نيزك صغير

النيزك الدقيق هو نيزك صغير : جسيم صغير من الصخور في الفضاء، يزن عادة أقل من جرام . النيزك الدقيق هو جسيم ينجو من المرور عبر الغلاف الجوي للأرض ويصل إلى سطح الأرض.

تم إيقاف استخدام مصطلح "النيازك الدقيقة" رسميًا من قبل الاتحاد الفلكي الدولي في عام 2017، باعتباره مكررًا لمصطلح النيزك. ^[1]

النيازك الدقيقة هي قطع صغيرة جدًا من الصخور أو المعادن تنفصل عن قطع أكبر من الصخور والحطام والتي يعود تاريخها غالبًا إلى ولادة النظام الشمسي . النيازك الدقيقة شائعة جدًا في الفضاء. تعد الجسيمات الدقيقة مساهمًا رئيسيًا في عمليات التجوية الفضائية . عندما تضرب سطح القمر أو أي جسم خالٍ من الهواء ( عطارد والكويكبات وما إلى ذلك)، فإن الذوبان والتبخر الناتجين يسببان تعتيمًا وتغيرات بصرية أخرى في الريجوليث .

تمتلك النيازك الدقيقة مدارات أقل استقرارًا من النيازك، وذلك بسبب نسبة مساحة سطحها إلى كتلتها الأكبر . يمكن أن توفر النيازك الدقيقة التي تسقط على الأرض معلومات عن أحداث التسخين على نطاق المليمتر في السديم الشمسي . لا يمكن جمع النيازك والنيازك الدقيقة (كما تُعرف عند وصولها إلى سطح الأرض) إلا في المناطق التي لا يوجد بها ترسب أرضي ، وعادةً ما تكون المناطق القطبية. يتم جمع الجليد ثم إذابته وتصفيته حتى يمكن استخراج النيازك الدقيقة تحت المجهر.

تتجنب النيازك الدقيقة الصغيرة بدرجة كافية التسخين الكبير عند دخولها الغلاف الجوي للأرض . ^[2] بدأ جمع مثل هذه الجسيمات بواسطة الطائرات عالية التحليق في سبعينيات القرن العشرين، ^[3] ومنذ ذلك الوقت أصبحت عينات الغبار بين الكواكب التي تم جمعها من طبقة الستراتوسفير (والتي كانت تسمى جزيئات براونلي قبل تأكيد أصلها خارج الأرض) مكونًا مهمًا للمواد خارج الأرض المتاحة للدراسة في المختبرات على الأرض.

في عام 1946، أثناء زخة نيزك جياكوبينيد ، جمع هيلموت لاندسبيرج عدة جزيئات مغناطيسية صغيرة كانت مرتبطة على ما يبدو بالزخة. ^{[4] كان} فريد ويبل مفتونًا بهذا وكتب ورقة بحثية أظهرت أن الجسيمات بهذا الحجم كانت صغيرة جدًا بحيث لا تحافظ على سرعتها عندما واجهت الغلاف الجوي العلوي . بدلاً من ذلك، تباطأت بسرعة ثم سقطت على الأرض دون أن تذوب. من أجل تصنيف هذه الأنواع من الأجسام، صاغ مصطلح " النيزك الصغير ". ^[5]

قاد ويبل، بالتعاون مع فليتشر واتسون من مرصد هارفارد ، جهدًا لبناء مرصد لقياس سرعة النيازك التي يمكن رؤيتها بشكل مباشر. في ذلك الوقت لم يكن مصدر النيازك الدقيقة معروفًا. تم استخدام القياسات المباشرة في المرصد الجديد لتحديد مصدر النيازك، مما يدل على أن الجزء الأكبر من المادة كان متبقيًا من ذيول المذنبات ، وأنه لا يمكن إثبات أن أيًا منها له أصل خارج المجموعة الشمسية. ^[6] اليوم من المفهوم أن النيازك من جميع الأنواع هي مادة متبقية من تكوين النظام الشمسي، وتتكون من جزيئات من سحابة الغبار بين الكواكب أو أجسام أخرى مكونة من هذه المادة، مثل المذنبات. ^[7]

استندت الدراسات المبكرة حصريًا على القياسات البصرية. في عام 1957، أجرى هانز بيترسون أحد أول القياسات المباشرة لسقوط الغبار الفضائي على الأرض، وقدرها بنحو 14.300.000 طن سنويًا. ^[8] وهذا يشير إلى أن تدفق النيازك في الفضاء كان أعلى بكثير من الرقم المستند إلى ملاحظات التلسكوب. مثل هذا التدفق العالي يمثل خطرًا خطيرًا للغاية على كبسولات أبولو عالية المدار وللمهام إلى القمر. لتحديد ما إذا كان القياس المباشر دقيقًا، تبع ذلك عدد من الدراسات الإضافية، بما في ذلك برنامج أقمار بيجاسوس الصناعية ، ومركبة لونار أوربيتر 1 ، ولونا 3 ، ومارس 1 ، وبايونير 5. أظهرت هذه الدراسات أن معدل النيازك التي تمر في الغلاف الجوي، أو التدفق، كان متوافقًا مع القياسات البصرية، عند حوالي 10.000 إلى 20.000 طن سنويًا. ^[9] حدد برنامج Surveyor أن سطح القمر صخري نسبيًا. ^[10] تحتوي معظم العينات القمرية التي تم إرجاعها أثناء برنامج أبولو على علامات اصطدام نيازك دقيقة، تسمى عادةً "حفر الزاب"، على أسطحها العلوية. ^[11]

تشكل النيازك الدقيقة تهديدًا كبيرًا لاستكشاف الفضاء . يبلغ متوسط ​​سرعة النيازك الدقيقة بالنسبة للمركبة الفضائية في المدار 10 كيلومترات في الثانية (22500 ميل في الساعة). تعد مقاومة تأثير النيازك الدقيقة تحديًا تصميميًا كبيرًا لمصممي المركبات الفضائية والبدلات الفضائية ( انظر الملابس الحرارية للنيازك الدقيقة ). في حين أن الأحجام الصغيرة لمعظم النيازك الدقيقة تحد من الضرر الذي يحدث، فإن التأثيرات عالية السرعة ستؤدي باستمرار إلى تدهور الغلاف الخارجي للمركبة الفضائية بطريقة مماثلة للنفخ الرملي . يمكن أن يهدد التعرض الطويل الأمد وظائف أنظمة المركبات الفضائية. ^[12]

تعد التأثيرات الناجمة عن الأجسام الصغيرة ذات السرعات العالية للغاية (10 كيلومترات في الثانية) مجالًا حاليًا للبحث في المقذوفات النهائية (على الرغم من أن تسريع الأجسام حتى هذه السرعات أمر صعب؛ تشمل التقنيات الحالية المحركات الخطية والشحنات المشكلة ). يكون الخطر مرتفعًا بشكل خاص للأجسام في الفضاء لفترات طويلة من الزمن، مثل الأقمار الصناعية . ^[12] كما أنها تشكل تحديات هندسية كبرى في أنظمة الرفع النظرية منخفضة التكلفة مثل الدوارات والمصاعد الفضائية والمركبات الجوية المدارية. ^{[13] [14]}

كان عمل ويبل سابقًا لسباق الفضاء ، وقد أثبت فائدته عندما بدأ استكشاف الفضاء بعد بضع سنوات فقط. وقد أثبتت دراساته أن فرصة الاصطدام بنيزك كبير بما يكفي لتدمير مركبة فضائية ضئيلة للغاية. ومع ذلك، فإن المركبة الفضائية سوف تتعرض بشكل شبه دائم لضربات من النيازك الدقيقة، بحجم حبيبات الغبار تقريبًا. ^[6]

كان ويبل قد طور بالفعل حلاً لهذه المشكلة في عام 1946. والمعروف في الأصل باسم "مصد النيزك" ويسمى الآن درع ويبل ، ويتكون هذا من فيلم رقيق يتم وضعه على مسافة قصيرة من جسم المركبة الفضائية. عندما يضرب نيزك صغير الرقاقة، فإنه يتبخر إلى بلازما تنتشر بسرعة. وبحلول الوقت الذي تعبر فيه هذه البلازما الفجوة بين الدرع والمركبة الفضائية، تكون منتشرة لدرجة أنها غير قادرة على اختراق المواد الهيكلية الموجودة أسفلها. ^[15] يسمح الدرع ببناء جسم المركبة الفضائية بالسمك المطلوب فقط للسلامة الهيكلية، بينما تضيف الرقاقة القليل من الوزن الإضافي. مثل هذه المركبة الفضائية أخف وزناً من تلك التي تحتوي على ألواح مصممة لإيقاف النيازك مباشرة.

بالنسبة للمركبات الفضائية التي تقضي معظم وقتها في المدار، فإن بعض أنواع درع ويبل كانت عالمية تقريبًا لعقود من الزمن. ^{[16] [17]} أظهرت الأبحاث اللاحقة أن الدروع المنسوجة من ألياف السيراميك توفر حماية أفضل للجسيمات فائقة السرعة (~7 كم / ثانية) من الدروع المصنوعة من الألومنيوم ذات الوزن المتساوي. ^[18] يستخدم تصميم حديث آخر نسيجًا مرنًا متعدد الطبقات ، كما هو الحال في تصميم وكالة ناسا لوحدة السكن الفضائية القابلة للتوسيع TransHab التي لم تطير أبدًا ، ^[19] ووحدة النشاط القابلة للتوسيع Bigelow ، والتي تم إطلاقها في أبريل 2016 وتم ربطها بمحطة الفضاء الدولية لمدة عامين من الاختبارات المدارية. ^{[20] [21]}

• المواد خارج الأرض
• سحابة الغبار بين الكواكب

• فتات ذائب من كويكب فيستا مقال عن النيازك الدقيقة التي تم جمعها في القارة القطبية الجنوبية في مجلة Planetary Science Research Discoveries التعليمية