Ο κινεζικός ανιχνευτής Tianwen-1, που λειτουργεί στην τροχιά του Marte, πραγματοποίησε ένα άνευ προηγουμένου κατόρθωμα τραβώντας λεπτομερείς εικόνες του διαστρικού κομήτη 3I/ATLAS. Τα αρχεία, που ελήφθησαν σε απόσταση περίπου 29 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από την επιφάνεια του Άρη, κυκλοφόρησαν πρόσφατα από τον Escritório Nacional του Ciência Espacial του China και σηματοδοτούν την πρώτη παρακολούθηση ενός αντικειμένου που προέρχεται από έξω από το Sistema Solar από τον κόκκινο πλανήτη.
Το 3I/ATLAS είναι το τρίτο αντικείμενο με επιβεβαιωμένη διαστρική προέλευση που ανιχνεύθηκε από αστρονόμους, και εντοπίστηκε για πρώτη φορά τον Ιούλιο από επίγεια παρατηρητήρια. Η υπερβολική τροχιά Sua και η υψηλή ταχύτητα περίπου 58 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο είναι σαφής απόδειξη ότι δεν προήλθε από το σύστημά μας, καθιστώντας το στόχο μεγάλου επιστημονικού ενδιαφέροντος για τις διαστημικές υπηρεσίες σε όλο τον κόσμο.
Το επίτευγμα της αποστολής Tianwen-1 αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στις δυνατότητες παρατήρησης στο βαθύ διάστημα και συνεισφέρει πολύτιμα δεδομένα στη διεθνή προσπάθεια ανάλυσης της σύνθεσης και της συμπεριφοράς αυτών των σπάνιων κοσμικών επισκεπτών. Οι εικόνες παρέχουν κρίσιμες πληροφορίες για τη δομή του πυρήνα και του κώματος του κομήτη.
Τεχνική προσαρμογή για γρήγορο στόχο
Η λήψη εικόνων του κομήτη 3I/ATLAS απαιτούσε μια πολύπλοκη προσαρμογή των οργάνων του ανιχνευτή Tianwen-1, τα οποία αρχικά δεν είχαν σχεδιαστεί για να παρακολουθούν μικρούς, σκοτεινούς, γρήγορα κινούμενους στόχους. Η κάμερα HiRIC υψηλής ανάλυσης, της οποίας η κύρια λειτουργία είναι να χαρτογραφεί την επιφάνεια του Marte, προσαρμόστηκε το λογισμικό της από μηχανικούς στο έδαφος για την ακριβή παρακολούθηση του αντικειμένου. Ο Foram χρησιμοποίησε ακολουθίες σύντομων εκθέσεων, διάρκειας μόλις 30 δευτερολέπτων, για να αποτρέψει την υψηλή τροχιακή ταχύτητα του καθετήρα και τον ίδιο τον κομήτη από το να θολώσουν τις εικόνες, μια σημαντική τεχνική πρόκληση.
Η επιτυχία της επιχείρησης εξαρτιόταν επίσης από τους ελιγμούς ακριβούς προσανατολισμού του καθετήρα και την προσεκτική διαχείριση της θερμικής σταθερότητας του εξοπλισμού κατά την κατάδειξη. Η μετάδοση δεδομένων στο κέντρο ελέγχου στο Pequim ήταν ένα άλλο εμπόδιο που ξεπεράστηκε, διασφαλίζοντας ότι οι πληροφορίες έφτασαν άθικτες για επεξεργασία. Οι εικόνες αποκαλύπτουν έναν βραχώδη πυρήνα με εκτιμώμενη διάμετρο 5,6 χιλιομέτρων, που περιβάλλεται από ένα εκτεταμένο αέριο κώμα που εκτείνεται χιλιάδες χιλιόμετρα στο διάστημα, μια απόδειξη της εξάχνωσης του πάγου υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας.
Τι αποκαλύπτουν οι εικόνες για το 3I/ATLAS
Οι φωτογραφίες που τραβήχτηκαν από το κινέζικο ανιχνευτή δείχνουν τον πυρήνα του κομήτη με μια κοκκινωπή απόχρωση, που υποδηλώνει την παρουσία σκόνης πλούσιας σε οργανικές ενώσεις στην επιφάνειά του.
Το κώμα, ένα διάχυτο σύννεφο αερίου και σκόνης που περιβάλλει τον πυρήνα, φαίνεται πολύ ενεργό, υποδεικνύοντας μια ισχυρή εξάτμιση πάγου καθώς το αντικείμενο πλησιάζει το Sol.
Ένα ίχνος σκόνης και αερίου, γνωστό ως ουρά, εκτείνεται για περισσότερα από 56.000 χιλιόμετρα, ωθούμενο από την πίεση της ηλιακής ακτινοβολίας.
Οι προκαταρκτικές φασματικές αναλύσεις, με βάση τα δεδομένα που συλλέχθηκαν, έχουν ήδη ανιχνεύσει την παρουσία πάγου νερού, διοξειδίου του άνθρακα και πιθανά ίχνη μονοξειδίου του άνθρακα στη σύνθεση του κομήτη.
Μια συντονισμένη επιχείρηση στο βαθύ διάστημα
Η προσπάθεια μελέτης του κομήτη 3I/ATLAS δεν περιορίστηκε στο China, που περιελάμβανε μια παγκόσμια συνεργασία μεταξύ διαφορετικών διαστημικών υπηρεσιών που διαθέτουν εξοπλισμό που λειτουργεί στο Marte. Ο Agência Espacial Europeia (ESA) χρησιμοποίησε τις τροχιές Mars Express και ExoMars Trace Gas Orbiter για να αναλύσει τις εκπομπές αερίων από το κώμα του κομήτη, παρέχοντας συμπληρωματικά δεδομένα που, σε συνδυασμό με εικόνες από το Tianwen-1, επιτρέπουν μια τρισδιάστατη προβολή του φαινομένου. Η NASA συμμετείχε επίσης ενεργά, με το Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) να καταγράφει εικόνες πολύ υψηλής ανάλυσης του πυρήνα του κομήτη. Στην επιφάνεια, το ρόβερ Perseverance έκανε προσπάθειες να ανιχνεύσει οπτικά το αντικείμενο από το έδαφος του Άρη, ενώ ο ανιχνευτής Hope, από τον Emirados Árabes Unidos, παρακολουθούσε πιθανές αλληλεπιδράσεις μεταξύ της ουράς του κομήτη και της ανώτερης ατμόσφαιρας του πλανήτη. Το Esse σύνολο συντονισμένων παρατηρήσεων είναι απαραίτητο για τη βελτίωση των μοντέλων σχετικά με την τροχιά και τις μη βαρυτικές δυνάμεις που δρουν σε αυτούς τους διαστρικούς επισκέπτες.
Σχεδιασμός και εκτέλεση του ελιγμού
Ο σχεδιασμός για την παρατήρηση του 3I/ATLAS ξεκίνησε μήνες πριν, λίγο μετά την επιβεβαίωση της τροχιάς του.
Οι ομάδες μηχανικών πραγματοποίησαν εκτεταμένες προσομοιώσεις για να προβλέψουν την ακριβή τροχιά και τη χαμηλή φωτεινότητα του κομήτη, προετοιμάζοντας τον ανιχνευτή για την πρόκληση.
Πραγματοποιήθηκαν αυστηρές δοκιμές τηλεμετρίας για να διασφαλιστεί η ασφαλής και σταθερή μετάδοση εικόνων σε απόσταση σχεδόν 30 εκατομμυρίων χιλιομέτρων.
Συνέπειες για μελλοντικές αποστολές
Αυτή η επιτυχημένη λειτουργία επικυρώνει γρήγορα πρωτόκολλα παρακολούθησης στόχων χαμηλού φωτισμού που θα είναι απαραίτητα για μελλοντικές αποστολές.
Τα διδάγματα που αντλήθηκαν από την παρατήρηση 3I/ATLAS εφαρμόζονται ήδη στον σχεδιασμό της αποστολής Tianwen-2, που έχει προγραμματιστεί για τη συλλογή δειγμάτων αστεροειδών.
Ιστορικό αποστολής Tianwen-1
Η αποστολή Tianwen-1 εκτοξεύτηκε τον Ιούλιο του 2020 και μπήκε σε τροχιά Marte τον Φεβρουάριο του 2021, αντιπροσωπεύοντας ένα ορόσημο για το κινεζικό διαστημικό πρόγραμμα.
Εκτός από το τροχιακό, η αποστολή περιελάμβανε το ρόβερ Zhurong, το οποίο εξερεύνησε την πεδιάδα Utopia Planitia στην επιφάνεια του Άρη για περίπου ένα γήινο έτος.
