Νέα συλλογή διαστρικής σκόνης από τη διαστημική συσκευή Stardust

Από σελίδα της NASA, 18 Αυγούστου 2002

Το διαστημικό όχημα της NASA Stardust, που βρίσκεται σε αποστολή, από το 1999, για να συλλέξει και να επιστρέψει τα πρώτα δείγματα από ένα κομήτη, άρχισε πριν λίγες ημέρες να συλλέγει για δεύτερη φορά μικροσκοπικά τμήματα στερεάς ύλης, που ονομάζονται διαστρικοί κόκκοι σκόνης, που διαχέονται σε όλο το γαλαξία μας.

"Αν κοιτάξουμε τον Γαλαξία μας μια σκοτεινή νύχτα μπορούμε να δούμε μια μαύρη ζώνη που εκτείνεται στο κέντρο του. Η ζώνη είναι διαστρική, και η σκόνη που υπάρχει εκεί εμποδίζει το φως να έλθει από μακρινά αστέρια. Αυτά είναι τα σωματίδια που το Stardust θα συλλέξει", εξηγεί ο Dr. Don Brownlee, ένας καθηγτής της Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Washington στο Seattle, και ο βασικός ερευνητής της αποστολής του Stardust.

Αυτή η σκόνη, που διαπερνά το Ηλιακό μας Σύστημαl σαν άνεμος, γίνεται από σωματίδια μικρότερα από το ένα εκατοστό του πάχους της ανθρώπινης τρίχας. Τα σωματίδια αποτελούνται από διάφορα ποσά εκ των περισσοτέρων χημικών στοιχείων του περιοδικού πίνακα. Η αποστολή Stardust θα χρησιμοποιήσει μια ειδική χημική ένωση από αεροζέλ (aerogel), το πιο ελαφρύ στερεό σώμα που υπάρχει σήμερα στη Γη, για να προσπαθήσει να συλλάβει αυτά τα μικροσκοπικά στερεά σωματίδια καθώς το διαστημικό όχημα θα ταξιδεύει στην ίδια κατεύθυνση με το ρεύμα της σκόνης, έως στις 9  Δεκεμβρίου 2002.  

Όμως, το ενδιαφέρον βρίσκεται και στον τρόπο που θα συλλεχτούν όλα αυτά τα δείγματα. Αναπτυγμένες καθώς είναι, οι κυψέλες του Stardust θα παγιδεύουν την διαστρική σκόνη στο ειδικής κατασκευής πλέγμα, το ονομαζόμενο αεροζέλl. Είναι ένα πορώδες, εξαιρετικά ελαφρύ, υλικό το οποίο ενώ μεν παγιδεύει τα μικροσκοπικά μόρια σκόνης ενώ την ίδια στιγμή φροντίζει να μην προκληθεί οποιαδήποτε αλλοίωση στη χημική του σύνθεση και τη μορφή τους. Κάτι εξαιρετικά απλό, μα και την ίδια στιγμή αποτελεσματικό.

Για να εγκλωβίσει αυτά τα σωματίδια ο συλλέκτης του Stardus αποτελείται από μια συσκευή σαν τη ρακέτα του τένις, ενώ στην πάνω πλευρά του θα υπάρχει το αεροζέλ που θα συλλέγεται η διαστρική σκόνη.  Όταν το Stardust συναντήσει τον κομήτη Wild 2 τον Ιανουάριο του 2004, η αντίθετη πλευρά του συλλέκτη θα παγιδέψει σωματίδια από το αέριο και τη σκόνη που διαφεύγει από το εσωτερικό τμήμα του κομήτη. Όταν τα δείγματα της σκόνης επιστρέψουν στη Γη το 2006, τότε θα γίνει ανάλυση των σωματιδίων.

Η αποστολή του Stardust θα συλλέξει τόσο παλιά όσο και νέα σκόνη. Οι κομήτες φτιάχνονται από διαστρικά σωματίδια που γίνονται μια συμπαγή μάζα με πάγο περισσότερο από 4.5 δισεκατομμύρια έτη. Όταν η διαστημική συσκευή θα συναντήσει τον κομήτη Wild 2, θα επιχειρήσει να συλλέξει αρχαία δείγματα σκόνης που βρίσκονται εκεί για δισεκατομμύρια έτη μέσα στον κομήτη, σε βαθιά ψύξη.

Χρονολογικός πίνακας του Stardust

Εκτόξευση 07/02/1999 1η Διαστρική  συλλογή Σκόνης Φεβρ.-Μαίος 2000 Προώθηση με τη  βόηθεια του Γήινου πεδίου βαρύτητας 15/01/2001 Aφήλιον 18/04/2002 2η Διαστρική  συλλογή Σκόνης Αυγ-Δεκ 2002 Προσέγγιση με τον  Κομήτη Wild 2 02/01/ 2004 Επιστροφή στη Γη 15/01/2006 1287 Ημέρες από την Εκτόξευση 502 Ημέρες έως την συνάντηση με τον Κομήτη Wild 2 1246 Ημέρες έως την επιστροφή στη Γη

Η αποστολή άρχισε να συλλέγει ήδη τα νεώτερα δείγματα της αστρικής σκόνης: Την διαστρική σκόνη  που βρίσκεται ελεύθερη στο διάστημα και που παράγεται από τη σημερινή γενιά των αστέρων. Συγκρίνοντας τους αρχαίους και νεώτερους τύπους της σκόνης μπορεί να δώσει ιδέες για την εξελικτική μεταβολή στο Γαλαξία και τη σύγκριση με τη πρώιμη φάση του. Αυτή είναι η δεύτερη και τελική φορά που το Stardust θα συλλέξει σωματίδια σκόνης. προηγουμένων συνέλεξε δείγματα σκόνης κατά τη διάρκεια μιας περιόδου έξι εβδομάδων του 2000.

Ο κομήτης Wild 2 είναι ένα ιδιαίτερα καλό παράδειγμα διατηρημένης διαστρικής σκόνης επειδή η τροχιά του μέσω του διαστήματος δεν τον φέρνει τόσο κοντά στο Ήλιο από όσο είναι η τροχιά του Άρη, περίπου 228 εκατομμύρια km από τον Ήλιο. 

Καθώς, μάλιστα, θα κατευθύνεται προς τον κομήτη, θα διαγράψει δυο περιστροφές γύρω από τον Ήλιο, προκειμένου να συλλέξει διαστρική σκόνη. Όμως τούτο το πέρασμα δεν θα είναι μια φευγαλέα ματιά. Αντίθετα, το σκάφος επωφελούμενο της στενής επαφής θα επιχειρήσει να πάρει φωτογραφίες της επιφάνειάς του, αφού θα απέχει από τον πυρήνα μόλις 100 χιλιόμετρα. Το προσδοκώμενο είναι να συλλέξει περί τα χίλια σωματίδια διάστασης μεγαλύτερης από τα 15 μικρά. Αυτός ο αυτόματος συλλέκτης αστρικής σκόνης, με μόνη βοήθειά του το σύστημα οπτικής πλοήγησης και τους υπολογιστές του, που θα τον φέρουν σε απόσταση ανάσας από τον κομήτη.

Όμως αυτός ο περιπλανώμενος παρατηρητής δεν θα αρκεσθεί σε αυτά. Αντίθετα, θα επιχειρήσει κάτι ακόμη πιο δύσκολο. Έχοντας συγκεντρώσει τα δείγματα σκόνης στις αποθήκες του, θα αποστείλει το φορτίο πίσω στη Γη. Το ημερολόγιο θα δείχνει 2006 όταν οι επιστήμονες θα παρατηρούν ένα μικρό μεταλλικό κιβώτιο, μια κάψουλα διαστημικής ιστορίας να κατέρχεται αργά-αργά κρεμασμένο σε ένα αλεξίπτωτο. Προστατευμένο με μια νέου τύπου θερμική ασπίδα, που, πρόσφατα, αναπτύχθηκε από το Ames Research Center της NASA. Μερικές στιγμές αργότερα, θα προσεδαφίζεται στην έρημο της Utah.

Τα διαστημικά οχήματα της NASA Galileo και Ulysses  ανίχίχνευσαν ένα ρεύμα από σωματίδια σκόνης που έρεαν μεταξύ άστρων και στο ηλιακό σύστημα. Τα σωματίδια δεν έρχονται από τον Ήλιο, αλλά από άλλη κατεύθυνση που έδειξε ότι η προέλευση τους ήταν εκτός του ηλιακού συστήματος.

Η διαστρική σκόνη μπορεί επίσης να έχει παίξει κάποιο ρόλο στο να φέρει τις δομικές μονάδες της ζωής  -- άνθρακα και άλλα οργανικά υλικά -- προς τη νεαρή τότε Γη. Παρόμοια, η σύγκρουση κομήτη μπορεί να έχει φέρει επίσης αυτά τα στοιχεία στη Γη. Επιστήμονες της NASA. όπως είναι ο Don Brownlee, περιμένουν να βρουν αρκετό άνθρακα στα διαστρικά σωματίδια σκόνης. "Όταν σχηματίζονται πλανήτες σαν τη Γη, κομήτες και διαστρικοί κόκκοι μπορούν να φέρουν άνθρακα και οργανικό υλικό", λέει ο Brownlee. 

Όπως είναι γνωστό, η διαστρική σκόνη διαφέρει από τον ηλιακό άνεμο στο γεγονός ότι ο ηλιακός άνεμος είναι φτιαγμένος από άτομα, ενώ η διαστρική σκόνη είναι φτιαγμένη από μικρά σωματίδια των βράχων με πολύπλοκη σύνθεση.

Κι όλη αυτή η προσπάθεια για μια χούφτα κοσμική ύλη; Πρόκειται για μία μικρή ποσότητα σκόνης που που ενδεχομένως να αποκαλύψουν κρυφές πτυχές την ιστορία του ηλιακού συστήματος. Τόσο μικροσκοπικά είναι αυτά τα μόρια της σκόνης που θα συλλεχθούν, που είναι σχεδόν αόρατα. Αν και ασήμαντα, λόγω μεγέθους, μπορεί και να αποδειχτεί πως έχουν πολύ μεγάλη σημασία για την ιστορία του Σύμπαντος. Αυτό ήταν και το κίνητρο των επιστημόνων, που αποφάσισαν την αποστολή Stardust. Ένας συλλέκτης αστρικής σκόνης σε τροχιά, και ίσως ένας “αποκωδικοποιητής” των μυστικών που κρύβονται,  εκατομμυρίων ετών. Σε μία αποστολή που αν, όντως, αποδειχτεί επιτυχής, αποτελεί και την πρώτη στα χρονικά της εξερεύνησης του διαστήματος που θα μεταφέρει πίσω στη Γη τα δείγματα ύλης κομήτη και διαστρικής σκόνης. Προσθέτοντας, έτσι, στο μοναδικό γεγονός επιστροφής χώματος από τη Σελήνη μία ακόμη σελίδα. Από αυτές που, ομολογουμένως, θα έχουν πολύ μεγάλη βαρύτητα σε χρόνους κατοπινούς.

Το Stardust, ένα πρόγραμμα χαμηλού κόστους της NASA, είναι ένα επιστημονικό πρόγραμμα κι έχει αναπτυχθεί από την Lockheed Martin Astronautics στο Denver του Colorado και διευθύνεται από την JPL για τη NASA. Η δε JPL είναι ένα τμήμα του Τεχνολογικού Ινστιτούτου στην Καλιφόρνια (CalTech) στην Pasadena.  

Μέχρι σήμερα, είναι το πιο μακρινό διαστημικό σκάφος που τροφοδοτείται από τον ήλιο. Τα ηλιακά πάνελ του Stardust παράγουν πραγματικά περισσότερη ενέργεια απ' ό,τι αναμενόταν, ίσως επειδή τα φωτοβολταϊκά κύτταρά του λειτουργούν αποτελεσματικότερα στο ψύχος του διαστήματος απ' ό,τι στα γήινα εργαστήρια.