Udaljena planeta patuljak, oko koje već godinu dana kruži sonda “Dawn”, puna je tajni, koje se vremenom samo množe. Ceres, koji je do pre samo godinu dana bio bleda pokretna tačkica naspram dalekih zvezda, danas je svet prepun detalja, a njegov portret se svakim danom obogaćuje za poneki detalj. Pošto je odavno ispunio sve zacrtane zadatke, ovaj izuzetni istraživač nastavlja da i dalje prikuplja podatke koristeći svoju jedinstvenu poziciju.
Šestog marta se napunilo tačno godinu dana od kako Nasina sonda „Dawn“ istražuje Ceres. Nisam vodio tačnu evidenciju, ali sam u ovih 8,5 godina koliko misija traje na sajtu napisao makar dva tuceta tekstova. U poslednjem sa preneo vest da je naučni i komandni tim misije zatražio od Nasinog štaba dozvolu da se ekspedicija produži i na treći asteroid! Baš me interesuje odgovor ...
Jedan od glavnih ciljeva misije bilo je fotografisanje 80 procenata Ceresove površine u rezoluciji od makar 200 metara po pixelu. Time bi bila postignuta 150 puta veća jasnoća od one koju je pružao snažni Hablov kosmički teleskop. Do danas, „Dawn“ je kartografisao 99,8% površine u rezoluciji od 35 metara po pixelu.
Ova slika u boji Haulani kratera nastala je tokom prošlogodišnje dvomesečne kampanje snimanja radi mapirajanja sa visine od 1.470 km. Isti krater možemo ovdeda vidimo u crno-beloj boji. Slika u veštačkoj boji prikazuje različitost u sastavu ili drugim svojstvima koja okom ne bi mogli da otkrijemo. Ovde plava boja prikazuje geološki mlad materijal, što se slaže sa nalazima sa crno-bele slike da se radi o mlađem krateru. Krater ima 34 km u prečniku. Velika slika.
Možda nekom ovaj primer „Dawnove“ izuzetne produktivnosti liči na maksimum koji on može da postigne. Uz to, treba se setiti da trenutno letilica kruži na visini od svega 385 km iznad tla (LAMO orbita), bliže nego što je rastojanje Međunarodne orbitne stanice od Zemlje, i da operatori ne planiraju dodatno spuštanje radi novog fotografisanja. Ali ima drugih planova.
Posle 11. aprila, umesto skenirajućeg fotografisanja direktno ispod sebe, „Dawn“ je okrenuo svoju kameru levo i napred u pravcu svog kretanja i Ceresove rotacije. Na taj način, do 25. maja će biti mapiran najveći deo globusa. Posle toga, čitava procedura će se ponoviti, ali će od 27. maja do 10. jula kamera biti okrenuta na desnu stranu i napred. Različite perspektive terena stvoriće stereo slike terena koje će naučnici iskoristiti za stvaranje trodimenzionalne slike stranog sveta. „Dawn“ je to već uradio ranije sa orbite koja je bila četiri puta viša nego ova trenutna, ali sada će se dobiti topografska mapa sa mnogo manje visine pa će samim tim biti i mnogo preciznija[1].
„Dawn“ je snimio Oxo krater 16. januara sa visine od 385 km (LAMO – niska orbita[2]). Iako je relativno skromnog prečnika (ø10 km), ovaj krater je posebno interesantan. To je jedina lokacija (do sada) na Ceresu gde je „Dawn“ jasno detektovao vodu. Oxo je druga najsjajnija zona na Cerecu; sjajniji je jedino krater Occator. Oxo poseduje jedinstvene hrpe materijala na obodu, gde je velika količina kamenja i leda pala posle nastanka kratera. Velika slika.
Mapa Ceresa prikazuje lokacije oko 130 sjajnih zona (prikazanih u plavom). Većina njih se podudara sa kraterima, verovatno zbog reflektivnog materijala koji je izbačen prilikom formiranja kratera. U dva gornja rama su prikazana dva najsjajnija regiona, krater Occator levo i krater Oxo desno. Velika slika.
Među svoja dostignuća, „Dawn“ može da ubroji i merenja energije gama zračenja i neutrona. 21 senzor gama-zračnog i neutronskog detektora – GRaND – u stanju su da odrede atomski sastav tla do dubine od oko jednog metra[3], a poslednjih meseci bave se distribucijom tamošnjeg vodonika. Međutim, Ceresov nuklearni sjaj je vrlo slab. Naučnici sada poseduju triput više GRaND podataka sa male visine nego što su se nadali, a oba spektrometra u instrumentu će i dalje prikupljati podatke. „Dawn“ ostvaruje duže ekspozicije, što nuklearnu sliku Ceresa čini jasnijom i oštrijom.
U nekim ranijim textovima sam opisao kako radio-signali koji služe za praćenje kretanja sonde omogućavaju naučnicima da mapiraju gravitaciono polje i nauče nešto više o unutrašnjosti Ceresa, otkrivajući u njemu regione sa većom odn. manjom gustinom[4]. Još jednom „Dawn“ je potigao bolje rezultate od očekivanih vršeći merenja tokom treće mapirajuće orbite. Obzirom da jačina gravitacionog privlačenja planete patuljka zavisi od udaljenosti od nje, sa finalne orbite su izvedena još finija merenja gravitacionog variranja. Zahvaljujući neprekidnom preciznom praćenju, naučnici danas poseduju gravitacionu mapu koja je dvaput preciznija nego što je iko ranije očekivao. Uz dodatna merenja, možda će moći da izvuku još koji podatak, i verovatno uznapredovati dodatnih 20% pre nego što dođu do limita ove merne metode.
„Dawn“ je napravio ovu sliku 8. februara sa visine od 385 km. Uzvišenje u centru je deo zida kratera, koji pokazuje puno ožiljaka od kasnijih udara, indikujući da se radi o staroj tvorevini. Dva mlađa kratera, sa svetlim materijalom, koji je verovatno neka vrsta soli (verovatno magnezijum-sulat), uočena su unutar većeg kratera. Uporedi broj i veličinu kratera na ovoj slici sa onima na sledećoj, koja prikazuje površinu iste veličine. Velika slika.
„Dawn“ je dramatično prebacio očekivanja i u snimanju spektara u vidljivoj i u infracrvenoj talasnoj dužini. Instrument VIR (Visible and InfraRed mapping spectrometer) otkrio je da je klasa minerala poznata kao filosilikati (magnezijumski i amonijačni) široko rasprostranjena na Ceresu. Tehnikom poznatom već dugo u astronomiji, a to je poređenjem spektara sa onima iz laboratorije, potvrđeni su nalazi mnogih različitih minerala (npr. karbonata, minerala sastavljenih od ugljenika i kiseonika). Utvrđeno je i prisustvo amonijaka, prostog molekula koji je bio uobičajen u materijalu koji se okretao oko mladog Sunca pre 4,5 milijardi godina, a čije količina nameće da je Ceres nastao davno verovatno negde iza orbite Neptuna a da su ga gravitacione sile polako pomerile na sadašnju orbitu između Marsa i Jupitera. Već pribavivši 7 puta više spektara u vidljivoj i 21 put u infracrvenoj svetlosti nego što je planirano, letilica nastavlja da obogaćuje podatke daljim merenjima.
„Dawn“ je slikao ovo 16. februara, 8 dana nakon prethodne slike, sa visine od 385 km. Prikazan je region severozapadno od kratera Occator, mesto famoznog blještavog regiona (koja će sigurno jednog dana postati najpoznatija turistička destinacija na Ceresu). Ovde se vidi manje kratera, jer je materijal izbačen iz kratera tokom njegovog nastanka prekrio okolinu, izbrisavši prethodno nastale kratere. Pošto je Occator relativno mlad (možda oko 80 mil. god.), nije bilo dovoljno vremena za nastanak novih kratera.
Izuzetni uspesi „Dawna“ na Ceresu nisu konačni. Naravno, ne treba zaboraviti „flight team“ koji su već godinama suočeni sa složenim upravljanjem broda na jonski pogon tokom njegovog multi-milijardi-kilometarskog međuplanetnog putovanja do orbitâ i tokom istraživanja dva nepoznata sveta. Misija je dodatno iskomplikovana gubitkom dva od četiri žiroskopska reakciona točka (prvi 2010. a drugi 2012.), uređaja pomoću kojih „Dawn“ kontroliše svoju orijentaciju u prostoru[5]. Gubitkom tri te jedinice robot bi morao da se osloni na rezerve hidrazina koje su se opasno „istanjile“ (a i koji ne služi za to). Ipak, inženjeri na Zemlji su uspeli da isprogramiraju tzv. hibridnu kontrolu, koja omogućava kontrolu položaja sonde pa čak pruža i neke optimističke perspektive za nastavak misije.
U međuvremenu, „Dawn“ nastavlja intenzivnu kampanju otkrivanja tajni planete patuljka, i kao i do sada, ostavlja za sobom neka dostignuća. „Dawn“ je jedini aparat u istoriji koji je ušao u orbitu oko dve vanzemaljske destinacije, što nikako ne bi bilo moguće bez jonskog pogona. Do sada nam je brod poslao preko 31.000 slika Veste, a sada se probližava tom broju i sa Ceresa.
„Dawn“ se nalazi na visini od 385 km od Ceresa. Takođe je i 3,73 AJ (558 miliona kilometara) od Zemlje, ili 1.455 puta dalje nego Mesec od Zemlj, i 3,7 puta dalje od Sunca. Radio-signalu, koji putuje brzinom svetlosti, treba za „round trip“ 1 sat i 2 minuta.
„Dawn“ je sonda teška 1.240 kg. U kosmosu je već više od 8 godina i 7 meseci.
Jedan od 3 ksenonska električna motora bazirana na revolucionarnoj NSTAR tehnologiji korišćenoj za letilicu „Deep Space 1“. Svaki motor proizvodi potisak od samo 90 mN. Njih pokreću solarni paneli od 10 kW proizvedeni u Holandiji.
[1] Robot je obavio 6 ciklusa mapiranja, i u svakom držao kameru i infracrveni spektrometar za mapiranje pod različitim uglom. Prvi ciklus je trajao od 17. do 26. avgusta prošle godine. Nekoliko puta tokom svakog od šest ciklusa, „Dawn“ je trošio po nekoliko grama hidrazina da bi se tako rotirao da antena bude okrenuta ka Zemlji radi slanja prikupljenih podataka.
[2] Na LAMO orbiti „Dawn“ se nalazi od 18. decembra 2015. i biće tamo do kraja misije. Orbita je prosečne visine 385 km, rezolucija je 35 metara po pixelu, sa periodom rotacije oko Ceresa od 5,4 sata. Ceres se vidi kao futbal sa udaljenosti od 9 cm.
[3] Kada je letilica tako blizu tla, u stanju je da meri dve vrste nuklearnog zračenja na dubini od oko 1 metra. Ta zračenja nose potpis atoma od kojih potiču, što omogućava naučnicima da utvrde neke od ključnih hemijskih elemenata od geološkog interesa. Jedna od komponenti tog zračenja su fotoni γ-zračenja, visokoenergetska forma elektromagnetnog zračenja frekvence iza vidljive svetlosti, iza ultraljubičastog, pa čak i iza rendgenskog zračenja. Neutroni u zračenju se potpuno razlikuju od γ-zračenja. To su čestice koje se obično nalaze u jezgrima atoma, i koji u najvećem broju učestvuju u masi atoma na Ceresu (a i u kosmosu).
[4] Sonda oseća promene u privlačnoj sili nehomogene planete ispod sebe. Kada je „Dawn“ bliži nekoj lokaciji sa većom gustinom (tj. sa više materijala) unutra Ceresa, sonda oseća veću privlačnu silu, dok kada se približava regionima sa manjom gustinom, pa samim tim slabijom gravitacijom, privlačnost je manja. Kako je orbita vodi bliže odn. dalje od zapremina različitih gustina, letilica skoro neprimentno ubrzava ili usporava. Pažljivim i sistematičnim beleženjem ekstremno malih varijacija u kretanju sonde, navigatori mogu da izračunaju distribuciju mase unutar Ceresa, i polako prave mapu unutrašnjosti. Ta tehnika je omogućila naučnicima da utvrde da Vesta, protoplaneta istraživana 2011-2012, poseduje jezgro od gvožđa i nikla okruženo manje gustim plaštom i korom. (To je jedan od razloga zbog kojeg naučnici sada smatraju da je Vesta bliža Zemlji i ostalim zemljolikim planetama od ostalih tipičnih asteroida.)
Mapiranje sa orbite zahteva sisteme i na „Dawnu“ i na Zemlji. Koristeći velike i ekstremno osetljive antene Nasine mreže DSN, navigatori mere sićušne promene frekvencije, tj. „visine“, brodskog radio-signala, i tako konstatuju promene u brzini sonde. Ta tehnika se oslanja na Doplerov efekat, koji je nekim čitaocima poznat po rastu ili padu visine zvuka sirene kako se izvor približava ili odaljava od njih. Ostalim čitaocima kojima je bliže putovanje blisko brzini svetlosti uočavaju da je plavi odn. crveni pomak posledica istog principa. Iako se „Dawn“ okreće oko Ceresa brzinom od 980 km/h, inženjeri mogu da detektuju promene u brzini od samo 30-ak cm na sat, ili 3 1.000-ih delova 1 km/h). Drugi način da se prati letilica jeste da se vrlo precizno meri njena udaljenost tokom okretanja oko Ceresa. DSN vrlo precizno meri vreme putovanja radio-signala sa Zemlje do „Dawna“ i nazad, čime se u manje od metra određuje daljina. Na taj način, merenjem radio-signala sa „Dawna“, zajedno sa drugim podacima, naučnici uspevaju da zavire u unutrašnjost planete patuljka.
[5] Njihovim radom se znatno štedi hidrazinsko gorivo, što je izgleda ključno za nastavak misije posle posete Ceresa. Najveći deo vremena od kada je napustio Vestu 2012, „Dawn“ je držao preostala dva točka u rezervi, trošeći više hidrazina za okretanje i kontrolu položaja. Uključeni su ponovo i radili besprekorno od 14. decembra 2015, a svakog dana svog rada smanjivali su potrošnju hidrazina na polovinu vrednosti bez njih.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
