Hvilke signaler taler vi om?
Lignende signaler har været kendt i lang tid: de kaldes dekameter radio bursts
Efter den utilsigtede opdagelse af radio sprænger fraJupiter-forskere forsøgte at forstå, hvad der forårsagede denne radioemission. De begyndte med omhyggelige observationer, hvor de registrerede de gange, de hørte Jupiter, og hvor intense Jupiters dekameter radioudbrud var. (Ordet dekameter betyder snesevis af meter, da bølgelængden af radioudbrud er titusinder af meter). Efter at have indsamlet disse radiodata sammenlignede de dem med andre oplysninger om Jupiter. De begyndte at matche Jupiters radioudbrud med planetens rotation. Den eneste måde at vide, hvilken del af Jupiter, der vender mod dem på et bestemt tidspunkt, er — er at kende hastigheden af dens rotation. Først kendte astronomerne kun Jupiters rotationshastighed ved at observere, hvordan skyer bevægede sig hen over planeten; der er ingen overfladeobjekter at spore.
Observatørerne indså, at vi hører Jupiter eller ej,afhænger stort set af, hvilken del af Jupiter der står over for os i øjeblikket. Radioemission afhænger af længden af Jupiter. Det ser ud til at der er specielle længdegrader, hvor Jupiter kan høres meget oftere end andre. Disse længdegrader var som "vartegn" på en planet uden synlig overflade. Disse vartegn betyder også, at Jupiter ikke kun udstråler radiobølger i alle retninger, men snarere udstråler radiobølger i rummet.
Hvorfor er de nye radio bursts så bemærkelsesværdige?
For nylig optog rumfartøjet for første gangdekameter radio sprænger i umiddelbar nærhed af deres oprindelse. Faktisk fløj sonden gennem kilden til radioudbruddet, ikke langt fra Ganymedes, Jupiters største måne.
Junos sensorer observerede fænomenet omkring femsekunder, og så smeltede radiosignalet sammen med baggrundsstrålingen. Under hensyntagen til sondens hastighed - cirka 50 km/s - kan vi konkludere, at det område i rummet, hvor signalet genereres, er 250 km på tværs.
Bemærkelsesværdigt internationalt hold til observationforskere rapporterede i en ny undersøgelse. Den originale publikation blev offentliggjort i den peer-reviewed tidsskrift Geophysical Research Letters. Det fik offentlig opmærksomhed efter et KTVX-show med NASAs Utah-repræsentant Patrick Wiggins.
Taler om et nyt radiosignal modtagetved hjælp af Jino-apparatet understregede en NASA-repræsentant, at oprindelsen af dette signal er naturlig. Sådanne radioudbrud opstår som et resultat af cyklotron-maser-ustabilitet (CMI, cyclotron-maser-ustabilitet). Essensen af denne effekt er forstærkningen af radiobølger med frie elektroner. Dette sker, hvis frekvensen af elektronoscillationer i plasmaet er væsentligt lavere end deres cyklotronfrekvens. Så kan selv et tilfældigt signal genereret i en sky af ladede partikler blive mærkbart, bemærker Naked Science. Radioudbrud dannes i de dele af Jupiters magnetosfære, hvor den interagerer tæt med Ganymedes magnetfelt. Elektroner fanget af magnetiske linjer kan ikke kun generere radiobølger.
Er livet muligt på Jupiter og dens måner?
I 1610 blev Galileo Galilei den førsteen astronom, der opdagede Jupiters store måner ved hjælp af et teleskop af hans eget design. Med tiden blev disse måner - Io, Europa, Ganymedes og Callisto - samlet kendt som de "galileiske måner" til ære for deres opdager. Og siden begyndelsen af rumforskningen har det, vi har lært om disse satellitter, fascineret og inspireret videnskabsmænd.
Tre indre galileiske måner roterer ved en 4: 2: 1-resonans
For eksempel siden Pioneer ogVoyager passerede gennem månesystemet for årtier siden, og forskere mistænkte, at satellitter som Europa måske var det bedste valg til at finde liv ud over Jorden i det ydre solsystem. Det handler om tilstedeværelsen af vandis, indre oceaner, mineraler og organiske molekyler. Med de første opdagelser om Jupiters månes natur blev det foreslået, at menneskeheden en dag måske koloniserede dem.
I øvrigt konceptet om et koloniseret systemJupiter er omtalt i mange science fiction-publikationer. For eksempel handler Robert Heinleins roman Farmer in the Sky (1953) om en teenagedreng og hans familie, der flytter til Ganymedes. I historien er denne Jupiter-måne i færd med at blive terraformet, og bønder bliver hyret til at hjælpe med at gøre den til en landbrugskoloni.
Hvordan foreslog forskere at kolonisere Jupiters måner?
Siden Voyager-prober gik igennemsystem af Jupiter, har astronomer fremsat adskillige forslag til besætningsmissioner til Jupiters måner og endda til etablering af bosættelser der. For eksempel blev der i 1994 oprettet et privat rumforetagende kendt som Project Artemis med det formål at kolonisere månen i det 21. århundrede. Nu, mange år senere, er dette projekt blevet levende igen og udvikler sig aktivt.
"Familieportræt" af fire galileiske ledsagere(Io Europa, Ganymede og Callisto) omkring Jupiter, taget af New Horizons rumfartøjer og udgivet i 2007. Foto: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Senere, i 1997, udviklede forskere planer om atkolonisering af Europa, som forestillede sig oprettelsen af en iglo på dens overflade. Det blev antaget, at disse bygninger senere ville tjene som en base for forskere. De vil være i stand til at "dykke ned" i Europas isskorpe og udforske havets overflade. I denne henseende blev muligheden for at bruge "lufthuller" i isdækket til langvarig ophold af mennesker også diskuteret.
- HOPE-projekt
I 2003 udarbejdede NASA en undersøgelse kaldetHumanOlivmoderenPbaneExploration (HOPE), som varfokuseret på at udforske fremtiden for solsystemet. På grund af sin afstand fra Jupiter og derfor lavere niveauer af solstråling, var månen Callisto målet for denne undersøgelse.
Planen opfordrede til start af operationer i 2045.For det første er det nødvendigt at etablere en base på Callisto, hvor videnskabelige hold kan fjernstyre en robotubåd. Det vil igen blive brugt til at udforske Europas indre hav. Disse forskerhold vil også udvinde overfladeprøver nær Callisto-landingsstedet.
Sidst men ikke mindst ekspeditionen tilCallisto vil skabe et genanvendeligt overfladebehov, hvor vandis kan opsamles og omdannes til raketbrændstof. Således kunne denne base tjene som en forsyningsbase for alle fremtidige operationelle missioner i Jupiter-systemet.
Også i 2003 rapporterede NASA, at en bemandeten mission til Callisto kan være mulig i 2040'erne. Ifølge en fælles undersøgelse offentliggjort af Glenn Research Center og Ohio Aerospace Institute, vil denne mission være baseret på et rumfartøj udstyret med et nukleart elektrisk fremdrivningssystem (NPP) og kunstig tyngdekraft. Dette skib skal levere besætningen til en femårig mission for at etablere en base på Callisto.
I sin bog “Rumvandring: Oprettelse af en rumcivilisation "(1999) Robert Zubrin gik ind for at udvinde atmosfæren på de ydre planeter, inklusive Jupiter, for at producere helium-3-brændstof.
Helium-3 er en stabil isotop af helium.Helium-3-kernen består af to protoner og én neutron, i modsætning til den tungere, anden stabile isosop, helium-4, som har to protoner og to neutroner. Helium-3 betragtes nogle gange som et hypotetisk fusionsbrændstof. Sådant brændstof har mange fordele - disse inkluderer en titusind gange lavere neutronflux fra reaktionszonen. Dette reducerer kraftigt induceret radioaktivitet og nedbrydning af reaktorstrukturmaterialer. Derudover fanges protoner, et af reaktionsprodukterne, let i modsætning til neutroner. De kan bruges til yderligere elproduktion. Samtidig er både helium-3 og deuterium inaktive af sig selv. Det betyder, at deres opbevaring ikke kræver særlige forholdsregler, og i tilfælde af et reaktoruheld med trykaflastning af kernen er udslippets radioaktivitet tæt på nul. Helium-deuterium-reaktionen har dog en alvorlig ulempe - en væsentlig højere temperaturtærskel (en temperatur på omkring en milliard grader kræves for at starte reaktionen).
For at gøre dette skal du bruge en base på en ellerflere galileiske satellitter. NASA tænkte også over denne mulighed og citerede dette. at fundet ville give grænseløse forsyninger af brændstof til fusionsreaktorer her på Jorden og andre steder i solsystemet, hvor der ville eksistere kolonier.
Nu planlægges denne isotop at blive udvundet på Månen til behovet for termonuklear energi. Dette er imidlertid et spørgsmål om den fjerne fremtid. Ikke desto mindre er helium-3 allerede meget efterspurgt i dag - især inden for medicin.
- Livbådsfond
I 2000'erne blev Redningsbådsprojektet grundlagtFundament. Det er en non-profit organisation, hvis aktiviteter er rettet mod at bevare menneskeheden. I 2012 udgav de en undersøgelse med titlen "Colonization of the Moons of Jupiter: Assessing Our Options and Alternatives", som undersøgte kolonisering af de galilæiske måner som et potentielt alternativ til kolonier på Månen eller Mars.
Hvorfor kolonisere Jupiters måner?
Etablering af kolonier på de galilæiske måner har mange potentielle fordele for menneskeheden.
For det første er Jupiter-systemet utroligt rigt.flygtige stoffer, herunder vand, kuldioxid og ammoniakis og organiske molekyler. Derudover menes det, at Jupiters måner indeholder enorme mængder flydende vand.
For eksempel skøn over volumenet af Europas indre havdet antages, at det kan indeholde op til tre kvadratkubik kilometer vand. Dette er lidt mere end det dobbelte af det samlede volumen af alle jordens have. Derudover kunne kolonier på Jupiters måner tillade missioner til Jupiter selv, hvor hydrogen og helium-3 kan produceres som atombrændstof.
Illustrationer af Europa (forgrund), Jupiter (til højre) og Io (i midten) viser vandfuger, der når overfladen. Kredit: NASA / JPL - Caltech
For det andet er kolonierne baseret på Europa ogGanymedes får også lov til at gennemføre flere efterforskningsmissioner i de indre oceaner, som menes at have disse satellitter. I betragtning af at disse oceaner også betragtes som nogle af de mest sandsynlige steder for udenjordisk liv i vores solsystem, ville muligheden for at udforske dem tæt på være en stor mulighed.
For det tredje er kolonier på månerne til Io, Europa,Ganymede og Callisto vil også lette missioner længere ind i solsystemet. Disse kolonier kan tjene som stoppesteder og forsyningsbaser til missioner på vej til og fra det kroiske system (Saturns månesystem), hvor yderligere ressourcer kan samles.
Generelt vil kolonier i Jupiter-systemet give menneskeheden adgang til rige ressourcer og enorme forskningskapaciteter.
Koloniseringsproblemer
Udfordringerne ved at mestre Jupiters måner er også enorme.som selve gasgiganten. Disse inkluderer, men er ikke begrænset til, stråling, de langsigtede virkninger af lav tyngdekraft, transportproblemer, mangel på infrastruktur og selvfølgelig store omkostninger. I betragtning af den fare, som stråling udgør efterforskning, anbefales det først at overveje dette aspekt.
- stråling
Io og Europa, der er tættest på JupiterGalileere modtager mest stråling fra alle disse måner. Dette forstærkes af, at de ikke har noget beskyttende magnetfelt og en meget tynd atmosfære. Således modtager overfladen af Io et gennemsnit på ca. 3.600 rem pr. Dag, mens Europa modtager ca. 540 rem pr. Dag.
100 rem – det laveste niveau af udvikling af mild strålingssygdom;
450 rem - svær strålingssygdom (50% af dem, der udsættes for død dør);
600 - 700 rem eller mere - en enkelt dosis modtaget betragtes som absolut dødelig.
Jupiters magnetfelt og leddrotation fremkalder strømme. Kredit: Wikipedia Commons.
Til sammenligning udsættes mennesker her på Jorden foreksponering mindre end 1 rem pr. dag (0,62 for beboere i udviklede lande). Eksponering for 500 rem pr. Dag kan være dødelig, og eksponering for ca. 75 rem over flere dage er tilstrækkelig til at forårsage alvorlige helbredsproblemer og strålingsforgiftning.
Ganymedes er den eneste galilæiske måne (ogdet eneste ikke-gasgigantiske legeme bortset fra Jorden), der har en magnetosfære. I gennemsnit modtager Månen omkring 8 rad stråling om dagen. Dette svarer til indvirkningen på Mars' overflade. gennemsnit om året.
Kun Callisto er langt nok fra Jupiter. Her når strålingsniveauer kun 0,01 rem pr. Dag. Imidlertid betyder dens afstand fra Jupiter, at der ikke er nogen tidevandsopvarmning af månen.
Kunstnerens indtryk af basen af Callisto. Kredit: NASA
Et andet stort problem er langsigtetvirkningen af lavt tyngdekraft på disse satellitter på menneskers sundhed. På de galilenske satellitter varierer overfladens tyngdekraft fra 0,126 g (for Callisto) til 0,183 g (for Io). Dette kan sammenlignes med Månen (0,1654 g), men betydeligt mindre end Mars (0,376 g). Selvom virkningerne af dette fænomen ikke forstås fuldt ud, vides de langsigtede virkninger af mikrogravitation at omfatte tab af knogletæthed og muskeldegeneration.
- Afstand
Sammenlignet med andre potentielle websteder tilkolonisering, er Jupiter-systemet også meget langt fra Jorden. Transport af besætninger og alt det tunge udstyr, der er nødvendigt for at opbygge en koloni, vil således tage meget lang tid, ligesom missioner, hvor ressourcer leveres til og fra Jupiters måner.
For at give dig en idé om, hvor lang tid dette vil tage, skal du overveje et par faktiske missioner til Jupiter. Det første rumfartøj, der rejste fra Jorden til Jupiter, var en NASA-sondePioneer 10, der blev lanceret den 3. marts 1972 og nåede Jupiter-systemet den 3. december 1973 - på 640 dage (1,75 år) flyvetid.
Pioneer 11foretog rejsen på 606 dage, men ligesom sin forgænger passerede den simpelthen gennem systemet på vej til de ydre planeter. Præcis det sammeVoyager 1Og2, som også gik igennem systemet, tog henholdsvis 546 og 688 dage.
Kunstnerisk koncept af en bimodal kernetermisk raket i lav jordbane. Kredit: NASA
I tilfælde af missionen "Galileo "sonden forlod Jorden den 18. oktober 1989 og ankom til Jupiter den 7. december 1995. Det tog med andre ord 6 år, 1 måned og 19 dage at nå Jupiter fra Jorden uden at flyve. «Juno» blev lanceret fra Jorden den 5. august 2011 og kom ind i kredsløb omkring Jupiter den 5. juli 2016. Rejsen tog 1796 dage eller knap 5 år.
Det skal bemærkes, at dette var missioner udenbesætninger, som kun involverede en robotprobe og ikke et fartøj, der var stort nok til at rumme mennesker, forsyninger og tungt udstyr. Som følge heraf skulle koloniale skibe være meget større og tungere, og de ville have krævet avancerede fremdrivningssystemer såsom kernetermiske / nukleare elmotorer. De skal sikre, at rejsen tager en rimelig tid.
For flyvninger til Jupiters måner og tilbagebaser mellem Jorden og Jupiter vil være påkrævet for at muliggøre tankning og genforsyning og for at reducere omkostningerne ved individuelle missioner. Dette ville betyde, at permanente forposter skulle etableres på Månen, Mars og sandsynligvis i asteroidebæltet, før nogen missioner til Jupiters måner blev anset for gennemførlige eller omkostningseffektive.
- udgifter til
Disse to sidste problemer rejser spørgsmålet omkoste. Mellem at bygge skibe, der kan tage turen til Jupiter på rimelig lang tid, skabe de nødvendige baser til at støtte dem,ogomkostningerne ved at skabe selve kolonierne, vil koloniseringen af Jupiters satellitter være utrolig dyr, bemærker Universe Today.
Hvad er bundlinjen?
I betragtning af alle farerne, tid og højomkostninger bør spørges, mange mennesker spekulerer på "er det det værd?" På den anden side, i forbindelse med rumudforskning og kolonisering, giver ideen om at skabe permanente menneskelige forposter på Jupiters måner mening. Alle problemer kan løses, hvis der tages passende forholdsregler, og de nødvendige ressourcer afsættes. Og selvom han bliver nødt til at vente, indtil lignende kolonier/baser er etableret på Månen og Mars, er dette ikke et dårligt "næste skridt".
Har kolonier på nogen af de galileiske satellitter,menneskeheden vil have fodfæste i det ydre solsystem, et stoppunkt for fremtidige missioner til Saturn og videre og adgang til nye ressourcer. Igen kommer det hele ned på, hvor meget menneskeheden er villig til at bruge. En fundamentalt ny type brændstof kan gøre flyvning mere budgetmæssigt. Det eksisterer dog ikke endnu.
Læs mere
Jorden vil nå kritisk temperatur om 20 år
Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder
Navngivet en plante, der ikke er bange for klimaændringer. Det fodrer en milliard mennesker
Terraforming - klimaændringerforhold på en planet, satellit eller andet rumlegeme for at bringe atmosfæren, temperaturen og miljøforholdene i en tilstand, der er egnet til beboelse af landdyr og planter.
engelsk - håber
Nukleart elektrisk fremdriftssystem (NPP) -fremdrivningssystem af et rumfartøj, der inkluderer et kompleks af indbyggede systemer i et rumfartøj (SC), såsom: en elektrisk raketmotor (EP), et strømforsyningssystem leveret af en atomreaktor, et lager- og forsyningssystem for et arbejdsmedium (SKHiP), et automatisk kontrolsystem (ACS) ...
Robert Zubrin - amerikansk ingeniør og publicist,grundlægger af Martian Society. Han dimitterede fra University of Rochester med en bachelorgrad i matematik, studerede derefter atomkraft ved University of Washington, forsvarede sin afhandling.
Kronos, Cronus i oldgræsk mytologi er den øverste guddom, ifølge en anden mening titan, den yngste søn af den første gud Uranus (himmel) og demiurg-gudinden Gaia (jord).
Oprindeligt - landbrugets gud, senere, i den hellenistiske periode, blev han identificeret med guden, der personificerer tiden, Chronos.
Svarer til den romerske gud Saturn (Saturnus).