O jakých signálech mluvíme?
Podobné signály jsou známy již dlouhou dobu: nazývají se dekametrové rádiové záblesky
Po náhodném objevení rádiových výbojů zVědci z Jupiteru se snažili pochopit, co způsobilo tuto rádiovou emisi. Začali pečlivým pozorováním, zaznamenávali časy, kdy Jupiter slyšeli, a jak intenzivní byly Jupiterovy dekametrové rádiové záblesky. (Slovo dekametr znamená desítky metrů, protože vlnová délka rádiových záblesků je desítky metrů). Po shromáždění těchto rádiových dat je porovnali s dalšími informacemi o Jupiteru. Začali porovnávat Jupiterovy rádiové záblesky s rotací planety. Jediný způsob, jak zjistit, která část Jupiteru k nim v určitou dobu stojí, je — je znát rychlost jeho rotace. Zpočátku astronomové znali rychlost rotace Jupiteru pouze z pozorování, jak se mraky pohybují po planetě; neexistují žádné povrchové objekty ke sledování.
Pozorovatelé si uvědomili, že Jupitera slyšíme nebo ne,do značné míry závisí na tom, která část Jupitera nám v tuto chvíli čelí. Rádiová emise závisí na zeměpisné délce Jupitera. Ukazuje se, že existují zvláštní zeměpisné délky, na kterých je Jupiter slyšet mnohem častěji než jiné. Tyto délky byly jako „orientační body“ na planetě bez viditelného povrchu. Tyto orientační body také znamenají, že Jupiter nevyzařuje pouze rádiové vlny všemi směry, ale vyzařuje rádiové vlny do vesmíru.
Proč jsou nové rádiové záblesky tak pozoruhodné?
Nedávno sonda poprvé zaznamenaladekametrové rozhlasové záblesky v bezprostřední blízkosti jejich vzniku. Ve skutečnosti sonda proletěla zdrojem rádiového výbuchu nedaleko Ganymedu, největšího měsíce Jupiteru.
Senzory Juno pozorovaly jev kolem pátésekund a pak se rádiový signál spojil s radiací pozadí. Uvážíme-li rychlost sondy – přibližně 50 km/s – můžeme dojít k závěru, že oblast vesmíru, kde je generován signál, má napříč 250 km.
Pozoruhodný pozorovací mezinárodní týmvědci uvedli v nové studii. Původní publikace byla zveřejněna v recenzovaném časopise Geophysical Research Letters. Získal pozornost veřejnosti po představení na KTVX, kde promluvil zástupce NASA v Utahu Patrick Wiggins.
Hovoříme o nově přijatém rádiovém signálupomocí přístroje Jino zástupce NASA zdůraznil, že původ tohoto signálu je přirozený. Takové rádiové záblesky vznikají jako výsledek nestability cyklotronového maseru (CMI, cyclotron maser instability). Podstatou tohoto efektu je zesílení rádiových vln volnými elektrony. K tomu dochází, pokud je frekvence oscilací elektronů v plazmatu výrazně nižší než jejich cyklotronová frekvence. Pak může být patrný i náhodný signál úspěšně generovaný v oblaku nabitých částic, poznamenává Naked Science. Rádiové záblesky se tvoří v těch částech Jupiterovy magnetosféry, kde úzce interaguje s magnetickým polem Ganymedu. Elektrony zachycené magnetickými čarami mohou nejen generovat rádiové vlny.
Je život možný na Jupiteru a jeho měsících?
V roce 1610 se prvním stal Galileo Galileiastronom, který objevil velké měsíce Jupitera pomocí dalekohledu vlastní konstrukce. Postupem času se těmto měsícům – Io, Europa, Ganymede a Callisto – začalo společně říkat „galilejské měsíce“ na počest jejich objevitele. A to, co jsme se o těchto satelitech dozvěděli, od počátku vesmírného průzkumu vědce fascinovalo a inspirovalo.
Tři vnitřní Galileovy měsíce rotují při rezonanci 4: 2: 1
Například, protože Pioneer aVoyager prošel měsíčním systémem před desítkami let a vědci tušili, že satelity jako Europa mohou být tou nejlepší volbou pro hledání života mimo Zemi ve vnější sluneční soustavě. Je to všechno o přítomnosti vodního ledu, vnitrozemských oceánů, minerálů a organických molekul. S prvními objevy o povaze Jupiterových měsíců se předpokládalo, že je lidstvo jednoho dne může kolonizovat.
Mimochodem, koncept kolonizovaného systémuJupiter je uveden v mnoha sci-fi publikacích. Například román Roberta Heinleina Farmer in the Sky (1953) pojednává o dospívajícím chlapci a jeho rodině, kteří se stěhují do Ganymedu. V příběhu je tento měsíc Jupiteru v procesu terraformace a jsou najímáni farmáři, aby jej pomohli přeměnit na zemědělskou kolonii.
Jak vědci navrhli kolonizovat Jupiterovy měsíce?
Protože sondy Voyager prošlysystému Jupitera, astronomové předložili několik návrhů na posádkové mise k Jupiterovým měsícům a dokonce na založení tamních osad. Například v roce 1994 byl vytvořen soukromý vesmírný podnik známý jako Project Artemis s cílem kolonizovat Měsíc v 21. století. Nyní, o mnoho let později, tento projekt znovu ožil a aktivně se rozvíjí.
„Rodinný portrét“ čtyř galilejských společníků(Io Europa, Ganymede a Callisto) kolem Jupiteru, pořízený kosmickou lodí New Horizons a publikován v roce 2007. Foto: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Později, v roce 1997, vědci vyvinuli plánykolonizace Evropy, která předpokládala vytvoření iglú na jejím povrchu. Předpokládalo se, že později budou tyto budovy sloužit jako základna pro vědce. Budou se moci „ponořit“ do ledové kůry Evropy a prozkoumat podpovrchový oceán. V tomto ohledu byla také diskutována možnost využití „vzduchových otvorů“ v ledové pokrývce pro dlouhodobý pobyt lidí.
- Projekt HOPE
V roce 2003 připravila NASA studii tzvHumanÓdělohaPlanetExploration (HOPE), která bylazaměřené na zkoumání budoucnosti sluneční soustavy. Měsíc Callisto byl vzhledem ke své vzdálenosti od Jupiteru a tudíž nižším úrovním slunečního záření cílem této studie.
Plán požadoval zahájení provozu v roce 2045.Nejprve je nutné vytvořit základnu na Callisto, kde mohou vědecké týmy vzdáleně ovládat robotickou ponorku. Ta bude zase použita k prozkoumání vnitřního oceánu Evropy. Tyto výzkumné týmy budou také těžit vzorky povrchů poblíž místa přistání Callisto.
V neposlední řadě expedice doCallisto vytvoří opakovaně použitelné povrchové stanoviště, kde lze sbírat vodní led a přeměňovat ho na raketové palivo. Tato základna by tedy mohla sloužit jako zásobovací základna pro všechny budoucí operační mise v systému Jupiter.
Také v roce 2003 NASA uvedla, že je obsazenamise do Callisto může být možná ve 40. letech 20. století. Podle společné studie zveřejněné Glenn Research Center a Ohio Aerospace Institute bude tato mise založena na kosmické lodi vybavené systémem jaderného elektrického pohonu (NPP) a umělou gravitací. Tato loď má poslat posádku na pětiletou misi založit základnu na Callisto.
Ve své knize „Spacewalk: Vytvoření vesmírné civilizace “(1999) Robert Zubrin obhajoval těžbu atmosfér vnějších planet, včetně Jupiteru, za účelem výroby paliva helium-3.
Helium-3 je stabilní izotop helia.Jádro helia-3 se skládá ze dvou protonů a jednoho neutronu, na rozdíl od těžšího, jiného stabilního izoopu, helia-4, které má dva protony a dva neutrony. Helium-3 je někdy považováno za hypotetické fúzní palivo. Takové palivo má mnoho výhod – mezi ně patří i desítkykrát nižší tok neutronů z reakční zóny. To prudce snižuje indukovanou radioaktivitu a degradaci konstrukčních materiálů reaktoru. Navíc protony, jeden z reakčních produktů, jsou na rozdíl od neutronů snadno zachyceny. Lze je využít k dodatečné výrobě elektřiny. Současně jsou helium-3 i deuterium samy o sobě neaktivní. To znamená, že jejich skladování nevyžaduje zvláštní opatření a v případě havárie reaktoru s odtlakováním aktivní zóny se radioaktivita úniku blíží nule. Reakce hélium-deuterium má však vážnou nevýhodu – výrazně vyšší teplotní práh (k zahájení reakce je potřeba teplota kolem miliardy stupňů).
K tomu budete potřebovat základ na jedné respněkolik Galileových satelitů. NASA také přemýšlela o této možnosti a citovala to. že nález poskytne neomezené zásoby paliva pro fúzní reaktory zde na Zemi a kdekoli jinde ve sluneční soustavě, kde by existovaly kolonie.
Nyní se plánuje izotop těžit na Měsíci pro potřeby termonukleární energie. To je však otázka vzdálené budoucnosti. Přesto je helium-3 již dnes velmi žádané - zejména v medicíně.
- Záchranný člun Foundation
V roce 2000 byl založen projekt LifeboatNadace. Je to nezisková organizace, jejíž činnost směřuje k zachování lidskosti. V roce 2012 vydali studii s názvem „Kolonizace měsíců Jupitera: Posouzení našich možností a alternativ“, která zkoumala kolonizaci galileovských měsíců jako potenciální alternativu ke koloniím na Měsíci nebo Marsu.
Proč kolonizovat měsíce Jupitera?
Zakládání kolonií na galilejských měsících má pro lidstvo mnoho potenciálních výhod.
Za prvé, systém Jupiter je neuvěřitelně bohatý.těkavé látky, včetně vody, oxidu uhličitého a amoniaku, a organické molekuly. Kromě toho se také předpokládá, že Jupiterovy měsíce obsahují obrovské množství kapalné vody.
Například odhady objemu vnitrozemského oceánu v Evropěvěří se, že může obsahovat až tři kvadrillion kubických kilometrů vody. To je o něco více než dvojnásobek celkového objemu všech zemských oceánů. Kromě toho kolonie na Jupiterových měsících mohly umožnit mise na samotný Jupiter, kde lze jako jaderné palivo vyrábět vodík a helium-3.
Ilustrace Europa (v popředí), Jupiter (vpravo) a Io (uprostřed) ukazují vodní chocholy dosahující k povrchu. Uznání: NASA / JPL - Caltech
Zadruhé, kolonie založené na Evropě aGanymedovi bude rovněž povoleno provádět několik průzkumných misí ve vnitrozemských oceánech, o nichž se předpokládá, že tyto satelity mají. Vzhledem k tomu, že tyto oceány jsou také považovány za jedno z nejpravděpodobnějších míst mimozemského života v naší sluneční soustavě, byla by příležitost prozkoumat je zblízka velkou příležitostí.
Zatřetí, kolonie na měsících Io, Evropa,Ganymede a Callisto také usnadní mise dále do sluneční soustavy. Tyto kolonie mohou sloužit jako zastávky a zásobovací základny pro mise směřující do az chorvatského systému (Saturnův měsíční systém), kde lze shromažďovat další zdroje.
Obecně platí, že kolonie v systému Jupiter poskytnou lidstvu přístup k bohatým zdrojům a obrovským výzkumným příležitostem.
Problémy s kolonizací
Výzvy při zvládnutí Jupiterových měsíců jsou také obrovské.jako samotný plynný gigant. Mezi ně patří mimo jiné záření, dlouhodobé účinky nízké gravitace, dopravní problémy, nedostatek infrastruktury a samozřejmě obrovské náklady. Vzhledem k nebezpečí, které záření představuje pro průzkum, je vhodné nejprve zvážit tento aspekt.
- Záření
Io a Europa, nejblíže k JupiteruGalilejci dostávají nejvíce záření ze všech těchto měsíců. K tomu se přidává skutečnost, že nemají žádné ochranné magnetické pole a velmi tenkou atmosféru. Na povrch Io tedy připadá průměrně asi 3 600 rem za den, zatímco Evropa přijme asi 540 rem za den.
100 rem – nejnižší úroveň rozvoje lehké nemoci z ozáření;
450 rem - těžká nemoc z ozáření (50% osob vystavených smrti zemře);
600 – 700 бэр и более – однократно полученная доза считается абсолютно смертельной.
Jupiterovo magnetické pole a rotace kloubů indukují proudy. Uznání: Wikipedia Commons.
Pro srovnání, lidé zde na Zemi jsou vystaveniexpozice méně než 1 rem denně (0,62 pro obyvatele rozvinutých zemí). Expozice 500 rem denně může být smrtelná a expozice přibližně 75 rem za několik dní je dostatečná k tomu, aby způsobila vážné zdravotní problémy a otravu ozářením.
Ганимед — единственная галилеевская луна (и jediné neplynové obří těleso jiné než Země), které má magnetosféru. Průměrně Měsíc přijímá asi 8 rad záření za den. To je ekvivalentní dopadu na povrch Marsu. průměr za rok.
Pouze Callisto je dost daleko od Jupitera. Úroveň radiace zde dosahuje pouze 0,01 rem za den. Jeho vzdálenost od Jupiteru však znamená, že nedochází k žádnému přílivovému zahřívání měsíce.
Umělecký dojem ze základny Callisto. Uznání: NASA
Dalším vážným problémem je dlouhodobýdopad nízké gravitace na tyto satelity na lidské zdraví. Na galileovských druzích se povrchová gravitace pohybuje od 0,126 g (pro Callisto) do 0,183 g (pro Io). To je srovnatelné s Měsícem (0,1654 g), ale podstatně méně než s Marsem (0,376 g). I když účinky tohoto jevu nejsou plně pochopeny, je známo, že mezi dlouhodobé účinky mikrogravitace patří ztráta kostní denzity a svalová degenerace.
- Vzdálenost
Ve srovnání s jinými potenciálními stránkami prokolonizace, systém Jupiter je také velmi daleko od Země. Přeprava posádek a veškerého těžkého vybavení potřebného k vybudování kolonie tedy bude trvat velmi dlouho, stejně jako mise, ve kterých jsou zdroje dodávány do a z Jupiterových měsíců.
Abyste si udělali představu o tom, jak dlouho to bude trvat, podívejme se na několik reálných misí k Jupiteru.První kosmickou lodí, která cestovala ze Země k Jupiteru, byla sonda NASAPioneer 10, který byl spuštěn 3. března 1972 a do systému Jupiter se dostal 3. prosince 1973 - za 640 dnů (1,75 roku) doby letu.
Pioneer 11Cestu zvládl za 606 dní, ale stejně jako jeho předchůdce pouze prošel systémem na své cestě k vnějším planetám.Podobně sondyVoyager 1A2, který také prošel systémem, trval 546 a 688 dní.
Umělecký koncept bimodální jaderné tepelné rakety na nízké oběžné dráze Země. Uznání: NASA
V případě mise “Galileo "Sonda opustila Zemi 18. října 1989 a k Jupiteru dorazila 7. prosince 1995.Jinými slovy, trvalo 6 let, 1 měsíc a 19 dní, než jsme se dostali na Jupiter ze Země bez letu.«Juno" byl vypuštěn ze Země 5. srpna 2011 a na oběžnou dráhu kolem Jupitera 5. července 2016. Cesta trvala 1796 dní, tedy necelých 5 let.
Je třeba poznamenat, že šlo o mise bezposádky, které zahrnovaly pouze robotickou sondu a ne plavidlo dostatečně velké, aby pojalo lidi, zásoby a těžkou techniku. V důsledku toho by koloniální lodě musely být mnohem větší a těžší a vyžadovaly by pokročilé pohonné systémy, jako jsou jaderné tepelné / jaderné elektrické motory. Musí zajistit, aby cesta trvala přiměřeně dlouho.
Pro lety na měsíce Jupitera a zpětzákladny mezi Zemí a Jupiterem budou muset umožnit tankování a doplnění zásob a snížit náklady na jednotlivé mise. To by znamenalo, že na Měsíci, Marsu a nejpravděpodobněji v pásu asteroidů bude třeba zřídit stálé základny, než budou jakékoli mise k Jupiterovým měsícům považovány za proveditelné nebo nákladově efektivní.
- Náklady
Mezi stavbou lodí, které mohou cestovat k Jupiteru v poměrně dlouhém čase, budováním základen potřebných k jejich podpoře,aKolonizace Jupiterových měsíců bude neuvěřitelně nákladná, poznamenává Universe Today.
Jaký je konečný výsledek?
Vzhledem ke všem nebezpečím, času a vysokým nákladům se mnozí ptají: " Stojí to za to?"Na druhou stranu, v souvislosti s průzkumem vesmíru a kolonizací, myšlenka zřízení trvalých lidských základen na Jupiterových měsícíchVšechny problémy lze vyřešit, pokud jsou přijata správná opatření A i když si bude muset počkat na podobné kolonie/základny vytvořeno na Měsíci a Marsu, není to špatné pro "další krok".
Mající kolonie na kterémkoli z galilejských satelitů,lidstvo bude mít oporu ve vnější sluneční soustavě, bod zastavení budoucích misí na Saturn i mimo něj a přístup k novým zdrojům. Opět vše závisí na tom, kolik je lidstvo ochotno utratit. Díky zásadně novému druhu paliva může být létání levnější. Zatím však neexistuje.
Přečtěte si více
Země dosáhne kritické teploty za 20 let
Potrat a věda: co se stane s dětmi, které porodí
Pojmenována jako rostlina, která se nebojí změny klimatu. Živí miliardu lidí
Terraformování - změna klimatupodmínky planety, satelitu nebo jiného vesmírného tělesa za účelem uvedení atmosféry, teploty a podmínek prostředí do stavu vhodného pro obývání suchozemských živočichů a rostlin.
Angličtina - naděje
Jaderný elektrický pohonný systém (JE) -pohonný systém kosmické lodi, který zahrnuje komplex palubních systémů kosmické lodi (SC), jako jsou: elektrický raketový motor (EP), systém napájení dodávaný jaderným reaktorem, systém skladování a napájení pracovního média (SKHiP), automatický řídicí systém (ACS) ...
Robert Zubrin - americký inženýr a publicista,zakladatel Marťanské společnosti. Vystudoval University of Rochester s bakalářským titulem z matematiky, poté studoval jadernou energii na University of Washington, obhájil disertační práci.
Kronos, ve starořecké mytologii Kronos, je podle jiného názoru nejvyšším božstvem Titán, nejmladší syn prvního boha Urana (nebe) a bohyně demiurga Gaii (země).
Původně bůh zemědělství, později, v helénistickém období, byl ztotožňován s bohem, který zosobňuje čas, Chronosem.
Odpovídá římskému bohu Saturnovi (Saturnus).