ΝΕLIOTA: Το ερευνητικό πρόγραμμα παρακολούθησης εκλάμψεων λόγω προσκρούσεων παραγήινων αστεροειδών και μετεωροειδών στη Σελήνη

Πρόσφατα δημοσιοποιήθηκε, από την ESA, η παράταση του προγράμματος NELIOTA έως τον Ιανουάριο του 2021. Το egno.gr, επικοινώνησε με την ομάδα που διαχειρίζεται το project και έθεσε σειρά ερωτημάτων τα οποία θεωρήθηκε ότι θα μπορούσαν να συμβάλλουν στην ανάδυση στοιχείων του προγράμματος που θα βοηθήσουν τους αναγνώστες του egno.gr να ενημερωθούν για το πρόγραμμα. Ευχαριστούμε για την ανταπόκριση και φυσικά παραδίδουμε τις απαντήσεις ως ενιαίο άρθρο χωρίς την παρεμβολή των ερωτήσεων, αφού κάτι τέτοιο καθιστά την ανάγνωση συνεχή και χωρίς προβλήματα. [Για το egno.gr: Κωνσταντίνος Α. Ζώκος].

Συγγραφή & επιμέλεια άρθρου: Α. Λιάκος, Α. Μπονάνου

Το πρόγραμμα Near Earth objects Lunar Impacts and Optical TrAnsients (NELIOTA) είναι μια συνεργασία του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) και του Ινστιτούτου Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπισης (ΙΑΑΔΕΤ) του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (ΕΑΑ) που ξεκίνησε τον Φεβρουάριο του 2015.

Αντικείμενο μελέτης του προγράμματος αποτελούν τα μετεωροειδή και τα παραγήινα αντικείμενα (NEOs). Τα μετεωροειδή είναι υπολείμματα σκόνης από κομήτες ή/και αστεροειδείς, τα οποία έχουν διαστάσεις από μερικά χιλιοστά έως το πολύ μερικά μέτρα. Εντοπίζονται είτε διάσπαρτα ή κατά μεγάλες ομάδες στον κοντινό διαστημικό χώρο. Καθώς εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης καίγονται και μετατρέπονται σε μετέωρα, ενώ εάν ένα κομμάτι τους επιβιώσει της καύσης και φτάσει στην επιφάνεια του πλανήτη μας τότε ονομάζεται μετεωρίτης. Τα μετεωροειδή μπορούν να εισέλθουν στη γήινη ατμόσφαιρα είτε σποραδικά ή ακόμα και κατά ομάδες σε συγκεκριμένες ημερομηνίες του έτους (βροχές μετεώρων – διαττόντων αστέρων). Λόγω του πολύ μικρού μεγέθους τους δεν είναι δυνατόν να παρατηρηθούν άμεσα, ωστόσο, λόγω της ταχύτητάς τους (αρκετά χλμ/δευτερόλεπτο), δύνανται να προκαλέσουν ζημιές στους τεχνητούς δορυφόρους. Από την άλλη μεριά, τα ΝΕΟs είναι πολύ μεγαλύτερα αντικείμενα (μικροί αστεροειδείς/κομήτες) με διαστάσεις έως και μερικές εκατοντάδες μέτρα, των οποίων οι τροχιές διασταυρώνονται με αυτήν της Γης και δυνητικά μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες καταστροφές στην γήινη επιφάνεια. Για τους παραπάνω λόγους η ESA ενδιαφέρεται να δημιουργήσει μια στατιστική αυτών των αντικειμένων (συχνότητα εμφάνισης, κατανομή μαζών, μεγεθών) ώστε να παρέχει κατάλληλες οδηγίες αναφορικά με τη θωράκιση των διαστημικών οχημάτων σε τροχιά γύρω από τη Γη, αλλά και για τις μελλοντικές αποστολές στην ίδια τη Σελήνη.

Το αστεροσκοπείο του Κρυονερίου Κορινθίας (credit: Δρ. Α. Λιάκος)

Για τη μελέτη αυτών των αντικειμένων επιλέχθηκε ως εργαστήριο ο φυσικός δορυφόρος της Γης. Λόγω απουσίας ατμόσφαιρας, τα μετεωροειδή προσπίπτουν απευθείας στη σεληνιακή επιφάνεια και ένα μέρος της κινητικής τους ενέργειας μετατρέπεται σε φωτεινή με αποτέλεσμα την εκπομπή ακτινοβολίας υπό τη μορφή μιας ταχύτατης έκλαμψης φωτός. Το πρόγραμμα NELIOTA χρησιμοποιεί το τηλεσκόπιο 1,2 μ του Αστεροσκοπείου Κρυονερίου Κορινθίας για την παρατήρηση αυτών των εκλάμψεων και είναι το μεγαλύτερο παγκοσμίως που διατίθεται για αυτόν τον σκοπό. Για την καταγραφή των εκλάμψεων χρησιμοποιούνται δύο κάμερες τοποθετημένες στην κύρια εστία του τηλεσκοπίου, οι οποίες καταγράφουν τη Σελήνη με ρυθμό 30 εικόνων ανά δευτερόλεπτο ταυτόχρονα σε δύο διαφορετικές μπάντες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (οπτικό και κοντινό υπέρυθρο) και καλύπτουν μια περιοχή περίπου τριών εκατομμυρίων τετραγωνικών χιλιομέτρων. Η ταυτόχρονη παρατήρηση σε δύο διαφορετικά μήκη κύματος αποτελεί παγκόσμια καινοτομία σε τέτοιου τύπου παρατηρήσεις, καθώς η αξιολόγηση των ανιχνευθέντων εκλάμψεων μπορεί πλέον να γίνει με τη χρήση ενός μόνο τηλεσκοπίου, αλλά και να υπολογιστεί έμμεσα η θερμοκρασία αυτών των εκλάμψεων, κάτι που δεν είχε γίνει ποτέ έως τώρα και δεν δύναται με τη σημερινή τεχνολογία να αναπαραχθεί σε εργαστήριο, αλλά ούτε και να υπολογιστεί θεωρητικά με ακρίβεια. Είναι προφανές ότι τόσο η τιμή της μέγιστης θερμοκρασίας αλλά και ο ρυθμός ψύξης ενός τέτοιου φαινομένου (δεκάδες έως μερικές χιλιάδες βαθμοί Κελσίου ανά χιλιοστό του δευτερολέπτου) παίζουν καταλυτικό ρόλο στην επιλογή του κατάλληλου υλικού για τη θωράκιση ενός διαστημικού οχήματος.

Οι θέσεις των 55 εκλάμψεων επάνω στη Σελήνη όπως έχουν καταγραφεί από το πρόγραμμα NELIOTA έως σήμερα. (credit: ομάδα NELIOTA)

Οι συστηματικές παρατηρήσεις της Σελήνης ξεκίνησαν τον Φεβρουάριο του 2017 και έως τώρα έχουν καταγραφεί περίπου 86 ώρες δεδομένων. Τονίζεται ότι οι παρατηρήσεις γίνονται μόνο μεταξύ των φάσεων 10-45% και 45%-10% και καταγράφεται το μη φωτισμένο τμήμα της Σελήνης. Ο περιορισμός των παρατηρήσεων προέρχεται από το έντονο διάχυτο φως της φωτισμένης σεληνιακής πλευράς σε φάσεις μεγαλύτερης του 45%, η οποία πρακτικά «τυφλώνει» τα όργανα. Έως τώρα το πρόγραμμα έχει καταγράψει 55 πλήρως επιβεβαιωμένες εκλάμψεις από προσκρούσεις μετεωροειδών και έχει διπλασιάσει τον ρυθμό ανίχνευσης τέτοιων συμβάντων σε σχέση με παρελθούσες συστηματικές έρευνες (π.χ. από τη NASA). Τα δεδομένα από τις παρατηρήσεις διατίθενται στην ιστοσελίδα του προγράμματος (https://neliota.astro.noa.gr/). Η επιστημονική ομάδα του NELIOTA έχει έως τώρα δημοσιεύσει δύο ερευνητικές εργασίες σε περιοδικά με κριτές (Bonanos et al. 2018, Α&Α, 612, 76 και Xilouris et al., 2018, Α&Α, 619, 141), ενώ αναμένονται και άλλες στο κοντινό μέλλον. Ενώ αρχικά η παρατηρησιακή διάρκεια του προγράμματος είχε προβλεφθεί να είναι δύο έτη, η επιτυχής καταγραφή μεγάλου αριθμού προσκρούσεων στη Σελήνη οδήγησαν την ESA στα τέλη του 2018 να ανακοινώσει επίσημα την παράταση του προγράμματος έως τον Ιανουάριο του 2021.

O αριθμός των ανιχνεύσεων σεληνιακών εκλάμψεων λόγω προσκρούσεων μετεωροειδών από το πρόγραμμα NELIOTA ανά μήνα από την έναρξη του προγράμματος έως σήμερα. (credit: ομάδα NELIOTA)

Το κόστος του προγράμματος καλύφθηκε εξ ολοκλήρου από την ESA στο πλαίσιο επιστροφής χρημάτων στην Ελλάδα υπό τη μορφή έργου. Καθώς η χώρα μας αποτελεί κράτος-μέλος της ESA και συνδράμει οικονομικά στην ανάπτυξη και στη διατήρησή της, με τη σειρά της η ΕSA επιστρέφει μέρος των εισφορών στα κράτη μέλη μέσω συμβολαίων που σχετίζονται με ερευνητικές περιοχές στις οποίες θέλει να επενδύσει. Ως αξιόπιστος φορέας υλοποίησης στη χώρα μας επιλέχθηκε το ΙΑΑΔΕΤ/ΕΑΑ, καθώς επίσης και για τον λόγο ότι διέθετε ήδη τις υποδομές (τηλεσκόπιο) για την εφαρμογή ενός τέτοιου προγράμματος. Για τα τέσσερα πρώτα χρόνια του προγράμματος (2015-2018) δαπανήθηκαν περίπου 700.000 €, ενώ το συμβόλαιο για την επέκταση κοστολογήθηκε στα 200.000 €.