De quels signaux parle-t-on?
Des signaux similaires sont connus depuis longtemps : on les appelle sursauts radio décamétriques.
Après la découverte accidentelle de sursauts radio provenant deLes scientifiques de Jupiter ont tenté de comprendre la cause de cette émission radio. Ils ont commencé par des observations minutieuses, en enregistrant les moments où ils ont entendu Jupiter et l'intensité des sursauts radio décamétriques de Jupiter. (Le mot décamètre signifie dizaines de mètres, puisque la longueur d'onde des sursauts radio est de plusieurs dizaines de mètres). Après avoir collecté ces données radio, ils les ont comparées à d’autres informations sur Jupiter. Ils ont commencé à faire correspondre les sursauts radio de Jupiter avec la rotation de la planète. La seule façon de savoir quelle partie de Jupiter leur fait face à un moment donné est « » est de connaître la vitesse de sa rotation. Au début, les astronomes connaissaient la vitesse de rotation de Jupiter uniquement en observant la façon dont les nuages se déplaçaient sur la planète ; il n'y a aucun objet de surface à suivre.
Les observateurs se sont rendu compte que nous entendions Jupiter ou pas,dépend en grande partie de la partie de Jupiter qui nous fait face en ce moment. L'émission radio dépend de la longitude de Jupiter. Il semble qu'il existe des longitudes spéciales auxquelles Jupiter peut être entendu beaucoup plus souvent que d'autres. Ces longitudes étaient comme des «repères» sur une planète sans surface visible. Ces points de repère signifient également que Jupiter ne se contente pas de rayonner des ondes radio dans toutes les directions, mais plutôt des ondes radio dans l'espace.
Pourquoi les nouvelles sursauts radio sont-elles si remarquables?
Récemment, le vaisseau spatial a enregistré pour la première foisdes sursauts radio décamétriques à proximité immédiate de leur origine. En fait, la sonde a survolé la source du sursaut radio, non loin de Ganymède, la plus grande lune de Jupiter.
Les capteurs de Juno ont observé le phénomène vers cinq heuressecondes, puis le signal radio a fusionné avec le rayonnement de fond. Compte tenu de la vitesse de la sonde – environ 50 km/s – nous pouvons conclure que la région de l’espace où le signal est généré fait 250 km de diamètre.
Équipe internationale d'observation remarquableles chercheurs ont rapporté dans une nouvelle étude. La publication originale a été publiée dans la revue à comité de lecture Geophysical Research Letters. Il a attiré l'attention du public après une émission KTVX mettant en vedette le représentant de l'Utah de la NASA, Patrick Wiggins.
Parler d'un nouveau signal radio reçuà l'aide de l'appareil Jino, un représentant de la NASA a souligné que l'origine de ce signal est naturelle. De tels sursauts radio résultent de l'instabilité du maser cyclotron (CMI, instabilité du maser cyclotron). L’essence de cet effet est l’amplification des ondes radio par des électrons libres. Cela se produit si la fréquence des oscillations électroniques dans le plasma est nettement inférieure à leur fréquence cyclotronique. Selon Naked Science, même un signal aléatoire généré avec succès dans un nuage de particules chargées peut devenir perceptible. Des sursauts radio se forment dans les parties de la magnétosphère de Jupiter où il interagit étroitement avec le champ magnétique de Ganymède. Les électrons capturés par les lignes magnétiques ne peuvent pas seulement générer des ondes radio.
La vie est-elle possible sur Jupiter et ses lunes?
En 1610, Galilée devint le premierun astronome qui a découvert les grandes lunes de Jupiter à l'aide d'un télescope de sa propre conception. Au fil du temps, ces lunes – Io, Europe, Ganymède et Callisto – ont été collectivement appelées « lunes galiléennes » en l’honneur de leur découvreur. Et depuis le début de l’exploration spatiale, ce que nous avons appris sur ces satellites fascine et inspire les scientifiques.
Trois lunes galiléennes intérieures tournent à une résonance 4: 2: 1
Par exemple, depuis le Pioneer etVoyager a traversé le système lunaire il y a des décennies et les scientifiques soupçonnaient que des satellites comme Europa pourraient être le meilleur choix pour trouver la vie en dehors de la Terre dans le système solaire externe. Tout est question de présence de glace d'eau, d'océans intérieurs, de minéraux et de molécules organiques. Avec les premières découvertes sur la nature des lunes de Jupiter, il a été suggéré que l'humanité pourrait un jour les coloniser.
D'ailleurs, le concept de système coloniséJupiter figure dans de nombreuses publications de science-fiction. Par exemple, le roman Farmer in the Sky (1953) de Robert Heinlein parle d'un adolescent et de sa famille qui déménagent à Ganymède. Dans l'histoire, cette lune de Jupiter est en train d'être terraformée et des agriculteurs sont embauchés pour aider à la transformer en colonie agricole.
Comment les scientifiques ont-ils proposé de coloniser les lunes de Jupiter?
Depuis le passage des sondes Voyagersystème de Jupiter, les astronomes ont fait plusieurs propositions pour des missions avec équipage dans les lunes de Jupiter et même pour l'établissement de colonies là-bas. Par exemple, en 1994, une entreprise spatiale privée connue sous le nom de Projet Artemis a été créée dans le but de coloniser la lune au 21e siècle. Aujourd'hui, de nombreuses années plus tard, ce projet a repris vie et se développe activement.
"Portrait de famille" de quatre compagnons galiléens(Io Europa, Ganymede et Callisto) autour de Jupiter, pris par le vaisseau spatial New Horizons et publié en 2007. Photo: NASA / Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins / Southwest Research Institute
Plus tard, en 1997, les scientifiques ont élaboré des plans pourcolonisation de l'Europe, qui prévoyait la création d'un igloo à sa surface. On a supposé que plus tard, ces bâtiments serviraient de base aux scientifiques. Ils pourront "plonger" dans la croûte de glace d'Europe et explorer l'océan souterrain. À cet égard, la possibilité d'utiliser des «trous d'air» dans la couverture de glace pour la résidence à long terme des personnes a également été discutée.
- Projet HOPE
En 2003, la NASA a préparé une étude intituléeHhommeOuterPlanetEl'exploration (HOPE), qui a étéaxé sur l’exploration de l’avenir du système solaire. En raison de sa distance par rapport à Jupiter et donc de ses niveaux de rayonnement solaire plus faibles, la lune Callisto était la cible de cette étude.
Le plan prévoyait le démarrage des opérations en 2045.Tout d'abord, il est nécessaire d'établir une base sur Callisto, où les équipes scientifiques peuvent contrôler à distance un sous-marin robotique. Il sera à son tour utilisé pour explorer l'océan intérieur de l'Europe. Ces équipes de recherche exploiteront également des échantillons de surface à proximité du site d'atterrissage de Callisto.
Dernier point mais non le moindre, l'expédition àCallisto créera un habitat de surface réutilisable où la glace d'eau pourra être collectée et transformée en carburant pour fusée. Ainsi, cette base pourrait servir de base d'approvisionnement pour toutes les futures missions opérationnelles du système Jupiter.
Toujours en 2003, la NASA a signalé qu'un hommeune mission à Callisto pourrait être possible dans les années 2040. Selon une étude conjointe publiée par le Glenn Research Center et l'Ohio Aerospace Institute, cette mission sera basée sur un vaisseau spatial équipé d'un système de propulsion électrique nucléaire (NPP) et de gravité artificielle. Ce navire doit livrer l'équipage pour une mission de cinq ans pour établir une base sur Callisto.
Dans son livre "Sortie dans l'espace: création d'une civilisation spatiale "(1999) Robert Zubrin a préconisé l'exploitation minière de l'atmosphère des planètes extérieures, y compris Jupiter, pour produire du carburant hélium-3.
L'hélium-3 est un isotope stable de l'hélium.Le noyau de l’hélium-3 est constitué de deux protons et d’un neutron, contrairement à l’autre isosope stable, plus lourd, l’hélium-4, qui possède deux protons et deux neutrons. L'hélium-3 est parfois considéré comme un hypothétique combustible de fusion. Un tel combustible présente de nombreux avantages, notamment un flux de neutrons provenant de la zone de réaction dix fois inférieur. Cela réduit considérablement la radioactivité induite et la dégradation des matériaux structurels du réacteur. De plus, les protons, l'un des produits de la réaction, sont facilement captés, contrairement aux neutrons. Ils peuvent être utilisés pour une production supplémentaire d’électricité. Dans le même temps, l’hélium-3 et le deutérium sont inactifs par eux-mêmes. Cela signifie que leur stockage ne nécessite pas de précautions particulières, et en cas d'accident de réacteur avec dépressurisation du cœur, la radioactivité du rejet est proche de zéro. Cependant, la réaction hélium-deutérium présente un sérieux inconvénient : un seuil de température nettement plus élevé (une température d'environ un milliard de degrés est nécessaire pour démarrer la réaction).
Pour ce faire, vous aurez besoin d'une base sur un ouplusieurs satellites galiléens. La NASA a également réfléchi à cette possibilité en citant ceci. que cette découverte fournirait des réserves illimitées de combustible pour les réacteurs à fusion ici sur Terre et partout ailleurs dans le système solaire où existeraient des colonies.
Il est maintenant prévu que cet isotope soit exploité sur la Lune pour les besoins d'énergie thermonucléaire. Cependant, c'est une question de futur lointain. Néanmoins, l'hélium-3 est déjà très demandé aujourd'hui - en particulier en médecine.
- Fondation de sauvetage
Dans les années 2000, le projet Lifeboat est néFondation. Il s'agit d'une organisation à but non lucratif dont les activités visent à préserver l'humanité. En 2012, ils ont publié une étude intitulée « Colonisation des lunes de Jupiter : évaluation de nos options et alternatives », qui examinait la colonisation des lunes galiléennes comme alternative potentielle aux colonies sur la Lune ou sur Mars.
Pourquoi coloniser les lunes de Jupiter?
L’établissement de colonies sur les lunes galiléennes présente de nombreux avantages potentiels pour l’humanité.
Premièrement, le système Jupiter est incroyablement riche.les substances volatiles, y compris l'eau, le dioxyde de carbone et la glace ammoniacale, et les molécules organiques. De plus, les lunes de Jupiter contiendraient également des quantités massives d'eau liquide.
Par exemple, les estimations du volume de l'océan intérieur de l'Europeon pense qu'il peut contenir jusqu'à trois quadrillions de kilomètres cubes d'eau. C'est un peu plus du double du volume combiné de tous les océans de la Terre. De plus, les colonies sur les lunes de Jupiter pourraient permettre des missions vers Jupiter lui-même, où l'hydrogène et l'hélium-3 peuvent être produits comme combustible nucléaire.
Des illustrations d'Europa (au premier plan), de Jupiter (à droite) et d'Io (au centre) montrent des panaches d'eau atteignant la surface. Crédit: NASA / JPL - Caltech
Deuxièmement, les colonies basées sur l'Europe etGanymède sera également autorisé à mener plusieurs missions d'exploration dans les océans intérieurs, qui auraient ces satellites. Étant donné que ces océans sont également considérés comme l'un des endroits les plus probables pour la vie extraterrestre dans notre système solaire, l'opportunité de les explorer de près serait une excellente opportunité.
Troisièmement, les colonies sur les lunes d'Io, en Europe,Ganymède et Callisto faciliteront également les missions plus loin dans le système solaire. Ces colonies peuvent servir de points d'arrêt et de bases de ravitaillement pour les missions à destination et en provenance du système croien (système des lunes de Saturne), où des ressources supplémentaires peuvent être rassemblées.
En général, les colonies du système Jupiter offriront à l’humanité un accès à de riches ressources et à d’énormes opportunités de recherche.
Problèmes de colonisation
Les défis pour maîtriser les lunes de Jupiter sont également énormes.comme la géante gazeuse elle-même. Ceux-ci incluent, mais sans s'y limiter, les radiations, les effets à long terme de la faible gravité, les problèmes de transport, le manque d'infrastructure et bien sûr les coûts énormes. Compte tenu du danger que représente le rayonnement pour l'exploration géologique, il convient d'abord de considérer cet aspect.
- Le rayonnement
Io et Europa, étant les plus proches de JupiterLes Galiléens reçoivent le plus de rayonnement de toutes ces lunes. Ceci est aggravé par le fait qu'ils n'ont pas de champ magnétique protecteur et une atmosphère très mince. Ainsi, la surface d'Io reçoit en moyenne environ 3 600 rem par jour, tandis que l'Europe reçoit environ 540 rem par jour.
100 rem – le niveau le plus bas de développement du mal des rayons léger ;
450 rem - maladie grave des radiations (50% des personnes exposées à la mort meurent);
600 à 700 rem ou plus - une seule dose reçue est considérée comme absolument mortelle.
Le champ magnétique de Jupiter et la rotation des articulations induisent des courants. Crédit: Wikipédia Commons.
Par comparaison, les gens ici sur Terre sont exposés àexposition inférieure à 1 rem par jour (0,62 pour les résidents des pays développés). Une exposition à 500 rem par jour peut être mortelle et une exposition à environ 75 rem sur plusieurs jours est suffisante pour causer de graves problèmes de santé et une intoxication par les radiations.
Ganymède est la seule lune galiléenne (etle seul corps géant non gazeux autre que la Terre) qui possède une magnétosphère. En moyenne, la Lune reçoit environ 8 rads de rayonnement par jour. Cela équivaut à l’impact sur la surface de Mars. moyenne par an.
Seul Callisto est assez loin de Jupiter. Ici, les niveaux de rayonnement n'atteignent que 0,01 rem par jour. Cependant, sa distance de Jupiter signifie qu'il n'y a pas de réchauffement de la lune par la marée.
Vue d'artiste de la base par Callisto. Crédit: NASA.
Un autre problème majeur est à long termel'impact de la faible gravité sur ces satellites sur la santé humaine. Sur les satellites galiléens, la gravité de surface varie de 0,126 g (pour Callisto) à 0,183 g (pour Io). Ceci est comparable à la Lune (0,1654 g), mais nettement inférieur à Mars (0,376 g). Bien que les effets de ce phénomène ne soient pas entièrement compris, les effets à long terme de la microgravité sont connus pour inclure la perte de densité osseuse et la dégénérescence musculaire.
- Distance
Par rapport à d'autres sites potentiels pourcolonisation, le système Jupiter est également très éloigné de la Terre. Ainsi, le transport des équipages et de tout l'équipement lourd nécessaire à la construction d'une colonie prendra beaucoup de temps, tout comme les missions dans lesquelles des ressources sont acheminées vers et depuis les lunes de Jupiter.
Pour vous donner une idée du temps que cela prendra, considérons quelques missions réelles vers Jupiter. Le premier vaisseau spatial à voyager de la Terre à Jupiter était une sonde de la NASAPionnier 10qui a été lancé le 3 mars 1972 et a atteint le système Jupiter le 3 décembre 1973 - en 640 jours (1,75 an) de temps de vol.
Pionnier 11a fait le voyage en 606 jours, mais comme son prédécesseur, il a simplement traversé le système pour se diriger vers les planètes extérieures. Exactement le mêmeVoyageur 1Et2, qui sont également passés par le système, ont pris respectivement 546 et 688 jours.
Concept artistique d'une fusée thermique nucléaire bimodale en orbite terrestre basse. Crédit: NASA.
Dans le cas de la mission "Galileo "la sonde a quitté la Terre le 18 octobre 1989 et est arrivée à Jupiter le 7 décembre 1995. Autrement dit, il a fallu 6 ans, 1 mois et 19 jours pour atteindre Jupiter depuis la Terre sans voler. «Junon» a été lancé depuis la Terre le 5 août 2011 et est entré en orbite autour de Jupiter le 5 juillet 2016. Le voyage a duré 1796 jours, soit un peu moins de 5 ans.
Il est à noter qu'il s'agissait de missions sansles équipages, qui impliquaient seulement une sonde robotique et pas un navire assez grand pour accueillir des personnes, des fournitures et du matériel lourd. En conséquence, les navires coloniaux devraient être beaucoup plus gros et plus lourds et nécessiteraient des systèmes de propulsion avancés tels que des moteurs nucléaires thermiques / nucléaires électriques. Ils doivent s'assurer que le trajet dure un temps raisonnable.
Pour les vols vers les lunes de Jupiter et retourdes bases entre la Terre et Jupiter seront nécessaires pour permettre le ravitaillement et le réapprovisionnement, et pour réduire les coûts des missions individuelles. Cela signifierait que des avant-postes permanents devraient être établis sur la Lune, sur Mars et très probablement dans la ceinture d'astéroïdes avant que toute mission sur les lunes de Jupiter ne soit jugée faisable ou rentable.
- Coût
Ces deux derniers problèmes posent la question decoût. Entre la construction de vaisseaux capables de faire le voyage vers Jupiter dans un laps de temps assez long, la création des bases nécessaires pour les soutenir,etcoûts de création des colonies elles-mêmes, la colonisation des satellites de Jupiter sera incroyablement coûteuse, note Universe Today.
Quelle est la ligne du bas?
Compte tenu de tous les dangers, du temps et de la hauteurSi l’on s’interroge sur le coût, beaucoup de gens se demandent « est-ce que ça vaut le coup ? » En revanche, dans le contexte de l’exploration spatiale et de la colonisation, l’idée de créer des avant-postes humains permanents sur les lunes de Jupiter prend tout son sens. Tous les problèmes peuvent être résolus si les précautions appropriées sont prises et si les ressources nécessaires sont allouées. Et même s’il devra attendre que des colonies/bases similaires soient établies sur la Lune et sur Mars, ce n’est pas une mauvaise « prochaine étape ».
Avoir des colonies sur l'un des satellites galiléens,l'humanité aura un pied dans le système solaire extérieur, un point d'arrêt pour les futures missions vers Saturne et au-delà, et l'accès à de nouvelles ressources. Encore une fois, tout dépend de ce que l'humanité est prête à dépenser. Un type de carburant fondamentalement nouveau peut rendre le vol plus budgétaire. Cependant, il n'existe pas encore.
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Robert Zubrin - ingénieur et publiciste américain,fondateur de la Martian Society. Il est diplômé de l'Université de Rochester avec un baccalauréat en mathématiques, puis a étudié l'énergie nucléaire à l'Université de Washington, a soutenu sa thèse.
Kronos, Cronos dans la mythologie grecque antique est la divinité suprême, selon une autre opinion titan, le plus jeune fils du premier dieu Uranus (ciel) et de la déesse démiurge Gaia (terre).
Initialement - le dieu de l'agriculture, plus tard, à l'époque hellénistique, il fut identifié au dieu personnifiant le temps, Chronos.
Correspond au dieu romain Saturne (Saturnus).