Apie kokius signalus mes kalbame?
Panašūs signalai žinomi nuo seno: jie vadinami dekametriniais radijo pliūpsniais
Atsitiktinai atradus radijo pliūpsnius išJupiterio mokslininkai bandė suprasti, kas sukėlė šį radijo spinduliavimą. Jie pradėjo nuo kruopštaus stebėjimo, fiksuodami Jupiterio girdėjimo laiką ir Jupiterio dekametro radijo bangų intensyvumą. (Žodis dekametras reiškia dešimtis metrų, nes radijo pliūpsnių bangos ilgis yra dešimtys metrų). Surinkę šiuos radijo duomenis, jie palygino juos su kita informacija apie Jupiterį. Jie pradėjo derinti Jupiterio radijo bangas su planetos sukimu. Vienintelis būdas sužinoti, kuri Jupiterio dalis yra atsukta į juos tam tikru metu, yra — yra žinoti jo sukimosi greitį. Iš pradžių astronomai Jupiterio sukimosi greitį žinojo tik stebėdami, kaip debesys juda planetoje; nėra paviršinių objektų, kuriuos būtų galima stebėti.
Stebėtojai suprato, kad mes girdime Jupiterį ar ne,labai priklauso nuo to, kuri Jupiterio dalis šiuo metu susiduria su mumis. Radijo spinduliavimas priklauso nuo Jupiterio ilgumos. Panašu, kad egzistuoja specialios ilgumos, kuriose Jupiterį galima išgirsti daug dažniau nei kitus. Šios ilgumos buvo tarsi „orientyrai“ planetoje be matomo paviršiaus. Šie orientyrai taip pat reiškia, kad Jupiteris ne tik spinduliuoja radijo bangas į visas puses, bet ir spinduliuoja radijo bangas į kosmosą.
Kodėl naujieji radijo sprogimai yra tokie nuostabūs?
Neseniai erdvėlaivis pirmą kartą užfiksavodekametro radijo pliūpsniai visai šalia jų atsiradimo vietos. Tiesą sakant, zondas praskriejo pro radijo pliūpsnio šaltinį, netoli nuo Ganimedo, didžiausio Jupiterio mėnulio.
Juno jutikliai stebėjo reiškinį maždaug penktąsekundžių, o tada radijo signalas susiliejo su fonine spinduliuote. Atsižvelgdami į zondo greitį – maždaug 50 km/s – galime daryti išvadą, kad erdvės sritis, kurioje generuojamas signalas, yra 250 km skersmens.
Žymi tarptautinė stebėjimo komandatyrėjai pranešė naujame tyrime. Originalus leidinys buvo paskelbtas recenzuojamame žurnale „Geophysical Research Letters“. Tai sulaukė visuomenės dėmesio po laidos per KTVX, kur kalbėjo NASA Jutos atstovas Patrickas Wigginsas.
Kalbama apie gautą naują radijo signaląnaudodamasis Jino aparatu NASA atstovas pabrėžė, kad šio signalo kilmė yra natūrali. Tokie radijo pliūpsniai atsiranda dėl ciklotroninio mazerio nestabilumo (CMI, ciklotroninio mazerio nestabilumo). Šio efekto esmė – radijo bangų stiprinimas laisvaisiais elektronais. Taip atsitinka, jei elektronų virpesių dažnis plazmoje yra žymiai mažesnis už jų ciklotronų dažnį. Tada net atsitiktinis signalas, sėkmingai sukurtas įkrautų dalelių debesyje, gali tapti pastebimas, pažymi Naked Science. Radijo pliūpsniai susidaro tose Jupiterio magnetosferos vietose, kur jis glaudžiai sąveikauja su Ganimedo magnetiniu lauku. Magnetinėmis linijomis užfiksuoti elektronai gali ne tik generuoti radijo bangas.
Ar įmanoma Jupiterio ir jo mėnulių gyvybė?
1610 m. Galileo Galilei tapo pirmuojuastronomas, atradęs didelius Jupiterio palydovus naudodamas savo sukurtą teleskopą. Laikui bėgant šie palydovai – Io, Europa, Ganymede ir Callisto – jų atradėjo garbei pradėti bendrai vadinti „Galilėjos mėnuliais“. Ir nuo pat kosmoso tyrinėjimų pradžios tai, ką sužinojome apie šiuos palydovus, sužavėjo ir įkvėpė mokslininkus.
Trys vidiniai Galilėjos mėnuliai sukasi rezonansu 4: 2: 1
Pavyzdžiui, kadangi Pionierius ir„Voyager“ praėjo Mėnulio sistemą prieš kelis dešimtmečius, o mokslininkai įtarė, kad tokie palydovai kaip Europa gali būti geriausias pasirinkimas ieškant gyvybės už Žemės išorinėje Saulės sistemoje. Viskas apie vandens ledo, vidaus vandenynų, mineralų ir organinių molekulių buvimą. Po pirmųjų atradimų apie Jupiterio mėnulių prigimtį buvo pasiūlyta, kad žmonija vieną dieną galėtų juos kolonizuoti.
Beje, kolonizuotos sistemos samprataJupiteris aprašytas daugelyje mokslinės fantastikos leidinių. Pavyzdžiui, Roberto Heinleino romane „Ūkininkas danguje“ (1953 m.) pasakojama apie paauglio berniuko ir jo šeimos persikėlimą į Ganimedą. Pasakojime šis Jupiterio mėnulis yra teraformuojamas, o ūkininkai yra pasamdyti padėti jį paversti žemės ūkio kolonija.
Kaip mokslininkai pasiūlė kolonizuoti Jupiterio palydovus?
Kadangi „Voyager“ zondai praėjoJupiterio sistemą, astronomai pateikė keletą pasiūlymų dėl įgulos misijų į Jupiterio mėnulius ir net dėl ten įkurtų gyvenviečių. Pavyzdžiui, 1994 m. Buvo sukurta privati kosminė įmonė, vadinama „Project Artemis“, siekiant XXI amžiuje kolonizuoti mėnulį. Dabar, praėjus daugeliui metų, šis projektas vėl atgijo ir aktyviai vystosi.
Keturių Galilėjos palydovų „šeimos portretas“(Io Europa, Ganymede ir Callisto) aplink Jupiterį, paimtas erdvėlaivio „New Horizons“ ir paskelbtas 2007 m. Nuotrauka: NASA / Johns Hopkins universiteto taikomosios fizikos laboratorija / Pietvakarių tyrimų institutas
Vėliau, 1997 m., Mokslininkai parengė planuskolonizacija Europoje, numatančioje jo paviršiuje sukurti iglu. Buvo manoma, kad vėliau šie pastatai taps baze mokslininkams. Jie galės „įsigilinti“ į Europos ledo plutą ir ištirti požeminį vandenyną. Šiuo klausimu taip pat buvo aptarta galimybė naudoti „oro skylutes“ ledo dangoje ilgalaikiam žmonių gyvenimui.
- VILTIS projektas
2003 metais NASA parengė tyrimą, pavadintąHžmogausOgimdosPlanetExploration (HOPE), kuri buvoorientuota į Saulės sistemos ateities tyrinėjimus. Dėl savo atstumo nuo Jupiterio ir dėl to mažesnio saulės spinduliavimo lygio, mėnulis Callisto buvo šio tyrimo tikslas.
Plane numatyta pradėti veiklą 2045 m.Pirmiausia būtina įkurti Callisto bazę, kurioje mokslinės grupės galėtų nuotoliniu būdu valdyti robotą povandeninį laivą. Savo ruožtu jis bus naudojamas vidiniam Europos vandenynui tyrinėti. Šios tyrimų grupės taip pat kasinės paviršiaus mėginius šalia Callisto nusileidimo vietos.
Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas - ekspedicija į„Callisto“ sukurs daugkartinį paviršinį buveinį, kuriame vandens ledą bus galima surinkti ir paversti raketų kuru. Taigi ši bazė galėtų būti tiekimo bazė visoms būsimoms operacijoms Jupiterio sistemoje.
Taip pat 2003 m. NASA pranešė, kad yra įgulos narysmisija į Callisto gali būti įmanoma 2040-aisiais. Remiantis bendru Glenno tyrimų centro ir Ohajo kosminės erdvės instituto paskelbtu tyrimu, ši misija bus pagrįsta erdvėlaiviu, kuriame įrengta branduolinė elektrinė varomoji sistema (AE) ir dirbtinis sunkis. Šis laivas turi pristatyti įgulą penkerių metų misijai įsteigti bazę Callisto.
Savo knygoje „„Kosminis pasivaikščiojimas: kosmoso civilizacijos sukūrimas“(1999) Robertas Zubrinas pasisakė už išorinių planetų, įskaitant Jupiterio, atmosferų kasimą, kad būtų galima gaminti helio-3 kurą.
Helis-3 yra stabilus helio izotopas.Helio-3 branduolys susideda iš dviejų protonų ir vieno neutrono, priešingai nei sunkesnis, kitas stabilus izosopas helis-4, turintis du protonus ir du neutronus. Helis-3 kartais laikomas hipotetiniu sintezės kuru. Toks kuras turi daug privalumų – tai dešimtis kartų mažesnis neutronų srautas iš reakcijos zonos. Tai smarkiai sumažina sukeltą radioaktyvumą ir reaktoriaus konstrukcinių medžiagų degradaciją. Be to, protonai, vienas iš reakcijos produktų, yra lengvai pagaunami, skirtingai nei neutronai. Jie gali būti naudojami papildomai elektros energijos gamybai. Tuo pačiu metu helis-3 ir deuteris savaime yra neaktyvūs. Tai reiškia, kad jų saugojimui nereikia imtis ypatingų atsargumo priemonių, o įvykus reaktoriaus avarijai su aktyviosios zonos slėgio mažinimu, išmetimo radioaktyvumas yra artimas nuliui. Tačiau helio-deuterio reakcija turi rimtą trūkumą – žymiai aukštesnę temperatūros slenkstį (reakcijai pradėti reikia apie milijardo laipsnių temperatūros).
Norėdami tai padaryti, jums reikės pagrindo ant vieno arbakeli Galilėjos palydovai. NASA taip pat galvojo apie šią galimybę, nurodydama tai. kad radinys suteiktų neribotas kuro atsargas branduolių sintezės reaktoriams čia, Žemėje, ir bet kur kitur Saulės sistemos vietoje, kur egzistuotų kolonijos.
Dabar šį izotopą planuojama išgauti Mėnulyje termobranduolinės energijos poreikiams. Tačiau tai yra tolimos ateities klausimas. Nepaisant to, helis-3 šiandien jau yra labai paklausus, ypač medicinoje.
- Gelbėjimo valčių fondas
2000-aisiais buvo įkurtas projektas „Gelbėjimo valtis“.Fondas. Tai ne pelno siekianti organizacija, kurios veikla nukreipta į žmoniškumo išsaugojimą. 2012 m. jie išleido tyrimą pavadinimu „Jupiterio mėnulių kolonizacija: mūsų galimybių ir alternatyvų įvertinimas“, kuriame buvo nagrinėjama Galilėjos mėnulių kolonizacija kaip galima alternatyva Mėnulyje ar Marse esančioms kolonijoms.
Kodėl reikia kolonizuoti Jupiterio mėnulius?
Kolonijų steigimas Galilėjos mėnulyje turi daug naudos žmonijai.
Pirma, Jupiterio sistema yra nepaprastai turtinga.lakiosios medžiagos, įskaitant vandenį, anglies dioksidą ir amoniako ledą bei organines molekules. Be to, manoma, kad Jupiterio palydovuose yra didžiulis skysto vandens kiekis.
Pavyzdžiui, Europos vidaus vandenyno apimties įvertinimaimanoma, kad jame gali būti iki trijų kvadrilijonų kubinių kilometrų vandens. Tai yra šiek tiek daugiau nei dvigubai didesnis už bendrą Žemės vandenynų tūrį. Be to, kolonijos Jupiterio mėnuliuose galėtų leisti atlikti misijas į patį Jupiterį, kur vandenilis ir helis-3 gali būti gaminami kaip branduolinis kuras.
„Europa“ (priekiniame plane), Jupiterio (dešinėje) ir Io (centre) iliustracijose matyti, kad vandens plunksnos siekia paviršių. Kreditas: NASA / JPL - „Caltech“
Antra, kolonijos, pagrįstos Europa irGanimedei taip pat bus leista atlikti keletą žvalgymo misijų vidaus vandenynuose, kurie, kaip manoma, turi šiuos palydovus. Atsižvelgiant į tai, kad šie vandenynai taip pat laikomi labiausiai tikėtinomis nežemiškos gyvybės vietomis mūsų Saulės sistemoje, galimybė juos ištirti iš arti būtų puiki proga.
Trečia, kolonijos Io mėnuliuose, Europoje,Ganymede ir Callisto taip pat palengvins misijas toliau į Saulės sistemą. Šios kolonijos gali būti sustojimų taškai ir papildomos bazės misijoms, vykstančioms į ir iš Croian sistemos (Saturno palydovų sistemos), kur galima surinkti papildomų išteklių.
Apskritai Jupiterio sistemos kolonijos suteiks žmonijai prieigą prie turtingų išteklių ir milžiniškų tyrimų galimybių.
Kolonizacijos problemos
Taip pat milžiniški iššūkiai įvaldant Jupiterio mėnulius.kaip ir pats dujų milžinas. Tai apima radiaciją, tačiau tuo neapsiriboja, ilgalaikį nedidelio sunkumo poveikį, transporto problemas, infrastruktūros trūkumą ir, žinoma, didžiules išlaidas. Atsižvelgiant į radiacijos keliamą pavojų tyrimams, pirmiausia patartina atsižvelgti į šį aspektą.
- Spinduliuotė
Io ir Europa, būdami arčiausiai JupiterioGalilėjiečiai gauna daugiausia radiacijos iš visų šių mėnulių. Tai dar labiau apsunkina tai, kad jie neturi apsauginio magnetinio lauko ir labai plonos atmosferos. Taigi, Io paviršius vidutiniškai gauna apie 3600 remų per dieną, o Europa - apie 540 rem per dieną.
100 rem – žemiausias lengvos spindulinės ligos išsivystymo lygis;
450 rem - sunki radiacinė liga (miršta 50% mirusiųjų);
600–700 rem ar daugiau – viena gauta dozė laikoma absoliučiai mirtina.
Jupiterio magnetinis laukas ir sąnario sukimasis sukelia sroves. Kreditas: „Wikipedia Commons“.
Palyginimui, žmonės čia, Žemėje, yra veikiamiekspozicija mažiau nei 1 rem per dieną (0,62 išsivysčiusių šalių gyventojams). 500 rem per dieną poveikis gali būti mirtinas, o maždaug 75 rem per kelias dienas pakanka rimtų sveikatos problemų ir apsinuodijimo radiacija.
Ganimedas yra vienintelis Galilėjos mėnulis (irvienintelis nedujinis milžiniškas kūnas, išskyrus Žemę), turintis magnetosferą. Vidutiniškai per dieną Mėnulis gauna apie 8 radus radiacijos. Tai prilygsta smūgiui į Marso paviršių. vidutinis per metus.
Tik Callisto yra pakankamai toli nuo Jupiterio. Čia radiacijos lygis pasiekia tik 0,01 rem per dieną. Tačiau jo atstumas nuo Jupiterio reiškia, kad mėnulio potvynis nėra kaitinamas.
Menininko įspūdis apie pagrindą, kurį sukūrė Callisto. Kreditas: NASA
Kita rimta problema yra ilgalaikėmažo gravitacijos šių palydovų įtaka žmonių sveikatai. Galilėjos palydovuose paviršiaus sunkis svyruoja nuo 0,126 g (Callisto) iki 0,183 g (Io). Tai galima palyginti su Mėnuliu (0,1654 g), bet žymiai mažiau nei Marsu (0,376 g). Nors šio reiškinio poveikis nėra visiškai suprantamas, žinoma, kad ilgalaikis mikrogravitacijos poveikis apima kaulų tankio praradimą ir raumenų degeneraciją.
- Atstumas
Palyginti su kitomis potencialiomis svetainėmiskolonizacija, Jupiterio sistema taip pat yra labai toli nuo Žemės. Taigi ekipažų ir visos sunkiosios įrangos, reikalingos kolonijai pastatyti, gabenimas užtruks labai ilgai, kaip ir misijos, kurių metu ištekliai pristatomi į Jupiterio palydovus ir iš jų.
Kad suprastumėte, kiek tai užtruks, apsvarstykite keletą faktinių misijų į Jupiterį. Pirmasis erdvėlaivis, skridęs iš Žemės į Jupiterį, buvo NASA zondas10 pionieriuskuri buvo paleista 1972 m. kovo 3 d. ir Jupiterio sistemą pasiekė 1973 m. gruodžio 3 d. - per 640 dienų (1,75 metų) skrydžio laiką.
11 pionieriuskelionę padarė per 606 dienas, tačiau, kaip ir jo pirmtakas, pakeliui į išorines planetas jis tiesiog praėjo per sistemą. Visiškai toks patKelionė 1Ir2, kuris taip pat perėjo sistemą, užtruko atitinkamai 546 ir 688 dienas.
Meninė bimodalinės branduolinės šiluminės raketos žemoje orbitoje samprata. Kreditas: NASA
Misijos atveju "Galileo “zondas paliko Žemę 1989 m. spalio 18 d., o į Jupiterį atvyko 1995 m. gruodžio 7 d. Kitaip tariant, prireikė 6 metų, 1 mėnesio ir 19 dienų, kad Jupiterį pasiektų iš Žemės be skrydžio. «Juno» buvo paleistas iš Žemės 2011 m. rugpjūčio 5 d., o į Jupiterio orbitą jis pateko 2016 m. liepos 5 d. Kelionė truko 1796 dienas arba šiek tiek mažiau nei 5 metus.
Reikėtų pažymėti, kad tai buvo misijos beįgulos, kuriose dalyvavo tik robotinis zondas, o ne pakankamai didelis laivas žmonėms, atsargoms ir sunkiajai technikai laikyti. Dėl to kolonijiniai laivai turėtų būti daug didesni ir sunkesni, jiems būtų reikėję pažangių varomųjų sistemų, tokių kaip branduoliniai šiluminiai / branduoliniai elektriniai varikliai. Jie turi užtikrinti, kad kelionė užtruktų pakankamai laiko.
Skrydžiams į Jupiterio mėnulius ir atgalbus reikalingos bazės tarp Žemės ir Jupiterio, kad būtų galima papildyti degalus ir tiekti atsargas bei sumažinti atskirų misijų išlaidas. Tai reikštų, kad Mėnulyje, Marse ir greičiausiai asteroidų juostoje reikės įkurti nuolatinius postus, kol bet kurios misijos į Jupiterio palydovus bus laikomos įgyvendinamomis ar ekonomiškomis.
- Kaina
Šios dvi paskutinės problemos kelia klausimąkaina. Statant laivus, galinčius per pakankamai laiko nukeliauti į Jupiterį, sukuriant jiems palaikyti reikalingas bazes,irpačių kolonijų kūrimo išlaidų, Jupiterio palydovų kolonizavimas bus neįtikėtinai brangus, pažymi „Universe Today“.
Kokia esmė?
Atsižvelgiant į visus pavojus, laiką ir aukštąReikėtų paklausti kainos, daugelis žmonių klausia „ar verta? Kita vertus, kosmoso tyrinėjimo ir kolonizacijos kontekste idėja sukurti nuolatinius žmogaus postus Jupiterio mėnulyje yra prasminga. Visos problemos gali būti išspręstos, jei bus imtasi tinkamų atsargumo priemonių ir skiriami reikiami ištekliai. Ir nors jam teks palaukti, kol Mėnulyje ir Marse įsikurs panašios kolonijos/bazės, tai nėra blogas „kitas žingsnis“.
Turėdami kolonijas bet kuriame iš Galilėjos palydovų,žmonija įsitvirtins išorinėje Saulės sistemoje, sustos būsimose misijose į Saturną ir už jos ribų bei prieigą prie naujų išteklių. Vėlgi, viskas priklauso nuo to, kiek žmonija yra pasirengusi išleisti. Iš esmės naujos degalų rūšys gali padaryti skraidymą labiau biudžetinį. Tačiau jo dar nėra.
Skaityti daugiau
Žemė kritinę temperatūrą pasieks po 20 metų
Abortas ir mokslas: kas nutiks gimdantiems vaikams
Pavadino augalu, kuris nebijo klimato pokyčių. Tai maitina milijardą žmonių
Terapija - klimato kaitaplanetos, palydovo ar kito kosminio kūno sąlygos atmosferai, temperatūrai ir aplinkos sąlygoms pasiekti būseną, tinkamą sausumos gyvūnams ir augalams gyventi.
Anglų - viltis
Branduolinė elektrinė varomoji sistema (AE) -erdvėlaivio varomoji sistema, apimanti erdvėlaivio (SC) borto sistemų kompleksą, pavyzdžiui: elektrinį raketinį variklį (ERE), branduolinio reaktoriaus tiekiamą energijos tiekimo sistemą, darbinės terpės laikymo ir tiekimo sistemą (SKHiP), automatinę valdymo sistemą (ACS) ...
Robertas Zubrinas - amerikiečių inžinierius ir publicistas,Marso draugijos įkūrėjas. Rochesterio universitete baigė matematikos bakalaurą, vėliau Vašingtono universitete studijavo branduolinę energetiką, apgynė disertaciją.
Kronas, Kronas senovės graikų mitologijoje yra aukščiausia dievybė, pagal kitą nuomonę titanas, jauniausias pirmojo dievo Urano (dangus) ir demiurgo deivės Gajos (žemės) sūnus.
Iš pradžių – žemdirbystės dievas, vėliau, helenizmo laikotarpiu, buvo tapatinamas su laiką personifikuojančiu dievu Chronu.
Atitinka romėnų dievą Saturną (Saturnus).