O kojim signalima govorimo?
Slični signali poznati su već dugo: zovu se dekametarski radio-rafali
Nakon slučajnog otkrića radijskih rafala izZnanstvenici s Jupitera pokušali su shvatiti što je uzrokovalo ovu radio emisiju. Počeli su s pažljivim promatranjem, bilježeći vrijeme kada su čuli Jupiter i koliko su bili intenzivni Jupiterovi dekametarski radijski izboji. (Riječ dekametar označava desetke metara, budući da je valna duljina radijskih praska desetke metara). Nakon prikupljanja ovih radijskih podataka, usporedili su ih s drugim informacijama o Jupiteru. Počeli su uspoređivati Jupiterove radijske signale s rotacijom planeta. Jedini način da znate koji dio Jupitera je okrenut prema njima u određenom trenutku je — je znati brzinu njegove rotacije. U početku su astronomi znali Jupiterovu brzinu rotacije samo promatrajući kako se oblaci kreću po planetu; nema površinskih objekata za praćenje.
Promatrači su shvatili da čujemo Jupiter ili ne,uvelike ovisi o tome koji nam je dio Jupitera trenutno okrenut. Radio emisija ovisi o dužini Jupitera. Čini se da postoje posebne dužine na kojima se Jupiter može čuti puno češće od ostalih. Te su dužine bile poput "orijentira" na planetu bez vidljive površine. Te znamenitosti također znače da Jupiter ne zrači samo radio valove u svim smjerovima, već zrači valovima u svemir.
Zašto su novi radijski rafali tako izvanredni?
Nedavno je letjelica po prvi put snimiladekametarskih radio-rafala u neposrednoj blizini njihova nastanka. Zapravo, sonda je proletjela kroz izvor radijskog praska, nedaleko od Ganimeda, najvećeg Jupiterovog mjeseca.
Junoini senzori opazili su fenomen oko petsekundi, a zatim se radio signal spojio s pozadinskim zračenjem. Uzimajući u obzir brzinu sonde - otprilike 50 km/s - možemo zaključiti da područje svemira u kojem se generira signal ima promjer od 250 km.
Značajni promatrački međunarodni timistraživači izvijestili u novoj studiji. Izvorna je publikacija objavljena u recenziranom časopisu Geophysical Research Letters. Pozornost javnosti stekao je nakon emisije na KTVX-u, gdje je govorio predstavnik NASA-e Utah Patrick Wiggins.
Govorimo o primljenom novom radijskom signalupomoću aparata Jino, predstavnik NASA-e je naglasio da je porijeklo ovog signala prirodno. Takvi radijski izboji nastaju kao rezultat nestabilnosti ciklotronskog masera (CMI, cyclotron maser instability). Bit ovog efekta je pojačanje radio valova slobodnim elektronima. To se događa ako je frekvencija oscilacija elektrona u plazmi znatno niža od njihove ciklotronske frekvencije. Tada čak i nasumični signal koji je uspješno generiran u oblaku nabijenih čestica može postati primjetan, primjećuje Naked Science.Radijski izboji nastaju u onim dijelovima Jupiterove magnetosfere gdje je u bliskoj interakciji s magnetskim poljem Ganimeda. Elektroni uhvaćeni magnetskim linijama ne mogu samo generirati radio valove.
Je li moguć život na Jupiteru i njegovim mjesecima?
Godine 1610. Galileo Galilei postao je prviastronom koji je otkrio velike Jupiterove mjesece pomoću teleskopa vlastitog dizajna. Tijekom vremena, ti su mjeseci - Io, Europa, Ganimed i Kalisto - zajednički nazvani "Galilejevi mjeseci" u čast svog pronalazača. A od početka istraživanja svemira ono što smo naučili o tim satelitima fasciniralo je i nadahnjivalo znanstvenike.
Tri unutarnja galilejska mjeseca rotiraju se u rezonanciji 4: 2: 1
Na primjer, budući da Pioneer iVoyager je prošao kroz Mjesečev sustav prije nekoliko desetljeća, a znanstvenici su sumnjali da bi sateliti poput Europe mogli biti najbolji izbor za pronalazak života izvan Zemlje u vanjskom Sunčevom sustavu. Sve je u prisutnosti vodenog leda, unutrašnjosti oceana, minerala i organskih molekula. S prvim otkrićima o prirodi Jupiterovih mjeseci sugerirano je da bi ih čovječanstvo moglo jednog dana kolonizirati.
Usput, koncept koloniziranog sustavaJupiter je predstavljen u mnogim publikacijama znanstvene fantastike. Na primjer, roman Roberta Heinleina Farmer in the Sky (1953.) govori o tinejdžeru i njegovoj obitelji koji se sele na Ganimed. U priči, ovaj Jupiterov mjesec je u procesu teraformiranja i farmeri su angažirani da ga pretvore u poljoprivrednu koloniju.
Kako su znanstvenici predložili kolonizaciju Jupiterovih mjeseci?
Budući da su sonde Voyager prošleJupiterov sustav, astronomi su dali nekoliko prijedloga za misije s posadom na Jupiterove mjesece, pa čak i za uspostavljanje tamošnjih naselja. Primjerice, 1994. godine stvoren je privatni svemirski pothvat poznat kao Project Artemis s ciljem kolonizacije Mjeseca u 21. stoljeću. Sada, mnogo godina kasnije, ovaj je projekt ponovno zaživio i aktivno se razvija.
"Obiteljski portret" četvero galilejskih pratitelja(Io Europa, Ganymede i Callisto) oko Jupitera, snimljena letjelicom New Horizons i objavljena 2007. godine. Foto: NASA / Laboratorij primijenjene fizike Sveučilišta Johns Hopkins / Southwest Research Institute
Kasnije, 1997. godine, znanstvenici su razvili planove zakolonizacija Europe, koja je predviđala stvaranje iglua na njenoj površini. Pretpostavljalo se da će kasnije te zgrade služiti kao baza znanstvenicima. Moći će se "udubiti" u ledenu koru Europe i istražiti podzemni ocean. S tim u vezi, razgovaralo se i o mogućnosti korištenja "zračnih rupa" u ledenom pokrivaču za dugotrajni boravak ljudi.
- HOPE projekt
2003. godine NASA je pripremila studiju tzvHumanOmaternicaStrlanetExploration (HOPE), koji je biousmjerena na istraživanje budućnosti Sunčevog sustava. Zbog svoje udaljenosti od Jupitera i stoga niže razine sunčevog zračenja, mjesec Callisto bio je cilj ove studije.
Plan je zahtijevao početak rada 2045. godine.Prvo je potrebno uspostaviti bazu na Callistu, gdje znanstveni timovi mogu daljinski upravljati robotskom podmornicom. Zauzvrat će se koristiti za istraživanje unutarnjeg oceana Europe. Ovi istraživački timovi također će vaditi površinske uzorke u blizini mjesta slijetanja Callisto.
Posljednje, ali ne najmanje važno, ekspedicija naCallisto će stvoriti površinsko stanište za višekratnu upotrebu gdje se vodeni led može sakupljati i pretvarati u raketno gorivo. Stoga bi ova baza mogla poslužiti kao baza za opskrbu svih budućih operativnih misija u Jupiterovom sustavu.
Također 2003. godine, NASA je izvijestila da je s osobommisija u Callisto mogla bi biti moguća 2040-ih. Prema zajedničkoj studiji koju su objavili Istraživački centar Glenn i Aerospace Institute of Ohio, ova će se misija temeljiti na letjelici opremljenoj nuklearnim električnim pogonskim sustavom (NEPP) i umjetnom gravitacijom. Ovaj brod treba dostaviti posadu na petogodišnju misiju uspostave baze na Callistu.
U svojoj knjizi „Spacewalk: Stvaranje svemirske civilizacije "(1999.) Robert Zubrin zagovarao je rudarenje atmosfera vanjskih planeta, uključujući Jupiter, kako bi se proizvelo gorivo helij-3.
Helij-3 je stabilni izotop helija.Jezgra helija-3 sastoji se od dva protona i jednog neutrona, za razliku od težeg, drugog stabilnog izozopa, helija-4, koji ima dva protona i dva neutrona. Helij-3 se ponekad smatra hipotetskim fuzijskim gorivom. Takvo gorivo ima mnoge prednosti - među njima je desetke puta niži tok neutrona iz reakcijske zone. Time se znatno smanjuje inducirana radioaktivnost i degradacija strukturnih materijala reaktora. Osim toga, protoni, jedan od produkata reakcije, lako se hvataju, za razliku od neutrona. Mogu se koristiti za dodatnu proizvodnju električne energije. U isto vrijeme, i helij-3 i deuterij su sami po sebi neaktivni. To znači da njihovo skladištenje ne zahtijeva posebne mjere opreza, au slučaju havarije reaktora s depresurizacijom jezgre, radioaktivnost ispuštanja je blizu nule. Međutim, reakcija helij-deuterij ima ozbiljan nedostatak - znatno viši temperaturni prag (za početak reakcije potrebna je temperatura od oko milijardu stupnjeva).
Da biste to učinili, trebat će vam baza na jednom ilinekoliko galilejskih satelita. NASA je također razmišljala o ovoj mogućnosti, navodeći ovo. da bi otkriće osiguralo neograničene zalihe goriva za fuzijske reaktore ovdje na Zemlji i bilo gdje drugdje u Sunčevom sustavu gdje bi postojale kolonije.
Sada se planira miniranje ovog izotopa na Mjesecu za potrebe termonuklearne energije. Međutim, ovo je stvar daleke budućnosti. Unatoč tome, helij-3 je već danas vrlo tražen - posebno u medicini.
- Zaklada za spasilački brod
U 2000-ima je utemeljen projekt LifeboatTemelj. Riječ je o neprofitnoj organizaciji čije je djelovanje usmjereno na očuvanje ljudskosti. Godine 2012. objavili su studiju pod naslovom "Kolonizacija Jupiterovih mjeseca: Procjena naših mogućnosti i alternativa", koja je ispitivala kolonizaciju Galilejskih mjeseca kao potencijalnu alternativu kolonijama na Mjesecu ili Marsu.
Zašto kolonizirati Jupiterove mjesece?
Osnivanje kolonija na Galilejevim mjesecima ima mnoge potencijalne koristi za čovječanstvo.
Prvo, Jupiterov sustav nevjerojatno je bogat.hlapljive tvari, uključujući vodu, ugljični dioksid i amonijačni led te organske molekule. Osim toga, vjeruje se da Jupiterovi mjeseci sadrže i velike količine tekuće vode.
Na primjer, procjene obujma unutarnjeg oceana Europevjeruje se da može sadržavati do tri kvadriliona kubnih kilometara vode. To je nešto više nego dvostruko više od kombiniranog volumena svih Zemaljskih oceana. Uz to, kolonije na Jupiterovim mjesecima mogle bi dopustiti misije na sam Jupiter, gdje se vodik i helij-3 mogu proizvoditi kao nuklearno gorivo.
Ilustracije Europa (u prvom planu), Jupiter (desno) i Io (u sredini) prikazuju vodene perjanice kako dopiru do površine. Zasluge: NASA / JPL - Caltech
Drugo, kolonije sa sjedištem u Europi iGanimedu će također biti dopušteno izvršiti nekoliko istraživačkih misija u unutrašnjosti oceana za koje se vjeruje da su ti sateliti. S obzirom na to da se ti oceani smatraju i jednim od najvjerojatnijih mjesta za izvanzemaljski život u našem Sunčevom sustavu, prilika da ih istražimo izbliza bila bi izvrsna prilika.
Treće, kolonije na mjesecima Io, Europa,Ganymede i Callisto također će olakšati misije dalje u Sunčevom sustavu. Te kolonije mogu poslužiti kao zaustavne točke i baze za opskrbu misija koje vode prema i iz hrvatskog sustava (Saturnov mjesečev sustav), gdje se mogu prikupiti dodatni resursi.
Općenito, kolonije u sustavu Jupitera omogućit će čovječanstvu pristup bogatim resursima i golemim istraživačkim mogućnostima.
Problemi s kolonizacijom
Izazovi u svladavanju Jupiterovih mjeseci također su ogromni.poput samog plinskog diva. Oni uključuju, ali nisu ograničeni na, zračenje, dugoročne učinke male gravitacije, probleme s prijevozom, nedostatak infrastrukture i naravno ogromne troškove. S obzirom na opasnost koju zračenje predstavlja za istraživanje, preporučljivo je prvo razmotriti ovaj aspekt.
- zračenje
Io i Europa, najbliži JupiteruGalilejci primaju najviše zračenja od svih ovih mjeseci. Tome se pridružuje činjenica da nemaju zaštitno magnetsko polje i vrlo tanku atmosferu. Dakle, površina Io-a prima u prosjeku oko 3.600 rem dnevno, dok Europa prima oko 540 rem dnevno.
100 rem – najniži stupanj razvoja blage radijacijske bolesti;
450 rem - teških zračenja (50% osoba izloženih smrti umire);
600 - 700 rem ili više - jedna primljena doza smatra se apsolutno smrtonosnom.
Jupiterovo magnetsko polje i rotacija zgloba induciraju struje. Zasluge: Wikipedia Commons.
Za usporedbu, ljudi ovdje na Zemlji su izloženiizloženost manja od 1 rem dnevno (0,62 za stanovnike razvijenih zemalja). Izloženost 500 rem dnevno može biti kobna, a izloženost približno 75 rem tijekom nekoliko dana dovoljna je da izazove ozbiljne zdravstvene probleme i trovanje zračenjem.
Ganimed je jedini galilejski mjesec (ijedino tijelo koje nije plinski div osim Zemlje) koje ima magnetosferu. U prosjeku, Mjesec prima oko 8 rada zračenja dnevno. To je jednako udaru na površinu Marsa. prosječno godišnje.
Samo je Callisto dovoljno daleko od Jupitera. Ovdje razina zračenja doseže samo 0,01 rem dnevno. Međutim, njegova udaljenost od Jupitera znači da Mjeseca nema plimovanja.
Umjetnikov dojam o bazi od Callista. Zasluge: NASA
Drugi je glavni problem dugoročniutjecaj male gravitacije na ove satelite na ljudsko zdravlje. Na galilejskim satelitima površinska gravitacija kreće se od 0,126 g (za Kalisto) do 0,183 g (za Io). To je usporedivo s Mjesecom (0,1654 g), ali znatno manje od Marsa (0,376 g). Iako učinci ovog fenomena nisu u potpunosti razumljivi, poznato je da dugoročni učinci mikrogravitacije uključuju gubitak koštane gustoće i degeneraciju mišića.
- Udaljenost
U usporedbi s drugim potencijalnim lokacijama zakolonizacije, Jupiterov sustav je također vrlo daleko od Zemlje. Stoga će prijevoz posada i sve teške opreme potrebne za izgradnju kolonije trajati jako dugo, kao i misije u kojima se resursi dostavljaju do i sa Jupiterovih mjeseci.
Da biste dobili predodžbu o tome koliko će to trajati, razmotrite nekoliko stvarnih misija na Jupiter. Prva svemirska letjelica koja je putovala od Zemlje do Jupitera bila je NASA-ina sondaPionir 10, koji je lansiran 3. ožujka 1972. godine, a do sustava Jupiter stigao je 3. prosinca 1973. - za 640 dana (1,75 godina) leta.
Pionir 11napravio je putovanje u 606 dana, ali kao i njegov prethodnik, jednostavno je prošao kroz sustav na svom putu do vanjskih planeta. Točno istoVoyager 1I2, koji je također prošao kroz sustav, trebalo je 546, odnosno 688 dana.
Umjetnički koncept bimodalne nuklearne toplinske rakete u niskoj zemaljskoj orbiti. Zasluge: NASA
U slučaju misije "Galileo "sonda je napustila Zemlju 18. listopada 1989. i stigla do Jupitera 7. prosinca 1995. Drugim riječima, trebalo joj je 6 godina, 1 mjesec i 19 dana da stigne do Jupitera sa Zemlje bez leta. «Juno» lansiran je sa Zemlje 5. kolovoza 2011., a u orbitu oko Jupitera ušao je 5. srpnja 2016. Putovanje je trajalo 1796 dana ili nešto manje od 5 godina.
Treba napomenuti da su to bile misije bezposade koje su uključivale samo robotsku sondu, a ne brod dovoljno velik da primi ljude, zalihe i tešku opremu. Kao rezultat toga, kolonijalni brodovi morali su biti puno veći i teži, jer će im trebati napredni pogonski sustavi poput nuklearnih termalnih / nuklearnih električnih motora. Moraju osigurati da putovanje traje razumno vrijeme.
Za letove do Jupiterovih mjeseci i natragbaze između Zemlje i Jupitera bit će potrebne kako bi se omogućilo punjenje gorivom i opskrba te smanjili troškovi pojedinih misija. To bi značilo da bi na Mjesecu, Marsu i najvjerojatnije u pojasu asteroida trebalo uspostaviti trajne ispostave prije nego što bi se bilo kakve misije na Jupiterove mjesece smatrale izvedivima ili isplativima.
- cijena
Ova posljednja dva problema postavljaju pitanjetrošak. Između gradnje brodova koji mogu putovati do Jupitera u relativno kratkom vremenu, stvaranja baza potrebnih za njihovu podršku,itroškova stvaranja samih kolonija, kolonizacija Jupiterovih satelita bit će nevjerojatno skupa, napominje Universe Today.
Koji je zaključak?
S obzirom na sve opasnosti, vrijeme i visoketreba pitati cijenu, mnogi se ljudi pitaju "isplati li se?" S druge strane, u kontekstu istraživanja svemira i kolonizacije, ideja o stvaranju stalnih ljudskih ispostava na Jupiterovim mjesecima ima smisla. Svi se problemi mogu riješiti ako se poduzmu odgovarajuće mjere opreza i ako se dodijele potrebni resursi. I iako će morati pričekati dok se slične kolonije/baze ne uspostave na Mjesecu i Marsu, ovo nije loš “sljedeći korak”.
Imajući kolonije na bilo kojem od galilejskih satelita,čovječanstvo će imati uporište u vanjskom Sunčevom sustavu, stajalište za buduće misije na Saturn i šire, i pristup novim resursima. Opet, sve se svodi na to koliko je čovječanstvo spremno potrošiti. Temeljno nova vrsta goriva može letenje učiniti proračunskijim. Međutim, još ne postoji.
Čitaj više
Zemlja će doseći kritičnu temperaturu za 20 godina
Pobačaj i znanost: što će se dogoditi s djecom koja će roditi
Nazvana biljkom koja se ne boji klimatskih promjena. Hrani milijardu ljudi
Teraformiranje - klimatske promjeneuvjeti planeta, satelita ili drugog svemirskog tijela da atmosferu, temperaturu i uvjete okoliša dovedu u stanje pogodno za stanovanje kopnenih životinja i biljaka.
Engleski - nada
Nuklearni električni pogonski sustav (NPP) -pogonski sustav svemirske letjelice, koji uključuje kompleks brodskih sustava svemirske letjelice (SC), kao što su: električni raketni motor (EP), sustav napajanja nuklearnim reaktorom, sustav za pohranu i opskrbu radnog medija (SKHiP), sustav automatskog upravljanja (ACS) ...
Robert Zubrin - američki inženjer i publicist,osnivač Marsovskog društva. Diplomirao je matematiku na Sveučilištu u Rochesteru, zatim studirao nuklearnu energiju na Sveučilištu Washington, obranio disertaciju.
Kronos, Kron je u starogrčkoj mitologiji vrhovno božanstvo, po drugom mišljenju titan, najmlađi sin prvog boga Urana (nebo) i božice demijurga Geje (zemlja).
U početku - bog poljoprivrede, kasnije, u helenističkom razdoblju, identificiran je s bogom koji personificira vrijeme, Chronos.
Odgovara rimskom bogu Saturnu (Saturnus).