NASA 나사 달에 태양과 화성의 비밀을 연구하고 있습니다

NASA가 2024 년까지 달에 우주 비행사를 착륙시키는 아르테미스 임무를 추구하는 데는 여러 가지 이유가 있습니다. 달 자체를 연구하고 화성에 안전한 길을 여는 중요한 방법입니다. 그러나 지구 보호에 대해 더 많이 배울 수있는 곳이기도합니다. 지구 보호는 더 큰 태양 지구 시스템의 일부일뿐입니다.

태양과 지구에 미치는 영향을 연구하는 과학자 인 헬리오 물리학 자도 아르테미스의 일환으로 NASA 임무를 파견 할 것입니다. 그들의 목표는 지구를 둘러싼 복잡한 우주 환경을 더 잘 이해하는 것입니다. 우리가이 시스템을 더 많이 이해할수록 우주 기술 , 무선 통신 및 유틸리티 그리드를 가장 가까운 별의 분노로부터 보호 할 수 있습니다 .

헬로 물리학 자들이 달의 달에 달의 기회에 관해 이야기 한 5 가지 이유는 다음과 같습니다.

1. 꾸준한 위성입니다

달 기반 과학의 첫 번째 장점은 위성 지터와 관련이 있으며, 이는 모든 스트라이프의 우주 과학자들을 약화시킵니다.

위성은 생각보다 덜 흔들립니다. 온도 변화에 따라 팽창 및 수축하는 금속으로 만들어졌습니다. 그들은 목표물을 계속 가리 키기 위해 끊임없이 회전하는 망원경을 가지고 있습니다. 그들은 부스터를 발사하고 반동 휠을 회전시켜 궤도에 머무 릅니다. 이러한 각 기동은 지터를 유발하여 정밀도를 요구하는 측정을 버릴 수 있습니다.

그러나 지구의 유일한 자연 위성 인 달은 훨씬 매끄 럽습니다.

달이 지구를 공전함에 따라 같은 속도로 회전합니다. 동기 회전이라고하는 특별한 조력 잠금입니다. 결과적으로 한쪽은 항상 우리를 향합니다. 크레딧 : NASA의 Scientific Visualization Studio / Ernie Wright

메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터 (Godard Space Flight Center)의 헬리오 물리학 자 데이비드 시벡 (David Sibeck)은“달은 우주선처럼 흔들 리거나 흔들리지 않는 좋은 달이다. "고해상도 측정을 시도하는 사람이라면 누구나 지터에 대해 걱정할 필요가 없습니다."

지터가없는 환경은 모든 우주 과학에 플러스이지만, 오로라를 연구하는 물리학 자에게는 추가 보너스가 있습니다. 지구에서 평균 238,855 마일 떨어진 달은 지구의 큰 지자기 폭풍 동안 적도쪽으로 이동할 때 지구의 오로라를 잘 볼 수 있습니다. 또한 달의 같은 쪽이 항상 지구를 향하기 때문에 망원경을 거의 조정할 필요가 없습니다. 그것들을 표면에 심으면 달은 계속 당신을 가리 킵니다.

2. 주문형 Eclipse보기

우주 시대 오래 전에 과학자들은 달에 의존하여 태양을 연구하는 데 도움을 주었다. 달이 태양의 밝은 표면을 막을 때 환자 관찰자들은 완전한 일식을 기다렸다. 그런 다음에야 코로나로 알려진 촉박 한 외부 분위기를 볼 수있었습니다.

 

그러나 기다림은 길 수 있습니다. 개기 일식은 18 개월마다 한 번 지구 어딘가에 발생합니다. 특정 위치의 경우 4 세기마다 한 번 더 비슷합니다.

고다드의 물리학자인 존 쿠퍼 (John Cooper)는“우리는 일식에서 환상적인 결과를 얻을 수있다. "그러나 우리는 매일 그것들을 얻지 못합니다."

그러나 달 주위의 궤도에있는 올바른 종류의 태양 관측 망원경은“요청시”일식을 생성 할 수 있습니다. 쿠퍼는 달이 망원경의 시야를 가로 질러 움직일 때까지 기다리지 않고, 시야를 달 뒤에서 움직인다고 설명했다.

총 일식의 애니메이션. 크레딧 : NASA의 고다드 우주 비행 센터 / 개념적 이미지 랩

쿠퍼는“기본적으로 당신은 달의 칼날을 깊고 어두운 검은 하늘에 대고있다”고 말했다. 달은 이미지를 왜곡시키는 분위기가 없기 때문에 측정은 지구에서 만든 것보다 훨씬 더 선명합니다.

이 망원경은 근접 궤도에서 전체 일식을 생성하지 않으며, 한 번에 태양 사지의 한 부분을 연구하게됩니다. 그러나 Cooper는 태양의 동쪽과 서쪽 팔다리가 각 궤도마다 한 번씩, 매일 두 번 고해상도로 볼 수 있다고 추정합니다.

3. 지구 자기장 외부

우주 날씨는 순수한 과학이 실시간으로 적용되는 물리학의 일부입니다. 우주 날씨 과학자들은 태양의 끊임없는 흐름을 포함하여 태양과 지구에 미치는 영향을 연구합니다. 이 응용 연구자들은 우리의 소중한 통신과 GPS 위성을 안전하게 유지할 수있는 기본적인 물리학을 갖추어야합니다. 그러나 위성이 위험한지 여부를 결정하는 것은 까다로울 수 있습니다.

위성의 안전은 부분적으로 그것이 지구의 광 자기 내부에 있는지 외부에 있는지에 달려 있습니다. 광 자기장은 지구의 자기 차폐가 끝나고 우주의 온전한 날씨가 시작되는 변화가없는 사람의 땅입니다. 내부는 안전합니다. 밖에서는 그렇지 않습니다.

그러나 현재 그 경계가 어디에 있는지 알 수있는 유일한 방법은 그 경계를 통과하는 것입니다.

시벡은“때때로 데이터에 흔들림이 있고 경계가 교차하는 것을 볼 수있다. "때로는 10 개의 흔들림이 있습니다."

시뮬레이션 된 관상 질량 방출은 지구의 자기장에 부딪칩니다. 학점 : NASA의 고다드 우주 비행 센터 / 과학 시각화 스튜디오 / 커뮤니티 조정 모델링 센터

그러나 지구의 자기 차폐 밖으로 충분히 멀리 갈 수있는 경우, 광 자극을 찾는 또 다른 방법이 있습니다. 태양풍이 광 자기 바로 바깥에서 지구 대기에 부딪히면 X 선을 방출합니다. 적절하게 배치 된 X- 선 망원경은 그 빛을 포착하여 광 자기의 위치를 ​​추적 할 수 있습니다.

이것이 바로 보스턴 대학 우주 과학자 브라이언 월시 (Brian Walsh)가 이끄는 시벡 (Sibeck) 팀이 달에 엑스레이 망원경을 설치하는 이유입니다.

시벡 박사는“세계적으로 아무도이 사진을 찍지 않았으며 달은 지구 자기장 바깥에서 좋은 유리한 지점을 가지고있다”고 말했다.

루나 환경 헬리오스 피릭 X- 레이 이미 저 또는 LEXI 미션은 달 표면에 심어 져 광 자기의 실시간 글로벌 사진을 찍습니다. 2019 년 7 월 1 일 NASA는 LEXI가 Artemis 임무에 참여한 최초의 달 탑재량 중 하나가 될 것이라고 발표했습니다. 그들은 2022 년부터 달 표면에있을 것으로 예상합니다.

LEXI는 1 야드 이상이지만 달 표면은 훨씬 더 큰 X 선 망원경을 수용 할 수 있습니다. X 선은 초점을 맞추기가 어렵 기 때문에 좋은 소식입니다. 더 긴 망원경은 훨씬 더 높은 해상도의 이미지를 얻습니다. 큰 요구 사항은 문제를 일으켰습니다. 일부 위성은 위성을 운반하기에 충분히 크지 않습니다. 시벡은“그러나 달에는 상황이 정말 클 수있다.

4. 태양의 역사를 파헤칠 수 있습니다

헬로 물리학의 일부 질문에 대한 답변은 달 자체에 묻혀 있습니다.

NASA의 ARTEMIS 미션의 데이터를 사용한 연구에 따르면 태양풍과 달의 지각 자기장이 함께 작용하여 달에 독특한 어둡고 밝은 소용돌이 모양을 부여하는 방법이 제시됩니다. 크레딧 : NASA의 고다드 우주 비행 센터

NASA 탐사 부국장 스티브 클라크 (Steve Clarke)는“달은 타임 캡슐과 같다”고 말했다. "지구와 동시에 형성 되었기 때문에, 표면에 태양계의 역사가 있습니다."

처음 10 억 년 동안 태양은 오늘날보다 더 빠르게 회전하여 더 많은 양의 태양 분출을 발사하고 행성을 형성 한 공간을 충전시킵니다. 그러나 처음 10 억 년이 어떤지 확실히 알기 위해서는 오래 전에 일어난 일에 대한 증거가 필요합니다.

대기, 액체 물 및 판 구조론이없는 달은 그러한 역사적 기록을 제공합니다. 수십억 년 전의 태양 분화는 달 먼지에 방해받지 않는 흔적을 남깁니다.

최근 논문에서는 달 샘플에 남아있는 휘발성 물질 (비등점이 낮은 나트륨 및 칼륨과 같은 원소)의 양을 연구하기 위해 달 먼지를 조사했습니다. 이 휘발성 물질은 에너지가 풍부한 태양 입자가 달 표면을 때릴 때 달에서 쫓겨납니다. 과학자들은 시간이 지남에 따라 이러한 요소 중 얼마나 많은 부분이 고갈되었는지를 조사함으로써 태양의 첫 10 억 년을 더 넓은 맥락에서 보았습니다. 예전보다 더 빠르게 회전했지만, 다른 별들과 비교할 때 여전히 "느린 회 전자"였으며 비슷한 별의 50 %보다 느리게 회전하여 이전보다 훨씬 덜 자주 분출했습니다.

이 연구의 수석 저자이자 고다드의 천문학자인 Prabal Saxena는“이것은 훨씬 더 거친 환경 일 수있다.

달 먼지로부터 배우는 더 많은 고대 역사가 있습니다. 달에는 지구 자기장이 없지만 과거에는 자기장이 있었을 수도 있습니다. 다가오는 아르테미스 임무가 착륙 할 달의 기둥에서 나온 샘플은 역사적 자기장이 남겨진 휘발성 물질의 패턴을 바꾸 었는지 여부를 보여줄 수 있습니다.

5. 화성의 시험대

우주 방사선은 우주 비행사가 달에 모험을 할 때 안전을위한 핵심 요소입니다. NASA는 우주 여행 중에 다양한 유형의 방사선을 완화하기 위해 다양한 기술과 기술을 연구하고 있습니다. 크레딧 : NASA의 고다드 우주 비행 센터 / Joy Ng

달과 화성의 미래 우주 비행사들에게는 우주의 날씨에 지속적인 관심이 필요합니다. 

태양은 많은 걱정거리를 가지고 있으며 빠르게 이동합니다.

달에 태양 플레어의 X-ray 빛이 8 분 안에 표면에 도달합니다. 뜨겁고 하전 된 입자로 이루어진 거대한 구름 인 코로나 물질 방출은 하루 안에 도달 할 수 있습니다. 태양 에너지 입자 또는 SEP는 더 드물지만 훨씬 빠르고 위험합니다.

Goddard 우주 기상 연구소의 태양 물리학자인 Karin Muglach는“SEP는 빛의 속도의 10 %, 20 %의 속도로 1 시간 안에 도달한다”고 말했다. "이것들은 총알과 같습니다."

달은 단 1 초 거리에 있기 때문에 지구의 경고 시스템은 달의 우주 비행사를 보호 할 수있을만큼 충분히 잘 작동해야합니다. Muglach는“그러나 화성에 가면 통신이 상당히 지연 될 수있다”고 말했다.

근처의 이러한 보호 시스템을 테스트하는 것은 NASA가 화성에 가기 전에 달에가는 이유 중 하나입니다.

달과 그 너머로

NASA가 달 과 화성 으로 나아가 면서 태양-지구 연결에 대해 배울 수있는 새로운 기회가 많이 있습니다. 그러나 그것은 단지 기본 과학이 아닙니다. 태양의 영향은 우리 주변의 공간, 즉 미래 우주 비행사가 탐색하고 이해해야 할 공간을 채 웁니다.

워싱턴 DC에있는 NASA 본사의 우주 기상 과학자 인 Jim Spann은“모든 과학이 실제로 실용적인 측면을 갖지는 못한다”고 말했다 .