Over welke signalen hebben we het?
Soortgelijke signalen zijn al lang bekend: ze worden decameterradio-uitbarstingen genoemd
Na de toevallige ontdekking van radio-uitbarstingen uitWetenschappers van Jupiter probeerden te begrijpen wat deze radio-emissie veroorzaakte. Ze begonnen met zorgvuldige observaties, waarbij ze de tijden registreerden waarop ze Jupiter hoorden en hoe intens de decameterradio-uitbarstingen van Jupiter waren. (Het woord decameter betekent tientallen meters, aangezien de golflengte van radio-uitbarstingen tientallen meters bedraagt). Nadat ze deze radiogegevens hadden verzameld, vergeleken ze deze met andere informatie over Jupiter. Ze begonnen de radio-uitbarstingen van Jupiter af te stemmen op de rotatie van de planeet. De enige manier om te weten welk deel van Jupiter op een bepaald moment tegenover hen staat, is — is om de snelheid van zijn rotatie te kennen. Aanvankelijk kenden astronomen de rotatiesnelheid van Jupiter alleen door te observeren hoe wolken over de planeet bewogen; er zijn geen oppervlakteobjecten om te volgen.
De waarnemers realiseerden zich dat we Jupiter horen of niet,hangt grotendeels af van welk deel van Jupiter ons op dit moment onder ogen ziet. Radiostraling is afhankelijk van de lengtegraad van Jupiter. Het lijkt erop dat er speciale lengtes zijn waarop Jupiter veel vaker te horen is dan andere. Deze lengtes waren als "oriëntatiepunten" op een planeet zonder zichtbaar oppervlak. Deze oriëntatiepunten betekenen ook dat Jupiter niet alleen radiogolven in alle richtingen uitstraalt, maar eerder radiogolven de ruimte in straalt.
Waarom zijn de nieuwe radio-uitbarstingen zo opmerkelijk?
Onlangs heeft het ruimtevaartuig voor het eerst opnames gemaaktdecameter radio-uitbarstingen in de onmiddellijke omgeving van hun oorsprong. In feite vloog de sonde door de bron van de radioflits, niet ver van Ganymedes, de grootste maan van Jupiter.
Juno's sensoren observeerden het fenomeen rond vijf uurseconden, en vervolgens versmolt het radiosignaal met de achtergrondstraling. Rekening houdend met de snelheid van de sonde – ongeveer 50 km/s – kunnen we concluderen dat het gebied in de ruimte waar het signaal wordt gegenereerd een doorsnede van 250 km heeft.
Opmerkelijke observatie internationaal teamonderzoekers rapporteerden in een nieuwe studie. De oorspronkelijke publicatie is geplaatst in het peer-reviewed tijdschrift Geophysical Research Letters. Het kreeg publieke aandacht na een KTVX-show met NASA's Utah-vertegenwoordiger Patrick Wiggins.
Over een nieuw ontvangen radiosignaal gesprokenMet behulp van het Jino-apparaat benadrukte een NASA-vertegenwoordiger dat de oorsprong van dit signaal natuurlijk is. Dergelijke radio-uitbarstingen ontstaan als gevolg van instabiliteit van de cyclotron-maser (CMI, cyclotron-maser-instabiliteit). De essentie van dit effect is de versterking van radiogolven door vrije elektronen. Dit gebeurt als de frequentie van elektronenoscillaties in het plasma aanzienlijk lager is dan hun cyclotronfrequentie. Dan kan zelfs een willekeurig signaal dat met succes wordt gegenereerd in een wolk van geladen deeltjes waarneembaar worden, merkt Naked Science op. Radio-uitbarstingen worden gevormd in die delen van de magnetosfeer van Jupiter waar het nauw samenwerkt met het magnetische veld van Ganymedes. Elektronen die door magnetische lijnen worden opgevangen, kunnen niet alleen radiogolven genereren.
Is leven mogelijk op Jupiter en zijn manen?
In 1610 werd Galileo Galilei de eersteeen astronoom die de grote manen van Jupiter ontdekte met een telescoop naar eigen ontwerp. In de loop van de tijd werden deze manen – Io, Europa, Ganymede en Callisto – gezamenlijk de ‘Galileïsche manen’ genoemd, ter ere van hun ontdekker. En sinds het begin van de ruimteverkenning heeft wat we over deze satellieten hebben geleerd wetenschappers gefascineerd en geïnspireerd.
De drie binnenste manen van Galilea roteren met een resonantie van 4: 2: 1
Bijvoorbeeld sinds de Pioneer enDe Voyager passeerde decennia geleden het maansysteem en wetenschappers vermoedden dat satellieten zoals Europa misschien wel de beste keuze zijn om leven buiten de aarde in het buitenste zonnestelsel te vinden. Het draait allemaal om de aanwezigheid van waterijs, binnenzeeën, mineralen en organische moleculen. Met de eerste ontdekkingen over de aard van de manen van Jupiter, werd gesuggereerd dat de mensheid ze ooit zou koloniseren.
Trouwens, het concept van een gekoloniseerd systeemJupiter komt voor in veel sciencefictionpublicaties. De roman Farmer in the Sky (1953) van Robert Heinlein gaat bijvoorbeeld over een tienerjongen en zijn gezin die naar Ganymede verhuizen. In het verhaal wordt deze maan van Jupiter momenteel geterraformeerd en worden boeren ingehuurd om er een landbouwkolonie van te maken.
Hoe stelden wetenschappers voor om de manen van Jupiter te koloniseren?
Sinds de Voyager-sondes zijn doorgegaansysteem van Jupiter, hebben astronomen verschillende voorstellen gedaan voor bemande missies naar de manen van Jupiter en zelfs voor de vestiging van nederzettingen daar. In 1994 werd bijvoorbeeld een particuliere ruimtevaartonderneming opgericht, bekend als Project Artemis, met als doel de maan in de 21e eeuw te koloniseren. Nu, vele jaren later, is dit project weer tot leven gekomen en volop in ontwikkeling.
"Familieportret" van vier Galilese metgezellen(Io Europa, Ganymede en Callisto) rond Jupiter, meegenomen door het New Horizons-ruimtevaartuig en gepubliceerd in 2007. Foto: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Later, in 1997, ontwikkelden wetenschappers plannen omkolonisatie van Europa, die de oprichting van een iglo op het oppervlak beoogde. Aangenomen werd dat deze gebouwen later als basis voor wetenschappers zouden dienen. Ze zullen in de ijskorst van Europa kunnen "duiken" en de ondergrondse oceaan kunnen verkennen. In dit verband werd ook de mogelijkheid besproken om "luchtgaten" in de ijslaag te gebruiken voor langdurig verblijf van mensen.
- HOOP-project
In 2003 bereidde NASA een onderzoek voor met de naamHuhmObaarmoederP.baanE.xploration(HOPE), dat wasgericht op het verkennen van de toekomst van het zonnestelsel. Vanwege de afstand tot Jupiter en dus de lagere niveaus van zonnestraling was de maan Callisto het doelwit voor dit onderzoek.
Het plan riep op tot de start van de activiteiten in 2045.Ten eerste is het noodzakelijk om een basis op Callisto te vestigen, waar wetenschappelijke teams op afstand een robotonderzeeër kunnen besturen. Het zal op zijn beurt worden gebruikt om de binnenzee van Europa te verkennen. Deze onderzoeksteams zullen ook oppervlaktemonsters ontginnen in de buurt van de landingsplaats van Callisto.
Last but not least, de expeditie naarCallisto zal een herbruikbare oppervlaktehabitat creëren waar waterijs kan worden verzameld en omgezet in raketbrandstof. Deze basis zou dus kunnen dienen als bevoorradingsbasis voor alle toekomstige operationele missies in het Jupiter-systeem.
Ook in 2003 meldde NASA dat een bemandeen missie naar Callisto is wellicht mogelijk in de jaren 2040. Volgens een gezamenlijke studie gepubliceerd door het Glenn Research Center en het Ohio Aerospace Institute, zal deze missie gebaseerd zijn op een ruimtevaartuig dat is uitgerust met een nucleair elektrisch voortstuwingssysteem (NPP) en kunstmatige zwaartekracht. Dit schip moet de bemanning afleveren voor een missie van vijf jaar om een basis op Callisto te vestigen.
In zijn boek 'Spacewalk: Creation of a Space Civilization "(1999) Robert Zubrin pleitte voor het ontginnen van de atmosfeer van de buitenplaneten, inclusief Jupiter, om helium-3-brandstof te produceren.
Helium-3 is een stabiele isotoop van helium.De helium-3-kern bestaat uit twee protonen en één neutron, in tegenstelling tot de zwaardere, andere stabiele isoop, helium-4, die twee protonen en twee neutronen heeft. Helium-3 wordt soms beschouwd als een hypothetische fusiebrandstof. Dergelijke brandstof heeft veel voordelen, waaronder een tientallen malen lagere neutronenflux uit de reactiezone. Dit vermindert de geïnduceerde radioactiviteit en de afbraak van structurele materialen van de reactor scherp. Bovendien worden protonen, een van de reactieproducten, gemakkelijk opgevangen, in tegenstelling tot neutronen. Ze kunnen worden gebruikt voor extra elektriciteitsopwekking. Tegelijkertijd zijn zowel helium-3 als deuterium op zichzelf inactief. Dit betekent dat de opslag ervan geen speciale voorzorgsmaatregelen vereist, en in het geval van een reactorongeval met drukverlaging van de kern is de radioactiviteit van de vrijkomende radioactiviteit bijna nul. De helium-deuteriumreactie heeft echter een ernstig nadeel: een aanzienlijk hogere temperatuurdrempel (een temperatuur van ongeveer een miljard graden is vereist om de reactie te starten).
Om dit te doen, heb je een basis nodig op één ofverschillende Galilese satellieten. NASA dacht ook aan deze mogelijkheid en noemde dit. dat de vondst onbeperkte brandstofvoorraden zou opleveren voor fusiereactoren hier op aarde en waar dan ook in het zonnestelsel waar kolonies zouden bestaan.
Nu is het de bedoeling dat deze isotoop op de maan wordt gedolven voor de behoefte aan thermonucleaire energie. Dit is echter een kwestie van de verre toekomst. Desalniettemin is er tegenwoordig al veel vraag naar helium-3, met name in de geneeskunde.
- Reddingsboot Stichting
In de jaren 2000 werd het Lifeboat-project opgerichtFundering. Het is een non-profit organisatie waarvan de activiteiten gericht zijn op het behoud van de mensheid. In 2012 brachten ze een studie uit met de titel "Colonization of the Moons of Jupiter: Assessing Our Options and Alternatives", waarin de kolonisatie van de Galilese manen werd onderzocht als een mogelijk alternatief voor koloniën op de maan of Mars.
Waarom koloniseren de manen van Jupiter?
Het stichten van kolonies op de manen van Galilea heeft veel potentiële voordelen voor de mensheid.
Ten eerste is het Jupiter-systeem ongelooflijk rijk.vluchtige stoffen, waaronder water, kooldioxide en ammoniakijs, en organische moleculen. Bovendien wordt aangenomen dat de manen van Jupiter enorme hoeveelheden vloeibaar water bevatten.
Bijvoorbeeld schattingen van het volume van de Europese binnenzeeer wordt aangenomen dat het tot drie biljoen kubieke kilometer water kan bevatten. Dit is iets meer dan het dubbele van het gecombineerde volume van alle oceanen op aarde. Bovendien zouden kolonies op de manen van Jupiter missies naar Jupiter zelf kunnen toestaan, waar waterstof en helium-3 kunnen worden geproduceerd als nucleaire brandstof.
Illustraties van Europa (voorgrond), Jupiter (rechts) en Io (midden) laten waterpluimen zien die het oppervlak bereiken. Krediet: NASA / JPL - Caltech
Ten tweede, de koloniën gebaseerd op Europa enGanymede zal ook verschillende verkenningsmissies mogen uitvoeren in de binnenzeeën, waarvan wordt aangenomen dat ze deze satellieten hebben. Gezien het feit dat deze oceanen ook worden beschouwd als enkele van de meest waarschijnlijke locaties voor buitenaards leven in ons zonnestelsel, zou de kans om ze van dichtbij te verkennen een geweldige kans zijn.
Ten derde, kolonies op de manen van Io, Europa,Ganymede en Callisto zullen ook missies verder in het zonnestelsel vergemakkelijken. Deze kolonies kunnen dienen als stopplaatsen en bevoorradingsbasis voor missies op weg naar en van het Croian-systeem (het maansysteem van Saturnus), waar extra middelen kunnen worden verzameld.
Over het algemeen zullen kolonies in het Jupitersysteem de mensheid toegang bieden tot rijke hulpbronnen en enorme onderzoeksmogelijkheden.
Kolonisatieproblemen
De uitdagingen bij het beheersen van de manen van Jupiter zijn ook enorm.zoals de gasreus zelf. Deze omvatten, maar zijn niet beperkt tot, straling, de langetermijneffecten van lage zwaartekracht, transportproblemen, gebrek aan infrastructuur en natuurlijk enorme kosten. Gezien het gevaar dat straling met zich meebrengt bij exploratie, is het raadzaam om dit aspect eerst te bekijken.
- Straling
Io en Europa, die het dichtst bij Jupiter staanGalileeërs ontvangen de meeste straling van al deze manen. Dit wordt nog verergerd door het feit dat ze geen beschermend magnetisch veld en een zeer dunne atmosfeer hebben. Zo ontvangt het oppervlak van Io gemiddeld ongeveer 3.600 rem per dag, terwijl Europa ongeveer 540 rem per dag ontvangt.
100 rem – het laagste ontwikkelingsniveau van milde stralingsziekte;
450 rem - ernstige stralingsziekte (50% van degenen die aan de dood zijn blootgesteld, sterft);
600 - 700 rem of meer - een enkele ontvangen dosis wordt als absoluut dodelijk beschouwd.
Het magnetische veld van Jupiter en de rotatie van de gewrichten veroorzaken stromen. Krediet: Wikipedia Commons.
Ter vergelijking: mensen hier op aarde worden eraan blootgesteldblootstelling minder dan 1 rem per dag (0,62 voor inwoners van ontwikkelde landen). Blootstelling aan 500 rem per dag kan fataal zijn, en blootstelling aan ongeveer 75 rem gedurende meerdere dagen is voldoende om ernstige gezondheidsproblemen en stralingsvergiftiging te veroorzaken.
Ganymedes is de enige Galilese maan (enhet enige niet-gasachtige gigantische lichaam behalve de aarde) dat een magnetosfeer heeft. Gemiddeld ontvangt de maan ongeveer 8 rad straling per dag. Dit komt overeen met de impact op het oppervlak van Mars. gemiddeld per jaar.
Alleen Callisto is ver genoeg van Jupiter verwijderd. Hier bereiken de stralingsniveaus slechts 0,01 rem per dag. De afstand tot Jupiter betekent echter dat er geen getijdenverwarming van de maan is.
Artist's impression van de basis door Callisto. Krediet: NASA
Een ander groot probleem is op lange termijnde impact van lage zwaartekracht op deze satellieten op de menselijke gezondheid. Op de Galilese satellieten varieert de zwaartekracht van het oppervlak van 0,126 g (voor Callisto) tot 0,183 g (voor Io). Dit is vergelijkbaar met de maan (0,1654 g), maar aanzienlijk minder dan Mars (0,376 g). Hoewel de effecten van dit fenomeen niet volledig worden begrepen, is bekend dat de langetermijneffecten van microzwaartekracht verlies van botdichtheid en spierdegeneratie omvatten.
- Afstand
In vergelijking met andere potentiële sites voorkolonisatie, het Jupiter-systeem is ook erg ver van de aarde. Het vervoeren van bemanningen en al het zware materiaal dat nodig is om een kolonie te bouwen, zal dus erg lang duren, evenals missies waarbij middelen van en naar de manen van Jupiter worden geleverd.
Om je een idee te geven van hoe lang dit gaat duren, overweeg een paar daadwerkelijke missies naar Jupiter. Het eerste ruimtevaartuig dat van de aarde naar Jupiter reisde, was een NASA-sondePionier 10dat werd gelanceerd op 3 maart 1972 en bereikte het Jupiter-systeem op 3 december 1973 - in 640 dagen (1,75 jaar) vliegtijd.
Pionier 11maakte de reis in 606 dagen, maar net als zijn voorganger passeerde hij eenvoudigweg het systeem op weg naar de buitenplaneten. Precies dezelfdeReiziger 1En2, die ook door het systeem ging, duurde respectievelijk 546 en 688 dagen.
Artistiek concept van een bimodale nucleaire thermische raket in een lage baan om de aarde. Krediet: NASA
In het geval van de missie "Galileo "de sonde verliet de aarde op 18 oktober 1989 en arriveerde op 7 december 1995 bij Jupiter. Met andere woorden, het duurde 6 jaar, 1 maand en 19 dagen om Jupiter vanaf de aarde te bereiken zonder te vliegen. «Juno» werd gelanceerd vanaf de aarde op 5 augustus 2011 en kwam op 5 juli 2016 in een baan rond Jupiter terecht. De reis duurde 1796 dagen, of iets minder dan 5 jaar.
Opgemerkt moet worden dat dit missies waren zonderbemanningen, waarbij alleen een robotsonde betrokken was en niet een schip dat groot genoeg was voor mensen, voorraden en zwaar materieel. Als gevolg hiervan zouden koloniale schepen veel groter en zwaarder moeten zijn en zouden geavanceerde voortstuwingssystemen zoals nucleaire thermische / nucleaire elektromotoren nodig hebben gehad. Ze moeten ervoor zorgen dat de reis een redelijke hoeveelheid tijd in beslag neemt.
Voor vluchten naar de manen van Jupiter en terugbases tussen de aarde en Jupiter zullen nodig zijn om te kunnen tanken en bevoorraden, en om kosten te besparen op individuele missies. Dit zou betekenen dat er permanente buitenposten moeten worden gevestigd op de maan, Mars en hoogstwaarschijnlijk in de asteroïdengordel voordat missies naar de manen van Jupiter haalbaar of kosteneffectief worden geacht.
- kosten van
Deze laatste twee problemen doen de vraag rijzenkosten. Tussen het bouwen van schepen die de reis naar Jupiter in een behoorlijke tijd kunnen maken, en het creëren van de bases die nodig zijn om ze te ondersteunen,enKosten voor het creëren van de koloniën zelf zal de kolonisatie van de satellieten van Jupiter ongelooflijk duur zijn, merkt Universe Today op.
Waar komt het op neer?
Gezien alle gevaren, tijd en hoogteEr moet worden gevraagd naar de kosten, maar veel mensen vragen zich af “is het het waard?” Aan de andere kant is het idee om permanente menselijke buitenposten op de manen van Jupiter te creëren, in de context van ruimteverkenning en kolonisatie, zinvol. Alle problemen kunnen worden opgelost als de juiste voorzorgsmaatregelen worden genomen en de nodige middelen worden toegewezen. En hoewel hij zal moeten wachten tot soortgelijke kolonies/bases op de maan en Mars zijn gevestigd, is dit geen slechte “volgende stap”.
Kolonies hebben op een van de Galilese satellieten,de mensheid zal voet aan de grond krijgen in het buitenste zonnestelsel, een tussenstop voor toekomstige missies naar Saturnus en verder, en toegang tot nieuwe bronnen. Nogmaals, het komt allemaal neer op hoeveel de mensheid bereid is te besteden. Een fundamenteel nieuw type brandstof kan het vliegen budgetvriendelijker maken. Het bestaat echter nog niet.
Lees verder
De aarde zal over 20 jaar een kritieke temperatuur bereiken
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Genoemd naar een plant die niet bang is voor klimaatverandering. Het voedt een miljard mensen
Terraforming - klimaatveranderingomstandigheden van een planeet, satelliet of ander ruimtelichaam om de atmosfeer, temperatuur en omgevingscondities in een staat te brengen die geschikt is voor de bewoning van landdieren en planten.
Engels - hoop
Nucleair elektrisch voortstuwingssysteem (NPP) -voortstuwingssysteem van een ruimtevaartuig, dat een complex van boordsystemen van een ruimtevaartuig (SC) omvat, zoals: een elektrische raketmotor (EP), een stroomvoorzieningssysteem geleverd door een kernreactor, een opslag- en toevoersysteem van een werkmedium (SKHiP), een automatisch controlesysteem (ACS) ...
Robert Zubrin - Amerikaanse ingenieur en publicist,oprichter van de Martian Society. Hij studeerde af aan de Universiteit van Rochester met een bachelordiploma in wiskunde, studeerde vervolgens kernenergie aan de Universiteit van Washington en verdedigde zijn proefschrift.
Kronos, Cronus is in de oude Griekse mythologie de oppergod, volgens een andere mening titaan, de jongste zoon van de eerste god Uranus (lucht) en de demiurggodin Gaia (aarde).
Aanvankelijk - de god van de landbouw, later, in de Hellenistische periode, werd hij geïdentificeerd met de god die de tijd personifieerde, Chronos.
Komt overeen met de Romeinse god Saturnus (Saturnus).