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欢迎来到科学大枪!

对于所有偶然或有意来到这里的人,我要说欢迎你们。

这个博客旨在每月更新肯特大学天体物理学和行星科学中心正在进行的空间科学研究。开云体育主頁(欢迎您)开云体育app客服

每个月我们都将讨论本组研究人员的最新工作,并讨论空间科学领域的重大事件。

“大枪科学”指的是CAPS家族中的一组使用的设备,这是本月博客文章的主题。

如果您希望了解更多关于肯特大学或CAPS小组的信息,请使用以下链接:开云体育主頁(欢迎您)开云体育app客服

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从撞击坑到星系形成与我们一起在这里学习更多关于空间科学的知识。

碰撞带来的麻烦

撞击的问题在于,当我在研究冰和水撞击时,它们往往会把一切都搞砸,从弹丸到目标再到枪械实验室的目标室。然而,有一种情况是,通过撞击收集的物质可能使预期结果从对彗星核组成的调查转向了撞击冲击导致的矿物组成的变化。

星尘号任务是行星科学的一个里程碑,因为它提供了第一个从彗星上收集和回收的物质。

艺术家的印象星尘空间陨石坑http://stardust.jpl.nasa.gov/photo/artist.html

飞船飞到威尔德2号彗星的尾部,在气凝胶中收集了尾部的材料,气凝胶是一种合成多孔硅胶,其中液体被气体取代,材料中98.2%是空气。这些物质捕获了彗星尾部的物质,然后返回地球。

来自彗星的物质在撞击气凝胶时以大约6.2公里/秒的速度移动,许多物质也撞击了放置在网格上的铝箔,以确保气凝胶捕获系统的安全。

航天器返回地球后,对气凝胶和箔陨石坑内的物质进行分析,以发现作文彗核

然而,像我这样研究撞击的人脑子里有一个问题,撞击是如何影响目前正在分析的物质的成分的?

这是一个相当大的问题,已知撞击产生的震动会导致融化、下放以及结构和事件组成的变化。因此被星尘收集到的物质成分是原始的或因撞击而改变的。如果修正,那么科学界调查的不是彗星的成分,而是冲击改变物质的结果。

必须要做的是在实验室环境中进行实验,以了解星尘号材料发生的变化,并对分析结果进行正确的修正,以便确定彗星的成分。

这是由福斯特等,2013年哈里斯等人,2016年。他们采用了已知成分的橄榄石材料,并使用肯特大学的轻气枪在“星尘号”任务中使用的气凝胶和铝箔上以相同的速度发射,该材料被认为影响了航天器收集器~6公里/秒。开云体育主頁(欢迎您)开云体育app客服

橄榄石粉末箔上的撞击坑,来自Foster等人,(2013)

在分析陨石坑残留物时发现了什么拉曼技术表明,未撞击的橄榄石颗粒的峰值位置与陨石坑内以~6 km/s速度形成的橄榄石残留物的峰值位置不匹配。这意味着拉曼对星尘颗粒的分析可能会产生不正确的成分结果,因此需要进行修正。

这项工作只表明了拉曼分析需要修正,到目前为止只研究了橄榄石矿物的影响。下一步将是使用收集到的彗星物质中包括顽火辉石在内的其他矿物质重复这些研究。

和平号空间站-发射30年来人类继续居住在太空!

国际空间站是工程和科学的奇迹,是18个国家国际合作的基础,但它的成功要归功于苏联的第一个模块空间站和平号空间站。这里是一个简短的历史和平号空间站,但要了解更多信息,请参阅我的文章关于和平号空间站的遗产谈话

和平号是第一艘在太空中组装的宇宙飞船,有许多单独的模块。前三次发射是在1986年到1989年苏联解体之前,俄罗斯和美国之间的合作形成之前。

1:和平号核心模块- 1986年2月19日

第2集:Kvant-1 - 1987

第3集:Kvant -2 - 1989

第4集:水晶- 1990

这些模块中的每一个都被设计用来进行科学调查和实验,其中包括,每一个都允许进行科学研究,包括天文学、生物学研究和种植食物,所有这些都将表明人类是否有能力在月球以外的长期飞行中在太空中生存,甚至茁壮成长。

1993年7月3日从联盟TM-17 Jean-Pierre上看到的俄罗斯和平号空间站Haigneré - http://www.spacefacts.de/graph/drawing/drawings2/soyuz-tm-17_mir_2.jpg

1991年后,美国和俄罗斯之间的合作形成了航天飞机-和平号计划,航天飞机由航天飞机和联盟号补给,由俄罗斯宇航员和美国宇航员共同驾驶,其中第一个宇航员于1995年抵达。

在接下来的11年里,和平号空间站接待了美国、欧洲航天局、日本和乌克兰的宇航员。增加了两个新的模块,Spektr有4个太阳能阵列和用于地球观测的设备,Priroda是1996年增加的最后一个模块。

联盟TM-21的和平号EO-19机组人员在STS-71期间看到的美国航天飞机亚特兰蒂斯号和俄罗斯和平号空间站。http://grin.hq.nasa.gov/IMAGES/LARGE/GPN-2000-001315.jpg

联盟TM-21的和平号EO-19机组人员在STS-71期间看到的美国航天飞机亚特兰蒂斯号和俄罗斯和平号空间站。http://grin.hq.nasa.gov/IMAGES/LARGE/GPN-2000-001315.jpg

1997年,“和平号”与补给飞船相撞、起火等事故意味着它开始显老。即使在那不幸的一年之后,车站也得到了修复,并继续使用,直到1999年被废弃。2000年11月,国际空间站宣布退役。1月24日,和平号开始脱离轨道th2001年,国际空间站坠入南太平洋。

除了1989年的几个月,和平号空间站被永久载人,从这种持续居住中吸取的教训导致了国际空间站的成功发展,我们现在对微重力对宇航员生物学的影响有了更深入的了解,这意味着合适的技术和制度可以为未来进入太阳系深处的长期任务做好准备。

月球是如何形成的?肇事逃逸,还是最大的影响之一?

我们的月球是一个异常现象,这是多方面的,首先,它是唯一一个名字最乏味的月球,就像地球是地球一样,地球的月球被称为月球,就连科尔布尔人也创造性地称他们的月球为Mun!

其次,它是目前唯一一个理论上起源于它所环绕的天体的卫星天体,不像其他卫星要么是被捕获的,要么是从古代的环系统中产生的。

然而,月球的实际形成仍然存在争议,有关这一主题的科学研究本周发表在《科学》杂志上。

人们普遍认为,月球的形成和地球绕其转轴的旋转是相联系的,而且它是一个天体影响在两个天体之间,一个更大的地球和火星大小的忒伊亚,产生了这两种现象,

两颗行星之间的碰撞对两颗行星都造成了重大破坏,并将碰撞产生的碎片抛到受损行星周围的轨道上。随着时间的推移,这些碎片聚集在一起,形成了月球,最初的碰撞破坏了地球的旋转,因此它的运动速度比以前慢。

自从阿波罗号宇航员带回月球岩石样本进行分析以来,地球和月球之间就有了联系。月球的组成与预测的年轻地球相似。自月球形成以来,地球内部的动态加热通过数千年的板块构造改变和演变了地壳。而月亮则变得静止不动。

地球和月球起源于某一天体的第二个也是最重要的证据是氧同位素组成。

氧同位素被用来描述太阳系中不同的行星体。每个陨石家族,小行星和行星都有一个单一的氧同位素组成,有一些重叠。正是这一点让科学家们发现了火星陨石和月球陨石的起源,并将其他陨石按逻辑分组。

从月球带回的岩石的氧同位素组成,在业内被称为陆地分馏线。这条TFL是地球上所有岩石落下的线,连同月球样本一起表明月球和地球起源于相同或相似的天体。

然而,这是问题的关键,地球和月球的岩石是相似的,但我自己的实验表明,在撞击过程中,较小物体的生存能力令人印象深刻。因此问题是:忒伊亚的材料在哪里?

最近的工作对月球岩石氧同位素组成的研究表明,月球和地球具有几乎相同的Theia含量,因为它们的氧同位素组成难以区分,这意味着月球形成的冲击彻底混合和均质了Theia和早期地球(原始地球)的氧同位素。

因此,没有撞了就跑的碰撞,而是高能、高角动量的碰撞,将忒伊亚的物质与原地球混合在一起,均匀地分布在新形成的月球和地球上。

来自一次影响会议的想法

9月下旬,我参加了由德国弗莱堡大学主办的“2015年弥合鸿沟大会”。开云体育主頁(欢迎您)

弥合差距III

这是一个小型会议,专门研究撞击坑的各个方面,旨在将三个主要领域的撞击坑研究结合在一起。这些都是:

1.以实验室为基础的研究,例如肯特大学进行的研究;开云体育主頁(欢迎您)开云体育app客服

2.基于实地调查的研究,地质学家调查地面撞击坑的露头和地外食物的遥感;

3.使用软件模拟不同影响场景和环境发展的计算建模者。

所有这些领域都为陨石坑的研究提供了重要的信息,但要充分了解这三个领域必须共同努力,相互借鉴。因此召开了“缩小差距”会议。

这个为期三天的会议包括一些口头会议,从讨论炮弹的命运,(在哪里Jamies的工作)到目标属性(在那里我介绍了我关于冰目标的工作)的讨论冲击凝灰角砾岩玻璃和融化的岩石。

总的来说,所有的谈话都很吸引人,内容丰富,有机会在喝咖啡和吃午餐时讨论不同的话题。

一个有趣的谈话讨论了使用辅助矿物作为冲击岩石的冲击指标,由朴茨茅斯大学的同事提供,我们将期待在这项工作上与他们合开云体育主頁(欢迎您)作。此外,还提出了一项建议新的冲击压力分类方案强调已知的和常用的分类思想方法的科学依赖性,随着该领域的新发展,许多旧的分类方案变得不明确,需要扩展或修订。

看起来很有趣研究火星上与撞击有关的风向我介绍了一种新的现象,并对其进行了精彩的解释和讨论。

在整个会议中,主要讨论了声流化,以及什么是真正的sueavite。

总的来说,这次会议很好地结合在一起,确实为我和其他与会者提供了一个改变,可以讨论想法,获得反馈,并与那些以完全不同的方式调查Impact crater的人发展合作。

建模人员为我们提供了一个精彩的早晨,向我们展示了使用iSale 2软件可以实现什么,这对包括我在内的许多非建模人员来说是非常有用和有趣的。

最后,我想对托马斯·肯克曼和所有召集人以及科学组织委员会表示祝贺,他们举办了一场伟大的、信息丰富的会议,并举办了一场俯瞰美丽的弗赖堡市的伟大会议晚宴。

小组焦点-博士生Jamie Wickham-Eade

每隔一段时间,在这个博客中,我们会看到肯特大学影响小组成员之一正在进行的工作。开云体育主頁(欢迎您)开云体育app客服

第一个站在聚光灯下的是杰米,他是一年级的博士生,即将开始他的第二年,但他已经为他的项目准备了很多数据和计划。

在上一篇关于弹丸在高速撞击时的生存能力的文章之后,这是一个目前在文献中没有很好地代表的主题,Jamie的项目正在研究玄武岩弹丸在撞击时的破裂。

研究目的

他的主要研究目的是发现玄武岩弹丸在不同冲击速度下的生存状态,从而导致弹丸所经历的不同程度的冲击。

为什么弹丸碎片很重要?

已经从地球上的13个地点回收了抛射物材料,并可能在灶神星等小行星上形成黑暗区域,在月球上发现了非本土材料,并从陨石内部回收。所以有明确的证据表明抛射物可以在这些现实生活中的撞击中幸存下来,所以了解不同类型的撞击物质的破裂和生存能力可以帮助我们理解太阳系天体的发展。

数据收集方法

他用两级轻气枪(见以前的文章)以0.5 - 6.0 Km/s的速度向水中目标发射玄武岩立方体(由Jamie手工提交)。

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水目标架和水准备进入室

这可能不是一个真实的冲击,但它为弹丸提供了预期的冲击压力范围。

水被收集并过滤,以提取在撞击中幸存下来的玄武岩弹丸碎片。这些碎片是用扫描电子显微镜(SEM)测量和记录的,它可以对玄武岩的微米级颗粒成像。

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杰米在实验室研究他的射弹~(来源-肯特大学)开云体育主頁(欢迎您)开云体育app客服

这里的大局是什么?

对玄武岩在高冲击压力下的生存能力进行了新颖的研究,以呈现弹丸的生存百分比。这可以用来比较撞击不同太阳系天体的弹丸存活的数量。此外,研究了累积破片尺寸分布随峰值冲击压力增加的演变规律。

杰米的作品很快就会在即将到来的展览会上展出弥合差距会议在德国的弗里贝格。

被遗忘的弹丸

在超高速(>3公里/秒)的撞击坑中,事件经历了如此高的能量,所产生的撞击坑提供了如此多的信息,但弹丸呢?

一个小的弹丸会产生如此大的破坏,然后还能存活下来,这似乎是不可能的,但对于一些关于宇宙起源的基本问题的理论来说,部分弹丸的存活是必要的我们自己的星球这个星球上的生命,生源说的观点是值得研究的。

生源说-假设生命存在于整个大学,并通过流星体,小行星,彗星和受污染的宇宙飞船分布。开云体育主頁(欢迎您)

在肯特大学冲击小组,我们开云体育主頁(欢迎您)开展了开云体育app客服一系列项目,研究不同材料在超高速冲击下的生存能力。

太空飞船的生存能力-太空垃圾

大多数航天器在着陆一颗行星时都是为了安全着陆,即软着陆,这样航天器上的精密仪器就能完好无损,以便开始探索和科学研究。

“好奇号”月球车使用“天空鹤”进行软着陆

然而,早在2005年就有一个已知的任务,叫做nasa深度撞击号有目的地撞击坦普尔1号彗星,以发现彗星的内部组成。撞击器的有效载荷由4%的铜和铝制成,重100公斤,以10.2公里/秒的速度撞击彗星。为了发现更多彗星的内部成分,科学家们分析了撞击产生的碎片。然而,人们认为炮弹在撞击过程中完全消失了。

美国国家航空航天局/姓名/ UMD格式

坦普尔-1彗星深度撞击任务的撞击点(NASA/JPL-Caltech/UMD)

然而,在肯特大学,我们研究了深度开云体育主頁(欢迎您)撞击的开云体育app客服弹丸有多少能在撞击中幸存下来,并在彗星表面散落了铜物质。

我们使用铜球轴承,并以1 - 6公里/秒的速度冲击多孔水冰。撞击后,冰被融化并过滤,这样任何在撞击中幸存下来的物质都可以被收集起来。

我们的工作得出结论,当撞击速度达到10.2 km/s时,重大物质在撞击中幸存下来,达到原始质量的15%。

这是一个重要的结果,强调了我们自己的太空旅行可能对太阳系产生的影响,因为Temple -1现在正在携带一些来自地球的奇异铜碎片旅行。这也突出了对航天飞机材料进行灭菌以防止行星体意外污染的重要性。

天体生物学-生物材料的生存能力

天体生物学是研究地球以外太阳系中生命或可能形成生命区域的学科。生源说的观点意味着生命必须在撞击过程中幸存下来,才能在新的环境中开始茁壮成长。

我们一直对这个想法很感兴趣,由我们的组长马克·波切尔教授领导,在很长一段时间内,我们研究了地球的生存能力简单有机材料细菌酵母缓步类甚至化石材料

以每秒6公里的速度撞击后发现的化石碎片

所有这些实验都使用了含有有机物质的冷冻弹丸,然后将其撞击到海洋目标(水)中。然后收集和过滤水,并测试生物体的生活状态。

人们发现缓步动物可以在每秒4公里的撞击中存活,
酵母在7.4千米/秒的速度下生存几率为10^-3%
自然材料-自然空间材料的生存能力艾尔

当然,形成空间的自然物质被认为可以在撞击中幸存下来,因为幸存下来的物质被称为陨石,然而,研究生存能力和撞击速度是一个有趣的领域。

我们已经在这个主题上做了很多工作,包括一些令人兴奋的正在进行的工作,看看玄武岩弹丸材料的生存能力,这将形成一个自己的博客帖子,所以看这个空间!

然而,如果你渴望了解更多,请检查工作乔伊等,2012年而且埃斯帕格,2013谁在月球的陨石坑里发现了抛射物质的证据

为什么科学要有一把大枪?

谁见过世界末日?深度撞击?复仇者联盟时代奥创?重力吗?

这些电影和其他许多电影都有一个重大威胁,那就是小行星或彗星/月/,我们应该说一个行星体/人造卫星,撞击地球或宇宙飞船,造成地球的毁灭和我们所知道的生命的终结,类似于发生在可怜的恐龙身上的事情。

霸王龙是可怕的小行星猎手(alexhp RedBubble

两个天体在太空中碰撞的过程被称为撞击坑,自太阳系早期历史以来,所有行星天体上都发生过撞击坑。

这些动态事件所产生的撞击坑在太阳系的所有天体上都能找到,包括地球,并显示了我们太阳系的详细波动历史,而且这样的事件至今仍在发生,每年有80000颗>10克陨石撞击地球。

土星的卫星土卫一

土星卫星土卫一的大撞击坑-或死星....美国航天局/喷气推进实验室/ SSI

在肯特大学我们有一个非常开云体育主頁(欢迎您)特殊的开云体育app客服设备来研究不同物质之间的碰撞来模拟发生在太阳系中的碰撞,我们有一个真是一把大枪!

肯特大学的光气枪开云体育主頁(欢迎您)开云体育app客服

这是一门两级轻气炮(LGG),可以在0.5到7公里/秒之间发射3平方毫米的物质,是的,这是每秒公里!

为什么这么快?这是为了达到与太空中物质相似的速度

LGG是如何运作的?

LGG的工作原理是两个阶段的机制,第一级使用步枪火药在一个类似于普通枪械的射击枪弹壳内。发射时,粉末燃烧释放的能量推动尼龙活塞前进,而不是金属子弹。

活塞沿着泵管向下运动,压缩存在的轻气体。这种气体的压缩对破裂盘形成压力,直到破裂盘最终失效,压缩气体释放出的压力推动装有弹丸材料的弹夹沿膛线发射管通过爆炸罐和光幕进入目标室,直至撞击目标材料。

气体的类型,通常是H或He,和初始压力的选择,以产生所需的冲击速度。光幕被用来计算弹丸的速度使用下面的简单公式,因为我们知道两个光幕之间的距离和弹丸通过思想的时间。

速度=距离/时间

那么,为什么我们需要以如此高的速度发射小物体呢?

肯特大学使用LGG进行的研究是多样化的,陨石坑与空间和地质科学的许多开云体育主頁(欢迎您)不同领域有关。开云体育app客服我们目前正在调查生物在撞击坑事件中幸存的可能性。我们最近还研究了由撞击事件提供的能量合成氨基酸。查看结果在这里

其他工作包括在撞击事件中发生的地质变化,包括撞击融化,水的损失。

下一篇博客文章将更详细地介绍使用LGG进行的研究。

所以,现在我希望你们知道为什么我们用一把大枪来调查太阳系中已经发生和正在发生的撞击坑事件。

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