美宇航局造“Y形大槍”模擬小天體撞擊
8月22日,據美國連線雜誌網站報道,在美國埃姆斯研究中心有一座隸屬於NASA的大型撞擊模擬裝置,被很多科學家稱為“大槍”。撞擊作用是太陽系最重要的地質作用之一,在塑造類地行星地形地貌方面起到舉足輕重的作用。

美宇航局造“Y形大槍”模擬小天體撞擊

皮特・斯庫茨(Peter Schultz)是美國布朗大學地質學教授,他在這方面擁有深刻的造詣。在此之前他已經在這台大型模擬裝置上工作了超過33年的時間,並在2012年正式成為其首席科學家。

在其運行的超過50年時間裏,埃姆斯研究中心的這台撞擊模擬裝置被用於模擬和解釋不同天體上產生的撞擊效果為何有所不同,比如在火星和金星上,同一個撞擊體產生的撞擊效果就會有所差異。這些模擬工作獲得的珍貴數據為加深人類對太陽系小天體撞擊的過程和機制提供了關鍵證據。

在實驗裝置周圍佈置了很多高速攝影機,可以記錄下撞擊的全過程,其記錄速度可以高達每秒100萬幀。

這張動畫展示的是一個撞擊體被高速撞向一個透明玻璃球的情景。這一實驗是模擬隕星撞擊行星體之後衝擊波在行星內部的傳導過程。

隕星撞擊行星表面的效果。太陽系中的各大岩石行星都可觀察到大量撞擊產生的隕石坑,大小各異。但在這些星球中有幾顆屬於例外,尤其是地球。地球擁有濃密的大氣層,另外它還有活躍的岩石圈板塊運動和物質循環,古老的地表被不斷侵蝕和毀滅,大量原本存在的古老撞擊構造都被毀滅了。

這是運用鋁板和下方的粉末狀物質模擬一次隕星撞擊事件後在地表留下的痕跡。推進機制是藉助在其支架末端的火藥。當這些火藥爆炸時會將其連接裝置內的氫氣壓縮到100萬倍大氣壓。壓縮氣體泄壓膨脹時就會將其搭載的物體以極高的速度推射出去,速度可達每小時1.12萬~2.4萬公里。

在撞擊模擬裝置旁邊的小控制室內,到處是用於監視和控制撞擊模擬過程的計算機設備。這台設備所採用的支架系統用的是當年用於固定MIM-14“奈基-大力神”導彈。整個支架系統可以做上下15度範圍內的調整,以便模擬以不同角度入射的撞擊體產生的撞擊效果。

斯庫茨教授和他的研究生一起作出標誌性的“格爾特手勢”。這是實驗室裏所有人在實驗進行之前都必須要做的一件事,這是這裏的傳統,他們認為會給實驗帶來好運。這其實也是為了紀念這一裝置的最初設計者和使用者:行星科學家唐納德・格爾特(Donald Gault)。

當高速物體被髮射出去之後,它隨後穿過一個真空室,最終撞擊目標。這個用作撞擊的目標是一個裝滿各種不同物質的沙盆,其中可以模擬各個不同天體的地表物質進行配比和調整,來達到進行該天體條件下撞擊模擬的效果。這張照片中可以看到撞擊產生了一個新鮮的“隕坑”。