En septiembre de 2015, un equipo de astrónomos del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, la Universidad de Michigan, la Universidad Kyoto Sangyo, la Universidad Rikkyo y la Universidad de Tokio observaron con éxito todo el coma de hidrógeno del cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko, utilizando elTelescopio LAICA a bordo de la nave espacial PROCYON. También lograron obtener la tasa absoluta de descarga de agua del cometa.
Este cometa fue el objetivo de la misión Rosetta de la ESA en 2015. Debido a que la nave espacial Rosetta estaba realmente dentro del coma cometario, no pudo observar la estructura general del coma. Hubo malas condiciones de observación durante el tiempo en que se pudo observar el cometa desde la Tierra, así que a través de nuestras observaciones, pudimos probar los modelos de coma para el cometa por primera vez.
La observación de cometas por la nave espacial PROCYON no se había programado en el plan de misión original. Gracias a los esfuerzos de los equipos de operación de naves espaciales y telescopios, las observaciones se realizaron poco después de que comenzáramos a discutir la posibilidad, produciendo resultados de gran importancia científica.
Este resultado es el primer logro científico de una micro nave espacial para la exploración del espacio profundo. Además, esto proporciona un ejemplo ideal donde las observaciones de una misión de bajo costo por ejemplo, la misión PROCYON respaldan observaciones precisas de una misión grande por ejemplo,la misión Rosetta. Esperamos que se convierta en un caso modelo para observaciones de micro naves espaciales en apoyo de grandes misiones.
La misión Rosetta y sus límites
La aparición en 2015 del cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko fue un objetivo de la misión Rosetta de la ESA. En la misión Rosetta, se realizaron observaciones precisas del cometa desde cerca de la superficie del núcleo durante más de dos años.incluso cuando el cometa pasó el perihelio aproximación más cercana al Sol el 13 de agosto de 2015. Sin embargo, la observación de todo el coma fue difícil porque la nave espacial Rosetta se encontraba en el coma cometario.
Para extrapolar de las observaciones de Rosetta de áreas específicas y estimar la cantidad total de agua liberada por el cometa por segundo tasa de producción de agua, necesitamos un modelo para el coma. Pero la tasa de producción de agua depende en gran medida del modelo de coma que usemosPara probar los modelos de coma, tenemos que comparar la tasa absoluta de producción de agua derivada de las observaciones de coma completas con las predicciones basadas en los resultados de Rosetta y los diversos modelos de coma. Por lo tanto, fue útil observar todo el coma desde más lejos del cometa conotro satélite
Convencionalmente, el telescopio SWAN a bordo de la nave espacial SOHO a menudo se ha utilizado para observar tales objetivos. Desafortunadamente, el cometa se trasladó a una región donde hay muchas estrellas detrás de él, y debido a la baja resolución espacial del telescopio SWAN no pudo distinguirel cometa de las estrellas de fondo.
Nuestras observaciones con la nave espacial PROCYON
PROCYON es la nave espacial más pequeña para la exploración del espacio profundo, con un peso de ~ 65 kg, desarrollada por la Universidad de Tokio y otros. LAICA, que observó el cometa, es un telescopio que puede observar las emisiones de los átomos de hidrógeno y su desarrollo fuedirigido por la Universidad de Rikkyo. El objetivo principal del telescopio LAICA era observaciones de imágenes de amplio campo de visión desde el espacio profundo de la vista completa de la geocorona y geotail de 42 años una capa de gas de hidrógeno que se expande lejos de la Tierrasobrante del Apolo 16 en 1972. A pesar de su pequeño tamaño, el telescopio LAICA tiene una alta resolución espacial más de 10 veces la del telescopio SWAN, por lo que el telescopio LAICA pudo distinguir el cometa de las estrellas de fondo.junto con la nave espacial Hayabusa2 en diciembre de 2014.
La mayoría de los átomos de hidrógeno en coma cometario se forman a partir de moléculas de agua expulsadas del núcleo cometario que luego se separan por la radiación solar UV foto-disociación. Mediante el uso de modelos de coma basados en estos mecanismos, podemos estimar la liberación de aguatasa de un mapa de brillo de los átomos de hidrógeno.
Debido a que el agua es la molécula más abundante en el hielo del cometa, es importante para comprender no solo el nivel de actividad del cometa sino también para comprender el proceso por el cual las moléculas se incorporaron a los cometas a medida que se formaron en el Sistema Solar temprano.
Realizamos observaciones de imágenes de todo el coma de hidrógeno del cometa y obtuvimos las tasas absolutas de producción de agua cerca del perihelio en 2015. Según nuestros resultados, podríamos probar los modelos de coma para el cometa. Combinado con los resultados de Rosetta, como el aguatasas de producción a diferentes distancias del Sol y composición química, podríamos estimar con precisión la masa total expulsada del cometa en la aparición de 2015.
Historia de las observaciones del cometa por el telescopio LAICA e implicaciones futuras Aunque las observaciones del cometa no estaban programadas en el plan de misión original de la nave espacial PROCYON, la discusión sobre la posibilidad de observaciones del cometa comenzó después del final de las observaciones de geocolona en mayo2015. En general, un cometa se mueve a través del Sistema Solar en un período corto, por lo que las condiciones de observación como la dirección y el brillo de la nave espacial cambian día a día. Pudimos realizar las observaciones de 67P / CG y obtuvimosResultados científicamente significativos en un corto período de tiempo gracias al amplio campo de visión y la alta resolución espacial del telescopio LAICA, el rendimiento del control de apuntado del satélite PROCYON y el arduo trabajo de los equipos de gestión del satélite y el telescopio.
Este resultado es el primer logro científico de una micro nave espacial para la exploración del espacio profundo. En todo el mundo, los planes están progresando para más micro naves espaciales como esta. Además, este resultado es un ejemplo ideal de una misión de bajo costo que apoya partes importantes queno se puede implementar en una misión grande. Esperamos que este resultado se convierta en un caso modelo para observaciones de micro naves espaciales en apoyo de misiones grandes en el futuro.
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Materiales proporcionado por Institutos Nacionales de Ciencias Naturales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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