Μια «ανεστραμμένη» μέθοδος για να εξερευνήσετε το εσωτερικό των κομητών και των αστεροειδών
Το εσωτερικό των κομητών και των αστεροειδών είναι ακόμα ελάχιστα γνωστό. Η καλύτερη γνώση αυτών των μικρών ηλιακών σωμάτων είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα, καθώς αυτά τα σώματα περιέχουν μοναδικά κλειδιά για την κατανόηση του πρώιμου Ηλιακού Συστήματος και της μετέπειτα εξέλιξής του.
Προς το παρόν, οι γνώσεις μας για την εσωτερική δομή των κομητών και των αστεροειδών είναι, μέχρι στιγμής, έμμεσες — βασισμένες σε συμπεράσματα από παρατηρήσεις τηλεπισκόπησης της επιφάνειας, από τη Γη και από τις διαστημικές αποστολές καθώς και από θεωρητική μοντελοποίηση σχηματισμού και εξέλιξης. Οι κομήτες μπορούν να έχουν μεγάλη ποικιλία μορφολογιών και πολλά μοντέλα έχουν προταθεί για την εσωτερική τους δομή ως μοντέλο φράκταλ αδρανών, μοντέλο πασσάλων ερειπίων, μοντέλο παγωμένης κόλλας, πολυεπίπεδο μοντέλο πασσάλων, κ.λπ.
Η γνώση της εσωτερικής δομής τέτοιων σωμάτων είναι μεγάλης σημασίας γιατί μπορεί να βοηθήσει στο συμπέρασμα του σεναρίου σχηματισμού τους. Το ραντάρ είναι μια ώριμη τεχνική ικανή να διερευνήσει την εσωτερική δομή τέτοιων σωμάτων. Μετά το πείραμα CONSERT της αποστολής Rosetta της ESA, το οποίο ήταν το πρώτο όργανο που σχεδιάστηκε για να ανιχνεύει το εσωτερικό ενός κομήτη (συνάντησε τον κομήτη 67P/Churyumov-Gerasimenko τον Νοέμβριο του 2014), ο ήχος αυτών των μικρών ηλιακών σωμάτων με ηλεκτρομαγνητικά κύματα έγινε όλο και πιο ελκυστικό. Επί του παρόντος, πολλά διαστημόπλοια βρίσκονται σε λειτουργία, σε κρουαζιέρα ή υπό ανάπτυξη για την παρατήρηση αστεροειδών και έχουν προταθεί αρκετές προτάσεις αποστολών, συμπεριλαμβανομένου ενός συστήματος ραντάρ στα επιστημονικά όργανα για τη λήψη πληροφοριών σχετικά με την εσωτερική δομή.
Αυτή η πρόσφατη μελέτη ασχολείται με τη δυνατότητα επεξεργασίας αυτού του τύπου σήματος ραντάρ για πρόσβαση στην εσωτερική δομή τέτοιων σωμάτων. Πράγματι, όταν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα αλληλεπιδρά με ένα αντικείμενο (εδώ έναν κομήτη ή αστεροειδή), το κύμα μετά την αλληλεπίδραση περιέχει τα χαρακτηριστικά αυτού του στόχου (γεωμετρικές και φυσικές ιδιότητες). Επομένως, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί ένας αλγόριθμος που ονομάζεταιαντίστροφος αλγόριθμος , για να ανασυνθέσετε μια εικόνα αυτού του αντικειμένου από τη μέτρηση αυτού του ηλεκτρομαγνητικού κύματος.
Για να λυθεί αυτό το αντίστροφο πρόβλημα, οι δυσκολίες οφείλονται κυρίως στο γεγονός ότι ένας κομήτης ή αστεροειδής είναι μια πολύ μεγάλη δομή (που σημαίνει δυνητικά πολλά άγνωστα) και ότι ο αριθμός των μετρήσεων σε ένα σενάριο διαστημικού ραντάρ είναι αναγκαστικά πολύ περιορισμένος (λόγω σε περιορισμούς χρόνου, ενέργειας και μεταφοράς δεδομένων). Για αυτές τις μετρήσεις, θεωρείται μια διστατική διαμόρφωση για να ληφθούν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη δομή. Αυτό αντιστοιχεί στο γεγονός ότι οι κεραίες εκπομπής και λήψης δεν βρίσκονται στην ίδια θέση.
Για το σκοπό αυτό, κατασκευάστηκε ένα μοντέλο κλίμακας ενός κομήτη/αστεροειδούς υποθέτοντας ότι η μορφολογία του βασίστηκε σε ένα απλοποιημένο μοντέλο πρόβλεψης λαμβάνοντας υπόψη μόνο τρία μέρη:τον πυρήνα, ένα στρώμα που αντιστοιχεί στον κρυσταλλικό φλοιό και τον βρώμικο πάγο και στη συνέχεια τον μανδύα της σκόνης . Χρησιμοποιήθηκε για πειραματική προσομοίωση. Πράγματι, η αλληλεπίδραση μεταξύ αυτού του αναλόγου και του ηλεκτρομαγνητικού κύματος μετρήθηκε σε εργαστηριακό περιβάλλον (σε έναν ανηχοϊκό θάλαμο) για να αποφευχθούν διαταραχές στη μέτρηση.
Αυτές οι μετρήσεις, επομένως, «αντιστράφηκαν» με έναν αλγόριθμο απεικόνισης ειδικά κατασκευασμένο για να εκμεταλλευτεί τη χωρική ποικιλομορφία (η διστατική διαμόρφωση). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, ακόμη και με λίγες μετρήσεις, μπορούν να ανακτηθούν δομικές πληροφορίες για το ανάλογο του κομήτη και, ειδικότερα, να ανιχνευθεί η παρουσία του πυρήνα.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Imaging the interior of a Comet from bistatic microwave mements:Case of a scale comet model, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Advances in Space Research.
Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους C. Eyraud και J.-M. Ο Geffrin από το Institut Fresnel στη Μασσαλία και οι A. Hérique και W. Kofman από το Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)
