O jakich sygnałach mówimy?
Podobne sygnały są znane od dawna: nazywane są dekametrowymi rozbłyskami radiowymi
Po przypadkowym odkryciu impulsów radiowych zNaukowcy zajmujący się Jowiszem próbowali zrozumieć, co spowodowało tę emisję radiową. Zaczęli od uważnych obserwacji, rejestrując momenty, w których słyszeli Jowisza oraz intensywność dekametrowych rozbłysków radiowych Jowisza. (Słowo dekametr oznacza dziesiątki metrów, ponieważ długość fali impulsów radiowych wynosi dziesiątki metrów). Po zebraniu danych radiowych porównali je z innymi informacjami na temat Jowisza. Zaczęli dopasowywać rozbłyski radiowe Jowisza do obrotu planety. Jedynym sposobem, aby dowiedzieć się, która część Jowisza jest zwrócona w ich stronę w danym momencie, jest: jest znać prędkość jego obrotu. Początkowo astronomowie znali prędkość rotacji Jowisza jedynie poprzez obserwację ruchu chmur po planecie; nie ma żadnych obiektów powierzchniowych do śledzenia.
Obserwatorzy zdali sobie sprawę, że słyszymy Jowisza, czy nie,w dużej mierze zależy od tego, która część Jowisza jest obecnie skierowana w naszą stronę. Emisja radiowa zależy od długości Jowisza. Wydaje się, że istnieją specjalne długości geograficzne, na których Jowisz można usłyszeć znacznie częściej niż inne. Te długości geograficzne były jak „punkty orientacyjne” na planecie bez widocznej powierzchni. Te punkty orientacyjne oznaczają również, że Jowisz nie tylko emituje fale radiowe we wszystkich kierunkach, ale raczej wypromieniowuje fale radiowe w kosmos.
Dlaczego nowe rozbłyski radiowe są tak niezwykłe?
Niedawno statek kosmiczny zarejestrował się po raz pierwszydekametrowe rozbłyski radiowe w bezpośrednim sąsiedztwie ich pochodzenia. W rzeczywistości sonda przeleciała przez źródło rozbłysku radiowego, niedaleko Ganimedesa, największego księżyca Jowisza.
Czujniki Juno zaobserwowały to zjawisko około piątejsekund, po czym sygnał radiowy połączył się z promieniowaniem tła. Biorąc pod uwagę prędkość sondy wynoszącą około 50 km/s, można stwierdzić, że obszar przestrzeni, w którym generowany jest sygnał, ma średnicę 250 km.
Znany międzynarodowy zespół obserwatorównaukowcy zgłosili w nowym badaniu. Oryginalna publikacja została opublikowana w recenzowanym czasopiśmie Geophysical Research Letters. Zwrócił na siebie uwagę publiczności po pokazie na KTVX, w którym przemówił przedstawiciel NASA w Utah Patrick Wiggins.
Mowa o odebraniu nowego sygnału radiowegoza pomocą aparatu Jino przedstawiciel NASA podkreślił, że pochodzenie tego sygnału jest naturalne. Takie rozbłyski radiowe powstają w wyniku niestabilności masera cyklotronowego (CMI, niestabilność masera cyklotronowego). Istotą tego efektu jest wzmocnienie fal radiowych przez wolne elektrony. Dzieje się tak, jeśli częstotliwość oscylacji elektronów w plazmie jest znacznie niższa niż częstotliwość ich cyklotronu. Wtedy nawet losowy sygnał pomyślnie wygenerowany w chmurze naładowanych cząstek może stać się zauważalny – zauważa Naked Science. Rozbłyski radiowe powstają w tych częściach magnetosfery Jowisza, gdzie ściśle oddziałuje ona z polem magnetycznym Ganimedesa. Elektrony przechwycone przez linie magnetyczne mogą nie tylko generować fale radiowe.
Czy życie na Jowiszu i jego księżycach jest możliwe?
W 1610 roku Galileo Galilei został pierwszymastronom, który odkrył duże księżyce Jowisza za pomocą teleskopu własnej konstrukcji. Z czasem te księżyce – Io, Europa, Ganimedes i Kallisto – zaczęto wspólnie nazywać „księżycami galilejskimi” na cześć ich odkrywcy. Od początku eksploracji kosmosu to, czego dowiedzieliśmy się o tych satelitach, fascynowało i inspirowało naukowców.
Trzy wewnętrzne księżyce Galileusza obracają się w rezonansie 4: 2: 1
Na przykład, ponieważ Pioneer iVoyager przeszedł przez układ księżycowy dziesiątki lat temu, a naukowcy podejrzewali, że satelity takie jak Europa mogą być najlepszym wyborem do znalezienia życia poza Ziemią w zewnętrznym Układzie Słonecznym. Chodzi o obecność lodu wodnego, śródlądowych oceanów, minerałów i cząsteczek organicznych. Wraz z pierwszymi odkryciami dotyczącymi natury księżyców Jowisza, zasugerowano, że ludzkość pewnego dnia może je skolonizować.
Swoją drogą koncepcja systemu skolonizowanegoJowisz pojawia się w wielu publikacjach science fiction. Na przykład powieść Roberta Heinleina Farmer in the Sky (1953) opowiada o nastoletnim chłopcu i jego rodzinie przeprowadzającym się na Ganimedes. W tej historii księżyc Jowisza jest w trakcie terraformowania i zatrudniani są rolnicy, aby pomogli przekształcić go w kolonię rolniczą.
Jak naukowcy zaproponowali kolonizację księżyców Jowisza?
Odkąd przeszły sondy Voyagerukład Jowisza, astronomowie przedstawili kilka propozycji misji załogowych na księżyce Jowisza, a nawet założenia tam osad. Na przykład w 1994 r. Utworzono prywatne przedsięwzięcie kosmiczne znane jako Project Artemis, którego celem była kolonizacja Księżyca w XXI wieku. Teraz, wiele lat później, projekt ten ożył i aktywnie się rozwija.
„Portret rodzinny” czterech towarzyszy z Galilei(Io Europa, Ganymede i Callisto) wokół Jowisza, zrobione przez sondę New Horizons i opublikowane w 2007 roku. Zdjęcie: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Później, w 1997 roku, naukowcy opracowali planykolonizacja Europy, która przewidywała powstanie na jej powierzchni igloo. Zakładano, że później budynki te posłużą za bazę dla naukowców. Będą mogli „zagłębić się” w lodową skorupę Europy i zbadać podpowierzchniowy ocean. W związku z tym omówiono również możliwość wykorzystania „otworów powietrznych” w pokrywie lodowej do długotrwałego pobytu ludzi.
- Projekt HOPE
W 2003 roku NASA przygotowała badanie ptHczłowiekOmacicaP.Lanetmixploration (NADZIEJA), która byłaskupił się na badaniu przyszłości Układu Słonecznego. Ze względu na odległość od Jowisza, a co za tym idzie niższy poziom promieniowania słonecznego, celem tych badań był księżyc Kalisto.
Plan zakładał rozpoczęcie działalności w 2045 roku.Najpierw konieczne jest założenie na Callisto bazy, w której zespoły naukowe będą mogły zdalnie sterować robotem podwodnym. To z kolei posłuży do eksploracji wewnętrznego oceanu Europy. Te zespoły badawcze będą również pobierać próbki powierzchni wydobywczej w pobliżu miejsca lądowania Callisto.
Wreszcie wyprawa doCallisto stworzy siedlisko powierzchniowe wielokrotnego użytku, w którym lód wodny będzie można zbierać i przekształcać w paliwo rakietowe. Tak więc baza ta mogłaby służyć jako baza zaopatrzeniowa dla wszystkich przyszłych misji operacyjnych w układzie Jowisza.
Również w 2003 roku NASA poinformowała, że załogowymisja na Callisto może być możliwa w latach czterdziestych XX wieku. Według wspólnych badań opublikowanych przez Glenn Research Center i Ohio Aerospace Institute misja ta będzie oparta na statku kosmicznym wyposażonym w jądrowy układ napędowy (NPP) i sztuczną grawitację. Ten statek ma dostarczyć załogę na pięcioletnią misję, aby założyć bazę na Kallisto.
W swojej książce „Spacewalk: Creation of a Space Civilization ”(1999) Robert Zubrin zalecał eksploatację atmosfer planet zewnętrznych, w tym Jowisza, w celu produkcji paliwa hel-3.
Hel-3 jest stabilnym izotopem helu.Jądro helu-3 składa się z dwóch protonów i jednego neutronu, w przeciwieństwie do cięższego, innego stabilnego izozopu, helu-4, który ma dwa protony i dwa neutrony. Hel-3 jest czasami uważany za hipotetyczne paliwo termojądrowe. Paliwo takie ma wiele zalet – m.in. kilkudziesięciokrotnie mniejszy strumień neutronów ze strefy reakcji. To znacznie zmniejsza indukowaną radioaktywność i degradację materiałów konstrukcyjnych reaktora. Ponadto protony, jeden z produktów reakcji, są łatwo wychwytywane, w przeciwieństwie do neutronów. Można je wykorzystać do dodatkowego wytwarzania energii elektrycznej. Jednocześnie zarówno hel-3, jak i deuter są same w sobie nieaktywne. Oznacza to, że ich przechowywanie nie wymaga specjalnych środków ostrożności, a w przypadku awarii reaktora z rozszczelnieniem rdzenia radioaktywność uwolnienia jest bliska zeru. Reakcja helowo-deuterowa ma jednak poważną wadę - znacznie wyższy próg temperaturowy (do rozpoczęcia reakcji wymagana jest temperatura około miliarda stopni).
Aby to zrobić, będziesz potrzebować podstawy na jednym lubkilka satelitów Galileusza. NASA również pomyślała o takiej możliwości, cytując to. że odkrycie zapewni nieograniczone dostawy paliwa dla reaktorów termojądrowych tutaj na Ziemi i gdziekolwiek indziej w Układzie Słonecznym, gdzie istniałyby kolonie.
Teraz planuje się wydobyć ten izotop na Księżycu na potrzeby energii termojądrowej. Jest to jednak kwestia odległej przyszłości. Niemniej jednak hel-3 jest już dziś bardzo poszukiwany - w szczególności w medycynie.
- Fundacja Lifeboat
W 2000 roku powstał projekt LifeboatFundacja. Jest to organizacja non-profit, której działania mają na celu ochronę ludzkości. W 2012 roku opublikowali badanie zatytułowane „Kolonizacja księżyców Jowisza: ocena naszych opcji i alternatyw”, w którym zbadano kolonizację księżyców galileuszowych jako potencjalną alternatywę dla kolonii na Księżycu lub Marsie.
Po co kolonizować księżyce Jowisza?
Zakładanie kolonii na księżycach galilejskich niesie ze sobą wiele potencjalnych korzyści dla ludzkości.
Po pierwsze, układ Jowisza jest niezwykle bogaty.substancje lotne, w tym woda, dwutlenek węgla i lód amoniakalny oraz cząsteczki organiczne. Ponadto uważa się, że księżyce Jowisza zawierają ogromne ilości wody w stanie ciekłym.
Na przykład szacunki objętości śródlądowego oceanu EuropyUważa się, że może zawierać do trzech biliardów kilometrów sześciennych wody. To nieco ponad dwukrotność łącznej objętości wszystkich oceanów na Ziemi. Ponadto kolonie na księżycach Jowisza mogą pozwolić na misje do samego Jowisza, gdzie wodór i hel-3 mogą być produkowane jako paliwo jądrowe.
Ilustracje Europy (pierwszy plan), Jowisza (po prawej) i Io (środek) przedstawiają smugi wody docierające do powierzchni. Źródło: NASA / JPL - Caltech
Po drugie, kolonie oparte na Europie iGanimedes będzie również mógł przeprowadzić kilka misji badawczych w głębi oceanów, które prawdopodobnie mają te satelity. Biorąc pod uwagę, że te oceany są również uważane za jedne z najbardziej prawdopodobnych miejsc życia pozaziemskiego w naszym Układzie Słonecznym, okazja do ich bliższego zbadania byłaby wielką szansą.
Po trzecie, kolonie na księżycach Io w Europie,Ganymede i Callisto ułatwią także misje w głębi Układu Słonecznego. Kolonie te mogą służyć jako punkty zatrzymania i bazy zaopatrzeniowe dla misji zmierzających do iz systemu Croian (system księżyców Saturna), gdzie można zebrać dodatkowe zasoby.
Ogólnie rzecz biorąc, kolonie w układzie Jowisza zapewnią ludzkości dostęp do bogatych zasobów i ogromnych możliwości badawczych.
Problemy kolonizacyjne
Wyzwania związane z opanowaniem księżyców Jowisza są również ogromne.jak sam gazowy gigant. Obejmują one między innymi promieniowanie, długoterminowe skutki małej grawitacji, problemy z transportem, brak infrastruktury i oczywiście ogromne koszty. Biorąc pod uwagę niebezpieczeństwo, jakie promieniowanie stwarza dla eksploracji, wskazane jest, aby najpierw rozważyć ten aspekt.
- Promieniowanie
Io i Europa, będąc najbliżej JowiszaGalilejczycy otrzymują najwięcej promieniowania ze wszystkich tych księżyców. Sytuację tę potęguje fakt, że nie mają one ochronnego pola magnetycznego i bardzo cienkiej atmosfery. W ten sposób powierzchnia Io otrzymuje średnio około 3600 remów dziennie, podczas gdy Europa otrzymuje około 540 remów dziennie.
100 rem – najniższy stopień rozwoju łagodnej choroby popromiennej;
450 rem - ciężka choroba popromienna (umiera 50% osób narażonych na śmierć);
600 - 700 rem lub więcej - pojedyncza otrzymana dawka jest uważana za całkowicie śmiertelną.
Pole magnetyczne Jowisza i rotacja stawów indukują prądy. Źródło: Wikipedia Commons.
Dla porównania, ludzie tu na Ziemi są narażeninarażenie mniejsze niż 1 rem dziennie (0,62 dla mieszkańców krajów rozwiniętych). Ekspozycja na 500 remów dziennie może być śmiertelna, a ekspozycja na około 75 rem przez kilka dni wystarczy, aby spowodować poważne problemy zdrowotne i zatrucie popromienne.
Ganimedes to jedyny księżyc galilejski (ijedyne poza Ziemią niegazowe olbrzymy), które posiadają magnetosferę. Księżyc otrzymuje średnio około 8 radów promieniowania dziennie. Jest to równoznaczne z uderzeniem w powierzchnię Marsa. średnio rocznie.
Tylko Callisto jest wystarczająco daleko od Jowisza. Tutaj poziom promieniowania osiąga zaledwie 0,01 remu dziennie. Jednak jego odległość od Jowisza oznacza, że księżyc nie jest ogrzewany pływowo.
Wrażenia artysty dotyczące bazy firmy Callisto. Kredyt: NASA
Inny poważny problem ma charakter długoterminowywpływ niskiej grawitacji na te satelity na zdrowie ludzi. Na satelitach Galileusza grawitacja powierzchniowa waha się od 0,126 g (dla Callisto) do 0,183 g (dla Io). Jest to porównywalne z Księżycem (0,1654 g), ale znacznie mniej niż Marsem (0,376 g). Chociaż skutki tego zjawiska nie są w pełni zrozumiałe, wiadomo, że długoterminowe skutki mikrograwitacji obejmują utratę gęstości kości i zwyrodnienie mięśni.
- Dystans
W porównaniu z innymi potencjalnymi witrynami dla domenykolonizacja, układ Jowisza jest również bardzo daleko od Ziemi. Tak więc transport załóg i całego ciężkiego sprzętu potrzebnego do zbudowania kolonii zajmie bardzo dużo czasu, podobnie jak misje, w których zasoby są dostarczane do iz księżyców Jowisza.
Aby dać ci wyobrażenie o tym, jak długo to zajmie, rozważ kilka rzeczywistych misji na Jowisza. Pierwszym statkiem kosmicznym, który przeleciał z Ziemi do Jowisza, była sonda NASAPioneer 10który został zwodowany 3 marca 1972 roku i dotarł do układu Jowisza 3 grudnia 1973 roku - w ciągu 640 dni (1,75 roku) czasu lotu.
Pioneer 11odbył tę podróż w 606 dni, ale podobnie jak jego poprzednik po prostu przeszedł przez system w drodze na Planety Zewnętrzne. Dokładnie to samoPodróżnik 1I2, które również przeszło przez system, zajęło odpowiednio 546 i 688 dni.
Artystyczna koncepcja bimodalnej jądrowej rakiety termicznej na niskiej orbicie okołoziemskiej. Kredyt: NASA
W przypadku misji „Galileo ”sonda opuściła Ziemię 18 października 1989 r. i dotarła do Jowisza 7 grudnia 1995 r. Innymi słowy, dotarcie z Ziemi do Jowisza bez lotu zajęło 6 lat, 1 miesiąc i 19 dni. `171;Juno został wystrzelony z Ziemi 5 sierpnia 2011 roku i wszedł na orbitę wokół Jowisza 5 lipca 2016 roku. Podróż trwała 1796 dni, czyli niecałe 5 lat.
Należy zauważyć, że były to misje bezzałogi składające się tylko z automatycznej sondy, a nie statku wystarczająco dużego, aby pomieścić ludzi, zapasy i ciężki sprzęt. W rezultacie statki kolonialne musiałyby być znacznie większe i cięższe, wymagałyby zaawansowanych układów napędowych, takich jak jądrowe silniki termiczne / jądrowe. Muszą upewnić się, że podróż zajmie rozsądną ilość czasu.
Do lotów na księżyce Jowisza iz powrotembazy między Ziemią a Jowiszem będą potrzebne, aby umożliwić tankowanie i uzupełnianie zapasów oraz obniżyć koszty poszczególnych misji. Oznaczałoby to, że stałe placówki musiałyby zostać założone na Księżycu, Marsie i najprawdopodobniej w pasie asteroid, zanim jakiekolwiek misje na księżyce Jowisza zostaną uznane za wykonalne lub opłacalne.
- Koszt
Te dwa ostatnie problemy rodzą pytaniekoszt. Pomiędzy budowaniem statków, które w rozsądnym czasie mogą odbyć podróż na Jowisza, a tworzeniem baz potrzebnych do ich wsparcia,ikosztów tworzenia samych kolonii, kolonizacja satelitów Jowisza będzie niezwykle kosztowna, zauważa Universe Today.
Jaki jest wynik finansowy?
Biorąc pod uwagę wszystkie niebezpieczeństwa, czas i wysokośćnależy zadać pytanie o cenę, wiele osób zastanawia się „czy warto?” Z kolei w kontekście eksploracji i kolonizacji kosmosu pomysł stworzenia stałych placówek ludzkich na księżycach Jowisza ma sens. Wszystkie problemy można rozwiązać, jeśli zostaną podjęte odpowiednie środki ostrożności i przydzielone niezbędne zasoby. I chociaż będzie musiał poczekać, aż podobne kolonie/bazy zostaną założone na Księżycu i Marsie, nie jest to zły „kolejny krok”.
Posiadanie kolonii na dowolnym satelicie Galileusza,ludzkość będzie miała przyczółek w zewnętrznym Układzie Słonecznym, punkt zatrzymania przyszłych misji na Saturnie i poza nim oraz dostęp do nowych zasobów. Wszystko sprowadza się do tego, ile ludzkość jest gotowa wydać. Całkowicie nowy rodzaj paliwa może uczynić loty bardziej budżetowymi. Jednak jeszcze nie istnieje.
Czytaj więcej
Ziemia osiągnie temperaturę krytyczną za 20 lat
Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić
Nazwany rośliną, która nie boi się zmian klimatycznych. Karmi miliard ludzi
Terraforming - zmiana klimatuwarunki planety, satelity lub innego ciała kosmicznego w celu doprowadzenia atmosfery, temperatury i warunków środowiskowych do stanu odpowiedniego do zamieszkania przez zwierzęta i rośliny lądowe.
język angielski - nadzieja
Jądrowy elektryczny układ napędowy (NPP) -układ napędowy statku kosmicznego, w skład którego wchodzi zespół układów pokładowych statku kosmicznego (SC), takich jak: elektryczny silnik rakietowy (EP), układ zasilania z reaktora jądrowego, układ magazynowania i zasilania czynnika roboczego (SKHiP), układ automatycznego sterowania (ACS) ...
Robert Zubrin - amerykański inżynier i publicysta,założyciel Marsian Society. Ukończył University of Rochester z tytułem licencjata z matematyki, następnie studiował energetykę jądrową na University of Washington, obronił pracę.
Kronos, Kronos w starożytnej mitologii greckiej jest najwyższym bóstwem, według innej opinii tytanem, najmłodszym synem pierwszego boga Urana (nieba) i bogini demiurga Gai (ziemia).
Początkowo - bóg rolnictwa, później, w okresie hellenistycznym, utożsamiany był z bogiem uosabiającym czas, Chronosem.
Odpowiada rzymskiemu bogu Saturnowi (Saturnus).