Ученые из Центра космических полетов им. Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, используют компактную инфракрасную камеру микроболометра для изучения околопримитивных объектов, сформировавшихся на заре Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад. Кроме того, инструмент может помочь в перенаправлении или разрушении астероидов на курсе столкновения с Землей.
Комета Hartley 2. © NASA
Мультиспектральный инструмент, получивший название Comet CAMera, или ComCAM, был частично разработан ученым Центра Шахидом Асламом. Он тесно сотрудничал с производителем устройства, канадским Национальным институтом оптики, для разработки компактной оптики и встроенных фильтров, которые делают устройство чувствительным к химическим соединениям, таким как вода и углекислый газ, которые представляют интерес для ученых, специализирующихся на кометах.
Тепловые датчики, такие как ComCAM, измеряют инфракрасное или тепловое излучение. По сути, это очень чувствительные термометры. Когда излучение поражает абсорбирующий элемент, он нагревается и испытывает пропорциональное изменение в электрическом сопротивлении, которое может быть использовано для определения температуры. Эти измерения дают представление о физических свойствах исследуемого объекта. Ученые часто используют их для изучения очень далеких звезд и галактик во Вселенной.
Микроболометры, используемые для изучения галактик и межзвездной среды в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах длин волн, требуют суперохлаждения, что обычно достигается путем помещения датчика внутрь контейнера с криогенным охлаждением. Имея резкую контрастность, инфракрасные микроболометры работают с минимальным охлаждением и не требуют размещения внутри контейнера. В результате эти камеры более легкие и компактные, но тем не менее способны воспринимать и записывать инфракрасное излучение от объектов в Солнечной системе.
Ученые намерены использовать ComCAM наряду с традиционной камерой в рамках миссии малого спутника CubeSat под названием Primative Object Volatile Explorer, или PrOVE. Эта программа отличается от других миссий по исследованию комет. Согласно концепции, миниатюрный корабль будет выведен на стабильную орбиту в глубоком космосе с возможностью доступа к известной периодической комете или новой комете, которая появится в окрестностях.
«CubeSat, размещенный на своей орбите, сможет путешествовать к любой комете, которая проходит через доступный диапазон. В этом его преимущество по сравнению со специальной миссией, которая не может быть подготовлена вовремя, чтобы исследовать новую комету, которая появляется в поле зрения», — пояснили ученые. По их словам, PrOVE представляет собой исключительную возможность продвигать науку о кометах и других примитивных телах, изучая их на близком расстоянии.
Планетная оборона
Наука о кометах — не единственная область применения камеры микроболометра, подобной PrOVE. В рамках других исследовательских усилий технологи из Центра Годдарда Джош Лайхофт и Мелак Зебенэй оценивают различные сенсорные системы, необходимые для изображения и характеристики астероида, находящегося на курсе столкновения с Землей. Эти датчики могли бы обеспечить космический аппарат измерениями для наведения, необходимыми для отклонения или уничтожения объекта.
НАСА объявило, что команды, разрабатывающие первую миссию агентства по отклонению астероидов, — Double Asteroid Redirection Test, или DART, — готовы приступить к предварительным проектам. Тест по отклонению небольшого, не угрожающего Земле астероида — меньшего из двух астероидов, составляющих систему Дидимос, — запланирован на 2024 год.