El cometa Hartley 2 se puede ver en detalle en esta imagen de la misión EPOXI de la NASA. Fue tomada mientras la nave espacial volaba desde aproximadamente 435 millas. El núcleo del cometa, o cuerpo principal, tiene aproximadamente 1.2 millas de largo. Se pueden ver chorros saliendo del núcleo. A un equipo de Goddard le gustaría utilizar un microbolómetro para estudiar estos objetos con mayor detalle. Crédito:NASA
Dos equipos de la NASA quieren desplegar un equipo altamente compacto termómetro sensible que podría caracterizar cometas e incluso ayudar en la redirección o posible destrucción de un asteroide en curso de colisión con la Tierra.
En dos esfuerzos de desarrollo tecnológico, investigadores del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, están basando el uso de una cámara de microbolómetro infrarrojo diseñada por Goddard, cuya sección transversal es apenas un poco más grande que una cuarta parte, para estudiar objetos primitivos cercanos formados durante el origen del sistema solar hace 4.500 millones de años.
El instrumento multiespectral, llamado el cometa CAMera, o ComCAM, fue diseñado en parte por el científico de Goddard, Shahid Aslam. Trabajó en estrecha colaboración con el fabricante del dispositivo, el Instituto Nacional de Óptica con sede en Canadá, diseñar la óptica compacta y los filtros integrados que hacen que el dispositivo sea sensible a los compuestos químicos, como agua y dióxido de carbono, que son de interés para los científicos cometarios.
Sensores térmicos, como ComCAM, medir la radiación infrarroja o térmica, y son, en esencia, termómetros muy sensibles. Cuando la radiación golpea un elemento absorbente, el elemento se calienta y experimenta un cambio en la resistencia eléctrica, que es proporcional ay puede usarse para derivar la temperatura. Estas medidas proporcionan información sobre las propiedades físicas del objeto que se está estudiando. Los científicos los utilizan a menudo para estudiar estrellas y galaxias muy distantes en el universo.
Los microbolómetros que se utilizan para estudiar las galaxias y el medio interestelar en las bandas de longitud de onda del infrarrojo lejano y submilimétrico requieren un súper enfriamiento. lo que normalmente se hace colocando el sensor dentro de un recipiente enfriado criogénicamente.
En agudo contraste, Los microbolómetros infrarrojos como el desarrollado en parte por Aslam operan con un enfriamiento mínimo y no requieren ser colocados dentro de un recipiente. Como resultado, estas cámaras son más livianas, menor, sin embargo, todavía es capaz de detectar y registrar el calor infrarrojo que emana de los objetos del sistema solar.
Debido a estos atributos, el científico Tilak Hewagama, que está afiliado a la Universidad de Maryland-College Park, y su equipo, que incluye a Aslam, Nicolas Gorius de la Universidad Católica, y otros de Goddard, la Universidad de Maryland, Universidad Estatal de Morehead, el Laboratorio de Propulsión a Chorro, y la Universidad de York:ahora quieren volar ComCAM y una cámara de luz visible tradicional en una posible misión CubeSat llamada Primitive Object Volatile Explorer, o MEJORAR.
Elegido por los estudios de satélites pequeños de espacio profundo de ciencia planetaria de la NASA, o PSDS3, programa para estudios posteriores, PrOVE es diferente de otras misiones de cometas.
Bajo este concepto, la pequeña nave estaría estacionada en un establo, órbita del espacio profundo con el potencial de acceder a un cometa periódico conocido o un cometa nuevo que se aventure en la vecindad.
Nicolas Gorius de la Universidad Católica y el tecnólogo de Goddard Joshua Lyzhoft están evaluando el uso de un dispositivo tipo termómetro para ayudar a caracterizar cometas y asteroides potencialmente peligrosos. Crédito:NASA / W. Hrybyk
"Un CubeSat desplegado desde una órbita estacionada puede producir ciencia de alta calidad al viajar a cualquier cometa que pase a través del rango accesible, en lugar de una misión dedicada que no puede prepararse a tiempo para investigar una nueva, cometa prístina que aparece a la vista, "Dijo Hewagama.
Con el soporte de PSDS3, el equipo está identificando órbitas de estacionamiento a largo plazo o "puntos de referencia, "transferir trayectorias a estos waypoints, longevidad de la nave espacial, interceptar trayectorias, y requisitos de propulsión para alcanzar cometas específicos conocidos y rangos prácticos para misiones a nuevos cometas, entre otros temas.
Dado el hecho de que PrOVE se compone de componentes comerciales existentes, incluyendo un bus CubeSat de 6 o 12 unidades y la cámara del microbolómetro, Hewagama cree que la misión podría completarse y lanzarse como una carga útil secundaria en relativamente poco tiempo.
"Nuestro estudio obviamente confirmará cuestiones importantes sobre la trayectoria y la órbita de PrOVE, entre otras cuestiones técnicas, pero esta es una misión que podría desplegarse rápidamente. PrOVE representa una oportunidad excepcional para hacer avanzar la ciencia de los cometas y otros cuerpos primitivos estudiándolos de cerca. Avanzaría en los objetivos científicos de la NASA con datos que solo se pueden obtener con una nave espacial ".
Defensa planetaria
La ciencia de los cometas no es el único beneficiario potencial de una cámara de microbolómetro tipo PrOVE.
Bajo otro esfuerzo de investigación, Los tecnólogos de Goddard Josh Lyhoft y Melak Zebenay están evaluando diferentes sistemas de sensores necesarios para obtener imágenes y caracterizar un asteroide en curso de colisión con la Tierra. Estos sensores podrían proporcionar a una nave espacial las medidas de guía necesarias para desviar o destruir el objeto.
Como Hewagama, Lyhoft está intrigado por las posibilidades que ofrece un sistema de detección de microbolómetros. Para detectar con precisión la ubicación del asteroide cuando la nave se acerca a él, "los microbolómetros pueden realizar la tarea, ", Dijo Lyzhoft." Creemos que son lo suficientemente sensibles para una misión de intercepción de terminales ".
Desde que Lyhoft comenzó su investigación, La NASA anunció que los equipos que desarrollan la primera misión de desvío de asteroides de la agencia, la Prueba de redireccionamiento de doble asteroide, o DART — comenzaría los diseños preliminares. Bajo esta misión, dirigido por científicos del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins, con el apoyo de Goddard y otras organizaciones, DART emplearía un impactador cinético para realizar una prueba que ayudaría a demostrar las capacidades que algún día podrían ser necesarias para alejar a un asteroide de su camino hacia la Tierra. Una prueba con un pequeño El asteroide no amenazante, el más pequeño de los dos asteroides que componen el sistema Didymos, está previsto para 2024.
"Es casi seguro que la NASA volará otras misiones científicas de intercepción de asteroides, defensa planetaria, o ambos, "dijo el científico de Goddard Brent Barbee, que trabaja con Lyhoft. "Entonces, Es muy concebible que el trabajo de Josh beneficie a futuras misiones de asteroides de la NASA, y esa es ciertamente la intención de su trabajo ".
