Mengapa terkena habuk angkasa adalah aspek yang tidak dapat dielakkan dalam perjalanan angkasa

Pada 8 Jun, NASA mendedahkan bahawa balai cerap angkasa lepasnya yang berkuasa, Teleskop Angkasa James Webb, kini mempunyai lesung pipit kecil di salah satu cermin utamanya selepas dilontar oleh mikrometeoroid yang lebih besar daripada yang dijangkakan di angkasa lepas. Berita itu agak mengejutkan kerana impaknya berlaku hanya lima bulan selepas tempoh masa teleskop itu — tetapi mogok sebegitu hanyalah aspek yang tidak dapat dielakkan dalam perjalanan angkasa lepas, dan lebih banyak halangan pastinya sedang dalam perjalanan.

Walaupun apa yang ditunjukkan oleh namanya, ruang tidak betul-betul kosong. Dalam Sistem Suria kita, serpihan kecil habuk angkasa sedang mengezum melalui kawasan antara planet kita pada kelajuan yang boleh mencapai sehingga puluhan ribu batu sejam. Mikrometeoroid ini, tidak lebih besar daripada sebutir pasir, selalunya merupakan kepingan kecil asteroid atau komet yang telah pecah dan kini mengorbit mengelilingi Matahari. Dan mereka ada di mana-mana. Anggaran kasar meteoroid kecil di dalam Sistem Suria meletakkan jumlah jisim gabungan mereka pada kira-kira 55 trilion tan (jika semuanya digabungkan menjadi satu batu, ia akan menjadi kira-kira saiz pulau kecil).

Ini bermakna jika anda menghantar kapal angkasa ke angkasa lepas, perkakasan anda pasti akan terkena salah satu batu angkasa kecil ini pada satu ketika. Mengetahui perkara ini, jurutera kapal angkasa akan membina kenderaan mereka dengan perlindungan tertentu untuk melindungi daripada serangan mikrometeoroid. Mereka selalunya akan menggabungkan sesuatu yang dipanggil Whipple shielding, penghalang berbilang lapisan khas. Jika perisai terkena mikrometeoroid, zarah akan melalui lapisan pertama dan serpihan lebih jauh, jadi lapisan kedua terkena zarah yang lebih kecil. Perisai sedemikian biasanya digunakan di sekeliling komponen sensitif kapal angkasa untuk perlindungan tambahan.

Tetapi dengan Teleskop Angkasa James Webb NASA, atau JWST, ia lebih rumit. Cermin bersalut emas teleskop mesti didedahkan kepada persekitaran angkasa untuk mengumpulkan cahaya dengan betul dari Alam Semesta yang jauh. Dan sementara cermin ini dibina untuk menahan beberapa kesan, ia adalah lebih kurang itik duduk untuk serangan mikrometeoroid yang lebih besar, seperti yang melanda JWST pada bulan Mei. Walaupun mikrometeoroid itu masih lebih kecil daripada sebutir pasir, ia lebih besar daripada jangkaan NASA – cukup untuk menyebabkan kerosakan pada salah satu cermin.

Pengendali kapal angkasa memodelkan populasi mikrometeoroid di angkasa untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang kekerapan kapal angkasa mungkin terkena di mana-mana bahagian Sistem Suria — dan saiz zarah yang mungkin menghalang perkakasan mereka. Tetapi walaupun begitu, ia bukan sistem yang mudah. “Ini semua kebarangkalian,” kata David Malaspina, ahli astrofizik di Universiti Colorado yang memfokuskan pada kesan habuk kosmik pada kapal angkasa, memberitahu The Verge. “Anda hanya boleh berkata, ‘Saya mempunyai peluang ini untuk terkena zarah bersaiz ini.’ Tetapi sama ada anda pernah melakukannya atau tidak, itu terpulang kepada peluang.”

Contoh pelbagai jenis perisai Whipple
Imej: NASA

Micrometeoroids mempunyai pelbagai cerita asal usul. Ia boleh menjadi produk sisa perlanggaran berkelajuan tinggi di angkasa, yang menghancurkan batu angkasa menjadi kepingan kecil. Asteroid dan komet juga dihujani dari semasa ke semasa oleh zarah angkasa dan foton dari Matahari, menyebabkan kepingan kecil terputus. Asteroid juga boleh menjadi terlalu dekat dengan planet besar seperti Musytari, di mana tarikan graviti yang kuat mencantas kepingan batu. Atau objek boleh menjadi terlalu dekat dengan Matahari dan menjadi terlalu panas, menyebabkan batu mengembang dan pecah menjadi kepingan. Malah terdapat mikrometeoroid antara bintang yang hanya melalui Sistem Suria kita dari kawasan kejiranan kosmik yang lebih jauh.

Seberapa pantas zarah ini bergerak bergantung pada kawasan ruang yang mereka berada dan laluan yang dilaluinya mengelilingi bintang kita, dengan purata kira-kira 45,000 batu sejam atau 20 kilometer sesaat. Sama ada ia akan terserempak dengan kapal angkasa anda atau tidak juga bergantung pada tempat tinggal kenderaan anda di angkasa dan kelajuan ia bergerak. Sebagai contoh, Parker Solar Probe NASA ialah objek buatan manusia yang paling hampir dengan Matahari pada masa ini, bergerak pada kelajuan tertinggi lebih daripada 400,000 batu sejam. “Ia turun ke garisan 4 ela, berbanding Bumi yang berada di satu zon hujung,” kata Malaspina, yang telah memberi tumpuan kepada mengkaji kesan mikrometeoroid pada Parker Solar Probe. Ia juga bergerak melalui bahagian paling padat di rantau yang dipanggil awan zodiak, cakera tebal zarah angkasa yang meresap ke Sistem Suria kita. Jadi Parker Solar Probe mendapat letupan pasir lebih kerap daripada JWST— dan ia memukul zarah ini pada kelajuan yang sangat tinggi daripada teleskop akan terkena.

Probe Solar Parker memberi kita pemahaman yang lebih baik tentang mikrometeoroid di sekeliling Matahari, tetapi kami juga mempunyai pemahaman yang baik tentang penduduk di sekitar Bumi. Setiap kali mikrometeoroid mencecah atmosfera atas di sekeliling planet kita, ia terbakar dan menghasilkan asap meteor – zarah asap halus yang boleh diukur. Jumlah asap ini boleh memberitahu kita berapa banyak habuk yang melanda Bumi dari semasa ke semasa. Selain itu, terdapat percubaan di Stesen Angkasa Antarabangsa, di mana bahan telah dipasang di luar makmal yang mengorbit untuk melihat kekerapan bahan tersebut dibom.

Mengapa terkena habuk angkasa adalah aspek yang tidak dapat dielakkan

Satu rendering artistik Parker Solar Probe NASA
Imej: NASA

Walaupun JWST tinggal kira-kira 1 juta batu dari Bumi, itu masih agak dekat. Para saintis juga mempunyai idea tentang apa yang ada di luar sana berdasarkan misi lain yang dihantar ke orbit yang sama seperti JWST. Dan kebanyakan perkara yang mengenai teleskop bukanlah masalah besar. “Kapal angkasa dilanggar oleh anak-anak kecil sepanjang masa,” kata Malaspina. “Sedikitnya, saya maksudkan pecahan mikron — jauh, jauh, lebih kecil daripada rambut manusia. Dan untuk sebahagian besar, kapal angkasa tidak menyedarinya.” Malah, JWST sudah empat kali terkena mikrometeoroid kecil sebelum terkena mikrometeoroid yang lebih besar pada bulan Mei.

NASA memodelkan persekitaran mikrometeoroid sebelum JWST dilancarkan, tetapi berdasarkan impak baru-baru ini, agensi itu telah mengadakan pasukan baharu untuk memperhalusi model mereka dan meramalkan dengan lebih baik perkara yang mungkin berlaku kepada teleskop selepas kesan masa hadapan. Pemodelan mikrometeoroid semasa akan cuba meramalkan perkara seperti cara serpihan merebak melalui orbit jika asteroid atau komet pecah. Serpihan jenis itu lebih dinamik, kata Malaspina, menjadikannya lebih sukar untuk diramalkan.

Walau bagaimanapun, pada penghujung hari, ramalan hanya akan memberi anda lebih banyak pengetahuan tentangnya bila kapal angkasa mungkin terkena serpihan debu yang besar. Kesan sekali sahaja seperti ini tidak dapat dielakkan. JWST akan terus diletupkan dari semasa ke semasa, tetapi ia adalah satu kemungkinan yang NASA sentiasa bersedia. “Anda hanya perlu hidup dengan kebarangkalian bahawa anda akhirnya akan terkena zarah habuk bersaiz, dan anda hanya melakukan yang terbaik yang anda boleh dengan kejuruteraan,” kata Malaspina.

We would love to give thanks to the writer of this short article for this incredible web content

Mengapa terkena habuk angkasa adalah aspek yang tidak dapat dielakkan dalam perjalanan angkasa


Check out our social media profiles , as well as the other related pageshttps://paw6.info/related-pages/