Sedna z obłoku Oorta

1.2 - metrowy teleskop Oschin'a w Obserwatorium Palomarskim, Kalifornia (USA) Fot: Palomar Observatory

14 listopada 2003 roku teleskop Samuela Oschin'a w Obserwatorium Palomarskim zaobserwował obiekt nazwany 2003 VB12 - najdalszy obiekt w naszym Układzie Słonecznym. Planetoida czy też planeto-podobny obiekt jest najdalszym znanym obiektem krążącym wokół Słońca. Znajduje się ponad dwa razy dalej od Słońca niż ostatnia planeta Układu Słonecznego - Pluton. Obiekt 2003 VB12 nazwano również nieco bardziej romantycznie - Sedna. Sedna to w mitologii Eskimosów groźna bogini morza.

Do obserwacji przystąpiły inne obserwatoria w Chile, Hiszpanii, w stanie Arizona (USA) i na Hawajach. Do badań dołączył również wyniesiony na orbitę w sierpniu zeszłego roku Spitzer Space Telescope (NASA).

Być może taki widok rozpościera się w najbliższym otoczeniu nowo odkrytej planetoidy. Być może planetoidę Sedna okrąża księżyc. Fot: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)

Sedna okrąża Słońce w ciągu 10 500 lat po mocno wydłużonej eliptycznej trajektorii. Obecnie znajduje się blisko peryhelium w odległości 13 miliardów km od Ziemi, (czyli trzy razy dalej niż Pluton i 87 razy dalej niż wynosi odległość Ziemi od Słońca). Gdy Sedna znajduje się najdalej od Słońca (czyli w aphelium) dzieli ją od niego 130 miliardów km czyli 900 razy więcej niż wynosi nasza odległość do Słońca!

Obecnie planetoida widoczna jest na tle gwiazdozbioru Wieloryba (Cetus). W Polsce Cetus to gwiazdozbiór nieba jesiennego, ale planetoida jest i tak zbyt słaba by oglądać ją gołym okiem czy nawet amatorskim teleskopem. Szef zespołu badawczego profesor Mike Brown tak określa widok z Sedny: Słońce z tej odległości jest tak małe, że można by je zakryć główką od szpilki.

Temperaturę powierzchni planetoidy oszacowano na około -240^oC. Ponieważ planetoida zbliża się do Słońca jedynie na krótki okres czasu, więc jej typowa temperatura jest jeszcze niższa. Eskimoska bogini Sedna żyła w lodowej jaskini na dnie oceanu, biorąc więc pod uwagę temperaturę planetoidy, która może spaść do zaledwie kilku stopni powyżej zera absolutnego, nazwa obiektu jest całkiem trafna.

Sedna znajduje się dużo dalej niż niedawno odkryty pas Kuipera. Istnienie tego pasa przewidział Gerard Kuiper w 1951 roku, ale dopiero w 1992 odkryto pierwsze obiekty z dysku Kuipera (patrz Urania-PA, 3/98). Kuiper postulował, że komety krótkookresowe o niewielkim nachyleniu do ekliptyki mogą pochodzić z pierścienia znajdującego się za orbitą Neptuna. Pas złożony jest z materii, która nie weszła w skład planet i księżyców Układu Słonecznego (patrz Urania-PA, 5/2002). Pierścień ten usytuowany jest w odległości około 10 mld km od Słońca. W ostatnich latach, wobec odkrycia kilkudziesięciu obiektów transneptunowych (tak nazywa się obiekty z Pasa Kuipera), trwa dyskusja czy Pluton nadal powinien posiadać miano planety nadane mu przez Miedzynarodową Unię Astronomiczną.

Obłok Oorta ma promień szacowany na około 3x1013km, Słońce znajduje się w centrum. Chmura złożona jest z nieprzeliczonej ilości lodowych brył, które są pozostałością po pierwotnej mgławicy, z której uformował się Układ Słoneczny. Jest to również źródło komet długookresowych. Fot. Calvin J. Hamilton

Podejrzewa się, że planetoida Sedna może pochodzić z obłoku Oorta. Jest to rozległy sferyczny obszar złożony z małych lodowych ciał, które, gdy wyrwą się z niego na skutek oddziaływań grawitacyjnych, stają się kometami przemykającymi obok Ziemi po bardzo wydłużonych, eliptycznych orbitach. Obłok Oorta rozciąga się do granicy, gdzie grawitacja naszej Galaktyki zaczyna przeważać nad grawitacją Układu Słonecznego. Zewnętrzna granica obłoku sięgać więc może około 10¹³ km, wewnętrzna zaś szacowana jest na około 10¹² km. Sedna leży zatem bliżej niż ten obłok, ale jej istnienie być może sugeruje, że obłok Oorta położony jest bliżej niż dotychczas uważano.

 

Lewy górny panel: Orbity planet wewnętrznych i Ziemi oraz pas asteroid leżący między Marsem a Jowiszem. Prawy górny panel: Położenie Sedny względem 9 planet i pasa Kuipera. Prawy dolny panel: Orbita Sedny i jej obecne położenie względem Układu Słonecznego. Lewy dolny panel Orbita planetoidy względem wewnętrznego obłoku Oorta. Odkrycie tej planetoidy może wskazywać, że obłok Oorta leży bliżej niż do tej pory sądzono. Fot. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech). Zobacz również sekwencję wideo uzmysławiającą położenie Ziemi, Sedny i obłoku Oorta.

Zdjęcie zrobione 14 listopada 2003 roku przez Teleskop Oschin'a w Obserwatorium Palomarskim. Pozycja obiektu zmienia się w czasie - w ciągu 3.1 godziny obiekt zmienił swoje położenie o 4.6 sekund łuku. Następnie sięgnięto po dane archiwalne z obserwacji, co dostarczyło informacji o pozycji obiektu wstecz aż do 2001 roku. Dane z okresu 3 lat pozwoliły na bardzo dokładne wyznaczenie orbity. Fot: NASA/Caltech/M. Brown

Zadziwia czerwony kolor planetoidy - po Marsie to najczerwieńszy obiekt w naszym Układzie Słonecznym, a także największy znaleziony obiekt w układzie od 1930 roku, czyli od odkrycia Plutona. Trudno jest wyznaczyć rozmiary planetoidy. Wstępne szacunki podają wartość 1800 km, czyli mniej niż Pluton (2200 km) a więcej niż Quaoar (1300 km) - planetoida odkryta w 2002 roku przez ten sam zespół badawczy.

Rozmiary znanych i nowo-poznanych ciał w Układzie Słonecznym: Sedna 1800km, największa do tej pory planetoida Quaoar 1300 km, Pluton 2200km, Księżyc 3400, Ziemia 13 000 km. Fot: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)

Istnieje podejrzenie, że Sedna może mieć satelitę. Jej potencjalnego księżyca będzie szukał Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Teleskop Gemini, 8-metrowy teleskop na Mauna Kea na Hawajach (USA), działający w zakresie optycznym i podczerwonym, zbada powierzchnie planetoidy.

Przez następne 72 lata Sedna będzie zbliżać się do peryhelium i będzie coraz jaśniejsza, po czym zacznie oddalać się w kierunku aphelium i powróci za 10 500 lat. Gdy była w pobliżu Ziemi ostatni raz, u nas kończyła się właśnie ostatnia epoka lodowcowa. Wtedy brakło obserwatorów Sedny. Kto będzie obserwował jej powrót za następne 10 500 lat?

20 marca 2004
Źródło | Karolina Zawada

Długie mroczne lata

 

Fot. NASA

Wczesny Wszechświat spowity był mgłą neutralnego wodoru i helu. Nawet ultrafioletowe promieniowanie gwiazd z pierwszych galaktyk ledwo mogło przebić się przez kurtynę wszechabsorbującego gazu - okres ten astronomowie przezwali epoką Wieków Ciemnych. Przez setki milionów lat pierwsze gwiazdy stopniowo ogrzewały i jonizowały otaczający gaz przekształcając nieprzezroczysty ocean przestrzeni w przezroczysta pustkę, którą dziś oglądamy. Gdyby tak się nie stało, badanie źródeł UV ograniczone byłoby jedynie do naszej Drogi Mlecznej.

Precyzyjne wyznaczenie kiedy miała miejsce re-jonizacja (przejście z ciemnego do świecącego, przezroczystego Wszechświata) i co ją spowodowało, pozwoli zgłębić historię formowania galaktyk w młodym Wszechświecie. Praca dwu naukowców - J. Stuarta Wyithe'a (University of Melbourne) i Abrahama Loeb'a (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), która ukazała się 26 lutego w Nature sugeruje, że Ciemne Wieki trwały ponad miliard lat, a Wszechświat w wieku miliarda lat był nadal w dużym stopniu neutralny.

Wielki Wybuch stworzył Wszechświat wypełniony gorącym zjonizowanym wodorem i helem. Po upływie około 380 tysięcy lat świat w wyniku ekspansji ochłodził się na tyle, aby jądra i elektrony połączyły się tworząc neutralne atomy wodoru i helu, które absorbowały promieniowanie UV. Przekształcenie ośrodka z nieprzezroczystej ciemności do obecnej dziś niezłej widoczności wymagał powtórnego zjonizowania gazu wypełniającego przestrzeń, czyli powtórnego oderwania elektronów od jąder atomów. Kiedy nastąpiła wtórna jonizacja Wszechświata?

Redshift (czyli przesunięcie ku czerwieni) to przesunięcie emitowanej przez źródło fali w stronę fal dłuższych. Za wzrost ten odpowiedzialny jest nasz Wszechświat, który się rozszerza. Im większy redshift mierzymy, tym obiekt, który obserwujemy musi znajdować się dalej.

Uproszczony model, który zakłada natychmiastową i kompletną jonizację w oparciu o dane z satelity WMAP wskazuje na redshift równy 17, czyli około 200 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Ale naprawdę nie był to proces ani natychmiastowy ani całkowity. Rzeczywistość, jak to często bywa, jest dużo bardziej skomplikowana niż to przedstawia model.

Wyithe i Loeb badali kwazary - bardzo odległe i bardzo jasne obiekty. Dzięki temu, że są to tak jasne latarnie, widać je z daleka - z odległości miliardów lat świetlnych. Ich olbrzymią jasność wykorzystuje się do podpatrywania innych obiektów w "kosmicznym zoo". Kwazary podświetlają swoje najbliższe otoczenie a także przestrzeń między nimi a nami. W sercu każdego kwazara leży supermasywna czarna dziura, która pożera otaczającą ją materie. Materia spływa spiralnie do czarnej dziury rozgrzewając się tak bardzo, że zaczyna świecić.

Promieniowanie ultrafioletowe z kwazarów będzie jonizować gaz w otaczającym ośrodku międzygalaktycznym. Fotony o niższej energii niż fotony UV są "za słabe", by oderwać elektron od jądra wodoru. Chociaż jasne kwazary nie były tak liczne, aby zjonizować cały Kosmos, każdy z nich był jednak na tyle potężny, by stworzyć wokół siebie bąbel zjonizowanego gazu. Rozmiar takiego bąbla zależy od własności otaczającego go gazu. Jeśli najbliższe otoczenie składa się przede wszystkim z neutralnych atomów, kwazary czeka ciężka praca i stworzą jedynie małe bąbelki zjonizowanego gazu. Gdy ośrodek międzygalaktyczny jest już w dużym stopniu zjonizowany, kwazary nie namęczą się bardzo by dokończyć dzieła jonizacji i są w stanie stworzyć dużo większe bąble.

Kwazar J1148+5251 na redshifcie z=6.41. O obiekcie tym pisaliśmy na stronach Edukacyjnego Serwisu Orion w sierpniu zeszłego roku. Fot. NRAO/AUI/NSF

Miliard lat minął a gaz nadal neutralny

Aby obliczyć ułamek neutralnego wodoru we wczesnym Wszechświecie, Wyithe i Loeb użyli dwu najodleglejszych znanych kwazarów na redshifcie z = 6.28 i z = 6.41, co oznacza, że kwazary te znajdują się w odległości około 13 miliardów lat świetlnych od nas. Obliczyli oni oczekiwany rozmiar zjonizowanych "bąbli" wokół każdego kwazara, zakładając rozsądne wartości tempa emisji jonizujących fotonów i czas życia kwazarów, a następnie porównali swoje przewidywania z obserwowanymi rozmiarami bąbli. Wnioski były jednoznaczne.

Obserwowane rozmiary bąbli były tak małe, że ułamek neutralnego wodoru musiał być duży. Więc nawet miliard lat po Wielkim Wybuchu, gdy re-jonizacja powinna być już dobrze zaawansowana według pomiarów WMAP, większość ośrodka międzygalaktycznego była wciąż neutralna, powiedział profesor Wyithe.

Chociaż proces re-jonizacji rozpoczął się prawdopodobnie wraz z formowaniem pierwszych gwiazd, które wyświecały fotony UV gdzieś na z~30 (około 100 milionów lat po Wielkim Wybuchu), to jednak pełna jonizacja nastąpiła dużo później. Proces ten trwał miliardy lat.

Możliwe jest nawet, że re-jonizacja pojawiła się w dwu oddzielnych fazach zasilanych przez pierwszą i drugą generację gwiazd. Pierwsze gwiazdy były gorące, ponieważ zostały utworzone z pierwotnej materii powstałej w czasie Wielkiego Wybuchu. Gdy w ich wnętrzach wytworzyły się pierwiastki cięższe, a potem rozproszyły się w ośrodku w czasie wybuchu supernowych, następne gwiazdy, które powstawały z tak wzbogaconego gazu, były chłodniejsze i mniej wydajne w jonizacji Wszechświata, mówi profesor Loeb. Niewykluczone, że ośrodek międzygalaktyczny stał się w pełni zjonizowany, tak jak to widzimy dziś, dopiero wówczas, gdy powstała wystarczająca liczba gwiazd drugiej generacji.

5 marca 2004
Źródło | Karolina Zawada

Galaktyka na z=7 - najdalszy znany obiekt

 

Nowoodkryta galaktyka rozszczepiona na 3 obrazy - dwa w zakreślonej elipsie, trzeci jej obraz - w kółku. Zdjęcie wykonano kamerą Advance Camera for Survey na pokładzie Teleskopu Hubble'a. Fot. ESA, NASA, J.-P. Kneib, R.Ellis.

Astronomowie pobili kolejny rekord w obserwacji odległych obiektów. Międzynarodowy zespół naukowców odkrył najodleglejszą a tym samym najstarszą obecnie znaną galaktykę. Obiekt znajduje się w odległości 13 miliardów lat świetlnych, a przy obecnym stanie wiedzy, który mówi, że nasz Wszechświat liczy sobie 13,7 miliarda lat, oglądamy galaktykę, która istniała jedynie 750 milionów lat po Wielkim Wybuchu, czyli gdy Wszechświat liczył sobie 5% wieku obecnego.

Odległą galaktykę udało się namierzyć dzięki połączonej sile dwu obserwatoriów - Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i Teleskopu Keck'a na szczycie Mauna Kea na Hawajach. Jednak nawet potężne obserwatoria nie dostrzegłyby obiektu, gdyby nie zjawisko kosmicznego soczewkowania grawitacyjnego, które wzmocniło jasność odległej galaktyki.

Nowoodkryty obiekt to najprawdopodobniej młoda galaktyka istniejąca u schyłku tzw. "Wieków Ciemnych", okresu w historii Wszechświata, w którym fotony pochłaniane były przez wszechobecny neutralny wodór. Pierwsze galaktyki i kwazary wyprodukowały wystarczająco energetyczne fotony, które zdołały zjonizować ośrodek czyniąc go przezroczystym dla światła. Światło to mogło odtąd podróżować w przestrzeni, aż drobna jego część dotarła do Ziemi przynosząc informacje o odległej galaktyce.

 

Soczewkowania grawitacyjne tworzy różne obrazy źródła, które zależą od kształtu soczewki. Jeśli obiekt, który powoduje soczewkowanie jest idealnie sferyczny, wówczas powstaje pierścień Einsteina - odległe źródło soczewkowane jest w wielu punktach tworząc idealny pierścień; Gdy soczewka jest wydłużona - powstaje krzyż Einsteina - obraz badanego obiektu jest rozszepiony na 4 obrazy; jeśli soczewka ma kształt nieregularny, tak jak w przypadku gromady galaktyk Abell 2218, tworzą się wówczas rozciągnięte, łukowate obrazy badanego obiektu. Drugim ważnym czynnikiem jest wzajemne rozmieszczenie względem siebie obiektu, soczewki grawitacyjnej i obserwatora. Na powyższym obrazie mamy idealny przypadek ułożenia w lini prostej. Fot. ESA

Obiekt odkryto w wyniku długiej ekspozycji pobliskiej gromady galaktyk Abell 2218 wykonanej przez Advance Camera for Surveys na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Gromada ma tak dużą masę, że światło od odkrytej galaktyki przechodząc w pobliżu gromady jest odchylane i wzmacniane. Gromada zadziałała jak soczewka, która ugina i skupia światło powiększając obraz badanego obiektu. Te naturalne grawitacyjne "teleskopy" pozwalają ujrzeć odległe i słabe obiekty, których nie dostrzeglibyśmy bez takiego "wzmacniacza". Gromada galaktyk wzmocniła obraz odległej galaktyki 25-krotnie. Nasz Wszechświat rozszerza się. W wyniku tego wysłane w zakresie widzialnym światło galaktyki rozciągnięte zostało aż do podczerwieni, czyniąc obserwacje szczególnie trudnymi.

Gdy poszukiwaliśmy odległych galaktyk wzmocnionych przez gromadę Abell 2218, odkryliśmy parę uderzająco podobnych obrazów, których rozmieszczenie i kolor wskazywały na bardzo odległy obiekt, powiedziała Jean-Paul Kneib, główny autor artykułu, który ukaże się w Astrophsical Journal ( astro-ph 0402319).

Analiza obrazów z Teleskopu Hubble'a wskazuje, że badany obiekt leży na przesunięciu ku czerwieni 6.6 - 7.1, co czyni go najdalszym znanym dziś obiektem. Długie ekspozycje w podczerwieni i zakresie widzialnym spektrografami na 10-metrowym teleskopie Keck'a wskazują na wartość przesunięcia ku czerwieni w okolicy 7.

Przesuniecie ku czerwieni - redshift - jest miarą przesunięcia fali wypromieniowanej przez obiekt w kierunku fal dłuższych. Efekt ten wywołany jest rozszerzaniem się Wszechświata - galaktyka promieniuje światło w naszym kierunku, a jednocześnie oddala się od nas. Im przesunięcie jest większe tym obiekt odleglejszy.

Astronomowie oszacowali, że obiekt, choć jest bardzo mały - średnica to jedynie 4000 lat świetlnych (dla porównania nasza Galaktyka ma średnicę 100 000 lat świetlnych) - jest miejscem niezwykle aktywnego tworzenia gwiazd. Galaktyka jest jednak dziwna - brak w niej tak typowych emisyjnych linii wodoru a intensywne promieniowanie ultrafioletowe jest dużo silniejsze niż to, które widzimy w pobliskich galaktykach, w których powstają gwiazdy.

Zespół będzie kontynuował poszukiwania odległych obiektów obserwując inne soczewki grawitacyjne. Badanie tak odległych źródeł, które niosą informacje o odległej historii Wszechświata, pomoże w zrozumieniu procesu wtórnej jonizacji Kosmosu, która zakończyła "Wieki Ciemne" i uczyniła przestrzeń przezroczystą dla promieniowania.

16 luty 2004
Źródło | oprac. Karolina Zawada

Mars Express znalazł wodę, Spirit wyzdrowiał, Opportunity wkracza do akcji - czyli nowinki z Marsa

18 stycznia - OMEGA obserwuje południowa czapę polarną. Po prawej - zdjęcie w zakresie widzialnym, w środku widać rozkład dwutlenku węgla, z lewej zamrożonej wody. Fot. ESA.

Orbiter Mars Express - Europejska Agencja Kosmiczna

28 stycznia orbiter Mars Express osiągnął swoja ostateczną orbitę okołobiegunową. 5 stycznia uruchomiono jego instrumenty badawcze. Na rezultaty badań nie trzeba było długo czekać. Jednym z głównych zadań misji Mars Express jest wykrycie wody. 18 stycznia kamera i spektrometr podczerwony OMEGA sporządziły wstępną mapę południowej czapy polarnej Marsa. Dane wykazały obecność zamarzniętej wody oraz zamrożonego dwutlenku węgla. Informacje te potwierdziły dane z PSF - planetarnego spektrometru fourierowskiego o niezwykle dużej dokładności. Przy jego konstrukcji wzięli udział polscy naukowcy. Pierwsze dane PSF pokazały również nierównomierny rozkład tlenku węgla na północnej i południowej półkulą.

14 stycznia - 275 km nad planetą w Dolinie Marinerów. Fot. ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Pierwsze stereoskopowe (trójwymiarowe) kolorowe zdjęcie wykonano 14 stycznia przy pomocy High Resolution Stereo Camera (HRSC) z wysokości 275 km nad planetą. Obraz obejmuje obszar o szerokości 65 km i długości 1700 km w poprzek Wielkiego Kanionu czyli Doliny Marinerów. To pierwsze zdjęcie powierzchni Marsa o takiej rozdzielczości - 12 metrów na piksel, w kolorze i w 3 wymiarach. Uważa się, że sfotografowany teren w przeważającej części uformowany został w wyniku erozyjnej działalności wody. Mars Express sfotografuje całą powierzchnię planety z dokładnością do około 10 metrów, wykona mapę składu minerałów z dokładnością do 100 metrów i zbada globalną cyrkulacje atmosfery.

Pierwsze wyniki z planetarnego spektrometru Fouriera pokazują różnice w rozkładzie CO między północną a południową półkulą. Kliknij, aby powiększyć. Fot. ESA.	Dzięki komputerowej rekonstrukcji możemy obejrzeć Dolinę Marinerów z perspektywy nisko lecącego samolotu. Rekonstrukcja taka możliwa była dzięki obrazom stereoskopowym uzyskanym z satelity Mars Express.

  

15 styczeń - Zdjęcie wykonała High Resolution Stereo Camera w kolorze i w trzech wymiarach z wysokości 273 km. Sfotografowany obszar znajduje sie na wschód od basenu Hellas na 41o szerokości południowej i 101o długości wschodniej. Teren ma szerokość 100 km, rozdzielczość sięga 12 m. Widoczny na zdjęciu kanał Reull Vallis został kiedyś uformowany przez płynącą wodę.

Ponownie próbowano skontaktować się z lądownikiem Beagel 2 poprzez orbiter Mars Express, Mars Odyssey oraz naziemny radio-teleskop Jodrell Bank w Wielkiej Brytani. Z sondy Mars Odyssey i Mars Express planowano wysłać sygnał, który miałby przeładować komputer lądownika. Jeśli Beagle 2 "przeżył" lądowanie, możliwym wytłumaczeniem ciszy jest niski stan baterii lądownika. Naukowcy analizują wszystkie możliwe scenariusze wydarzeń, aby w przyszłości uniknąć podobnych niepowodzeń.

Mars Exploration Rover 1 - Spirit - NASA 1 lutego Spirit poczuł się dobrze i wrócił do pracy. Problemy z łazikiem rozpoczęły się 22 stycznia - zawiodła pamięć komputera i wystąpiły problemy z komunikacją. Część kuracji polegała na usunięciu tysięcy plików z jego pamięci typu flash - jest to typ pamięci stałej takiej jaką możemy spotkać w aparatach cyfrowych. Wiele z tych plików to pozostałości po siedmiomiesięcznej podróży sondy na Marsa. Pokładowe oprogramowanie miało problemy z komunikacją z pamięcią flash co powodowało, że komputer Spirita restartował średnio raz na godzinę.

Spirit zrobił to zdjęcie 28 stycznia kamerą identyfikacji zagrożenia i przesłał na Ziemie. Ramie robota znajduje się w tej samej pozycji w jakiej było 22 stycznia, gdy wystąpiły problemy z komunikacją. To jego pierwszy obraz odkąd zaczął "niedomagać". Fot. NASA/JPL

Dwa dni po pojawieniu się problemów, inżynierowie wysyłali łazikowi komendy codziennie, aby znajdował się w modzie operacyjnym, w którym nie korzysta z przeładowanej pamięci. Na dzień dzisiejszy komputer jest sprawny, nawet gdy pracuje w normalnym modzie używając pamięci flash. Sformatowanie pamięci flash i zainstalowanie nowego oprogramowania ma dać pewność sprawnego działania sondy.1 lutego Spirit przesyłał najważniejsze dane pozostałe w pamięci flash. Między innymi dane z obserwacji atmosferycznych przeprowadzonych 16 stycznia razem z orbiterem Mars Express (ESA). Współpraca z europejskim orbiterem będzie nadal kontynuowana.

Na końcu ramienia łazika znajduje się spektrometr Moessbauera do identyfikacji skał. Widoczną na zdjęciu badaną skałę nazwano Adirondack, tak jak pasmo górskie w stanie Nowy Jork (USA). Rock Abrasion Tool - urządzenie ścierające pozwolił na zbadanie skały "od środka". Adirondack to skała krystaliczna zawierająca oliwin, piroksen i magnetyt. Jest to skład typowy dla ziemskich wulkanicznych skał bazaltowych. Adirondack wydaje się być skałą wulkaniczną przyniesioną tu przez, na przykład, przepływająca lawę. Po zakończeniu badań Spirit pojedzie zbadać dwie następne skały a później zostanie skierowany do krateru Bonneville oddalonego o 250 metrów.

W czwartek 5 lutego w południe Spirit rozpoczyna swój 33 sol - 33 marsjański dzień. Misja łazika Spirit planowana jest na 3 ziemskie miesiące, jeśli jednak, jak żartują naukowcy, nie odpadną mu kółka po zagwarantowanych 90 dniach pracy, jest szansa na kontynuowanie badań w "okresie pogwarancyjnym".

Mars Exploration Rover 2 - Opportunity - NASA 26 stycznia w niedziele o 6:05 rano naszego czasu sonda Opportunity szczęśliwie wylądowała w niewielkim kraterze o średnicy 22 metrów i głębokości 3 metrów na Meridiani Planum (inaczej Terra Meridiani) po przeciwnej stronie Marsa niż krater Guseva. Tak jak przy lądowaniu sondy Spirit, siłę upadku osłabiły poduszki powietrzne. 31 stycznia w sobotę rano Opportunity zjechał z platformy lądowniczej. Orbiter Mars Oddysey przesłał na Ziemie informacje o bezpiecznym opuszczeniu rampy przez łazik, później sam łazik przesłał zdjęcie pustej platformy i śladów własnych kółek na marsjańskiej glebie. W poniedziałek 2 lutego rozprostował i sprawdził ramię pełne skomplikowanych instrumentów - Instrument Deployment Device. W ich skład wchodzi spektrometr Moessbauera, rentgenowski spektrometr cząstek alfa (czyli jąder atomu helu He4), kamera mikroskopowa, która pozwala badać obiekty o średnicy porównywalnej z grubością ludzkiego włosa oraz urządzenie do ścierania i kruszenia skał.

Falisty teren Meridiani Planum. Na pierwszym planie widać okrągłe ślady odbijających się poduszek powietrznych oraz ślady wleczonych poduszek, z których schodziło powietrze. Fot. NASA/JPL

Panorama wokół Opportunity - obraz obejmuje 360 stopni, pokazuje krater o szerokości 22 metrów w którym wylądowała sonda. Poduszki powietrzne zostawiły widoczne na powierzchni ślady. Kliknij, aby powiększyć. Fot. NASA/JPL

 

Przez kilka następnych dni łazik pozostanie w tym samym miejscu badając grunt wokół siebie przy pomocy tych urządzeń i wyznaczy skład chemiczny ziemi. Następnie pojedzie do skał krateru, w którym wylądował, by zbadać ich skład. Przy tym badaniu pomocna będzie kamera panoramiczna i spektrometr emisji termicznej (Mini-Thermal Emission Spectrometer).
	Za parę dni Opportunity pojedzie badać te skały. Fot. NASA/JPL

Naukowcy obliczają na jaką odległość łazik może zbliżyć się do skał, by nie uderzyć w nie panelami słonecznymi zapewniającymi sondzie energię. Kółka łazika posłużą nie tylko do przemieszania. Można zablokować wszystkie kółka łazika oprócz jednego, które kręcąc się, będzie kopać dziury w poszukiwaniu skał pod powierzchnią gruntu.

	Przekazane przez sondę Mars Global Surveyor dane wskazywały, że na tym obszarze występują kryształy hematytu (Fe2O3). Obecność tych minerałów przesądziła o miejscu lądowania drugiej sondy. Na Ziemi hematyty formują się w środowisku wodnym, stąd taki właśnie wybór miejsca, w którym łazik będzie szukał śladów wody.
Widmo ze spektrometru Mini-TES wskazuje na obecność hematytu w gruncie marsjańskim na Meridiani Planum. Czerwona linia to laboratoryjne widmo hematytu, żółta linia to widmo marsjańskiej ziemi. Obie linie nakładają sie na siebie tworząc charakterystyczny kształt litery W - to dowód obecności hematytu. Fot. NASA/JPL/Arizona State University

Przed zjechaniem z platformy Opportunity badał mineralny skład terenu, na którym wylądował, przy pomocy Miniature-Thermal Emission Spectrometer. Spektrometr umożliwia identyfikacje składu skał i gleby z odległości. Mini-TES znalazł na powierzchni Marsa rozproszony szary hematyt w grubych ziarnach warstwy powierzchniowej. Hematyt znajduje się w gruncie marsjańskim w kraterze, w którym wylądowała sonda, ale odsłonięte skały ściany krateru nie zawierają hematytu. Na zdjęciach widoczne są ślady po uderzeniu poduszek powietrznych ukazując jaśniejszą czerwoną powierzchnię. W tych miejscach nie ma hematytu, uderzenie poduszek "wywiało" warstwę hematytu a może "wtłoczyło" ją pod powierzchnie. Niechcący Opportunity wykonała pierwsze badania zanim na dobre osiadła na planecie - w kraterze w którym sonda wylądowała hematyt znajduje się jedynie w cienkiej warstwie powierzchniowej tworzonej przez grube ziarna. Pochodzenie tego minerału może być wulkaniczne lub wodne. Łazik będzie szukać odpowiedzi na pytanie o źródło hematytu na Meridiani Planum.

Łazik znajduje się około 1 metra od lądownika. Zdjęcie wykonano tylną kamerą identyfikacji zagrożenia. Fot. NASA/JPL

Kamera mikroskopowa po raz pierwszy "przyjrzała się" dokładnie skrawkowi gruntu dostrzegając okrągłe kamyki wśród całej gamy różnych wystepujacych tam ziaren. Spektrometr Mini-TES sporzadził mineralną mapę swojego krateru. Spektrometr Moessbauera, zaprojektowany do identyfikacji minerałów zawierających żelazo, odebrał silny sygnał wskazujacy na obecność oliwinu - typowego składnika skał wulkanicznych.

Bliźniacze łaziki znajdują się po przeciwnych stronach Marsa - Meridiani Planum i krater Guseva - w odległości około 10 tys. km. Po raz pierwszy w historii dwa roboty jednocześnie badają Czerwona Planetę. Spirit i Opportunity to "Tuzin kółek na ziemi!" oznajmił Chris Lewicki, dyrektor lotu, gdy drugi łazik bezpiecznie zjechał z rampy. Oba urządzenia mają to samo zadania - zbadanie warunków panujących na Marsie głównie pod kątem występowania wody i możliwości istnienia życia.

Kontrolerzy misji nabywają wprawy - Spirit potrzebował 12 dni by zjechać z platformy, Opporunity dotknął marsjańskiej gleby już po 6 dniach od wylądowania choć i okoliczności były bardziej sprzyjające - lepiej ułożyły się poduszki powietrzne Opportunity i łazik nie musiał "wygrzebywać się" z nich tak jak Spirit. Tuż po północy 6 lutego Opportunity rozpoczyna swój 13 sol na Czerwonej Planecie.

 

NASA planuje nazwać miejsce lądowania sondy Opportunity na cześć ostatniej załogi wahadłowca Challenger - Challenger Memorial Station. Siedmioosobowa załoga zginęła, gdy wahadłowiec eksplodował tuż po starcie 28 stycznia 1986 roku. Przedstawione zdjęcie obszaru wokół Challenger Memorial Station powstało z połączenia obrazów uzyskanych z orbitera Mars Global Surveyor i sondy Opportunity w czasie jej opadania na planetę. Łazik Opportunity znajduje się właśnie gdzieś na tym terenie.

Obszar wokół Challenger Memorial Station, Meridiani Planum. Fot. NASA/JPL/MSSS.

Wzgórza znajdujące się na wschód od miejsca lądowania sondy Spirit nazwane zostaną na cześć załogi STS-107 wahadłowca Columbia, która zginęła, gdy statek podchodził do lądowania rok temu 1 lutego 2003 roku. Z propozycją uczczenia pamięci astronautów NASA zwróci się do Międzynarodowej Unii Astronomicznej.

Model krateru, w którym znajduje się Oppotrunity. Krater ma 22 metry szerokości i 3 metry głębokości. Po raz pierwszy w historii 3-wymiarową mapę krateru sporządziło urządzenie znajdujące się w jego wnętrzu. Fot. NASA/JPL.	Wzgórza na wschód od miejsca lądowania sondy Spirit będą nazwane na cześć członków wahadłowca Columbia. Kliknij, by powiększyć. Fot. NASA/JPL.

4 luty 2004
Źródło ESA, NASA/JPL | Karolina Zawada

Na podbój Marsa

 

Rysunek wyobrażający jak wyposażony w poduszki powietrzne Spirit opada na czerwona planetę. Taka samą ochronę zastosowano 7 lat temu w misji Pathfinder. Źródło: NASA

Misja Mars Exploration Rover 1

3 stycznia po 7 miesiącach podróży na Marsie wylądował Spirit Rover. Lądownik wszedł w atmosferę Marsa z prędkością 19 300 km na godzinę. 3 godziny po lądowaniu przekazał na Ziemie czarno-białe zdjęcia. Spirit wylądował w kraterze Guseva o średnicy 150 km i głębokości 1,6 km. Miejsce, w którym wylądował Spirit jest dużo gładsze i pozbawione skał niż teren, na którym w 1997 roku trafił Pathfinder. To czwarte miejsce na Czerwonej Planecie, które bada maszyna wykonana przez człowieka, ale pierwsze podejrzane o to, że w przeszłości występowała tam woda. Oprócz Pathfindera Marsa odwiedziły jeszcze dwie sondy: Viking 1 oraz Viking 2. Obie wylądowały na Marsie w 1976 roku.

 

Lądownik Viking 2 na Utopia Planitia (Równina Utopii), 1976 rok. Źródło: NASA

Nagrania telemetryczne z orbitera Mars Odyssey ukazały lądownik Spirit w doskonałym zdrowiu, gdy z poduszek uszło powietrze a lądownik rozłożył panele słoneczne.

 

Marsjańskie wzgórza na wschód od miejsca lądowania. Źródło: NASA

Marsjański dzień trwa o 40 minut dłużej niż ziemski, rok 687 dni ziemskich. Atmosfera Marsa składa się głównie z dwutlenku węgla oraz azotu. Sławne czapy polarne to również zestalony dwutlenek węgla CO₂. Grawitacja jest 2.6 razy słabsza niż na Ziemi. Temperatura spada w nocy do -120^oC, elektronika Spirita musi mieć więc własne ogrzewanie, aby wytrzymać tak niskie temperatury.

15 stycznia Spirit zjechał z plaformy, zrobił jej zdjęcie i pojechał obejrzeć skały i grunt w małym kraterze oddalonym o 250 m. Lądownik zapewnił łazikowi bezpieczny transport na Marsa, jednak nie przewiduje się drogi powrotnej, więc lądownik nie będzie już potrzebny. Wcześniej do spółki z europejskim orbiterem Mars Express, Spirit przeprowadzi analizę marsjańskiej atmosfery. Jednoczesny pomiar wykonany z dwu punktów odległych o 300 km powinien dać bardzo dokładne wyniki.

 

Spirit spogląda na pozostawiony lądownik. "...Nigdy nie widziałem, aby tylu ludzi tak ekscytowało się dwoma śladami na piasku" powiedział szef Jet Propulsion Laboratory Charles Elachi. Źródło: NASA

Mars Explorations Rover 2 wiezie bliźniaczy do Spirita lądownik Opportunity. Wyląduje 25 stycznia na wyżynie Meridiani, po drugiej stronie planety. NASA będzie przeprowadzać podobne misje co 2 lata w ciągu następnej dekady.

Misja Mars Express - Europejska Agencja Kosmiczna

Beagel 2 wystartował 2 czerwca 2003 z Baikonuru, wylądował na Marsie 25 grudnia. 19 grudnia oderwał sie od swojego macierzystego statku Mars Express. Nurkował w marsjańska atmosferę z prędkością 21 000 km na godzinę, następnie otwarły się spadochrony, aby spowolnić upadek. Na krótko przed lądowaniem napompowały się poduszki powietrzne ochraniając lądownik i zapewniając miękkie lądowanie z kilkoma podskokami. Jednak chodź brzmi to bezpiecznie, to i tak można porównać taką operacje do upuszczenia komputera z fotela na betonowa podłogę i oczekiwania, że będzie nadal działał. Beagel 2 nie zadziałał. Również NASA najbardziej obawiała się właśnie tego etapu operacji Mars Rover. Na szczęście Spirit odpowiedział, w przypadku Beagla panuje cisza. Mały łazik odrzucić miał poduszki powietrzne, otworzyć panele słoneczne, aby ładować baterie. Urządzenie zwane kretem miało wkopywać się na 3 metry w głąb ziemi dostarczając próbek do analizy. Krater, w którym miał wylądować jawi się jako bezpieczne i interesujące miejsce do badania - utwardzony pył i rozrzucone skały. Pod ziemia mógł się znajdować lód a to oznacza dobre miejsce dla ewentualnego życia.
Beagla szukała sonda Mars Odyssey (NASA), naziemne radioteleskopy, jego macierzysty statek Mars Express. Bezskutecznie. Mars Express po serii zaplanowanych manewrów zmienił trajektorię z okołorównikowej na okołopolarną. Mars Express z orbity szuka śladów wody. Na jego pokładzie znajduje się wiele urządzeń, w tym PSF - planetarny spektrometr fourierowski, przy konstrukcji którego wzięli udział Polacy.

 

16 stycznia - Spirit analizuje marsjański grunt przy pomocy mikroskopu. Po raz pierwszy użyto ramienia robota, na którego zakończeniu mieszczą się jeszcze 3 inne urządzenia. Mikroskop potrafi pokazać szczegóły odpowiadające grubości ludzkiego włosa. Ale ludzkich włosów raczej tam nie znajdzie. Źródło: NASA

Satelita Nozomi był pierwszą japońska misją miedzyplanetarną. Na początku grudnia pojawiły się problemy z elektroniką na statku. Nozomi nie doleci na Marsa. Japońska Agencja Kosmiczna zdołała jedynie zmienić kurs statku, aby nie zderzył się z planetą zanieczyszczając jej atmosferę i grunt. Pamiętamy, że to samo uczyniono ze statkiem Galileo - tak skierowano jego ostatnim lotem, aby nie zderzył się z księżycem Jowisza - Europą, na którą planowane będą w przyszłości misje badawcze.

Spośród wszystkich przeprowadzonych do tej pory misji marsjańskich aż 2/3 zakończyło się fiaskiem. Dla przykładu - 1971 roku wylądował radziecki Mars 2 i Mars 3, ale panowała wówczas na Marsie zamieć pyłowa, oba lądowniki uległy uszkodzeniu. NASA w ostatnich 10 latach straciła sonde Mars Observer, która miała być pierwszym amerykańskim statkiem badającym Czerwoną Planetę od czasu sondy Viking, a także Mars Climate Orbiter i Mars Polar Lander.

15 styczeń 2004 prezydent USA George Bush ogłosił plan podboju kosmosu - do 2010 roku gotowa ma być Międzynarodowa Stacja Kosmiczna i zakończyć się ma era wahadłowców kosmicznych. Mają być one zastąpione przez nowe statki, które będą w stanie wozić astronautów również na Księżyc. Załogowy Statek Badawczy ma być gotowy do 2008 roku, a jego pierwsza misja załogowa ma odbyć się nie później niż w 2014. Do 2008 na Księżyc polecą statki bezzałogowe, których zadaniem będzie badanie zasobów naturalnych i zdobywanie informacji pozwalających na dłuższy pobyt człowieka na Srebrnym Globie. Człowiek powrócić ma na Księżyc do 2020 roku. Ze względu na mniejszą grawitację, która oznacza mniej potrzebnej energii do startu, Księżyc ma być punktem startowym do osiągnięcia głównego celu - załogowego lotu na Marsa.

17 stycznia 2003
Źródło | oprac. Karolina Zawada

Orion | Astro - Wiadomości