За какви сигнали говорим?
Подобни сигнали са известни отдавна: те се наричат декаметрови радиоизбухвания
След случайното откриване на радио изблици отУчените от Юпитер се опитаха да разберат какво е причинило това радиоизлъчване. Те започнаха с внимателни наблюдения, записвайки времето, в което чуха Юпитер и колко интензивни бяха декаметровите радиоизбухвания на Юпитер. (Думата декаметър означава десетки метри, тъй като дължината на вълната на радиоизбухванията е десетки метри). След като събраха тези радиоданни, те ги сравниха с друга информация за Юпитер. Те започнаха да съпоставят радиоизлъчванията на Юпитер с въртенето на планетата. Единственият начин да разберете коя част от Юпитер е обърната към тях в определен момент е — е да се знае скоростта на неговото въртене. Отначало астрономите знаеха скоростта на въртене на Юпитер само като наблюдаваха как облаците се движат по планетата; няма повърхностни обекти за проследяване.
Наблюдателите осъзнаха, че чуваме Юпитер или не,до голяма степен зависи от това коя част от Юпитер е изправена пред нас в момента. Радиоизлъчването зависи от географската дължина на Юпитер. Изглежда, че има специални географски дължини, при които Юпитер може да бъде чут много по-често от други. Тези географски дължини бяха като „забележителности“ на планета без видима повърхност. Тези ориентири също означават, че Юпитер не просто излъчва радиовълни във всички посоки, а по-скоро излъчва радиовълни в космоса.
Защо новите радио изблици са толкова забележителни?
Наскоро космическият кораб записа за първи пътдекаметрови радиоизбухвания в непосредствена близост до техния произход. Всъщност сондата прелетя през източника на радиоизбухването, недалеч от Ганимед, най-голямата луна на Юпитер.
Сензорите на Juno наблюдаваха феномена около петсекунди, след което радиосигналът се слива с фоновото излъчване. Като вземем предвид скоростта на сондата - приблизително 50 km/s - можем да заключим, че регионът на пространството, където се генерира сигналът, е с диаметър 250 km.
Забележителен международен екип за наблюдениеизследователи съобщават в ново проучване. Оригиналната публикация е публикувана в рецензираното списание Geophysical Research Letters. Той спечели обществено внимание след предаване на KTVX, където представителят на НАСА от Юта Патрик Уигинс говори.
Говорим за получен нов радиосигнализползвайки апарата Джино, представител на НАСА подчерта, че произходът на този сигнал е естествен. Такива радиоизбухвания възникват в резултат на циклотронна мазерна нестабилност (CMI, циклотронна мазерна нестабилност). Същността на този ефект е усилването на радиовълните от свободни електрони. Това се случва, ако честотата на електронните трептения в плазмата е значително по-ниска от тяхната циклотронна честота. Тогава дори случаен сигнал, успешно генериран в облак от заредени частици, може да стане забележим, отбелязва Naked Science.Радио изблиците се формират в онези части на магнитосферата на Юпитер, където той тясно взаимодейства с магнитното поле на Ганимед. Електроните, уловени от магнитни линии, могат не само да генерират радиовълни.
Възможен ли е живот на Юпитер и неговите луни?
През 1610 г. Галилео Галилей става първиятастроном, който открива големите луни на Юпитер с помощта на телескоп по собствен дизайн. С течение на времето тези луни – Йо, Европа, Ганимед и Калисто – заедно започват да се наричат „Галилееви луни“ в чест на своя откривател. И от началото на изследването на космоса това, което научихме за тези спътници, очарова и вдъхнови учените.
Три вътрешни галилееви луни се въртят с резонанс 4: 2: 1
Например, тъй като Pioneer иВояджър е преминал през лунната система преди десетилетия и учените подозираха, че спътници като Европа може да са най-добрият избор за намиране на живот извън Земята във външната слънчева система. Всичко е свързано с наличието на воден лед, вътрешни океани, минерали и органични молекули. С първите открития за природата на спътниците на Юпитер се предполага, че един ден човечеството може да ги колонизира.
Между другото, концепцията за колонизирана системаЮпитер е представен в много научнофантастични публикации. Например, романът на Робърт Хайнлайн „Fermer in the Sky“ (1953) е за тийнейджър и семейството му, които се местят в Ганимед. В историята тази луна на Юпитер е в процес на тераформиране и фермерите са наети да помогнат за превръщането й в земеделска колония.
Как учените предложиха колонизиране на спътниците на Юпитер?
Тъй като сондите Voyager преминаха презсистема на Юпитер, астрономите са направили няколко предложения за мисии с екипаж до спътниците на Юпитер и дори за създаване на селища там. Например през 1994 г. е създадено частно космическо предприятие, известно като Project Artemis, с цел колонизиране на Луната през 21 век. Сега, много години по-късно, този проект отново оживя и се развива активно.
„Семеен портрет“ на четирима спътници от Галилей(Йо Европа, Ганимед и Калисто) около Юпитер, взето от космическия кораб „Нови хоризонти“ и публикувано през 2007 г. Снимка: НАСА / Лаборатория за приложна физика на университета Джон Хопкинс / Югозападен изследователски институт
По-късно, през 1997 г., учените разработиха планове заколонизация на Европа, която предвижда създаването на иглу на нейната повърхност. Предполагаше се, че по-късно тези сгради ще служат като база за учените. Те ще могат да се „ровят“ в ледената кора на Европа и да изследват подземния океан. В тази връзка беше обсъдена и възможността за използване на „въздушни дупки“ в ледената покривка за дългосрочно пребиваване на хора.
- Проект HOPE
През 2003 г. НАСА подготви изследване, нареченоНumanОутерPланетЕ.xploration (HOPE), което бешефокусирани върху изследване на бъдещето на слънчевата система. Поради разстоянието си от Юпитер и следователно по-ниските нива на слънчева радиация, луната Калисто беше целта на това изследване.
Планът предвиждаше започване на операциите през 2045 г.Първо, необходимо е да се създаде база на Калисто, където научните екипи могат да управляват дистанционно роботизирана подводница. Той от своя страна ще бъде използван за изследване на вътрешния океан на Европа. Тези изследователски екипи също ще добиват повърхностни проби в близост до мястото за кацане в Калисто.
Не на последно място, експедицията доКалисто ще създаде повърхностно местообитание за многократна употреба, където водният лед може да се събира и превръща в ракетно гориво. По този начин тази база може да служи като база за снабдяване на всички бъдещи оперативни мисии в системата на Юпитер.
Също през 2003 г. НАСА съобщи, че е пилотиранмисия до Калисто може да е възможна през 2040-те. Според съвместно проучване, публикувано от Изследователския център на Глен и Аерокосмическия институт в Охайо, тази мисия ще се основава на космически кораб, оборудван с ядрена електрическа задвижваща система (АЕЦ) и изкуствена гравитация. Този кораб трябва да носи екипажа за петгодишна мисия за създаване на база на Калисто.
В неговата книга „Spacewalk: Създаване на космическа цивилизация "(1999) Робърт Зубрин се застъпва за извличане на атмосферата на външните планети, включително Юпитер, за производство на гориво хелий-3.
Хелий-3 е стабилен изотоп на хелия.Ядрото на хелий-3 се състои от два протона и един неутрон, за разлика от по-тежкия, друг стабилен изотоп, хелий-4, който има два протона и два неутрона. Хелий-3 понякога се смята за хипотетично термоядрено гориво. Такова гориво има много предимства - те включват десетки пъти по-нисък неутронен поток от реакционната зона. Това рязко намалява индуцираната радиоактивност и разграждането на структурните материали на реактора. Освен това протоните, един от продуктите на реакцията, лесно се улавят, за разлика от неутроните. Те могат да се използват за допълнително производство на електроенергия. В същото време хелий-3 и деутерий са неактивни сами по себе си. Това означава, че тяхното съхранение не изисква специални предпазни мерки, а при авария на реактора с разхерметизация на активната зона радиоактивността на изхвърлянето е близка до нулата. Реакцията хелий-деутерий обаче има сериозен недостатък - значително по-висок температурен праг (необходима е температура от около милиард градуса, за да започне реакцията).
За да направите това, ще ви е необходима основа на една илиняколко галилейски сателита. НАСА също помисли за тази възможност, цитирайки това. че находката ще осигури неограничени запаси от гориво за термоядрени реактори тук на Земята и навсякъде другаде в Слънчевата система, където ще съществуват колонии.
Сега този изотоп се планира да бъде добиван на Луната за нуждите на термоядрената енергия. Това обаче е въпрос на далечното бъдеще. Независимо от това, хелий-3 вече е много търсен днес, по-специално в медицината.
- Фондация „Спасителна лодка“
През 2000-те години е основан проектът LifeboatФондация. Това е организация с нестопанска цел, чиято дейност е насочена към запазване на човечеството. През 2012 г. те публикуваха проучване, озаглавено „Колонизация на луните на Юпитер: оценка на нашите възможности и алтернативи“, което разглежда колонизацията на луните на Галилей като потенциална алтернатива на колониите на Луната или Марс.
Защо да колонизираме луните на Юпитер?
Създаването на колонии на галилейските луни има много потенциални ползи за човечеството.
Първо, системата на Юпитер е невероятно богата.летливи вещества, включително вода, въглероден диоксид и амонячен лед и органични молекули. Освен това се смята, че спътниците на Юпитер съдържат и огромни количества течна вода.
Например, оценки на обема на вътрешния океан на Европасмята се, че може да съдържа до три квадрилиона кубически километра вода. Това е малко повече от два пъти общия обем на всички земни океани. Освен това колониите на спътниците на Юпитер биха могли да позволят мисии до самия Юпитер, където водород и хелий-3 могат да се произвеждат като ядрено гориво.
Илюстрации на Европа (на преден план), Юпитер (вдясно) и Йо (в центъра) показват водни струи, достигащи повърхността. Кредит: NASA / JPL - Caltech
На второ място, колониите, базирани на Европа иНа Ганимед също ще бъде разрешено да изпълнява няколко изследователски мисии във вътрешните океани, за които се смята, че имат тези спътници. Като се има предвид, че тези океани се считат и за едни от най-вероятните места за извънземен живот в нашата слънчева система, възможността да ги изследваме отблизо би била чудесна възможност.
Трето, колонии на луните на Йо, Европа,Ганимед и Калисто също ще улеснят мисиите в Слънчевата система. Тези колонии могат да служат като точки за спиране и основи за снабдяване за мисии, които се насочват към и от Кроанската система (лунната система на Сатурн), където могат да бъдат събрани допълнителни ресурси.
Като цяло колониите в системата на Юпитер ще осигурят на човечеството достъп до богати ресурси и огромни изследователски възможности.
Проблеми с колонизацията
Предизвикателствата при овладяването на спътниците на Юпитер също са огромни.като самия газов гигант. Те включват, но не се ограничават до радиацията, дългосрочните ефекти от ниската гравитация, транспортните проблеми, липсата на инфраструктура и, разбира се, огромните разходи. Предвид опасността, която радиацията представлява за изследването, препоръчително е първо да се разгледа този аспект.
- радиация
Йо и Европа, като са най-близо до ЮпитерГалилеяните получават най-много лъчение от всички тези луни. Това се усложнява от факта, че те нямат защитно магнитно поле и много тънка атмосфера. По този начин повърхността на Йо получава средно около 3 600 rem на ден, докато Европа получава около 540 rem на ден.
100 rem – най-ниското ниво на развитие на лека лъчева болест;
450 рем - тежка лъчева болест (50% от изложените на смърт умират);
600 - 700 rem или повече - една получена доза се счита за абсолютно смъртоносна.
Магнитното поле на Юпитер и въртенето на ставите предизвикват токове. Кредит: Wikipedia Commons.
За сравнение хората на Земята са изложени на товаекспозиция по-малка от 1 rem на ден (0,62 за жителите на развитите страни). Излагането на 500 rem на ден може да бъде фатално, а излагането на приблизително 75 rem в продължение на няколко дни е достатъчно, за да причини сериозни здравословни проблеми и радиационно отравяне.
Ганимед е единствената Галилеева луна (иединственото негазово гигантско тяло, освен Земята), което има магнитосфера. Средно Луната получава около 8 рада радиация на ден. Това е еквивалентно на удара върху повърхността на Марс. средно на година.
Само Калисто е достатъчно далеч от Юпитер. Тук нивата на радиация достигат само 0,01 rem на ден. Разстоянието му от Юпитер обаче означава, че няма приливно нагряване на Луната.
Впечатлението на художника за основата от Калисто. Кредит: НАСА
Друг основен проблем е дългосрочниятвъздействието на ниската гравитация върху тези сателити върху човешкото здраве. На сателитите на Галилей повърхностната гравитация варира от 0,126 g (за Калисто) до 0,183 g (за Io). Това е сравнимо с Луната (0,1654 g), но значително по-малко от Марс (0,376 g). Въпреки че ефектите от това явление не са напълно изяснени, дългосрочните ефекти на микрогравитацията включват загуба на костна плътност и мускулна дегенерация.
- Разстояние
В сравнение с други потенциални сайтове заколонизация, системата на Юпитер също е много далеч от Земята. По този начин транспортирането на екипажите и цялото тежко оборудване, необходимо за изграждането на колонията, ще отнеме много време, както и мисиите, при които ресурсите се доставят до и от луните на Юпитер.
За да ви дадем представа колко време ще отнеме това, помислете за няколко действителни мисии до Юпитер. Първият космически кораб, пътувал от Земята до Юпитер, беше сонда на НАСАПионер 10, който е изстрелян на 3 март 1972 г. и е достигнал системата Юпитер на 3 декември 1973 г. - за 640 дни (1,75 години) полетно време.
Пионер 11направи пътуването за 606 дни, но подобно на своя предшественик, той просто премина през системата по пътя си към Външните планети. Точно същотоВояджър 1И2, които също преминаха през системата, са отнели съответно 546 и 688 дни.
Художествена концепция за бимодална ядрена термична ракета в ниска земна орбита. Кредит: НАСА
В случая с мисията "Галилей "сондата напусна Земята на 18 октомври 1989 г. и пристигна при Юпитер на 7 декември 1995 г. С други думи, отне 6 години, 1 месец и 19 дни, за да достигне Юпитер от Земята без полет. «Джуно» е изстрелян от Земята на 5 август 2011 г. и е влязъл в орбита около Юпитер на 5 юли 2016 г. Пътуването отне 1796 дни или малко под 5 години.
Трябва да се отбележи, че това бяха мисии безекипажи, които включват само роботизирана сонда, а не кораб, достатъчно голям, за да побере хора, доставки и тежко оборудване. В резултат на това колониалните кораби ще трябва да бъдат много по-големи и по-тежки.Те ще изискват усъвършенствани задвижващи системи като ядрени топлинни / ядрени електрически двигатели. Те трябва да гарантират, че пътуването отнема разумно време.
За полети до луните на Юпитер и обратнобази между Земята и Юпитер ще бъдат необходими, за да позволят зареждане и презареждане и да се намалят разходите за отделни мисии. Това би означавало, че на Луната, Марс и най-вероятно в астероидния пояс ще трябва да бъдат установени постоянни аванпости, преди каквито и да било мисии до спътниците на Юпитер да се считат за осъществими или рентабилни.
- цена от
Последните два проблема повдигат въпроса зацена. Между изграждането на кораби, които могат да извървят пътуването до Юпитер за достатъчно време, създаването на бази, необходими за поддържането им,иразходите за създаване на самите колонии, колонизирането на спътниците на Юпитер ще бъде невероятно скъпо, отбелязва Universe Today.
Какъв е долният ред?
Имайки предвид всички опасности, време и високотрябва да се попита цената, много хора се чудят „струва ли си?“ От друга страна, в контекста на изследването на космоса и колонизацията, идеята за създаване на постоянни човешки постове на луните на Юпитер има смисъл. Всички проблеми могат да бъдат решени, ако се вземат подходящи предпазни мерки и се разпределят необходимите ресурси. И въпреки че ще трябва да изчака, докато подобни колонии/бази бъдат създадени на Луната и Марс, това не е лоша „следваща стъпка“.
Наличие на колонии на някой от сателитите на Галилей,човечеството ще има опора във външната слънчева система, спирка за бъдещи мисии до Сатурн и извън нея и достъп до нови ресурси. Отново всичко се свежда до това колко човечество е готово да похарчи. Принципно нов вид гориво може да направи летенето по-бюджетно. Все още обаче не съществува.
Прочетете още
Земята ще достигне критична температура след 20 години
Аборт и наука: какво ще се случи с децата, които ще раждат
Име на растение, което не се страхува от изменението на климата. Храни милиард души
Тераформиране - изменение на климатаусловия на планета, сателит или друго космическо тяло за привеждане на атмосферата, температурата и условията на околната среда в състояние, подходящо за обитаване на сухоземни животни и растения.
Английски - надежда
Ядрена електрическа задвижваща система (АЕЦ) -задвижваща система на космически кораб, която включва комплекс от бордови системи на космически кораб (SC), като: електрически ракетен двигател (ERE), система за захранване, осигурена от ядрен реактор, система за съхранение и захранване на работна среда (SKHiP), система за автоматично управление (ACS) ...
Робърт Зубрин - американски инженер и публицист,основател на Марсианското общество. Завършва университета в Рочестър с бакалавърска степен по математика, след това изучава ядрена енергия във Вашингтонския университет, защитава дисертация.
Кронос, Кронос в древногръцката митология е върховното божество, според друго мнение титан, най-малкият син на първия бог Уран (небето) и богинята демиург Гея (земята).
Първоначално - богът на земеделието, по-късно, в елинистическия период, той се идентифицира с бога, олицетворяващ времето, Хронос.
Съответства на римския бог Сатурн (Сатурн).