Micrometeoróide - Micrometeoroid
Um micrometeoróide é um minúsculo meteoróide : uma pequena partícula de rocha no espaço, geralmente pesando menos de um grama . Um micrometeorito é uma partícula que sobrevive à passagem pela atmosfera da Terra e atinge a superfície da Terra.
O termo "micrometeoróide" foi oficialmente substituído pela IAU em 2017, como redundante para meteoróide.
Origens e órbitas
Micrometeoróides são pedaços muito pequenos de rocha ou metal quebrados de pedaços maiores de rocha e detritos, geralmente datados do nascimento do Sistema Solar . Micrometeoróides são extremamente comuns no espaço. As partículas minúsculas são os principais contribuintes para os processos de meteorização espacial . Quando eles atingem a superfície da Lua , ou qualquer corpo sem ar ( Mercúrio , os asteróides , etc.), o derretimento e vaporização resultantes causam escurecimento e outras mudanças ópticas no regolito .
Micrometeoróides têm órbitas menos estáveis do que meteoróides, devido à sua maior área de superfície para razão de massa . Micrometeoróides que caem na Terra podem fornecer informações sobre eventos de aquecimento em escala milimétrica na nebulosa solar . Meteoritos e micrometeoritos (como são conhecidos na chegada à superfície da Terra) só podem ser coletados em áreas onde não há sedimentação terrestre , tipicamente regiões polares. O gelo é coletado, derretido e filtrado para que os micrometeoritos possam ser extraídos ao microscópio.
Micrometeoróides suficientemente pequenos evitam um aquecimento significativo na entrada na atmosfera terrestre . A coleta dessas partículas por aeronaves que voam alto começou na década de 1970, quando essas amostras de poeira interplanetária coletada na estratosfera (chamadas de partículas de Brownlee antes de sua origem extraterrestre ser confirmada) se tornaram um componente importante dos materiais extraterrestres disponíveis para estudo em laboratórios na terra.
Estudos históricos
Em 1946, durante a chuva de meteoros Giacobinid , Helmut Landsberg coletou várias pequenas partículas magnéticas que estavam aparentemente associadas à chuva. Fred Whipple ficou intrigado com isso e escreveu um artigo que demonstrou que as partículas desse tamanho eram muito pequenas para manter sua velocidade quando encontraram a atmosfera superior . Em vez disso, eles desaceleraram rapidamente e caíram na Terra sem derreter. Para classificar esses tipos de objetos, ele cunhou o termo " micro-meteorito ".
Velocidades
Whipple, em colaboração com Fletcher Watson do Observatório de Harvard , liderou um esforço para construir um observatório para medir diretamente a velocidade dos meteoros que podiam ser vistos. Na época, a origem dos micro-meteoritos não era conhecida. Medições diretas no novo observatório foram usadas para localizar a origem dos meteoros, demonstrando que a maior parte do material sobrou das caudas dos cometas , e que nada disso pode ter uma origem extra-solar. Hoje se entende que meteoróides de todos os tipos são sobras de material da formação do Sistema Solar, consistindo em partículas da nuvem de poeira interplanetária ou outros objetos constituídos desse material, como os cometas.
Fluxo
Os primeiros estudos foram baseados exclusivamente em medições ópticas. Em 1957, Hans Pettersson realizou uma das primeiras medições diretas da queda da poeira espacial na Terra, estimando-a em 14.300.000 toneladas por ano. Isso sugeriu que o fluxo de meteoróide no espaço era muito maior do que o número baseado em observações do telescópio. Um fluxo tão alto representava um risco muito sério para as cápsulas de órbita alta da Apollo e para as missões à lua. Para determinar se a medição direta era precisa, uma série de estudos adicionais seguiram, incluindo o programa de satélite Pegasus , Lunar Orbiter 1 , Luna 3 , Mars 1 e Pioneer 5 . Eles mostraram que a taxa de meteoros passando para a atmosfera, ou fluxo, estava em linha com as medições ópticas, em torno de 10.000 a 20.000 toneladas por ano. O Programa Surveyor determinou que a superfície da Lua é relativamente rochosa. A maioria das amostras lunares retornadas durante o Programa Apollo têm marcas de impacto de micrometeoritos, normalmente chamadas de "poços de zap", em suas superfícies superiores.
Efeito nas operações da espaçonave
Micrometeoróides representam uma ameaça significativa para a exploração espacial . A velocidade média dos micrometeoróides em relação a uma espaçonave em órbita é de 10 quilômetros por segundo (22.500 mph). A resistência ao impacto de micrometeoróides é um desafio de design significativo para projetistas de naves espaciais e trajes espaciais ( consulte Vestuário de micrometeoróide térmico ) Embora os tamanhos minúsculos da maioria dos micrometeoróides limitem os danos incorridos, os impactos de alta velocidade degradarão constantemente o revestimento externo da espaçonave de uma maneira análoga ao jato de areia . A exposição a longo prazo pode ameaçar a funcionalidade dos sistemas das naves espaciais.
Os impactos de pequenos objetos com velocidades extremamente altas (10 quilômetros por segundo) são uma área atual de pesquisa em balística terminal . (Acelerar objetos até essas velocidades é difícil; as técnicas atuais incluem motores lineares e cargas moldadas .) O risco é especialmente alto para objetos no espaço por longos períodos de tempo, como satélites . Eles também representam grandes desafios de engenharia em sistemas de elevação teóricos de baixo custo, como rotovators , elevadores espaciais e dirigíveis orbitais.
Proteção de micrometeoróide da nave espacial
O trabalho de Whipple foi anterior à corrida espacial e provou ser útil quando a exploração espacial começou apenas alguns anos depois. Seus estudos demonstraram que a chance de ser atingido por um meteoróide grande o suficiente para destruir uma espaçonave era extremamente remota. No entanto, uma espaçonave seria quase constantemente atingida por micrometeoritos, do tamanho de grãos de poeira.
Whipple já havia desenvolvido uma solução para esse problema em 1946. Originalmente conhecido como "pára-choque de meteoro" e agora denominado escudo de Whipple , ele consiste em uma película fina mantida a uma curta distância do corpo da espaçonave. Quando um micrometeoróide atinge a folha, ele vaporiza em um plasma que se espalha rapidamente. No momento em que esse plasma cruza a lacuna entre o escudo e a espaçonave, ele é tão difuso que é incapaz de penetrar no material estrutural abaixo. A blindagem permite que o corpo da espaçonave seja construído com a espessura necessária para a integridade estrutural, enquanto a folha adiciona pouco peso adicional. Essa espaçonave é mais leve do que uma com painéis projetados para parar os meteoróides diretamente.
Para espaçonaves que passam a maior parte do tempo em órbita, alguma variedade do escudo Whipple é quase universal há décadas. Pesquisas posteriores mostraram que escudos de fibra de cerâmica oferecem melhor proteção para partículas de hipervelocidade (~ 7 km / s) do que escudos de alumínio de peso igual. Outro design moderno usa tecido flexível multicamadas , como no design da NASA para seu módulo de habitação espacial expansível TransHab nunca voado , e o Módulo de Atividade Expansível Bigelow , que foi lançado em abril de 2016 e anexado à ISS por dois anos de órbita testando.
Notas de rodapé
Veja também
links externos
- Artigo sobre migalhas derretidas do asteróide Vesta sobre micrometeoritos coletados na Antártica na revista educacional Planetary Science Research Discoveries