Der US-Unabhängigkeitstag soll mit einem nie dagewesenen Feuerwerk gefeiert werden: Am 4. Juli 2005 wird das Weltraumprojektil Deep Impact mit einer Geschwindigkeit von 36.000 Stundenkilometern in den Kometen Tempel 1 einschlagen.
Weit jenseits der Umlaufbahnen der Planeten, an den äußersten Grenzen des Sonnensystems, gibt es einen Gürtel voller Millionen "schlafender" Kometen, die ihre Bahnen um die Sonne schneiden. 4 Milliarden Vor 600 Millionen Jahren kondensierten wirbelnde Gas- und Staubwolken, um die Sonne und die Planeten zu bilden. Die halbgebackenen Überreste dieser grandiosen Küche, steife Eisblöcke, Steine und Staub, wurden bis an die Peripherie unseres Sonnensystems geschleudert.
Manchmal bewirkt das Gravitationsfeld der riesigen äußeren Planeten oder der nahen Nachbarn im Exil, dass einer der Kometen aus seiner Umlaufbahn bricht und auf die Sonne zurast. Ein solcher Wanderer fliegt an uns vorbei und überrascht die Betrachter mit einem prächtig leuchtenden Schweif.
Einer dieser wandernden Eisblöcke ist das Ziel des NASA-Deep-Impact-Programms. Am 4. Juli 2005 wird dieser "tiefe Einschlag" auf der Oberfläche des Kometen Tempel 1 einen Krater erzeugen, dessen Größe von einem kleinen Haus bis zum römischen Kolosseum reicht. Es wird erwartet, dass diese Kollision eine ordentliche Eis- und Staubschicht vom Kometen abwerfen wird, wodurch das älteste, jungfräuliche Gestein freigelegt wird, das in der Tiefe liegt. Während all dies geschieht, werden die Kameras des Raumfahrzeugs kontinuierlich die Annäherung, den Einschlag und seine Folgen des Kometen festh alten und die aufgenommenen Fotos zur Erde senden.
Die Daten des Deep Impact-Programms könnten einen Durchbruch beim Verständnis der Geschichte des Sonnensystems und der inneren Struktur von Kometen bringen. Wir werden die Rolle, die Kometeneinschläge auf der Erde in ihrer Frühgeschichte und in der Entstehungsgeschichte des Lebens gespielt haben, besser verstehen.
Das Design des Deep Impact-Systems ist tatsächlich ein "Funke" - zwei miteinander verbundene Raumschiffe. Ein Teil, das Aufprallprojektil, war ursprünglich darauf ausgelegt, mit dem Kometenkern zu kollidieren. Der zweite, der vorbeifliegen sollte, dient dem ersten als „Flieger“, der das Aufprallprojektil bis zum Zeitpunkt der Trennung, der 24 Stunden vor dem Aufprall erfolgen sollte, mit Energie versorgt. Jedes der beiden Raumschiffe hat seine eigenen Messinstrumente, Mittel zum Empfangen und Senden von Daten.
Das Fahrzeug, das die Kollision überleben soll, hat etwa die Größe eines mittelgroßen Jeeps. Bis zum Kometen sorgt er für Energie, Kommunikation und Manöver für sich und seine Schützlinge. Um Informationen zur Erde zu übertragen, nutzt es eine Reichweite von drei Zentimetern (das sogenannte X-Band) – etwa 8 Gigahertz. Signale des Partners kommen auf anderen Frequenzen zu ihm.
Die Instrumente auf diesem Schiff sind hauptsächlich für zwei Zwecke konzipiert. Während des ersten Teils des Fluges wird ein System aus zwei Raumfahrzeugen von ihnen auf einen Kurs gelenkt, der eine Kollision mit dem Kometenkern sicherstellt. In der Endphase der Expedition werden die Instrumente dieses Schiffes alles aufzeichnen, was vor dem Aufprall, danach und direkt im Moment der Katastrophe passiert. Dies impliziert die Beobachtung sowohl des "Sprays", das von der Explosionsstelle ausgestoßen wird, als auch des neu gebildeten Kraters und der gesamten Umgebung des Kometenkerns.
Hochauflösende Optiken sind das Hauptelement der wissenschaftlichen Ausrüstung des Mutterschiffs. Dabei handelt es sich um ein 30-cm-Teleskop, dessen Bild gleichzeitig einer Multispektralkamera und einem Infrarot-Spektrometer zugeführt wird. Wenn sich das Raumschiff dem Kometenkern auf weniger als 700 km nähert, sieht die Kamera die Oberfläche des Kometen mit einer Auflösung von besser als 2 m pro 1 Pixel der lichtempfindlichen Matrix. Bisher gibt es Probleme mit Deep-Impact-Optiken: Testbilder haben ergeben, dass das Teleskop noch nicht die errechnete Auflösung liefern kann. Daher setzt das NASA-Ingenieurteam die Kalibrierungstests fort und hofft, dass die "Vision" des Teleskops zum Zeitpunkt der Kollision korrigiert sein wird.
Treffpunkt kann nicht geändert werden
Das Ziel von Deep Impact, der Komet 9P/Tempel 1, wurde 1867 von Ernst Tempel aus Marseille entdeckt. Es ist ein Komet mit einer relativ kurzen Umlaufzeit (5,5 Jahre) auf einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne. Es wird angenommen, dass sein Kern eine relativ geringe Dichte hat und sein Durchmesser etwa sechseinhalb Kilometer beträgt.
Ein Weltraumprojektil kollidiert mit einem Kometen, wenn er sich in der Nähe des Perihels befindet, dh an dem Punkt seiner Umlaufbahn, der der Sonne am nächsten ist. Das Projektil besteht zum größten Teil aus Kupfer, wodurch es leicht sein wird, Fragmente eines Kometenkerns (durch Spektrallinien) von Fragmenten des Projektils selbst zu unterscheiden. Ein Gerät mit einer Masse von 372 kg wird mit einer Relativgeschwindigkeit von 10,2 km/s auf den Kometen aufprallen, seine eigene Geschwindigkeit um 0,0001 mm/s ändern und seine Umlaufzeit um einen Wert von viel weniger als 1 s verkürzen. Das Gesamtergebnis unseres Aufpralls auf den Kometen wird subtil klein sein – wie das astronomische Äquivalent eines Moskitos, der eine Boeing 767 trifft.
Die "Kollisionsphase" beginnt fünf Tage vor dem direkten Kontakt mit dem Kometen und endet einen Tag danach. In dieser kurzen, aber actionreichen Zeit sind zwei abschließende Zielmanöver erforderlich, gefolgt von der Trennung des Aufprallgeschosses und der eigentlichen Kollision. Nachdem das Projektil die Ziellinie erreicht hat, sch altet das "Mutterschiff" die Triebwerke ein und ändert den Kurs, fliegt sicher am Kometenkern vorbei, hat aber Zeit, den Moment der Kollision zu verfolgen und den resultierenden Krater zu untersuchen.
Bei der Kollision werden 19 Gigajoule kinetische Energie freigesetzt. Ist es viel oder wenig? So viel Energie würde eine Explosion von 4,5 Tonnen TNT erzeugen und ungefähr die gleiche Menge, die ein durchschnittliches amerikanisches Wohngebäude in einem Monat verbraucht.
An Bord des Projektils befindet sich eine Mini-CD mit den Namen von mehr als einer halben Million Weltraumenthusiasten. Wenn das Projektil in den Kometen einschlägt, verdunstet diese Scheibe sofort, ebenso wie der Rest des Geräteinh alts.
