Нова Анимация Показва Дългото и Странно пътуване на Бену – Цел на мисията на НАСА по завръщане на проба от астероида

Роден от отломките на голям сблъсък, пътуващ в космоса от милиони години и разбит от гравитацията на планетите, астероидът Бену има труден живот в опасен квартал: ранната Слънчева система. “Пътуването на Бену”, нова анимация създадена от Goddard Space Flight Center на Наса, в Грийнбелт, Мериленд, показва какво знаем, и какво не, за живота на Бену и произхода на Слънчевата система.

В анимационния филм “Пътуването на Бену” показва, което е известно и това, което остава неизвестно за живота на астероид Бену и произхода на Слънчевата система. Изображение: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
Изтегли видеото с добро качество

“Отиваме на Бену, защото искаме да разберем през какво е преминал по време на еволюцията си. Преживяванията на Бену ще ни кажат повече за това, откъде идва слънчевата ни система и как се е променила. Като детективи в криминален сериал, ще проучим малките факти, които Бену ни показва, за да разберем напълно историята на Слънчевата система, която е и историята на нашия произход”–каза Едуард Бешор от Аризонския Университет, заместник-главният изследовател за мисията на НАСА OSIRIS-Rex, чиято цел е завръщането на астероидната проба.

Видеото започва с кадри на галактиката и продължава с кадри на мъглявина – голям облак от газове и прах, създадени от експлозията на умиращи звезди. Според Бершор, от наблюдението на други звездообразуващи части на нашата галактика, учените имат добра основна представа как се е получила нашата Слънчева система. Както е показано в анимацията, звезда, която експлодира в близост, нарушава елементите в мъглявината, предизвиквайки срив на част от нея, заради собствената си гравитация, формирайки диск от материя, който заобикаля новото слънце.

Това е концептуално изображение на една мъглявина. Те са големи облаци от газове и прах, получени от експлозиите на умиращи звезди. Учените мислят, че слънчевата система се е сформирала, когато експлозията на близка звезда нарушила елементите в мъглявината, предизвиквайки срив на част от нея, заради собствената си гравитация.
Изображение: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

В този диск, прашици биват нагрявани, докато се разтопят и кристализират и след това станат хондрули – една от градивните части на слънчевата система. Анимацията показва как хрондулите се съединяват, вследствие на електростатични и гравитационни сили, за да образуват астероиди и планети.

Хрондулите съставят голяма част от материалите в Бену. “На планети като земята, първоначалните материали са били променени изцяло от химични реакции с атмосферата и водата. Мислим, че Бену вероятно е непроменен. Затова, той е като машина на времето за нас”, каза Бешор. Анализирайки пробите, извлечени от Бену, екипът на OSIRIS-RExChondrules ще може да изследва някои от най-чистите материали в Слънчевата система.

Бену вероятно носи материали и от началото на Слънчевата система. Органичната тъкан е създадена от молекули, съдържащи основно въглеродни и водородни атоми и е от фундаментално значение за наземния живот. Анализът на какъвто и да е органичен материал, намерен на Бену, ще даде на учените имената на много материали, присъстващи в началото на Слънчевата система, които може би са имали роля в произхода на живота. “Връщайки тези материали на земята, можем да направим много по-подробен анализ, от този, направен с инструменти в космоса. Това е така заради практическите граници на размер, маса и енергийна консумация, Също така ще заделим някои от тези материали за следващите поколения, които да ги изучат с инструменти и способи, които дори не можем да си представим в момента”, каза Бешор.

Тази мисия ще допринесе и за друга на НАСА – Asteroid Redirect Mission (ARM), която ще идентифицира, залови и пренасочи астероид, близо до земята, в стабилна орбита около луната, където астронавти ще го изследват през 20те години на 21 век, донасяйки проби. ARM е част от плана на НАСА за развиването на нови способи, нужни за бъдещи мисии с хора на Марс. OSIRIS_Rex ще помогне и на опитите на агенцията да разбере причината за събирането на потенциално опасни обекти около земята и характеризирането на тези, годни за използване за следващи мисии, засягащи изследването на астероиди.

В ранната Слънчева система е царял хаос. Огромни кратери из цялата слънчева система, образувани от сблъсъци, показват, че може би е имало “бомбандировка” от астероиди преди 3.8 – 4.1 милиарда години – оттогава датира и началото на живота на земята. Това видео разкрива една от теориите. Газовият гигант Юпитер започнал да мигрира по-близо до слънцето заради гравитационните взаимодействия с другите газови гиганти. Гравитацията на Юпитер нарушила астероидния пояс, изхвърляйки много астероиди по-близо до слънцето, където някои се сблъскали с други планети, включително и земята. Тази бомбандировка може да е била значителен източник на органична тъкан и вода за ранната Земя.

Това е представата на художник за младата планета Земя, бомбардирана от астероиди. Учените смятат, че тези сблъсъци може да са доставили значително количество органична тъкан и вода до Земята.
Изображение: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

След тази бомбардировка, нещата се по успокоили, но огромни сблъсъци продължавали да се случват редовно, като този между астероид и планетезимал (небесно тяло от ранната слънчева система) преди около 1 милиард години, показан във видеото. Учените мислят, че подобен сблъсък може да е довел до произхода на Бену. Видеото показва как астероидът се формира, вследствие на постепенното съединение на отломки от сблъсъка, причинено от собствената им слаба гравитация.

Това е представата на художник за сблъсъкът, който създал астероида Бену. Учените смятат, че Бену се е сформирал, когато отломките от сблъсък като този се събрали, вследствие от собствената им гравитация.
Изображение: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Измервания разкриват, че плътността на Бену е по-малка от тази на скала. Затова учените смятат, че астероидът има празнини във вътрешността си, според Бешор. Подобни астероиди са слабо свързани скали и прах.

Бену също така е много мрачен. Като асфалт в горещ ден, той събира по-голямата част от слънчевата светлина, която достига до него и по-късно излъчва тази енергия като топлина. Тази радиация дава на Бену малък тласък, наречен ефекта на Ярковски, който постепенно променя орбита му с течение на времето. Анимацията показва, как ефектът на Ярковски кара Бену да мигрира, докато не срещне тъй наречения гравитационен резонанс със Сатурн. Редовни тласъци от този резонанс избутват Бену във вътрешната част на Слънчевата система, където астероидът няколкократно среща в опасна близост Венера и Земята. Тези сблъсъци разкъсват Бену, променяйки астероида.

Според Бершор, защото Бену наближава земята, има малък шанс (около 1 на 2500) астероидът да удари земята в края на 22ри век. “Ще имаме точните размери на ефекта на Ярковски над Бену, като точно проследим OSIRIS-RЕx, докато обикаля астероида. Като допълнение, инструментите, които са на борда, са перфектни за измерване на всички неща, които допринасят за ефекта на Ярковски, като композиция, температура, топография и други. Ако някой ден астрономите идентифицират астероид, които вещае значителна опасност от сблъсък за земята, първата стъпка ще бъде намирането на повече информация за астероида. За щастие, мисията OSIRIS-Rex ще ни даде опита и инструментите, нужни за тази работа.”

Анимацията завършва с навлизането на OSIRIS-Rex в орбита на Бену, за да разкаже за дългото и странно пътуване на астероида – пътуване, което обещава да разкрие тайни за Слънчевата система и може би, за нашия произход.

Това е представата на художник за OSIRIS-RЕx, пристигащ на Бену
Изображение: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Анимацията е един от най-детайлните продукти на Goddard’s Conceptual Image Laboratory  и като такъв представя значителните предизвикателства за мисията. Изрязана във формат 8:3 с пропорции 5670 пиксела на 2180 пиксела, има по-голяма резолюция дори от 4K “Ultra High Definition” (4K UHD), която е представяна, като новото поколение висококачествен телевизионен формат.

“Това бе направено поради две причини – първо, с такава резолюция можем да се възползваме от допълнителното място, за по-синематичен дизайн и също така ще върви добре на екрани за по-големи формати, като IMAX и хиперстената на НАСА. Второ, използването на по-висока резолюция изисква еднократно обработване. Запазвайки екшъна на анимацията от формат 16:9, направихме видеото 4К UHD и така стана съизмеримо с другите ни анимирани продукти” – каза главният аниматор Уолт Феймър.

Едно от големите предизвикателства за филма бе текстурирането. Тъй като форматът е толкова голям, текстурирането трябваше да увеличи размера си, за да поддържа резолюцията, без да разваля качеството, според Феймър. Екипът също прекара много време, създавайки визията и усещането на газовете, използвани в мъглявината и ранната слънчева система.

Огромният размер на анимацията изисква много време за преработка на компютър. Затова беше много важно промените да се сведат до минимум, с помощта на строга координация от научния и продукционния екип и сценаристи.

“Ед Бешор и Дан Лорета (Главен Изследовател на OSIRIS-Rex) имаха много срещи с мен и екипът, работещ по анимацията (Уолт Феймър и Майкъл Ленц), за да дискутираме историята на Бену и коментара. Тогава Уолт и Майкъл започнаха да създават историята и да пишат текста, базирайки се на много научни статии. Най-ранните версии бяха изпълнени с информация, но не пресъздаваха усещането, което целяхме. Затова включихме продуцента и сценарист Майкъл Старобин, който трябваше да промени тона на разказа. След няколко опита, екипът стигна до сценарии, запазващ най-важните научни точки, но представяйки ги по-запленяващ начин,” – каза Даниел Галахър от Goddard Media Studios, сценарист и продуцент по проекта.

“С много общи усилия, с Данте и Ед създадохме историята, която искахме да разкажем и направихме списък. Имахме 31 различни кадъра. Прекараното допълнително време за историята се отплати. Сведохме промените до минимум и в крайна сметка добавихме два кадъра, от които махнахме един” – каза Феймър.

Усилията на екипа се отплатиха с уникална анимация, която показва как изследването на астероиди може да покаже откъде идваме.

Анимацията бе финансирана от проекта OSIRIS_Rex. Goddard Space Flight Center на НАСА, в Грийнбелт, Мериленд, ще осигури управление, системно инженерство и сигурност за OSIRIS_Rex. Дан Лорета е главният изследовател на мисията, в Аризонския Университет. Lockheed Martin Space Systems в Денвър ще направи летателния апарат. OSIRIS_Rex е третата мисия от програмата на НАСА – New Frontiers. Marshall Space Flight Center на НАСА в Хънтсвил, Алабама, ръководи програмата за Дирекцията “Научни Изследвания” (Science Mission Directory), във Вашингтон.

Превод: Стефан Михов
Източник: http://www.nasa.gov