Кристофер Т. Рассел, профессор геофизики и космической физики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, провел 15 лет, работая над миссией NASA Dawn к поясу астероидов в форме пончика между Марсом и Юпитером. По мере приближения запланированного на 7 июля запуска с мыса Канаверал Рассел готов, как и Dawn.
«Космический корабль проведет в космосе гораздо меньше времени, чем мы потратили на подготовку к миссии», - сказал Рассел, главный исследователь миссии. «Я хочу отправить этот космический корабль в космос, где ему и место. Я действительно уверен в космическом корабле. Мы тестировали и тестировали повторно."
Dawn проведет подробное исследование строения и состава двух первых тел, образовавшихся в нашей Солнечной системе: «карликовой планеты» Цереры и массивного астероида Весты. Цели миссии включают определение формы, размера, состава, внутренней структуры, а также тектонической и тепловой эволюции Весты и Цереры. Ожидается, что Dawn, который станет первым космическим кораблем, который выйдет на орбиту двух планетарных тел в рамках одной миссии, раскроет условия, при которых образовались эти объекты. Сравнение их различных эволюционных путей предоставит доказательства роли размера и воды в планетарной эволюции.
Планируется, что Dawn пролетит мимо Марса к апрелю 2009 года, и после более чем четырехлетнего путешествия космический корабль встретится с Вестой в 2011 году. Космический корабль будет вращаться вокруг Весты примерно девять месяцев, изучая ее структуру и состав. В 2012 году Dawn отправится в трехлетний круиз к Церере. Dawn встретится с Церерой и выйдет на орбиту в 2015 году, проводя исследования и наблюдения в течение как минимум пяти месяцев.
«Я думаю о «Рассвете» как о двух путешествиях, - сказал Рассел, предложивший миссию НАСА. «Первый - это путешествие в космос. Это аналогично тому, что делали древние исследователи, которые знали, что есть неизведанная территория, и хотели узнать, что там находится. Мы собираемся впервые исследовать регион, чтобы узнать, каковы условия. сегодня.
"Рассвет - это еще и путешествие во времени. Церера и Веста изменились гораздо меньше, чем другие тела. Земля все время меняется, Земля скрывает свою историю, но мы верим, что Церера и Веста, образовались более 4,6 миллиарда лет назад, сохранили свои ранние записи. Они раскрывают информацию, которая была вморожена в их древние поверхности. Глядя на поверхность и на то, как она была изменена бомбардировкой метеороидов, мы получим представление о том, что ранние состояния Цереры и Весты были и как они менялись. Так что «Рассвет» - это тоже историческое путешествие. Мы возвращаемся во времени к ранней Солнечной системе."
Церера может быть местом жизни.
«Доказательства указывают на то, что под его каменистой коркой имеется значительное количество воды или льда», - сказал Рассел. «Наши приборы на борту смогут определить, есть ли вода».
Инструменты Dawn включают гамма-лучи и нейтронный спектрометр, которые могут обнаруживать водород из воды.
Доказательства того, что вода все еще существует на Церере, могут исходить от инея или пара на поверхности и, возможно, от жидкой воды под поверхностью. Вода охлаждала Цереру на протяжении всей ее эволюции. Напротив, Веста была горячей, расплавилась внутри и стала вулканической на раннем этапе своего развития. По словам Рассела, Церера остается ближе к своему изначальному состоянию, в то время как Веста развивалась дальше в течение первых нескольких миллионов лет своего существования.
Церера, названная в честь римской богини земледелия, совершает оборот вокруг солнца каждые 4.6 земных лет и имеет средний диаметр около 600 миль. Примерно круглый объект, Церера вращается вокруг Солнца в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, примерно в 258 миллионах миль от Земли. Церера намного крупнее Весты - более чем в два раза дальше в поперечнике, с объемом в восемь-девять раз больше, - но менее плотна, так как вещество в ней легче.
Веста, самый яркий астероид, назван в честь древнеримской богини домашнего очага. Примерно в 220 миллионах миль от Земли он представляет собой твердую скалу с плотностью, подобной Марсу. Он обращается вокруг Солнца каждые 3,6 земных года, имеет овальную тыквенную форму и средний диаметр около 320 миль. Слой базальтовой пыли Весты отражает состав ее земной коры, а ее сухая поверхность включает огромный кратер около южного полюса.
Исследования метеоритов, предположительно принадлежащих Весте, которые были найдены на Земле, показывают, что это тело образовалось из галактической пыли в течение первых 3-10 миллионов лет существования Солнечной системы. По словам Рассела, хотя метеоритов с Цереры обнаружено не было, считается, что это тело также образовалось в течение первых 10 миллионов лет существования Солнечной системы.
Ожидается, что Dawn представит публике изображения с высоким разрешением ранее невидимых миров, включая, возможно, горы, каньоны, кратеры и древние потоки лавы. В дополнение к изображениям Dawn будет генерировать данные, которые помогут ученым идентифицировать геологические минералы, а также проводить измерения гамма-лучей и нейтронов. Гамма-измерения покажут, какие элементы содержатся в минералах. Ожидается, что данные поступят через 30 минут после того, как их получит космический корабль.
Dawn, который будет находиться на расстоянии 125 миль от Цереры и Весты, является первой чисто научной миссией, разработанной с использованием передовой технологии НАСА, известной как ионный двигатель. В отличие от химических ракетных двигателей, ионные двигатели разгоняют свое топливо почти непрерывно, придавая каждому иону огромный прирост скорости. Топливом для ионного двигателя является ксенон, газ, также используемый в фотовспышках, который более чем в четыре раза тяжелее воздуха. В результате получается атом ксенона с положительным зарядом - ион ксенона. Ионы ксенона выстреливают из задней части двигателя на скорости 78 000 миль в час.
На полном газу ионный двигатель потребляет 2300 ватт электроэнергии и производит 1/50 фунта тяги - примерно такое же давление, как лист бумаги, лежащий на ладони, и далеко меньшая тяга, чем у даже небольших химических ракет. Этот двигатель при заданном количестве топлива может постепенно увеличить скорость космического корабля в 10 раз больше, чем обычная ракета, работающая на жидком или твердом топливе.
UCLA отвечает за науку Dawn и работу с общественностью. Рассел возглавляет научную группу, объединяет партнеров миссии, управляет бюджетом и участвует во всех основных решениях. Рассел и его коллеги будут принимать научные решения и разрабатывать оперативные планы через научный центр Института геофизики и физики планет Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Его научная группа играет ведущую роль в анализе и интерпретации данных «Рассвета». Аспиранты Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и ученые с докторской степенью будут работать над миссией, в том числе помогать анализировать данные с Dawn.
Dawn является частью программы NASA Discovery, в рамках которой ученые находят инновационные способы раскрыть тайны нашей Солнечной системы, отвечая на некоторые из самых старых вопросов человечества. Программа «Дискавери» находится в ведении Центра космических полетов имени Маршалла НАСА при Управлении научной миссии.
"Зачем мы исследуем солнечную систему?" - спросил Рассел, опубликовавший более 1000 научных статей. «Почему Льюис и Кларк путешествовали по США в начале 19-го века? Мы не собираемся расселять человеческую расу с этой планеты в течение длительного времени, но открытие нашего происхождения и того, как развивалась Солнечная система, ценно само по себе.. Человечество всегда расширяло горизонты. Исследование - человеческий императив».
В состав команды входят ученые из Лаборатории реактивного движения, Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, Университета США. С. Лос-Аламосская национальная лаборатория Министерства энергетики, Массачусетский технологический институт и другие учреждения. Orbital Sciences Corp. строит космический корабль, а JPL поставляет ионные двигатели.
«Я вкладываю все свое существо в выполнение этой миссии; это всепоглощающее, но веселое дело», - сказал Рассел о своей 80-часовой рабочей неделе.