چگونگی فرود بر یک ستاره دنباله‌دار
متن سخنرانی :
می‌خواهم شما را به جستجوی حماسی به فضا پیمای روزتا ببرم. برای همراهی و نشستن بر روی یک ستاره دنبالدار، که در دو سال گذشته تمامی شور و شوق من بوده است. برای انجام اینکار، باید کمی درباره منشاء منظومه شمسی صحبت کنم.هنگامی که برگردیم به ۴/۵ میلیارد سال پیش، ابری از گرد و غبار و گاز وجود داشت. در مرکز این ابر،خورشید ما شکل گرفت و مشتعل شد. همراه با این، آنچه که ما به نام سیاره، ستاره دنباله‌دارو سیارک ها می نامیم شکل گرفتند. براساس تئوری، اتفاقی که پس از آن افتاد این بود که زمین پس از تشکیل شدن کمی سرد شد، ستاده دنباله‌دار برخورد بسیار شدیدی با زمین کردو آب را به زمین انتقال داد. آنها احتمالا مواد اصلی پیچیده ای را نیز به زمین انتقال دادند، و این احتمالا عامل محرکه خودراه اندازیبرای زندگی در زمین بود. این را می‌توانید با حل یک پازل ۲۵۰قطعه‌ای مقایسه کنید نه با پازل ۲٫۰۰۰ تایی.
بعد از آن، سیاره‌های بزرگ مانند مشتری و زحل در مکانی که امروز هستند قرار نداشتند، و آنها با هم برخورد و تعامل گرانشی داشتند، و تمامی درون منظومه شمسی ر جارو و پاک کردند، و آنچه که ما امروز به عنوان ستاره‌های دنباله‌دار می‌شناسیم به چیزی نام کمربند گوپر ختم شد، که کمربندی از اجرام بالاتر از مدار نپتون هست. و گاهی این اجرام به یکدیگر برخورد می کنند، و انحراف گرایشی اتفاق می‌افتد، و سپس گرانش سیاره مشتریآنها را به منظومه شمسی بر‌می‌گرداند. و سپس آنها به ستاره‌های دنباله‌دار تبدیل شدندکه ما آنها را در آسمان می‌بینیم.
نکته مهم در اینجا این است که دراین میان چهار و نیم میلیارد سال، این ستاره‌های دنباله‌دار خارج از منظومه شمسی قرار گرفته اند، و تغییری نکرده‌اند-- نسخه ژرف و یخزده منظومه شمسی.
در آسمان ، آنها این شکلی هستند. آنها را از طریق دنباله‌شان می‌شناسیم. در واقع در اینجا دو دونباله هست. یکی دنباله گرد و غبار هست،که با بادهای خورشیدی به کنار می روند. و دیگری دنباله یونی هست،که از ذرات باردارمتشکلند، و آنها میدان مغناطیسی را در منظومه شمسی دنبال می کنند. این کما هست،( کما پوشش تیره‌ایست که هنگامی که دنباله‌داری نزدیک خورشید شود بوجود می اید) و سپس اینجا هسته هست که در اینجا برای دیدن خیلی کوچک است، و باید به خاطر داشته باشیدکه در مورد پروژه روزتا، فضاپیما در مرکز پیکسل هست. ما تنها ۲۰، ۳۰، ۴۰ کیلومتر دورتر از ستاره دنباله‌دار هستیم.
خب چه چیزی مهم هست که به خاطر بیاوریم؟ ستاره‌های دنباله‌دارمحتوی مواد اصلی هستندکه منضومه شمسی ما از آنها شکل گرفته، بنابراین آنها برای مطالعه پدیده‌هایی مناسب هستند که در سرآغاز زمین و زندگی حاضر بودند. همچنین ستاره های دنباله دار مشکوک به آوردن عناصری هستند که احتمالا زندگی خودراه‌انداز ایجاد می کند. در سال ۱۹۸۳، آژانس فضایی اروپا برنامه طولانی مدت هوریزون ۲۰۰۰ را شروع کرد که شامل ماموریتی بزرگی به یک دنباله دار بود. همزمان، یک ماموریت کوچک به ستاره دنباله‌دار،چیزی را که در اینجا می بینید به نام گیوتو راه‌اندازی شده ، و در سال ۱۹۸۶،پرواز به دنباله دار هالی با ناوگان فضاپیمای دیگری راه‌اندازی شد. از نتایج این ماموریت،بلافاصله این روشن شد که دنباله‌دارها اجرام مناسبی برای شناخت منظومه شمسی هستند. و بدین ترتیب، ماموریت روزتا در سال ۱۹۹۳ تائید شد، در اصل می بایستی این در سال ۲۰۰۳ راه‌اندازی می شد، اما مشکلی برای موشک آریان اتفاق افتاد. به هر حال، دپارتمان پروژه روزتا با هیجان ۱٫۰۰۰ بشقاب آبی رنگ با نام یک ستاره‌دنباله دار اشتباهی آماده کرده بود. و از آن به بعد من نیازی به خرید بشقاب جینی نداشتم.این هم بخش مثبت داشتان. ( خنده تماشاگران)
زمانی که تمامی مشکلات حل شدند، ما در سال ۲۰۰۴ زمین را به طرف دنباله‌دار جدیدی که انتخاب شده بود ترک کردیم.کریومو- جرسمنکو این دنباله‌دار می‌بایستی بطور خاص انتخاب می‌شد زیرا الف، ما می بایستی بتوانیم به آن برسیم، ب، این نباید برای مدت طولانی در منظومه شمسی بوده باشد. این دنباله‌دار بخصوص از سال ۱۹۵۹ بهمنظومه شمسی وارد شده بود. این اولین بار بود که دنباله‌داریتوسط سیاره مشتری منحرف شده بود، و به اندازه کافی به خورشید نزدیکشده بود تا شروع به تغییر کند. روزتا دنباله‌داری خیلی تازه ای بود.
روزتا در چند مورد برای اولین بار تاریخ ساز شد. اولین ماهواره ای بود که در مدار یک دنبالدار قرار می‌گرفت، و در طول مسیر با تمامی منظومه شمسی حرکت می کرد-- نزدیک‌ترین فاصله به خورشید،آنطور که در ماه آگوست آن را می‌بینیم، و سپس دوباره به قسمت بیرونی می رود. و برای اولین بار بر یک دنباله دار فرود آمد. ما در واقع در مدار دنباله‌دار قرار گرفتیمو از چیزی استفاده کردیم که معمولا توسط فضاپیماها انجام نمی شود. معمولا، شما به اسمان نگاه می‌کنید و می‌دانید کهبه کجا اشاره می کنید و در کجا هستید. در این مورد، این کافی نیست. ما با نگاه کردن به راهنماها در دنباله دار جهت یابی کردیم. ما ویژگیها را تشخیص می‌دهیم--تخته سنگ‌ها، چاله‌ها - و اینگونه ما بطور نسبی می دانیمکه در کجای دنباله‌دار هستیم.
و البته، این اولین ماهواره‌ای بود که فراتر از مدار مشتری در سلول خورشیدی رفت. حالا، بیشتر حماسی به نظر می رسد تا واقعی، زیرا تکنولوژی برای استفاده از ژنراتور حرارتی ایزوتوپ رادیویی در آن زمان در اروپا در دسترس نبود،بنابراین هیچ امکانی نبود. اما نظم و آرایه های خورشیدی بزرگ هست. این یک بال آن هست، و افراد کوچک جثه به عمد انتخاب نشده اند . اینها مثل من و شما هستند. ( خنده) شما دو تا از این بال‌ها را دارید،۵۶ مترمربع. البته، بعدا که به دنبالدار برسیم، شما خواهید فهمید این بادبان۶۵ متر مربعی نزدیک به بدنه ایست که گازها متصاعد می شوندکه همیشه انتخاب خیلی راحتی هم نیست.
حُب، ما چطور به دنباله‌دار رسیدیم؟ زیرا ما می‌بایست برای اهداف علمی روزتا به آنجا می رفتیم راه بسیار طولانی-- چهار برابر فاصله بین خورشید تا زمین-- و همچنین با سرعت بسیار بیشتریکه می توانستیم با این سوخت بدست آوریم، زیرا ما می بایست شش برابر وزن فضاپیما سوخت برداریم. خُب چکار کنیم؟ شما از کمکهای گرانشی و تیروکمان استفاده می کنید، جایی که از سیاره عبور می کنید ارتفاع بسیار پائین هست، و چند هزار کیلومتر، و سپس دوباره با سرعت برابر سیاره به دور خورشید بدون سوخت می گردید. ما این کار را چندین بار انجام دادیم. ما اینکار را بر روی زمین، مریخ ودوباره برای زمین دوبار انجام دادیم. ما همچنین با با دو سیارک لاتیتا و ستاینز نیز پرواز کردیم. سپس در سال ۲۰۱۱، ما اطلاعاتی را از خورشید دریافت کردیمکه اگر برای فضاپیما مشکلی پیش بیاید، ما واقعا نمی‌توانی فضاپیما را نجات دهیم، بنابراین ما به خواب زمستانی فرو رفتیم. همه چیز خاموش شد الی یک ساعت. در اینجا شما خط سیر سفید رنگ را می‌ببینید،و این روش جواب می‌دهد. شما آن را از حلقه ای که شروع کردیم می‌بینید، خط سفید، در واقع بیشتر و بیشتر بیضوی می‌شود، و نهایتا ما در ماه می سال ۲۰۱۴ به دنباله‌دار رسیدیم، می بایستی به محل قرار می‌رسیدم.
در این مسیر، ما با زمین حرکت کردیم و چند تصویر برای آزمایش دوربین‌ها گرفتیم. این ماه هست که از زمین طلوع می کند، و این کاری‌است که همه ما برای عکس های سلفی انجام می دهیم، که در آن زمان این واژه وجود نداشت.( خنده تماشاگران) این در مریخ هست. این با دوربین کاوشگر فیله( کاوشگری که از روزتا جدا شد و به روی دنباله‌دار نشیت) گرفته شده است. این یکی از این دوربین‌های نصب شده بر روی کاوشگر است و این تنها از آرایه‌های خورشیدی تصویر می گیرد، و شما سیاره مریخ و آرایه خورشیدی را با فاصله در اینجا می‌بینید.
حالا،هنگامی که در ماه ژانویه ۲۰۱۴ از خواب زمستانی بیرون آمدیم، شروع به نزدیک شدن به مقصد کردیم، در ماه می ما هنوز ۲ میلیون کیلومتر به دنباله‌دار فاصله داشتیم. با این حال هنوز سرعت فضاپیما خیلی زیاد بود. ما ۲٫۸۰۰ کیلومتر بر ساعت سریعتر از دنباله‌دار حرکت می کردیم، پس باید ترمز می گرفتیم. باید هشت مانور را انجام می‌دادیم، و شما اینجا می‌بینید،برخی از آنها واقعا بزرگ هستند. می‌بایست اولین ترمز را در حدودچند صد کیلومتر در ساعت می گرفتیم. و در واقع، مدت این انجام این ترمز هفت ساعت بود، و ۲۱۸ کیلوگرم از سوخت را استفاده کرد، و این هفت ساعت اعصاب خورد کن بود، زیرادر سال ۲۰۰۷، در سیستم محرکه روزتا نشتی بود، و می‌بایست یکی از شاخه ها را می بستیم، خُب سیستم در واقع تحت فشار کار می‌کرد که هرگز برای این طراحی و تائید نشده بود.
سپس در مجاورت دنباله‌دار قرار گرفتیم،و این اولین تصویری بود که دیدیم. زمان دقیق گردش دنباله‌دار ۱۲ ساعت و نیم هست، پس این شتاب گرفت، اما شما درک خواهید کرد کهمهندسان دینامیک پرواز ما فکر می‌کردند که این فرود آسانی نخواهد بود. و ما امید داشتیم چیزی شبیه سیب زمینی نرم آنجا باشد که بتوانیم روی آن فرود بیاییم. اما یک امید داشتیم: شاید سطح آنجا صاف باشد. نه. این حتی باز هم کمکی نمی‌کرد.( خنده تماشاگران)
خُب در آن زمان، به وضوح غیرقابل اجتناب بود: باید تمامی سطحی را که می‌توانستیم رویآن فرود اییم را نقشه برداری می‌کردیم، زیرا می‌بایست منطقه‌‌ای که مسطح و با قطر ۵۰۰ متر بود را پیدا می کردیم. چرا قطر۵۰۰ متری؟ این خطایی بود که ما از فرود کاوشگر داشتیم. پس وارد این فرایند شدیم،و دنباله دار را نقشه‌برداری کردیم. از تکنیکی به نام فتوکولینومتری( روشی که عکس دوبعدی رابه نقشه سه بعدی تبدیل می کند) استفاده کردیم. شما از سایه‌های ایجاد شده توسط خورشید استفاده می کنید. چیزی را که می بینید سنگی هستکه بر سطح دنباله‌دار قرار دارد، و نور خورشید از بالا می‌تابد. از سایه‌ها، با مغزمان بلاقاصله می‌توانیم بطور تقریبی شکل سنگ را تشخیص دهیم. می‌توانید این را با کامپیوتر برنامه ریزی کنید، می‌توانید تمامی دنباله‌دار را پوشش دهید،و آن را نقشه برداری کنید. برای این، ما در ماه آگوست پروازیویژه ای برای این داشتیم. اول، یک مثلث ۱۰۰ کیلومتری در یک طرف با فاصله ۱۰۰ کیلومتر، ما این را برای تمامی ۵۰ کیلومتر تکرار کردیم. در آن زمان، دنباله‌دار را از تمامیزوایه‌ها می‌توانستیم ببینیم، و می‌توانیم این تکنیک را برای همه چیز بکار گیریم.
این منجر به مجموعه‌ای برای محل فرود شد. تمامی این فرآیند که در واقع ما می‌بایستیبرای تهیه نقشه از دنباله‌دار انجام دهیم ، تا محل فرود مناسبی بیابیم، که ۶۰ روز طول کشید. چیز دیگری نداشتیم. برای اینکه به شما ایده‌ای بدهم،متوسط ماموریت‌های مریخ برای اینکه بدانند که به کجا می روند، چند صد دانشمند را برای سالها درگیر می کند؟ ما روز وقت داشتیم، و همه اش همین بود.
نهایتا آخرین محل فرود را انتخاب کردیم و دستورات برای روزتا برای راه اندازی کاوشگر فیله آماده بود. روشی که اینکار می‌کند اینطور است کهروزتا باید در سمت راست فضا قرار گیرد، و به طرف دنباله‌دار هدف بگیرد،زیرا کاوشگر انفعالی و کنش گر هست. سپس کاوشگرفیله پرتاب شد و به طرف دنباله‌دار حرکت کرد. روزتا در اطراف بچرخد تا دوربین‌ها به کاوشگر فیله نگاه کنندهنگامی که آن از روزتا خارج می شود و قادر به برقرای ارتباط با آن شود.
مدت زمان فروددر کل مسیر هفت ساعت بود. اکنون یک محاسبه ساده انجام دهید: اگر سرعت روزتا یک سانتیمتر بر ثانیه کاهش یابد، هفت ساعت ۲۵٫۰۰۰ ثانیه است. یعنی با۲۵۲ متر خطا به دنباله دار می رسد. می‌بایستی سرعت روزتا را می دانستیم خیلی بهتر از یک سانتیمتر بر ثانیه، و مکان آن را در فضا باید دقیق‌تر از ۱۰۰ متر از فاصله ۵۰۰ میلیون کیلومتری از زمین می دانستیم. این به معنی شاهکار نیست.
اجازه دهید که شما را خیلی درگیر برخی از اصطلاحات علمی و ابزارها نکنم. نمی‌خواهم شما را با جزئیات تمامی این ابزارها خسته کنم، اما این همه چیز را دربر می‌گیرد. ما می‌توانیم گاز را بو کنیم،می توانید بطور خاص گرد و غبار و شکل و ترکیب آنها را بسنجیم، آیا در آنجا مغناطیسی وجود داردو همه چیز را اندازه گیری کنیم. این یکی از نتایج بدست آمده از ابزاریست که تراکم گاز را در موقیتی که روزتا هست اندازه گیری کرده، پس گاز دنباله‌دار را ترک کرده. نمودار پایینی سپتامبر سال گذشته هست. یک تنوع طولانی مدت است،که در نوع خودش تعجب‌اور نیست، اما شکل نوک تیز را می‌بینید. این یک روز دنباله‌دار است. شما می‌توانید تاثیر خورشید را روی تبخیر گاز ببینید و حقیقت اینکه دنباله‌دار در حال چرخیدن است. خب این یک نقطه هست، مسلما، که مسائل زیادی را نشان خواهد داد، این گرما را از خورشید می‌گیرد،و سپس در سمت عقب سرد می‌شود. ما می‌توانیم تغییرات چگالی را می‌بینیم.
اینها گازها و ترکیب‌های اصلی هستند که از قبل آنها را اندازه‌گیری کرده بودیم. شما لیست قابل توجه‌ای را خواهید دید، چیزهای خیلی، خیلی زیاد دیگریهم هست که خواهند آمد، زیرا اندازگیری‌های بیشتری خواهیم داشت. در واقع، کنفرانسی در همین زمان در هیستون برگزار می‌شود که خیلی از این نتایج در آن ارائه می شود.
همچنین، ما ذرات گردو غبار را هم اندازه گیری کردیم. خب شاید گیرایی زیادی برای شما نداشته باشد، اما دانشمندان هنگامی که این را دیدند بسیار هیجان زده شدند. دو نوع درات گرد و غبار: سمت راست به نام بُریس، آنها این را با عُنصر تانتالیوم گرفتند برای اینکه بتوانند آن را آنالیز کنند. ما عناصر سدیم و منیزیم را نیز یافتیم. و آنچه که اینها به ما می‌گویند این است در زمانی که منظومه شمسی شکل می‌گرفتاین دو ماده بسیار فراوان بودند. چیزهایی آموختیم راجع به مواد در زمانی که سیاره شکل گرفتند.
البته، یکی از مهم‌ترین عناصر خود این تصویر است. این تصویر از یکی از دوربین های روزتا است،دوربین OSIRIS است، در واقع این عکس روی جلد مجله ساینس Science در مجله در ۲۳ ژانویه امسال بود. کسی انتظار نداشت که که این شئ این شکلی باشد. بُلدرز، سنگ-- بیشتر شبیه قله «هف دام» کوه یوسمی می ماند ( کوهی در کالیفرنیا). ما چیزهایی دیگری شبیه این را دیدم: تپه‌های شنی و آنچه که در سمت راست هست،باد در سمت سایه می‌وزد. ما این را از مریخ می‌دانیم،اما این دنباله‌دار اتمسفری ندارد، و این کمی مشکل است که باد در سایه ایجاد شود. شاید این در اثرتصاعد گازهای محلی باشد، چیزی‌هایی که بالا می ایند و دوباره بر‌می‌گردند. ما نمی‌دانیم، خُب تحقیقات زیادی هستند. این تصویر را شما دوبار می بینید. در سمت چپ،در وسط تصویر یک گودال رامی‌بینید. و در سمت راستاگر بادقت نگاه کنید، سه دهانه برآمدگی از ته گودال بالا آمده است. خُب این فعالیتی در دنباله‌دار هست. ظاهراً در پائین این گودال‌ها مناطق فعال هستند، جایی که مواد به فضا متصاعد می شوند. یک شکاف بسیار جذابی در نوک دنباله‌دار هست. آن را در سمت راست می بینید. این یک کیلومتر طول دارد،و دونیم متر غرض. برحی از افراد گفتند که در واقع، هنگامی که به خورشید نزدیک می‌شود، دنباله‌دار شاید به دو تکه تقسیم شود، و سپس باید انتخاب کنیم که دنباله‌دار چه می‌کند که ما به دنبالش رویم؟ دوباره کاوشگر- ابزارهای بسیار زیادی به همراه دارد، بیشتر چیزهایی که قابل مقایسه با روزتا هستند به جزءچکش و مته، و غیره . اما بیشترشان شبیه ابزارهای روزتا بودند،زیرا می خواستیم با چیزهایی که در فضا پیدا می کنیم را با دنباله دار مقایسه کنیم. به این می‌گویند اندازگیری دقیق اساسی.
اینها تصاویر فرود آمدن هستند که با دوربین OSIRIS گرفته شدند. شما کاوشگر را می بینید کهاز روزتا دورتر و دورتر می‌شود. در بالای سمت راست،تصویری از ۶۰ متری دنباله‌دار می بینید، ۶۰ متر بالای سطح دنباله‌دار. این تخته سنگ در ۱۰ متری هست. و این یکی از آخرین تصاویریستکه ما قبل از فرود آمدن گرفتیم. اینجا، شما دوباره تمامی مراحل رااز چشم انداز دیگری می بینید، و سه برآمدگی را در سمت چپ به طرف وسط می بینید که کاوشگر از بالای دنباله حرکت می کند آن را گرفته. سپس در بالا، اینها تصاویر قبل و بعد فرود آمدن هستند. و تنها مشکل با این تصویر این است که کاوشگری وجود ندارد. اما اگر با دقت به سمت راست تصویر نگاه کنید، می‌بینید که کاوشگر هنوز در آنجاست،اما پرتاب شده. دوباره به حرکت در آمد.
خُب، نکته خنده‌دار این هست که اساسا روزتا طوری طراحی شده بود که گاوشگری داشته باشد که بتواند پرتاب شود. اما بخاطر خیلی گران تمام شدنش کنار گذاشته شده بود. ما آن را فراموش کرده بودیم ولی کاوشگر یادش بود. ( خنده تماشاگران) در طول اولین پرتاب،در میدان مغناطیسی، شما داده هایی را می بینید بر محورهای X و Y نیمه راه، خط قرمز را می بینید. در خط قرمز، تغییر هست. چه اتفاقی افتاد،در طول اولین پرتاب یک جایی، یکی از پایه های کاوشگربه لبه دهانه کوه برخورد کرد، و سرعت چرخش کاوشگر را تغییر داد. ما خیلی خوش شناس بودیم برای جایی که هستیم.
یکی از تصاویر نمادین روزتا هست. این یک شی دست‌سازبشر است،یکی از پایه های کاوشگر، که مقابل یک دنباله‌دار ایستاده است. برای من این بهترین تصویر از علوم فضاییست که تاکنون دیدم.
( تشویق تماشاگران)
یکی دیگر از کارهایی که ما باید انجام دهیمپیدا کردن کاوشگر هست. منطقه ابی رنگ جایی هست که ما می دانید باید باشد. ما هنوز قادر به پیدا کردن آن نبودیم،اما جستجو هنوز ادامه دارد، و تلاش خواهیم کرد که دوباره کاوشگر شروع بکار کند. هر روز به امواج گوش می‌دهیم، و امیدوارم که از حالا تا ماه آوریل، کاوشگر دوباره بیدار شود.
یفته‌هایی که ما در دنباله‌دار پیدا کردیم: در آب شناور می‌ماند. چگالی نصف آب دارد. مثل یک سنگ بزرگ می ماند، اما اینطور نیست. فعالیتهای آن هنگامی که ما آن را در ماه ژوئن، ژوئیه و آگوست سال گذشته دیدیم افزایش ۴ برابری داشته است. در زمانی که ما با خورشید باشیم، ( دنباله دار نزدیک خورشید باشد) ۱۰۰ کیلوگرم از وزن آن در یک ثانیه کم می‌شود: به شکل گاز، گرد و غبار و هر چیز دیگری. این چیزی برای ۱۰۰ میلیون کیلو در روز است.
وسپس در نهایت، روز فرود. من هرگز فراموش نخواهم کرد- دیوانگی مطلق،۲۵۰ نفر از کارکنان تلویزیون آلمان آنجا بودند. بی بی سی با من مصاحبه می‌کرد، و خدمه تلویزیون دیگری تمام مدت مرا دنبال می کرد و از من فیلم می‌گرفتند و مصاحبه می‌کردند، مثل این بود که همه روز اینطور گذشت. خدمه کانال دیسکاوری هنگامی که من از اتاق کنترل بیرون آمدم، و از من سوال مناسب را پرسیدند، و اشکهای من سرازیر شد، هنوز آن را احساس می‌کنم. برای یکماه و نیم، نمی توانستم برای فرود به دنباله‌دار فکر کنم بدون اینکه گریه کنم، و هنوز من در این مورد احساساتی هستم.
با این تصویر از دنباله دار،شما را ترک می‌کنم.
بسیار سپاسگزارم.
( تشویق تماشاگران)
