NASA применит термометр размером с монету для исследования комет и земных астероидов

Окт 30, 2017 Леонид Гляделов

Две команды НАСА хотят развернуть очень компактный, чувствительный термометр, который может характеризовать кометы и даже помочь в перенаправлении или возможном разрушении астероида при угрозе его столкновения с Землей.

Совместными усилиями исследователи из Центра космических полетов им. Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, создали микродатчик, на основе технологии разработанной Goddard, его поперечное сечение минимально возможное, чтобы исследовать простые объекты, сформированные более чем 4,5 миллиарда лет назад.

Мультиспектральный инструмент, получивший название Comet CAMera или ComCAM, был частично разработан ученым Годарда Шахидом Асламом. Он тесно сотрудничал с изготовителем устройства, канадским Национальным институтом оптики, для разработки компактной оптики и встроенных фильтров, которые делают устройство чувствительным к химическим соединениям, таким как вода и углекислый газ, которые представляют интерес для ученых.
Термальные датчики, такие как ComCAM, измеряют инфракрасное или тепловое излучение и, по сути, очень чувствительные термометры. Когда излучение поражает абсорбирующий элемент, элемент нагревается и испытывает изменение электрического сопротивления, которое пропорционально и может быть использовано для получения данных температуры. Эти измерения дают представление о физических свойствах исследуемого объекта. Ученые часто используют их для изучения очень далеких звезд и галактик во Вселенной.

Такие датчики, используемые для изучения галактик и межзвездной среды в дальнем инфракрасном и субмиллиметровых диапазонах длин волн, требуют суперохлаждения, что обычно делается путем помещения датчика внутрь криогенно охлажденного контейнера.
Резко контрастируя, инфракрасные микроболометры, подобные тому, который был разработан компанией Aslam, работают с минимальным охлаждением и не требуют размещения внутри контейнера. В результате эти камеры имеют меньший вес, меньший, но все же способный воспринимать и записывать инфракрасное излучение от объектов в солнечной системе.
Из-за этих атрибутов ученый Тилак Хьюгама, который связан с Университетом Мэриленд-Колледж-Парк, и его команда, в которую входят Аслам, католический университет Николас Гориус и другие из Годдарда, Университет штата Мэриленд, Государственный университет Морехе, Джет Лаборатория движения и Йоркский университет - теперь хотят использовать ComCAM и традиционные камеры с видимым светом на потенциальной миссии CubeSat, которая называется Primative Object Volatile Explorer или ProvE.

Благодаря поддержке PSDS3 команда выявляет долгосрочные орбиты или «путевые точки», передает траектории на эти путевые точки, долговечность космических аппаратов, траектории перехвата и требования к движению, чтобы достичь определенных известных комет и практических диапазонов для полетов к новым кометам.Учитывая, что ProvE состоит из существующих готовых коммерческих компонентов, включая 6- или 12-кубическую шину CubeSat и камеру микроболометра, Hewagama полагает, что миссия может быть завершена и запущена в качестве вторичной полезной нагрузки в относительно короткие сроки.

Планетарная оборона

Наука о кометах не является единственным потенциальным выгодоприобретателем от камеры с микроволнометром, подобной PrOVE.
В рамках других научных исследований технологи Goddard Josh Lyhoft и Melak Zebenay оценивают различные сенсорные системы, необходимые для изображения и характеристики астероида на курсе столкновения с Землей. Эти датчики могли бы обеспечить космический аппарат измерениями наведения, необходимыми для отклонения или уничтожения объекта.

Как и Hewagama, Lyhoft заинтригован возможностями этой системы измерения. Для точного определения местоположения астероида по мере приближения к нему космических аппаратов «микроболометры могут выполнять задачу», - сказал Lyhoft. «Мы считаем, что они достаточно чувствительны для миссии терминального перехвата».

С тех пор, как Lyhoft начал свое исследование, NASA объявило, что команды, разрабатывающие первую миссию по отклонению астероидов, - Тест на перенаправление двойного астероида или DART - начнут предварительные проекты. В рамках этой миссии под руководством ученых из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса при поддержке Goddard и других организаций DART использовал бы кинетический эффект для проведения теста, который помог бы продемонстрировать возможности, которые могут когда-нибудь понадобиться, чтобы подтолкнуть астероид от его пути к Земле. Тест с небольшим, не угрожающим астероидом - меньшим из двух астероидов, составляющих систему Didymos, запланирован на 2024 год.