap oleh tanah. Beberapa neutron dipantulkan dari permukaan benda berbatu, sementara mereka berhasil tenggelam ke dalam tanah sekitar setengah meter. Neutron yang kembali dari permukaan, biasanya, sudah bergerak lebih lambat, kecepatan dan energinya bergantung pada apa yang mereka lalui di dalam tanah. Lebih tepatnya, hanya satu parameter yang diukur dengan bantuannya - kandungan hidrogen.
Hidrogen, karena atom yang ringan, secara efektif memperlambat neutron dalam tumbukan elastis, dan efisiensi ini secara langsung bergantung pada konsentrasinya. Pada saat yang sama, dalam bentuk bebas, hidrogen tidak akan tinggal di dalam tanah, terutama di tempat yang tekanan atmosfernya cenderung nol. Untuk menyimpan hidrogen di dalam tanah, ia harus terikat pada tingkat kimiawi, dan air tetap menjadi obat terbaik. Jadi, terbang di atas permukaan dan mengumpulkan data tentang kecepatan neutron "lepas landas", seseorang dapat menentukan perkiraan kandungan air di dalam tanah. Tentu saja, semakin rendah kita terbang, semakin akurat datanya. Satelit masih memberikan error plus atau minus seratus kilometer.
Dengan bantuan instrumen LEND dan HEND Rusia, data tentang distribusi hidrogen / air di tanah dekat permukaan Bulan dan Mars diperoleh.
Dan jika data Mars sudah dua kali dikonfirmasi, maka data bulan masih menunggu verifikasi. Di Mars, pendarat Phoenix mendarat di wilayah sirkumpolar, dan di mana HEND menjanjikan hingga 70% air di tanah, lapisan es air ditemukan tepat di bawah debu. Dan di Kawah Gale, tempat penjelajah Curiosity beroperasi, HEND menjanjikan 5%, kadar air di tanah berkisar antara 3% hingga 5%, dan jarang sekali menemukan "oasis" enam persen.
Setelah sukses seperti HEND, saudaranya DAN "duduk" langsung di rover, dan sekarang dia mengumpulkan data bukan dari ketinggian 300 km, seperti pendahulunya, tetapi 0,5 m. Benar, kedalaman suara masih tidak melebihi 1 meter, tetapi resolusi spasial telah meningkat dari puluhan kilometer ke sentimeter.
Namun, terlepas dari kesuksesan detektor neutron, tidak ada kepercayaan akhir pada mereka. Gletser di Bulan masih menunggu penemunya, dan badan antariksa, serta perusahaan swasta, semakin memperhatikan kutub Bulan. Meski konsentrasi kelembaban di sana, menurut satelit, tidak lebih dari 4%.
Radar
Suara planet-planet dalam jangkauan radio mulai dilakukan dari Bumi. Banyak informasi diberikan oleh teleskop radio Arecibo dengan diameter 300 meter. Misalnya, di tahun 80-an, ia menemukan di kutub Merkurius yang panas, pantulan aneh yang bisa diberikan oleh air es. Para ilmuwan sudah lama tidak percaya bahwa gletser bisa ada di planet yang paling dekat dengan Matahari. Saya harus menunggu hasil probe Messenger, yang, dengan menggunakan detektor neutron dan jangkauan laser, dapat memastikan keberadaan es.
Arecibo menunjukkan foto-foto yang mengesankan selama supermoon 2013. Di Bulan, dia bisa melihat konsekuensi bencana aliran lahar dan "banjir" dengan bantuannya.
Jika gambar-gambar ini digabungkan dengan peta distribusi mineral yang diperoleh dari spektrometer orbital, peta geologi rinci daerah tersebut dapat disusun, dan dimungkinkan untuk merekonstruksi evolusi permukaan. Meski aneh, hingga saat ini satelit dengan radar yang kuat belum pernah dikirim ke bulan.
Tapi tiga satelit radar terbang ke Venus. Tidak ada cara lain untuk mempelajari permukaan dari orbit planet ini. Venera-15 dan -16 memetakan Kutub Utara pada 1980-an, dan kemudian, pada 1990-an, Magellan membuat peta lengkap.
Kini Cassini disibukkan dengan urusan serupa di orbit Saturnus. Di sini radar digunakan untuk menembus atmosfer padat Titan. Dalam banyak penerbangan, stasiun luar angkasa secara bertahap membuka tabir abadi dan mengungkapkan kepada sains dunia yang benar-benar menakjubkan ini, dalam beberapa hal sangat mirip dengan duniawi, tetapi dalam beberapa hal sangat berbeda.
Beberapa survei radar memungkinkan tidak hanya pemetaan, tetapi juga mengamati proses dinamis. Dengan demikian, pulau yang muncul secara misterius dan kemudian menghilang dianggap sebagai tanda perubahan musim yang sedang berlangsung. Mungkin itu adalah gunung es es yang menabrak laut metana.
Panjang gelombang lain dan desain radar yang berbeda memungkinkan Anda masuk lebih dalam. Di orbit Mars, ada dua pesawat ruang angkasa yang dilengkapi "echo sounder" yang menembus kerak planet sejauh 1-3 kilometer.
Studi tentang pesawat ruang angkasa Eropa Mars Express memungkinkan untuk memperoleh informasi tentang kekuatan dan struktur es kutub, membedakan es karbondioksida dari es air, dan memperkirakan cadangan air.
Pemindaiannya mengungkapkan kawah asteroid kuno, terkubur oleh ratusan meter lava vulkanik dan akumulasi sedimen di lautan Mars, di belahan bumi utara planet itu. Para ilmuwan telah berulang kali mencatat perbedaan nyata dalam jumlah kawah meteorit di belahan selatan dan utara Mars, dan Mars Express telah memecahkan misterinya. Jika ada yang masih memiliki harapan untuk orang Mars yang terkubur di sub-Zion Mars dari kekosongan, kekeringan, dan embun beku, maka saya punya kabar buruk untuk mereka …
Pesawat ruang angkasa New Horizons juga memiliki instrumen untuk penelitian radar, tetapi ukuran antenanya lebih rendah dari banyak rekan antarplanet, sehingga penelitian akan berkonsentrasi untuk menemukan dan mempelajari atmosfer.
Saya menantikan hasil pemindaian radar inti komet 67P / Churyumov-Gerasimenko, yang dilakukan oleh pesawat ruang angkasa Rosetta dan Philae untuk pasangan.
Radar itu bahkan dibawa ke bulan. "Kelinci Giok" Cina berhasil berjalan hanya seratus meter, tetapi bahkan di atasnya ia berhasil mendapatkan profil paling menarik dari permukaan bulan, hingga kedalaman sekitar empat ratus meter. Di masa mendatang, informasi semacam itu akan sangat penting untuk pembangunan stasiun bulan, pangkalan, atau permukiman.
Spektroskopi proton alfa
Ketika sampai pada studi tentang badan antariksa oleh pendarat, hampir tidak mungkin dilakukan tanpa menyentuh momen spektroskopi fluoresensi sinar-X alfa-proton.
Perangkat jenis APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer) dipasang di semua penjelajah Mars NASA. APXS tersedia di pendarat Philae di inti komet 67P / Churyumov-Gerasimenko. Ada perangkat serupa (RIFMA) di penjelajah bulan Soviet.
Prinsip operasi metode ini menyerupai spektroskopi gamma, kecuali bahwa sensor memiliki sumber partikel bermuatannya sendiri (semacam isotop radioaktif), terutama sinar alfa. Sampel yang diteliti diiradiasi dengan radiasi dan mulai bersinar dalam rentang sinar-X.
Selain itu, setiap unsur kimia berpijar dengan caranya sendiri-sendiri, yang memungkinkan diperolehnya spektrum komposisi unsur.
Ini masih jauh dari gambaran lengkap peralatan untuk menjelajahi tata surya. Sebagai aturan, instrumen astrofisika juga dipasang pada kendaraan antarplanet untuk mencatat partikel energik, radiasi antarplanet, plasma, dan debu. Penerbangan antarplanet juga memungkinkan Anda mempelajari luar angkasa, hubungan Matahari, planet, dan medium antarbintang, tapi itu cerita lain.
