Hvilke signaler snakker vi om?
Lignende signaler har vært kjent i lang tid: de kalles dekameter radioutbrudd
Etter utilsiktet oppdagelse av radio utbrudd fraJupiter-forskere prøvde å forstå hva som forårsaket dette radioutslippet. De begynte med nøye observasjoner, registrerte gangene de hørte Jupiter og hvor intense Jupiters dekameterradioutbrudd var. (Ordet dekameter betyr titalls meter, siden bølgelengden til radioutbrudd er titalls meter). Etter å ha samlet inn disse radiodataene, sammenlignet de dem med annen informasjon om Jupiter. De begynte å matche Jupiters radioutbrudd med planetens rotasjon. Den eneste måten å vite hvilken del av Jupiter som vender mot dem på et bestemt tidspunkt er — er å vite hastigheten på dens rotasjon. Først kjente astronomer til Jupiters rotasjonshastighet bare ved å observere hvordan skyer beveget seg over planeten; det er ingen overflateobjekter å spore.
Observatørene innså at vi hører Jupiter eller ikke,avhenger i stor grad av hvilken del av Jupiter som står overfor oss for øyeblikket. Radioutslipp avhenger av lengden på Jupiter. Det ser ut til at det er spesielle lengdegrader der Jupiter kan høres mye oftere enn andre. Disse lengdegradene var som "landemerker" på en planet uten synlig overflate. Disse landemerkene betyr også at Jupiter ikke bare sender ut radiobølger i alle retninger, men heller utstråler radiobølger i verdensrommet.
Hvorfor er de nye radiobruddene så bemerkelsesverdige?
Nylig tok romfartøyet opp for første gangdekameter radio eksploderer i umiddelbar nærhet av deres opprinnelse. Faktisk fløy sonden gjennom kilden til radioutbruddet, ikke langt fra Ganymedes, Jupiters største måne.
Junos sensorer observerte fenomenet rundt femsekunder, og deretter smeltet radiosignalet sammen med bakgrunnsstrålingen. Tatt i betraktning sondens hastighet - omtrent 50 km/s - kan vi konkludere med at området i rommet der signalet genereres er 250 km på tvers.
Bemerkelsesverdig internasjonalt team for observasjonforskere rapporterte i en ny studie. Den opprinnelige publikasjonen ble lagt ut i det fagfellevurderte tidsskriftet Geophysical Research Letters. Den fikk offentlig oppmerksomhet etter et show på KTVX, der NASAs Utah-representant Patrick Wiggins snakket.
Snakker om et nytt radiosignal mottattved bruk av Jino-apparatet understreket en NASA-representant at opprinnelsen til dette signalet er naturlig. Slike radioutbrudd oppstår som et resultat av syklotron-maser-ustabilitet (CMI, syklotron-maser-ustabilitet). Essensen av denne effekten er forsterkning av radiobølger av frie elektroner. Dette skjer hvis frekvensen av elektronsvingninger i plasmaet er betydelig lavere enn deres syklotronfrekvens. Da kan til og med et tilfeldig signal generert i en sky av ladede partikler bli merkbar, bemerker Naked Science. Radioutbrudd dannes i de delene av Jupiters magnetosfære der den samhandler tett med magnetfeltet til Ganymedes. Elektroner fanget opp av magnetiske linjer kan ikke bare generere radiobølger.
Er livet mulig på Jupiter og dens måner?
I 1610 ble Galileo Galilei den førsteen astronom som oppdaget de store månene til Jupiter ved hjelp av et teleskop etter eget design. Over tid ble disse månene - Io, Europa, Ganymedes og Callisto - samlet kalt "galileiske måner" til ære for oppdageren deres. Og siden begynnelsen av romutforskningen har det vi har lært om disse satellittene fascinert og inspirert forskere.
Tre indre galileiske måner roterer i en 4: 2: 1-resonans
For eksempel siden Pioneer ogVoyager passerte gjennom månesystemet for flere tiår siden, og forskere mistenkte at satellitter som Europa kunne være det beste valget for å finne liv utenfor jorden i det ytre solsystemet. Det handler om tilstedeværelsen av vannis, innlandshav, mineraler og organiske molekyler. Med de første oppdagelsene om naturen til Jupiters måner, ble det antydet at menneskeheten en dag kan kolonisere dem.
Forresten, konseptet med et kolonisert systemJupiter er omtalt i mange science fiction-publikasjoner. For eksempel handler Robert Heinleins roman Farmer in the Sky (1953) om en tenåringsgutt og hans familie som flytter til Ganymedes. I historien er denne månen til Jupiter i ferd med å bli terraformert, og bønder blir ansatt for å hjelpe til med å gjøre den om til en jordbrukskoloni.
Hvordan foreslo forskere å kolonisere Jupiters måner?
Siden Voyager-probene gikk gjennomJupiter-systemet, har astronomer kommet med flere forslag til mannskap til Jupiters måner og til og med for etablering av bosetninger der. For eksempel ble det i 1994 opprettet et privat romfartsforetak kjent som Project Artemis med det mål å kolonisere månen i det 21. århundre. Nå, mange år senere, har dette prosjektet fått liv igjen og utvikler seg aktivt.
"Familieportrett" av fire galileiske følgesvenner(Io Europa, Ganymede og Callisto) rundt Jupiter, tatt av New Horizons romfartøy og utgitt i 2007. Foto: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Senere, i 1997, utviklet forskere planer for åkolonisering av Europa, som så for seg å skape en iglo på overflaten. Det ble antatt at disse bygningene senere skulle tjene som en base for forskere. De vil være i stand til å "fordype" seg i Europas isskorpe og utforske havbunnen. I denne forbindelse ble også muligheten for å bruke "lufthull" i isdekket for langvarig opphold av mennesker diskutert.
- HÅP-prosjekt
I 2003 utarbeidet NASA en studie kaltHumanOlivmorPlanetExploration (HOPE), som varfokusert på å utforske fremtiden til solsystemet. På grunn av sin avstand fra Jupiter og derfor lavere nivåer av solstråling, var månen Callisto målet for denne studien.
I planen ble det startet operasjoner i 2045.For det første er det nødvendig å etablere en base på Callisto, hvor vitenskapelige team kan fjernstyre en robotubåt. Den vil igjen bli brukt til å utforske det indre hav av Europa. Disse forskerteamene vil også bryte overflateeksempler nær Callisto-landingsstedet.
Sist men ikke minst, ekspedisjonen tilCallisto vil skape et gjenbrukbart overflatelivsmiljø der vannis kan samles opp og omdannes til rakettdrivstoff. Dermed kan denne basen tjene som en forsyningsbase for alle fremtidige operasjonsoppdrag i Jupiter-systemet.
Også i 2003 rapporterte NASA at en bemannetet oppdrag til Callisto kan være mulig på 2040-tallet. Ifølge en felles studie publisert av Glenn Research Center og Ohio Aerospace Institute, vil dette oppdraget være basert på et romfartøy utstyrt med et kjernefysisk fremdriftssystem (NEPP) og kunstig tyngdekraft. Dette skipet skal levere mannskapet for et femårig oppdrag for å etablere en base på Callisto.
I sin bok “Spacewalk: Creation of a Space Civilization "(1999) Robert Zubrin tok til orde for utvinning av atmosfærene til de ytre planetene, inkludert Jupiter, for å produsere helium-3 drivstoff.
Helium-3 er en stabil isotop av helium.Helium-3-kjernen består av to protoner og ett nøytron, i motsetning til den tyngre, andre stabile isosopen, helium-4, som har to protoner og to nøytroner. Helium-3 regnes noen ganger som et hypotetisk fusjonsdrivstoff. Slikt drivstoff har mange fordeler - disse inkluderer en titalls ganger lavere nøytronfluks fra reaksjonssonen. Dette reduserer indusert radioaktivitet og nedbrytning av reaktorstrukturmaterialer kraftig. I tillegg fanges protoner, et av reaksjonsproduktene, lett, i motsetning til nøytroner. De kan brukes til ekstra strømproduksjon. Samtidig er både helium-3 og deuterium inaktive av seg selv. Dette betyr at lagringen deres ikke krever spesielle forholdsregler, og i tilfelle en reaktorulykke med trykkavlastning av kjernen, er radioaktiviteten til utslippet nær null. Helium-deuterium-reaksjonen har imidlertid en alvorlig ulempe - en betydelig høyere temperaturterskel (en temperatur på omtrent en milliard grader kreves for å starte reaksjonen).
For å gjøre dette trenger du en base på en ellerflere galileiske satellitter. NASA tenkte også på denne muligheten, med henvisning til dette. at funnet ville gi ubegrensede forsyninger av brensel til fusjonsreaktorer her på jorden og hvor som helst ellers i solsystemet der kolonier ville eksistere.
Nå er denne isotopen planlagt utvunnet på Månen for behovene til termonuklear energi. Dette er imidlertid et spørsmål om en fjern fremtid. Likevel er helium-3 allerede i stor etterspørsel i dag - spesielt innen medisin.
- Livbåtstiftelse
På 2000-tallet ble Lifeboat-prosjektet grunnlagtFundament. Det er en ideell organisasjon hvis aktiviteter er rettet mot å bevare menneskeheten. I 2012 ga de ut en studie med tittelen "Colonization of the Moons of Jupiter: Assessing Our Options and Alternatives", som undersøkte kolonisering av de galileiske månene som et potensielt alternativ til kolonier på Månen eller Mars.
Hvorfor kolonisere Jupiters måner?
Etablering av kolonier på de galileiske månene har mange potensielle fordeler for menneskeheten.
For det første er Jupiter-systemet utrolig rikt.flyktige stoffer, inkludert vann, karbondioksid og ammoniakkis, og organiske molekyler. I tillegg antas det at Jupiters måner inneholder enorme mengder flytende vann.
For eksempel estimater av volumet av innlandshavet i Europadet antas å inneholde opptil tre kvadratkubikkilometer vann. Dette er litt over det dobbelte av det samlede volumet av alle jordens hav. I tillegg kan kolonier på Jupiters måner tillate oppdrag til Jupiter selv, der hydrogen og helium-3 kan produseres som kjernefysisk drivstoff.
Illustrasjoner av Europa (forgrunn), Jupiter (til høyre) og Io (midt) viser at vannskyllene når overflaten. Kreditt: NASA / JPL - Caltech
For det andre, koloniene basert på Europa ogGanymedes får også lov til å utføre flere letemisjoner i innlandshavene som disse satellittene antas å ha. Gitt at disse havene også regnes som noen av de mest sannsynlige stedene for utenomjordisk liv i vårt solsystem, vil muligheten til å utforske dem på nært hold være en flott mulighet.
For det tredje, kolonier på månene til Io, Europa,Ganymede og Callisto vil også legge til rette for oppdrag lenger inn i solsystemet. Disse koloniene kan tjene som stoppesteder og forsyningsbaser for oppdrag på vei til og fra det kroiske systemet (Saturns månesystem), hvor ytterligere ressurser kan samles.
Generelt vil kolonier i Jupiter-systemet gi menneskeheten tilgang til rike ressurser og enorme forskningsmuligheter.
Koloniseringsproblemer
Utfordringene med å mestre Jupiters måner er også enorme.som selve gassgiganten. Disse inkluderer, men er ikke begrenset til, stråling, de langsiktige effektene av lav tyngdekraft, transportproblemer, mangel på infrastruktur og selvfølgelig store kostnader. Gitt faren som stråling utgjør for leting, er det tilrådelig å først vurdere dette aspektet.
- stråling
Io og Europa, som er nærmest JupiterGalileere mottar mest stråling fra alle disse månene. Dette forsterkes av det faktum at de ikke har noe beskyttende magnetfelt og en veldig tynn atmosfære. Dermed mottar overflaten av Io et gjennomsnitt på ca 3600 rem per dag, mens Europa mottar ca 540 rem per dag.
100 rem – det laveste utviklingsnivået av mild strålingssykdom;
450 rem - alvorlig strålingssyke (50% av de som er utsatt for død dør);
600 - 700 rem eller mer - en enkelt dose mottatt anses som absolutt dødelig.
Jupiters magnetfelt og leddrotasjon induserer strømmer. Kreditt: Wikipedia Commons.
Til sammenligning utsettes folk her på jorden foreksponering mindre enn 1 rem per dag (0,62 for innbyggere i utviklede land). Eksponering for 500 rem per dag kan være dødelig, og eksponering for ca 75 rem over flere dager er tilstrekkelig til å forårsake alvorlige helseproblemer og stråleforgiftning.
Ganymedes er den eneste galileiske månen (ogden eneste ikke-gassgigantiske kroppen bortsett fra jorden) som har en magnetosfære. I gjennomsnitt mottar månen omtrent 8 rad stråling per dag. Dette tilsvarer innvirkningen på overflaten til Mars. gjennomsnitt per år.
Bare Callisto er langt nok fra Jupiter. Her når strålingsnivået bare 0,01 rem per dag. Imidlertid betyr avstanden fra Jupiter at det ikke er noen tidevannsoppvarming av månen.
Kunstnerens inntrykk av basen av Callisto. Kreditt: NASA
Et annet stort problem er langsiktigvirkningen av lav tyngdekraft på disse satellittene på menneskers helse. På de galiliske satellittene varierer overflatens tyngdekraft fra 0,126 g (for Callisto) til 0,183 g (for Io). Dette er sammenlignbart med Månen (0,1654 g), men betydelig mindre enn Mars (0,376 g). Selv om virkningene av dette fenomenet ikke er fullstendig forstått, er de langsiktige effektene av mikrogravitasjon kjent for å inkludere tap av bentetthet og muskeldegenerasjon.
- Avstand
Sammenlignet med andre potensielle nettsteder forkolonisering, er Jupiter-systemet også veldig langt fra jorden. Dermed vil det ta veldig lang tid å transportere mannskaper og alt tungt utstyr som trengs for å bygge en koloni, og det samme vil oppdrag der ressurser blir levert til og fra Jupiters måner.
For å gi deg en ide om hvor lang tid dette vil ta, bør du vurdere noen faktiske oppdrag til Jupiter. Det første romfartøyet som reiste fra Jorden til Jupiter var en NASA-sondePioneer 10som ble lansert 3. mars 1972 og nådde Jupiter-systemet 3. desember 1973 - på 640 dager (1,75 år) flytid.
Pioneer 11foretok reisen på 606 dager, men som forgjengeren passerte den ganske enkelt gjennom systemet på vei til de ytre planetene. Akkurat det sammeVoyager 1Og2, som også gikk gjennom systemet, tok henholdsvis 546 og 688 dager.
Kunstnerisk konsept av en bimodal kjernefysisk termisk rakett i lav jordbane. Kreditt: NASA
I tilfelle oppdraget "Galileo "sonden forlot jorden 18. oktober 1989 og ankom Jupiter 7. desember 1995. Det tok med andre ord 6 år, 1 måned og 19 dager å nå Jupiter fra jorden uten å fly. «Juno» ble lansert fra jorden 5. august 2011 og gikk i bane rundt Jupiter 5. juli 2016. Reisen tok 1796 dager, eller i underkant av 5 år.
Det skal bemerkes at dette var oppdrag utenmannskaper som bare involverte en robotprobe og ikke et fartøy som var stort nok til å imøtekomme mennesker, forsyninger og tungt utstyr. Som et resultat måtte kolonibåtene være mye større og tyngre, og de ville ha krevd avanserte fremdriftssystemer som kjernefysiske termiske / kjernefysiske elektriske motorer. De må sørge for at reisen tar rimelig tid.
For flyreiser til månene til Jupiter og tilbakebaser mellom Jorden og Jupiter vil være påkrevd for å tillate påfylling og etterforsyning, og for å kutte kostnader på individuelle oppdrag. Dette vil bety at permanente utposter må etableres på Månen, Mars og mest sannsynlig i asteroidebeltet før noen oppdrag til Jupiters måner blir ansett som gjennomførbare eller kostnadseffektive.
- kostnaden for
Disse to siste problemene reiser spørsmålet omkoste. Mellom å bygge skip som kan gjøre reisen til Jupiter i løpet av en god del tid, og skape basene som trengs for å støtte dem,ogkostnadene ved å lage koloniene selv, vil koloniseringen av Jupiters satellitter være utrolig dyrt, bemerker Universe Today.
Hva er bunnlinjen?
Med tanke på alle farene, tid og høykostnad bør spørres, mange lurer på "er det verdt det?" På den annen side, i sammenheng med romutforskning og kolonisering, er ideen om å opprette permanente menneskelige utposter på Jupiters måner fornuftig. Alle problemer kan løses hvis det tas riktige forholdsregler og de nødvendige ressursene tildeles. Og selv om han må vente til lignende kolonier/baser er etablert på Månen og Mars, er ikke dette et dårlig "neste steg".
Har kolonier på noen av de galileiske satellittene,menneskeheten vil ha fotfeste i det ytre solsystemet, et stoppested for fremtidige oppdrag til Saturn og videre, og tilgang til nye ressurser. Igjen, alt kommer ned til hvor mye menneskeheten er villig til å bruke. En fundamentalt ny type drivstoff kan gjøre flyging mer budsjettmessig. Imidlertid eksisterer den ikke ennå.
Les mer
Jorden vil nå kritisk temperatur om 20 år
Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde
Navngitt et anlegg som ikke er redd for klimaendringer. Det gir næring til en milliard mennesker
Terraforming - klimaendringerforholdene til en planet, satellitt eller annen romlegeme for å bringe atmosfæren, temperaturen og miljøforholdene i en tilstand som er egnet for beboelse av terrestriske dyr og planter.
Engelsk - håper
Nukleart elektrisk fremdriftssystem (NPP) -fremdriftssystem til et romfartøy, som inkluderer et kompleks av innebygde systemer til et romfartøy (SC), for eksempel: en elektrisk rakettmotor (EP), et strømforsyningssystem levert av en atomreaktor, et lagrings- og forsyningssystem for et arbeidsmedium (SKHiP), et automatisk kontrollsystem (ACS) ...
Robert Zubrin - amerikansk ingeniør og publisist,grunnlegger av Martian Society. Han ble uteksaminert fra University of Rochester med en bachelorgrad i matematikk, og studerte deretter kjernekraft ved University of Washington, forsvarte sin avhandling.
Kronos, Cronus i gammel gresk mytologi er den øverste guddom, ifølge en annen oppfatning titan, den yngste sønnen til den første guden Uranus (himmelen) og demiurggudinnen Gaia (jorden).
Opprinnelig - jordbrukets gud, senere, i den hellenistiske perioden, ble han identifisert med guden som personifiserer tiden, Chronos.
Tilsvarer den romerske guden Saturn (Saturnus).