O akých signáloch hovoríme?
Podobné signály sú známe už dlho: nazývajú sa dekametrové rádiové záblesky
Po náhodnom objavení rádiových výbojov zVedci z Jupiteru sa snažili pochopiť, čo spôsobilo túto rádiovú emisiu. Začali starostlivými pozorovaniami, zaznamenávali časy, kedy počuli Jupiter a aké intenzívne boli Jupiterove dekametrové rádiové záblesky. (Slovo dekameter znamená desiatky metrov, keďže vlnová dĺžka rádiových zábleskov je desiatky metrov). Po zozbieraní týchto rádiových údajov ich porovnali s inými informáciami o Jupiteri. Začali porovnávať rádiové impulzy Jupitera s rotáciou planéty. Jediný spôsob, ako zistiť, ktorá časť Jupitera je k nim v konkrétnom čase otočená, je — je poznať rýchlosť jeho otáčania. Astronómovia spočiatku poznali rýchlosť rotácie Jupitera len pozorovaním pohybu oblakov po planéte; neexistujú žiadne povrchové objekty na sledovanie.
Pozorovatelia si uvedomili, že Jupitera môžeme počuť alebo nie,do značnej miery závisí od toho, ktorá časť Jupitera nám v súčasnosti stojí. Rádiové vyžarovanie závisí od zemepisnej dĺžky Jupitera. Vyzerá to, že existujú špeciálne zemepisné dĺžky, v ktorých je možné Jupitera počuť oveľa častejšie ako ostatné. Tieto zemepisné dĺžky boli ako „orientačné body“ na planéte bez viditeľného povrchu. Tieto orientačné body tiež znamenajú, že Jupiter nielen vyžaruje rádiové vlny všetkými smermi, ale skôr vysiela rádiové vlny do vesmíru.
Prečo sú nové rádiové výboje také pozoruhodné?
Nedávno vesmírna loď prvýkrát zaznamenaladekametrové rádiové záblesky v bezprostrednej blízkosti ich vzniku. V skutočnosti sonda preletela cez zdroj rádiového výbuchu neďaleko Ganymedu, najväčšieho mesiaca Jupitera.
Senzory Juno pozorovali jav okolo piatejsekundách a potom sa rádiový signál spojil so žiarením pozadia. Vzhľadom na rýchlosť sondy – približne 50 km/s – môžeme dospieť k záveru, že oblasť vesmíru, kde sa generuje signál, má priemer 250 km.
Pozoruhodný medzinárodný tím pozorovaniauviedli vedci v novej štúdii. Pôvodná publikácia bola uverejnená v recenzovanom časopise Geophysical Research Letters. Pozornosť verejnosti si získala po šou na KTVX, kde vystúpil zástupca NASA v Utahu Patrick Wiggins.
Hovoríme o prijatí nového rádiového signálupomocou prístroja Jino, zástupca NASA zdôraznil, že pôvod tohto signálu je prirodzený. Takéto rádiové záblesky vznikajú v dôsledku nestability cyklotrónového maséra (CMI, cyclotron maser instability). Podstatou tohto efektu je zosilnenie rádiových vĺn voľnými elektrónmi. K tomu dochádza, ak je frekvencia oscilácií elektrónov v plazme výrazne nižšia ako ich cyklotrónová frekvencia. Potom môže byť viditeľný aj náhodný signál úspešne generovaný v oblaku nabitých častíc, poznamenáva Naked Science, rádiové výbuchy sa vytvárajú v tých častiach Jupiterovej magnetosféry, kde úzko interaguje s magnetickým poľom Ganymedu. Elektróny zachytené magnetickými čiarami môžu nielen generovať rádiové vlny.
Je možný život na Jupiteri a jeho mesiacoch?
V roku 1610 sa prvým stal Galileo Galileiastronóm, ktorý objavil veľké mesiace Jupitera pomocou teleskopu vlastnej konštrukcie. Postupom času sa tieto mesiace – Io, Európa, Ganymede a Callisto – spoločne stali známymi ako „galilejské mesiace“ na počesť ich objaviteľa. A to, čo sme sa o týchto satelitoch dozvedeli, už od začiatku vesmírneho prieskumu vedcov fascinovalo a inšpirovalo.
Tri vnútorné galilejské mesiace rotujú pri rezonancii 4: 2: 1
Napríklad, pretože Pioneer aVoyager prešiel mesačným systémom pred desaťročiami a vedci predpokladali, že satelity ako Európa by mohli byť tou najlepšou voľbou na nájdenie života mimo Zeme vo vonkajšej slnečnej sústave. Všetko je to o prítomnosti vodného ľadu, vnútrozemských oceánov, minerálov a organických molekúl. S prvými objavmi o povahe Jupiterových mesiacov bolo navrhnuté, že by ich ľudstvo mohlo jedného dňa kolonizovať.
Mimochodom, koncept kolonizovaného systémuJupiter je uvedený v mnohých sci-fi publikáciách. Napríklad román Roberta Heinleina Farmer in the Sky (1953) je o dospievajúcom chlapcovi a jeho rodine, ktorí sa presťahovali na Ganymede. V príbehu je tento mesiac Jupitera v procese terraformácie a sú najatí farmári, aby ho pomohli premeniť na poľnohospodársku kolóniu.
Ako vedci navrhli kolonizovať mesiace Jupitera?
Odkedy prešli sondy Voyagersystému Jupiter, astronómovia urobili niekoľko návrhov na misie posádky k Jupiterovým mesiacom a dokonca aj na zriadenie osád tam. Napríklad v roku 1994 bol vytvorený súkromný vesmírny podnik známy ako Project Artemis s cieľom kolonizovať mesiac v 21. storočí. Teraz, o mnoho rokov neskôr, tento projekt opäť ožil a aktívne sa rozvíja.
„Rodinný portrét“ štyroch galilejských spoločníkov(Io Europa, Ganymede a Callisto) okolo Jupitera, zachytené kozmickou loďou New Horizons a uverejnené v roku 2007. Foto: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute
Neskôr, v roku 1997, vedci vypracovali plánykolonizácia Európy, ktorá zabezpečila vytvorenie iglu na jeho povrchu. Predpokladalo sa, že neskôr tieto budovy budú slúžiť ako základňa pre vedcov. Budú sa môcť "ponoriť" do ľadovej kôry Európy a preskúmať podpovrchový oceán. V tejto súvislosti sa diskutovalo aj o možnosti využitia „vzduchových dier“ v ľadovej pokrývke na dlhodobý pobyt ľudí.
- NÁDEJ projekt
V roku 2003 pripravila NASA štúdiu tzvHumanOmaternicaPlanetExploration (HOPE), ktorá bolazameraný na skúmanie budúcnosti slnečnej sústavy. Vzhľadom na vzdialenosť od Jupitera, a teda nižšiu úroveň slnečného žiarenia, bol cieľom tejto štúdie mesiac Callisto.
Plán predpokladal zahájenie prevádzky v roku 2045.Najprv je potrebné založiť základňu na Callisto, kde môžu vedecké tímy diaľkovo ovládať robotickú ponorku. Na druhej strane bude slúžiť na prieskum vnútorného oceánu Európy. Tieto výskumné tímy budú tiež ťažiť vzorky povrchu v blízkosti miesta pristátia Callisto.
V neposlednom rade expedícia doCallisto vytvorí opakovane použiteľný povrchový biotop, kde bude možné zbierať vodný ľad a meniť ho na raketové palivo. Táto základňa by teda mohla slúžiť ako zásobovacia základňa pre všetky budúce operačné misie v systéme Jupiter.
Tiež v roku 2003, NASA oznámila, že s posádkoumisia na Callisto môže byť možná v štyridsiatych rokoch minulého storočia. Podľa spoločnej štúdie, ktorú zverejnilo Glenn Research Center a Ohio Aerospace Institute, bude táto misia založená na vesmírnom plavidle vybavenom jadrovým elektrickým pohonným systémom (NPP) a umelou gravitáciou. Táto loď má previezť posádku na päťročnú misiu založenia základne na Callisto.
Vo svojej knihe „Spacewalk: Vytvorenie vesmírnej civilizácie “(1999) Robert Zubrin obhajoval ťažbu v atmosfére vonkajších planét vrátane Jupitera na výrobu paliva hélium-3.
Hélium-3 je stabilný izotop hélia.Jadro hélia-3 pozostáva z dvoch protónov a jedného neutrónu, na rozdiel od ťažšieho, iného stabilného izotopu, hélia-4, ktoré má dva protóny a dva neutróny. Hélium-3 sa niekedy považuje za hypotetické fúzne palivo. Takéto palivo má mnoho výhod – medzi ne patrí aj desaťkrát nižší tok neutrónov z reakčnej zóny. To výrazne znižuje indukovanú rádioaktivitu a degradáciu konštrukčných materiálov reaktora. Navyše, protóny, jeden z produktov reakcie, sa na rozdiel od neutrónov ľahko zachytávajú. Môžu byť použité na dodatočnú výrobu elektriny. Zároveň sú hélium-3 aj deutérium samy osebe neaktívne. To znamená, že ich skladovanie si nevyžaduje špeciálne opatrenia a v prípade havárie reaktora s odtlakovaním aktívnej zóny je rádioaktivita výpustu blízka nule. Reakcia hélium-deutérium má však vážnu nevýhodu – výrazne vyšší teplotný prah (na spustenie reakcie je potrebná teplota okolo miliardy stupňov).
K tomu budete potrebovať základňu na jednej respniekoľko Galileových satelitov. NASA tiež premýšľala o tejto možnosti a citovala to. že tento nález poskytne neobmedzené zásoby paliva pre fúzne reaktory tu na Zemi a kdekoľvek inde v slnečnej sústave, kde by existovali kolónie.
Teraz sa plánuje ťažba tohto izotopu na Mesiaci pre potreby termonukleárnej energie. To je však záležitosť vzdialenej budúcnosti. Napriek tomu je hélium-3 už dnes veľmi žiadané, najmä v medicíne.
- Nadácia záchranných člnov
V roku 2000 bol založený projekt LifeboatNadácia. Je to nezisková organizácia, ktorej činnosť je zameraná na zachovanie ľudskosti. V roku 2012 vydali štúdiu s názvom „Kolonizácia mesiacov Jupitera: Hodnotenie našich možností a alternatív“, ktorá skúmala kolonizáciu galilejských mesiacov ako potenciálnu alternatívu ku kolóniám na Mesiaci alebo Marse.
Prečo kolonizovať Jupiterove mesiace?
Zakladanie kolónií na galilejských mesiacoch má pre ľudstvo mnoho potenciálnych výhod.
Po prvé, systém Jupiter je neuveriteľne bohatý.prchavé látky vrátane vody, ľadu oxidu uhličitého a amoniaku a organických molekúl. Okrem toho sa predpokladá, že Jupiterove mesiace obsahujú obrovské množstvo tekutej vody.
Napríklad odhady objemu vnútrozemského oceánu Európypredpokladá sa, že obsahuje až tri kvadriliony kubických kilometrov vody. To je viac ako dvojnásobok kombinovaného objemu všetkých pozemských oceánov. Kolónie na Jupiterových mesiacoch by navyše mohli umožniť misie na samotný Jupiter, kde sa môže vyrábať vodík a hélium-3 ako jadrové palivo.
Ilustrácie Európy (v popredí), Jupitera (vpravo) a Io (v strede) ukazujú, ako sa na povrch dostávajú vodné oblaky. Kredit: NASA / JPL - Caltech
Za druhé, kolónie založené na Európe aGanymedovi bude tiež umožnené vykonať niekoľko prieskumných misií vo vnútrozemských oceánoch, o ktorých sa predpokladá, že tieto satelity majú. Vzhľadom na to, že tieto oceány sú tiež považované za jedny z najpravdepodobnejších miest pre mimozemský život v našej slnečnej sústave, príležitosť preskúmať ich zblízka by bola skvelá príležitosť.
Po tretie, kolónie na mesiacoch Io, Európa,Ganymede a Callisto tiež uľahčia misie ďalej do slnečnej sústavy. Tieto kolónie môžu slúžiť ako body zastavenia a základne pre zásobovanie misií smerujúcich do a z chorvátskeho systému (Saturnov mesačný systém), kde je možné zbierať ďalšie zdroje.
Vo všeobecnosti kolónie v systéme Jupiter poskytnú ľudstvu prístup k bohatým zdrojom a obrovským výskumným schopnostiam.
Kolonizačné problémy
Obrovské sú aj výzvy pri zvládaní Jupiterových mesiacov.ako samotný plynový obr. Patrí sem, okrem iného, žiarenie, dlhodobé efekty nízkej gravitácie, problémy s dopravou, nedostatok infraštruktúry a, samozrejme, obrovské náklady. Vzhľadom na nebezpečenstvo, ktoré žiarenie predstavuje pre prieskumné práce, je vhodné najskôr zvážiť tento aspekt.
- žiarenie
Io a Europa, najbližšie k JupiteruGalilejčania dostávajú zo všetkých týchto mesiacov najviac žiarenia. K tomu sa pridáva skutočnosť, že im chýba ochranné magnetické pole a veľmi riedka atmosféra. Povrch Io teda dostane v priemere asi 3 600 rem za deň, zatiaľ čo Európa dostane asi 540 rem za deň.
100 rem – najnižší stupeň rozvoja ľahkej choroby z ožiarenia;
450 rem - vážna choroba z ožiarenia (50% ľudí vystavených smrti zomiera);
600 - 700 rem alebo viac - jedna prijatá dávka sa považuje za absolútne smrteľnú.
Magnetické pole Jupitera a rotácia kĺbu spôsobujú prúdy. Kredit: Wikipedia Commons.
Na porovnanie, ľudia tu na Zemi sú vystaveníexpozícia nižšia ako 1 rem za deň (0,62 pre obyvateľov vyspelých krajín). Vystavenie 500 rem za deň môže byť smrteľné a expozícia približne 75 rem počas niekoľkých dní je dostatočná na to, aby spôsobila vážne zdravotné problémy a otravu žiarením.
Ganymedes je jediný galilejský mesiac (ajediné neplynové obrie teleso iné ako Zem), ktoré má magnetosféru. Mesiac dostáva v priemere asi 8 radov žiarenia za deň. To je ekvivalentné dopadu na povrch Marsu. priemer za rok.
Len Callisto je od Jupitera dostatočne ďaleko. Tu úrovne žiarenia dosahujú iba 0,01 rem za deň. Jeho vzdialenosť od Jupitera však znamená, že nedochádza k prílivovému zahrievaniu Mesiaca.
Umelecký dojem zo základne od Callisto. Poďakovanie: NASA
Ďalší zásadný problém je dlhodobývplyv nízkej gravitácie na tieto satelity na ľudské zdravie. Na galilejských satelitoch sa povrchová gravitácia pohybuje od 0,126 g (pre Callisto) do 0,183 g (pre Io). To je porovnateľné s Mesiacom (0,1654 g), ale výrazne menej ako s Marsom (0,376 g). Aj keď účinky tohto javu nie sú úplne pochopené, je známe, že dlhodobé účinky mikrogravitácie zahŕňajú stratu kostnej denzity a degeneráciu svalov.
- Vzdialenosť
V porovnaní s inými potenciálnymi webmi prekolonizácia, systém Jupiter je tiež veľmi ďaleko od Zeme. Preprava posádok a všetkého ťažkého vybavenia potrebného na vybudovanie kolónie teda bude trvať veľmi dlho, rovnako ako misie, v ktorých sa dodávajú zdroje do a z mesiacov Jupitera.
Aby ste mali predstavu, ako dlho to bude trvať, zvážte niekoľko skutočných misií na Jupiter. Prvou kozmickou loďou, ktorá cestovala zo Zeme na Jupiter, bola sonda NASAPioneer 10, ktorý bol vypustený 3. marca 1972 a do systému Jupiter sa dostal 3. decembra 1973 - za 640 dní (1,75 roka) letového času.
Pioneer 11vykonal cestu za 606 dní, ale rovnako ako jeho predchodca jednoducho prešiel systémom na ceste k Vonkajším planétam. Presne to istéVoyager 1A2, ktorý tiež prešiel systémom, trvalo 546 a 688 dní.
Umelecký koncept bimodálnej jadrovej tepelnej rakety na nízkej obežnej dráhe Zeme. Poďakovanie: NASA
V prípade misie "Galileo "sonda opustila Zem 18. októbra 1989 a k Jupiteru dorazila 7. decembra 1995. Inými slovami, trvalo 6 rokov, 1 mesiac a 19 dní, kým sa k Jupiteru dostala zo Zeme bez letu. «Juno» bola vypustená zo Zeme 5. augusta 2011 a na obežnú dráhu okolo Jupitera sa dostala 5. júla 2016. Cesta trvala 1796 dní alebo necelých 5 rokov.
Treba poznamenať, že to boli misie bezposádky, ktoré zahŕňali iba robotickú sondu, a nie dostatočne veľké plavidlo, ktoré by pojalo ľudí, zásoby a ťažkú techniku. V dôsledku toho by museli byť koloniálne lode oveľa väčšie a ťažšie. Vyžadovali by pokročilé pohonné systémy, ako sú jadrové tepelné / jadrové elektrické motory. Musia zabezpečiť, aby cesta trvala primerane dlho.
Na lety k mesiacom Jupitera a späťbudú potrebné základne medzi Zemou a Jupiterom, ktoré umožnia tankovanie a doplnenie zásob a znížia náklady na jednotlivé misie. To by znamenalo, že by bolo potrebné zriadiť trvalé základne na Mesiaci, Marse a pravdepodobne v páse asteroidov, než by sa akékoľvek misie k Jupiterovým mesiacom považovali za uskutočniteľné alebo nákladovo efektívne.
- náklady
Tieto dva posledné problémy vyvolávajú otázkunáklady. Medzi stavaním lodí, ktoré dokážu prejsť k Jupiteru za pomerne dlhý čas, vytváraním základní potrebné na ich podporu,aNáklady na vytvorenie samotných kolónií, bude kolonizácia Jupiterových satelitov neuveriteľne drahá, poznamenáva Universe Today.
Čo je spodnom riadku?
Vzhľadom na všetky nebezpečenstvá, čas a vysokéMali by ste sa pýtať na cenu, veľa ľudí sa pýta: „stojí to za to? Na druhej strane, v kontexte vesmírneho prieskumu a kolonizácie dáva myšlienka vytvorenia stálych ľudských základní na mesiacoch Jupitera zmysel. Všetky problémy sa dajú vyriešiť, ak sa prijmú vhodné preventívne opatrenia a pridelia sa potrebné zdroje. A hoci si bude musieť počkať, kým sa podobné kolónie/základne vytvoria na Mesiaci a Marse, nie je to zlý „ďalší krok“.
Majú kolónie na ktoromkoľvek z galilejských satelitov,ľudstvo bude mať oporu vo vonkajšej slnečnej sústave, miesto zastavenia budúcich misií k Saturnu a mimo neho a prístup k novým zdrojom. Opäť platí, že všetko závisí od toho, koľko je ľudstvo ochotné minúť. Zásadne nový druh paliva môže spôsobiť, že lietanie bude lacnejšie. Zatiaľ však neexistuje.
Čítaj viac
Zem dosiahne kritickú teplotu o 20 rokov
Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť
Dostala názov rastlina, ktorá sa nebojí klimatických zmien. Živí miliardu ľudí
Terraformovanie - zmena klímypodmienky planéty, satelitu alebo iného vesmírneho telesa na uvedenie atmosféry, teploty a podmienok prostredia do stavu vhodného na bývanie suchozemských živočíchov a rastlín.
Angličtina - nádej
Jadrový elektrický pohonný systém (NEPU) -pohonný systém kozmickej lode, ktorý zahŕňa komplex palubných systémov kozmických lodí (SC), akými sú napríklad: elektrický raketový motor (EP), systém napájania dodávaný jadrovým reaktorom, skladovací a napájací systém pracovného média (SKHiP), automatický riadiaci systém (ACS) ...
Robert Zubrin - americký inžinier a publicista,zakladateľ Marťanskej spoločnosti. Vyštudoval univerzitu v Rochesteri bakalársky titul z matematiky, potom študoval jadrovú energiu na univerzite vo Washingtone, obhájil dizertačnú prácu.
Kronos, Kronos v starogréckej mytológii je najvyšším božstvom, podľa iného názoru titán, najmladší syn prvého boha Urána (neba) a bohyne demiurga Gaie (zem).
Spočiatku - boh poľnohospodárstva, neskôr, v helenistickom období, bol stotožnený s bohom zosobňujúcim čas, Chronosom.
Zodpovedá rímskemu bohu Saturnovi (Saturnus).