2011 년 NASA는 새벽 우주선은 베스타 (Vesta)로 알려진 큰 소행성 (일명 플라 네이드) 주위의 궤도를 정립했다. 향후 14 개월 동안이 프로브는 과학적 도구 모음을 사용하여 Vesta 표면에 대한 자세한 연구를 수행했습니다. 이 발견은 행성 행성의 역사, 표면 특징 및 구조에 대해 많은 것을 밝혀 냈습니다. 바위 행성과 같이 차별화 된 것으로 생각됩니다.
또한이 프로브는 Vesta의 얼음 성분에 대한 중요한 정보를 수집했습니다. 지난 3 년 동안 탐사선 데이터를 조사한 후 과학자 팀이 지하 얼음의 가능성을 나타내는 새로운 연구를 발표했습니다. 이러한 발견은 태양계가 어떻게 형성되었으며 태양계 전체에 걸쳐 물이 어떻게 이전에 이동했는지에 대한 이해에 영향을 줄 수 있습니다.
“새벽 임무 (Dawn Mission)에 의한 소행성 베스타 (Asteroid Vesta)의 유기적 전이 레이더 관측 (Orbital Bistatic Radar Observations) 자연 커뮤니케이션. Western Michigan University의 대학원생 인 Elizabeth Palmer가 이끄는이 팀은 Dawn 우주선의 통신 안테나를 통해 얻은 데이터를 바탕으로 Vesta의 최초 궤도 정역 레이더 (BSR) 관측을 수행했습니다.
HGA (High-Gain Telecommunications Antenna) 안테나는 Vesta의 궤도에서 X- 밴드 무선 전파를 지구상의 DSN (Deep Space Network) 안테나로 전송했습니다. 대부분의 임무 동안 Dawn의 궤도는 HGA가 지구상의 지상국과 시선을 이루도록 설계되었습니다. 그러나, 프로브가 한 번에 5 분에서 33 분 동안 Vesta 뒤를 지나간 오컬 레이션 중에는이 가시선을 벗어났습니다.
그럼에도 불구하고 안테나는 원격 측정 데이터를 지속적으로 전송하여 HGA 전송 레이더 파가 Vesta 표면에 반사되었습니다. BSR (Bistatic Radar) 관측으로 알려진이 기술은 과거에 수성, 금성, 달, 화성, 토성의 위성 타이탄 및 혜성 67P / CG와 같은 지상 물체의 표면을 연구하는 데 사용되었습니다.
그러나 Palmer가 설명했듯이,이 기술을 사용하여 Vesta와 같은 신체를 연구하는 것은 천문학 자에게는 처음이었습니다.
“이것은 작은 물체를 중심으로 한 궤도에서 전이성 레이더 실험이 처음으로 수행 되었기 때문에 달이나 화성과 같은 큰 물체에서 수행 된 동일한 실험과 비교할 때 몇 가지 고유 한 문제가 발생했습니다. 예를 들어, Vesta 주변의 중력장은 화성보다 훨씬 약하기 때문에 Dawn 우주선은 표면과의 거리를 유지하기 위해 매우 빠른 속도로 선회 할 필요가 없습니다. 그러나 궤도의 속도가 중요해 지는데, 궤도가 빠를수록 '직접 신호'의 주파수 (impimpeded radio signal)에 비해 '표면 에코'의 주파수가 더 많이 변경 (Doppler shift)되기 때문입니다. 그것은 Vesta의 표면을 방목하지 않고 Dawn의 HGA에서 지구의 딥 스페이스 네트워크 안테나로 직접 이동합니다). 연구원들은 주파수의 차이에 의해 '표면 에코'와 '직접 신호'의 차이를 알 수 있습니다. 따라서 Vesta 주변에서 Dawn의 느린 궤도 속도로 인해이 주파수 차이는 매우 작으며 BSR 데이터를 처리하는 데 더 많은 시간이 필요했습니다 "표면 에코"를 분리하여 강도를 측정합니다. "
반사 된 BSR 파동을 연구함으로써 Palmer와 그녀의 팀은 Vesta의 표면에서 귀중한 정보를 얻을 수있었습니다. 이것으로부터, 그들은 표면 레이더 반사율에서 상당한 차이를 관찰했다. 그러나 달과 달리 표면 거칠기의 이러한 변화는 분화구만으로는 설명 할 수 없었으며지면 얼음의 존재로 인한 것일 수 있습니다. 팔머는 다음과 같이 설명했다.
“우리는 이것이 몇 인치 규모의 표면 거칠기 차이로 인한 결과라는 것을 알았습니다. 표면 에코가 강하면 표면이 부드러워지고 표면 에코가 약하면 표면이 거칠어집니다. Vesta의 표면 거칠기 맵을 우주선의 감마선과 중성자 검출기 (GRaND)를 사용하여 새벽 과학자들이 측정 한 지하 수소 농도 맵과 비교했을 때, 넓고 매끄러운 영역이 수소를 높인 영역과 겹치는 것을 발견했습니다. 집중력!”
결국, Palmer와 그녀의 동료들은 Vesta에 묻힌 얼음 (과거 및 / 또는 현재)이 표면의 일부가 다른 것보다 더 매끄럽다 고 주장했다. 기본적으로 표면에 충격이 가해질 때마다 많은 에너지를 지하로 옮겼습니다. 묻힌 얼음이 그곳에 있다면, 충격 사건에 의해 녹고, 충격이 발생한 골절을 따라 표면으로 흘러 들어간 다음 얼어 붙습니다.
유로파, 가니메데, 티타니아와 같은 달이 극저온으로 인해 액체 물이 표면에 도달하는 방식 (표면이 다시 얼어 붙음)으로 인해 표면이 재생되는 것과 같은 방식으로, 지하 얼음의 존재로 인해 베스타 표면의 일부가 매끄럽게됩니다. 시간이 지남에 따라. 이것은 결국 팔머와 그녀의 동료들이 목격 한 고르지 않은 지형으로 이어질 것입니다.
이 이론은 수백 평방 킬로미터를 측정하는 더 부드러운 지형에서 감지 된 대량의 수소에 의해 뒷받침됩니다. 또한 새벽 프레임 카메라 이미지에서 얻은 지형 학적 증거와 일치하며, 이는 베스타 표면에 일시적인 물 흐름의 징후를 보여줍니다. 이 연구는 또한 Vesta에 대한 기존의 일부 가정과 모순되었다.
팔머가 지적한 바와 같이, 이것은 태양계의 역사와 진화에 대한 우리의 이해에 관한 한 다음과 같은 의미를 가질 수 있습니다.
“소행성 Vesta는 작은 몸의 충격으로 인해 전 세계의 녹는, 분화 및 광범위한 regolith 원예를 통해 오래 전에 물 함량을 고갈시킬 것으로 예상되었습니다. 그러나 우리의 연구 결과는 Vesta에 묻힌 얼음이 존재할 수 있다는 생각을 뒷받침합니다. Vesta는 행성 형성의 초기 단계를 나타내는 원형 행성이기 때문에 흥미로운 전망입니다. 우리가 태양계 전체에 물이 존재하는 곳에 대해 더 많이 배울수록, 물이 어떻게 지구로 전달되는지, 그리고 초기 형성 단계에서 지구 내부에 얼마나 많은지 이해하게 될 것입니다.”
이 작업은 태양계의 지구와 같은 행성과 주요 위성 연구를 육성하는 데 중점을 둔 JPL 기반 노력 인 NASA의 행성 지질학 및 지구 물리학 프로그램의 후원을 받았습니다. 이 작업은 또한 행성과 다른 물체의 지하수 원을 찾기 위해 레이더 및 마이크로파 이미징을 개선하기위한 지속적인 노력의 일환으로 USC Viterbi School of Engineering의 도움으로 수행되었습니다.
