Вещество Облака Оорта, включая кометы, рассеяно по обширной области, которая начинается за пределами орбит Нептуна и Плутона и простирается на значительную часть расстояния до Проксимы Центавра, ближайшей соседней звезды. Кометы Облака Оорта могут рассказать ученым о материалах, в том числе о воде и соединениях углерода, которые существовали во время формирования Солнечной системы около 4,6 миллиарда лет назад.Изучение этого близкого столкновения станет крупнейшим флотом орбитальных научных обсерваторий, когда-либо летавших в другой мир, вращающихся вокруг (и катящихся по земле) Марса.
Эти инструменты впервые в истории получат возможность провести подробные наблюдения за кометой, новой для внутренней части Солнечной системы. И хотя это будет не самая легкая задача, команды, работающие с этими приборами и космическими кораблями, разработали планы, чтобы воспользоваться этой редкой возможностью.«Пролет кометы Сайдинг Спринг рядом с Марсом является уникальным, неожиданным и удачным для нас», — сказал Хамм, который работает специалистом по приборам компактного разведывательного спектрометра для Марса (CRISM), созданного APL, и одного из них. инструменты на борту Марсово-разведывательного орбитального аппарата НАСА (MRO), которые будут наблюдать за Сайдинг-Спринг. Двумя другими инструментами MRO, наблюдающими за кометой, будут научный эксперимент по визуализации изображений высокого разрешения (HiRISE), камера очень высокого разрешения и Context Imager (CTX).
Вместе все три формирователя изображений попытаются получить данные о Сайдинг-Спринг, которые невозможно получить с Земли. Хотя наземные наблюдения за Сайдинг-Спрингом дадут много информации, «CRISM имеет значительное преимущество из-за его близости к комете при ближайшем приближении», — сказал он.«CRISM — это и спектрометр, и камера», — пояснил Хамм. «Он может идентифицировать молекулы по свету, который они излучают, и характеризовать минералы по свету, который они отражают. Затем мы можем сделать изображение любого идентифицируемого нами материала и увидеть его распределение.
Если нам повезет, CRISM сможет обнаружить некоторые особенности в кометном газе и пыли, и мы можем сделать изображения распределения различных обнаруженных газов и узнать кое-что о природе пыли ».Есть некоторые проблемы.
Во-первых, хотя вероятность столкновения кометной пыли с космическим кораблем считается очень низкой, было принято решение «спрятать» космический корабль в тени Марса после прохождения кометы, чтобы планета поглотила любую потенциально опасную высокоскоростную волну. частицы пыли, которые могут следовать за кометой, когда она проходит мимо.По словам Хамма, большая проблема заключается в том, что «эти инструменты предназначены для наблюдения за поверхностью Марса в дневное время, а не на гораздо более тусклую комету в ночном небе».
Но команды справились и с этой проблемой, и теперь у них есть полные планы наблюдений за сайдингом Спринг.Сайдинг-Спринг небольшой (ядро меньше мили в диаметре) и быстрый (он пройдет мимо Марса со скоростью около 34 миль в секунду).
CRISM, HiRISE и CTX были созданы для изучения медленно движущейся планеты, поэтому они будут использовать способность MRO вращаться, чтобы захватывать изображения скорости кометы на Марсе. Инструменты будут постоянно наблюдать за кометой в течение двух с половиной дней по мере того, как она приближается к Марсу, прежде чем она совершит самое близкое приближение.
Пиковая плотность кометной пыли на Марсе ожидается через 98 минут после максимального сближения с ядром, и в это время космический аппарат MRO расположится за планетой.Встреча 1 октября прошлого года с кометой ISON — солнечной кометой, которая прошла в пределах 6,5 миллионов миль от Марса — дала командам CRISM и других марсианских обсерваторий хороший шанс попрактиковаться в наблюдении за объектом, проносящимся мимо планеты.
Инструменты MRO уникальны по своим возможностям для изучения кометы. «HiRISE — единственный инструмент, который может отображать ядро кометы Siding Spring с более чем одним пикселем, а CRISM будет иметь лучшее соотношение сигнал / шум среди всех спектрометров, которые будут наблюдать комету с близкого расстояния», — сказал Хамм.Тем не менее, поведение комет необычно и может показаться случайным; иногда они выдыхаются, иногда становятся очень яркими, иногда и то и другое. «Кометы очень непредсказуемы, — сказал Хамм. «Нет двух одинаковых. Новая комета, такая как Сайдинг-Спринг, преподнесет сюрпризы».
Изображения, полученные с земных обсерваторий и космического телескопа Хаббла, показали, что по мере приближения кометы Сайдинг-Спринг к Солнцу возникает типичная кома газа и пыли. Когда комета пролетает мимо Марса, кома может быть больше или меньше. «Если комета действительно активна, то мы получим хорошие спектры комы», — пояснил Хамм. «Если комета неактивна, то некоторые композиционные результаты могут быть поставлены под сомнение, но мы все равно можем видеть широкие цветовые различия».
Для Хамма и других ученых из CRISM и других команд ТОиР событие, подобное встрече с Сайдинг-Спринг, даже не рассматривалось во время строительства и запуска орбитального аппарата и его инструментов еще в 2005 году.«Я был бы очень удивлен, если бы вы сказали мне, что мы собираемся использовать CRISM, чтобы посмотреть на комету», — сказал Хамм. «Вероятность оказаться так близко к новой комете действительно очень мала, и мы работаем намного дольше нашего проектного срока, поэтому эта захватывающая возможность является совершенно неожиданной».