Het NASA-project NEOWISE, dat astronomen een gedetailleerd beeld heeft gegeven van objecten die zich in de buurt van de aarde bevinden – waarvan sommige de aarde zouden kunnen treffen – beëindigde zijn missie en brandde na meer dan tien jaar opnieuw in de atmosfeer.
Op een heldere nacht is de hemel vol heldere objecten – van sterren, grote planeten en sterrenstelsels tot kleine asteroïden die dichtbij de aarde vliegen. Deze asteroïden zijn algemeen bekend als objecten in de buurt van de aardeen ze zijn verkrijgbaar in een grote verscheidenheid aan maten. Sommige zijn tientallen kilometers in doorsnee of groter, terwijl andere slechts tientallen meters of kleiner zijn.
Af en toe botsen objecten die zich dichtbij de aarde bevinden op de aarde op hoge snelheid – ongeveer 10 mijl per seconde (16 kilometer per seconde) of sneller. Dat is ongeveer 15 keer zo snel als de mondingssnelheid van een geweer. Een botsing met die snelheid kan gemakkelijk het oppervlak van de planeet en alles erop beschadigen.
Inslagen van grote objecten in de buurt van de aarde zijn over het algemeen zeldzaam gedurende een normaal menselijk leven. Maar ze komen vaker voor op een geologische tijdschaal van miljoenen tot miljarden jaren. Het beste voorbeeld is wellicht een 10 kilometer brede asteroïde die op de aarde neerstortte, de dinosauriërs doodde en de Chicxulub-krater creëerde. ongeveer 65 miljoen jaar geleden.
Kleinere inslagen komen heel vaak voor op aarde, omdat er meer kleine objecten in de buurt van de aarde zijn. Een inspanning van de internationale gemeenschap riep op planetaire verdediging beschermt mensen tegen deze ruimte-indringers door zoveel mogelijk objecten in de buurt van de aarde te catalogiseren en te monitoren, inclusief objecten die de aarde dicht naderen. Onderzoekers noemen de objecten in de buurt van de aarde dat zou kunnen botsen met het oppervlak potentieel gevaarlijke voorwerpen.
NASA begon zijn NEOWISE-missie in december 2013. De primaire focus van deze missie was het gebruik van de ruimtetelescoop van de Breedveld-infraroodonderzoeksverkenner om objecten in de buurt van de aarde, zoals asteroïden en kometen, nauwkeurig te detecteren en karakteriseren.
NEOWISE heeft bijgedragen aan de planetaire verdedigingsinspanningen met zijn onderzoek om objecten in de buurt van de aarde te catalogiseren. De afgelopen tien jaar heeft het geholpen planetaire verdedigers zoals wij en onze collega's bestuderen objecten in de buurt van de aarde.
NASA's NEOWISE-missie, waarvan het ruimtevaartuig hier wordt getoond, onderzocht op objecten in de buurt van de aarde.
Het detecteren van objecten in de buurt van de aarde
NEOWISE was een baanbrekende missie, omdat het een revolutie teweegbracht in de manier waarop objecten in de buurt van de aarde konden worden onderzocht.
De NEOWISE-missie bleef het ruimtevaartuig gebruiken van NASA's WISE-missiedie liep van eind 2009 tot 2011 en een infraroodonderzoek over de hele hemel om niet alleen objecten dichtbij de aarde te detecteren, maar ook verre objecten zoals sterrenstelsels.
Het ruimtevaartuig draaide van noord naar zuid rond de aarde, passeerde de polen, en kwam binnen een zonsynchrone baanwaar het de zon in de loop van de tijd in dezelfde richting kon zien. Dankzij deze positie kon het de hele lucht efficiënt scannen.
Het ruimtevaartuig zou astronomische en planetaire objecten kunnen onderzoeken door de signalen te detecteren die ze in het midden-infraroodbereik uitzenden.
De ogen van mensen kunnen dat wel zichtbaar licht waarnemendat is elektromagnetische straling tussen 400 en 700 nanometer. Als we met het blote oog naar sterren aan de hemel kijken, zien we hun zichtbare lichtcomponenten.
Echter, midden infrarood licht bevat golven tussen 3 en 30 micrometer en is onzichtbaar voor het menselijk oog.
Bij verhitting slaat een object die warmte op als thermische energie. Tenzij het object thermisch geïsoleerd is, geeft het die energie continu af als elektromagnetische energie, in het midden-infraroodbereik.
Dit proces, bekend als thermische emissiegebeurt met objecten die zich dichtbij de aarde bevinden nadat de zon ze heeft opgewarmd. Hoe kleiner een asteroïde, hoe zwakker de thermische emissie. Het NEOWISE-ruimtevaartuig kon de thermische emissies van objecten in de buurt van de aarde met een hoog gevoeligheidsniveau waarnemen, wat betekent dat het kleine asteroïden kon detecteren.
Maar asteroïden zijn niet de enige objecten die warmte uitstralen. De sensoren van het ruimtevaartuig kunnen ook warmte-emissies van andere bronnen opvangen, inclusief het ruimtevaartuig zelf.
Om er zeker van te zijn dat de hitte van het ruimtevaartuig de zoektocht niet hinderde, werd het WISE/NEOWISE-ruimtevaartuig zo ontworpen dat het zichzelf actief kon koelen met behulp van de toen geavanceerde technologie. vaste waterstof cryogene koelsystemen.
Operatie Fasen
Omdat de apparatuur van het ruimtevaartuig zeer gevoelig moest zijn om verre objecten voor WISE te kunnen detecteren, gebruikte het vaste waterstof, dat extreem koud is, om zichzelf af te koelen en elk geluid te vermijden dat de gevoeligheid van de instrumenten zou kunnen verstoren. Uiteindelijk raakte de koelvloeistof op, maar pas toen WISE zijn wetenschappelijke doelen met succes had bereikt.
Tijdens de cryogene fase toen het zichzelf actief aan het afkoelen was, werkte het ruimtevaartuig bij een temperatuur van ongeveer -447 graden Fahrenheit (-266 graden Celsius), iets hoger dan de temperatuur van het universum, die ongeveer -454 graden Fahrenheit (-270 graden Celsius) bedraagt.
De cryogene fase duurde van 2009 tot 2011 totdat het ruimtevaartuig in 2011 in winterslaap ging.
Na de winterslaapperiode besloot NASA het WISE-ruimtevaartuig te reactiveren onder de NEOWISE-missie, met een meer gespecialiseerde focus op het detecteren van objecten in de buurt van de aarde, wat zelfs zonder de cryogene koeling nog steeds haalbaar was.
Tijdens dit reactiveringsfasehoefden de detectoren niet zo gevoelig te zijn, en werd het ruimtevaartuig ook niet zo koud gehouden als tijdens de cryogene afkoelingsfase, aangezien objecten dichtbij de aarde dichterbij zijn dan de verre doelen van WISE.
Het gevolg van het wegvallen van de actieve koeling was dat twee van de vier langegolfdetectoren aan boord zo heet werden dat ze niet langer konden functioneren, waardoor de capaciteit van het vaartuig werd beperkt.
Niettemin gebruikte NEOWISE zijn twee operationele detectoren om zowel eerder als nieuw gedetecteerde nabij-de-aarde voortdurend te monitoren objecten gedetailleerd.
NEOWISE's erfenis
Vanaf februari 2024had NEOWISE meer dan 1,5 miljoen infraroodmetingen gedaan van ongeveer 44.000 verschillende objecten in het zonnestelsel. Deze omvatten ongeveer 1.600 ontdekkingen van objecten in de buurt van de aarde. NEOWISE verstrekte ook gedetailleerde schattingen van de grootte van meer dan 1.800 objecten in de buurt van de aarde.
Ondanks de bijdragen van de missie aan de wetenschap en de verdediging van de planeet, werd het in augustus 2024 buiten gebruik gesteld. Het ruimtevaartuig begon uiteindelijk naar het aardoppervlak te vallen, totdat het opnieuw de atmosfeer van de aarde binnendrong en op 1 november 2024 verbrandde.
NEOWISE's bijdragen aan de jacht op objecten in de buurt van de aarde gaven wetenschappers veel diepere inzichten in de asteroïden rond de aarde. Het gaf wetenschappers ook een beter idee van welke uitdagingen ze moeten overwinnen om zwakke objecten te detecteren.
Heeft NEOWISE alle objecten in de buurt van de aarde gevonden? Het antwoord is nee. De meeste wetenschappers geloven nog steeds dat er veel meer objecten in de buurt van de aarde zijn die nog geïdentificeerd moeten worden, vooral kleinere.
Om de nalatenschap van NEOWISE voort te zetten, plant NASA een missie genaamd NEO Landmeter. NEO Landmeter zal een ruimtetelescoop van de volgende generatie zijn die kleine asteroïden in de buurt van de aarde gedetailleerder kan bestuderen, voornamelijk om bij te dragen aan de planetaire verdedigingsinspanningen van NASA. Het zal honderdduizenden objecten in de buurt van de aarde identificeren die zo klein zijn als ongeveer 10 meter in doorsnee. De lancering van het ruimtevaartuig staat gepland voor 2027.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op Het gesprek door Toshi Hirabayashi van het Georgia Institute of Technology en Yaeji Kim van de Universiteit van Maryland. Lees de origineel artikel hier.
