Socialiniai tinklai

Kosmosas

Radikalūs lazeriniai reaktyviniai varikliai: į Marsą – ne per kelias dienas, o per pusvalandį!

Avatar

Paskelbta

data

Kol pažiūrėtumėte „Tarp žvaigždžių“, naujas zondas laisvai sulakstytų į Marsą ir atgal – ir, ko gero, ne vieną kartą. Tokį stebuklą siūlo Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje fizikas Phillipas Lubinas – tas pats, kuris ne taip seniai kalbėjo apie skrydį į Marsą per 3 dienas.

Kalba šiuo atveju eitų ne apie milžiniškus kolonistų erdvėlaivius, o apie santykinai nedidelius bepiločius zondus. Juos beorėje erdvėje įgreitintų neįtikėtinai galingi lazerinių impulsų varikliai, dar vadinami fotoniniais varikliais.

Amerikiečių fizikos profesorius dar praėjusį spalį NASA Inovatyvių pažangiųjų koncepcijų simpoziume pristatė „tiesioginės energijos reaktyvinio judėjimo“ (angl. – directed energy propulsion) koncepciją. O dabar ją papildė 52 psl. komentarų, kurie publikuoti žurnalo „Journal of the British Interplanetary Society“ straipsnyje.

Ph. Lubino sumanymo esmė tokia: į zondą šovus iš lazerio, beorėje erdvėje, kur nėra trinties, šis gautų tokį energijos impulsą, kad pasiektų neįsivaizduojamą greitį – per kelias minutes zondas viršytų ketvirtį šviesos greičio.

„Pavyzdžiui, iš 50-70 GW lazerio DE-STAR 4 (Directed Energy System for Targeting of Asteroids and Exploration) paleidus maksimalaus galingumo šūvį į ostijos storio ir metro pločio zondo burę, šis  26 proc. šviesos greičio pasiektų maždaug per 10 min., – pareiškė Ph. Lubinas. – Tai reiškia, kad Marsą toks kosminis burlaiviukas pasiektų vos per 30 min., o Saulės sistemos paribiuose esantį zondą „Voyager 1“ pavytų ir aplenktų greičiau nei per 3 paras.“

Ir tai – toli gražu ne viskas.

„Tūkstantį astronominių vienetų jis nuskrietų per nepilnas dvi savaites – per 12 parų, – tęsia mokslininkas. – O Kentauro Alfos sistemą pasiektų per 15 metų. Zondas skrietų 279 mln. km/val. greičiu.“

Tiesa, Ph. Lubino sumanymas turi ir silpnųjų pusių. Viena jų – stabdžiai. Kokiu būdu sustabdyti šitaip įsibėgėjusį zondą, kai jis pasieks savo kelionės tikslą – Kentauro Alfą ar kad ir Marsą?

Kita ne menkesnė problema – kaip kelionės metu išvengti susidūrimo su kelyje galimai pasitaikysiančiomis kosminėmis šiukšlėmis (meteoroidais, stambesnėmis dulkėmis ir pan.). Tiesa, pats koncepcijos autorius teigia, kad tarpplanetinių dulkių kaupimasis ant burės ar zondo neturėtų įtakos zondo greičiui.

Dar viena potenciali bėda – „laiko vėlavimas“ dėl reliatyvumo dėsningumų. Šis efektas puikiai iliustruotas Christopherio Nolano 2014 m. mokslinės fantastikos šedevre „Tarp žvaigždžių“. Kuo greičiau ir toliau nuskrieja astronautų įgula, tuo laikas jai slenka lėčiau (Žemėje likusiųjų atžvilgiu). Todėl pagrindinis herojus šiaip ne taip grįžęs į Žemę savo dukrą rado jau beveik šimtametę.

Tačiau Ph. Lubinas atkreipia dėmesį, kad kol kas negali būti kalbos apie erdvėlaivius, kurie tokiu greičiu gabentų žmones. Jo koncepcija skirta bepiločiams zondams. Vis dėlto jo siūlomas kelionių būdas yra realus ir, skirtingai nei kelionės erdvėlaikio kirmgraužomis, pasiekiamas jau dabar, mūsų laikais.

„Ši technologija nėra mokslinė fantastika, – pabrėžia Ph. Lubinas. – Tai – tikrovė.“

Šiuo metu Ph. Lubinas su kolegomis plėtoja projektą Deep-In (Directed Energy Interstellar Precursors) programą. Jos tikslas – sukurti zondus, kurie pasiektų reliatyviuosius greičius ir iškeliautų į artimiausias žvaigždes.

„Mes jau žinome, kaip reliatyvųjį greitį pasiekti laboratorijos sąlygomis, – NASA Inovatyvių pažangiųjų koncepcijų simpoziume kalbėjo koncepcijos autorius. – Kai pasieksime makroskopinį lygmenį, tokios transporto priemonės kaip lėktuvai, automobiliai ir net erdvėlaiviai taps beviltiškai lėtos ir pasenusios.“

Ph. Lubinas įsitikinęs, kad su lazerinėmis reaktyvinėmis technologijomis 100 kg krovinį į Marsą be problemų būtų galima pristatyti per keletą dienų. Palyginimui, kuriamas NASA daugkartinio naudojimo erdvėlaivis SLS (Space Launch System) ten skristų ne vieną mėnesį. Be to, „pakilimui nuo Žemės reikėtų nuo 50 iki 100 GW energijos.“

„Deja, turiu pasakyti, kad mūsų tikslas nėra sukurti transporto priemonę tarpžvaigždinėms žmonių kelionėms, – neslėpė Ph. Lubinas. – Žmonės – pernelyg trapios būtybės tokiems iššūkiams. Robotizuotos sistemos – visai kas kita. Jos idealiai tinka jau netolimoje ateityje prasidėsiančioms tarpžvaigždinėms misijoms.“

Kosmosas

Ar Venera buvo tinkama gyvybei?

Konstanta 42

Paskelbta

data

Skelbia

Venera yra labai panašaus dydžio į Žemę planeta, tačiau daugeliu savybių ji visiškai nepanaši į mūsiškę. Pavyzdžiui, ją dengia labai tanki atmosfera, sukurianti daugiau nei 400 laipsnių karštį paviršiuje, o aplink savo ašį planeta apsisuka net per 243 Žemės dienas.

Naujame tyrime teigiama, kad šios savybės gali būti susijusios; maža to, abi jos galėjo kilti dėl to, kad Venera kadaise buvo tinkama gyvybei.

Remdamiesi skaitmeniniais modeliais, astronomai išnagrinėjo, kaip Veneros sukimąsi galėtų paveikti Saulės sukeliami potvyniai planetą dengiančiame vandenyne. Žinoma, vandenyno Veneros paviršiuje šiuo metu nėra, bet tolimoje praeityje galėjo būti. O Saulė potvynius Veneroje sukelia stipresnius, nei Žemėje, nes yra arčiau.

Potvyniai lėtina planetos sukimąsi; Žemės paros trukmė pailgėja vos 20 sekundžių per milijoną metų, bet kaimyninėje planetoje efektas gali būti daug stipresnis. Pavyzdžiui, jei Veneros vandenyno vidutinis gylis buvo 850 metrų – gerokai mažiau, nei Žemės 3,7 kilometro – potvyniai jos sukimosi periodą per milijoną metų galėtų pailginti net 72 Žemės paromis.

Kitaip tariant, vos per 10-50 milijonų metų Veneros sukimasis nuo panašaus į Žemę galėtų sulėtėti iki dabartinio. Taip lėtai besisukančioje planetoje stipriai išaugtų temperatūrų skirtumas tarp dienos ir nakties, taigi dienos pusėje vandenynas imtų garuoti. Per dar kelis milijonus metų jis galėtų išgaruoti visiškai, apgaubdamas Venerą tankia atmosfera ir sukeldamas negrįžtamą šiltnamio efektą.

Toks laikotarpis yra labai trumpas, kalbant geologiniais mastais, taigi net jei Veneroje kažkada buvo gyvybei tinkamos sąlygos ir gyvybė susiformavo, ji tikrai neturėjo šansų išgyventi iki šių laikų.

Šie rezultatai piešia niūrias prognozes egzoplanetų gyvybingumui, ypač planetų, kurios sukasi arti mažų žvaigždžių. Jose potvyniai yra labai stiprūs ir net jei jos nėra prirakinamos prie savo žvaigždžių, kad visada į jas būtų nukreipusios vieną pusrutulį, vandenynai vis tiek gali išgaruoti, o šansai užsimegzti gyvybei – išnykti.

Tyrimo rezultatai publikuojami Astrophysical Journal Letters.

Skaityti daugiau

Kosmosas

Visas Marso vanduo dingsta į kosmosą per gigantišką skylę atmosferoje

technologijos

Paskelbta

data

Skelbia

Kadaise Marse vandens netrūko. Dabar Marse sausa ir šalta. Kas išeidamas ištraukė kamštį?

Marso atmosferoje yra kas porą metų atsiveria skylė, per kurią į kosmosą išleidžiami riboti Marso vandens ištekliai — o likęs vanduo atsiduria ašigaliuose.Tai keistą Raudonosios planetos vandens elgesį tyrusios rusų ir vokiečių mokslininkų komandos pateikiamas paaiškinimas. Būdami Žemėje mokslininkai mato, kad aukštai Marso atmosferoje yra vandens, kuris migruoja į ašigalius. Bet lig šiol nebuvo gero Marso vandens apytakos rato veikimopaaiškinimo, ir kodėl kadaise permirkusi planeta dabar sausa kaip pintis.

Vandens garai aukštai Marso atmosferoje stebina, nes Raudonosios Planetos atmosferos vidurinis sluoksnis turėtų vandens apytaką sustabdyti visai.

„Vidurinė Marso atmosferos dalis pernelyg šalta, kad joje galėtų būti vandens garų,“ rašo tyrėjai Geophysical Research Letters žurnale pubblikuotame tyrime.

Tai kaip vandeniui pavyksta įveikti šį vidurinio sluoksnio barjerą?

Remiantis tyrime aprašytomis kompiuterinėmis simuliacijomis, tai susiję su dviem unikaliais Marso atmosferos procesais.

Žemėje vasara šiauriniame pusrutulyje ir vasara pietiniame pusrutulyje yra gan panaši. Bet Marse taip nėra: kadangi planetos orbita gerokai labiau ištęsta, ekscentriška, pietinio pusrutulio vasaromis (kurios ateina kas du Žemės metus) ji būna gerokai arčiau Saulės. Tad šioje planetos dalyje vasaros gerokai šiltesnės už vasaras šiauriniame pusrutulyje.

Kai tai nutinka, remiantis tyrėjų simuliacijomis, Marso viduriniame atmosferos sluoksnyje (tarp 60 ir 90 kilometrų aukščio), atsiveria langas, per kurį vandens garai patenka į aukštesnį atmosferos sluoksnį. Kitu metu dėl Saulės šviesos trūkumo Marso vandens ciklas praktiškai visai išsijungia.

Jau 15 metų Marse dirbantis „Opportunity“ pateko į didelę bėdą: NASA aiškina, kas su juo nutiko ir kodėl mokslininkai labai sunerimę

Marsas nuo Žemės skiriasi dar ir ten dažnai vykstančiomis milžiniškomis dulkių audromis. Šios audros blokuoja Saulės šviesą ir planetos paviršius vėsta. Bet mokslininkų atliktos simuliacijos parodė, kad Marso paviršiaus nepasiekusi šviesos energija kaupiasi atmosferoje, šildo ją ir kuria sąlygas geresniam vandens pernešimui. Vykstant globaliai dulkių audrai, panašiai į Marsą apgaubusią 2017-aisiais, dulkes apdengia mažos vandens ledo dalelės. Šios lengvos ledo dalelės į viršutinę atmosferą pakyla lengviau už kitas vandens formas, tad, per tokiu periodus į viršutinę atmosferą patenka daugiau vandens.

Tyrėjai parodė, kad dulkių audros į viršutinę atmosferą gali iškelti netgi daugiau vandens, nei pietinio pusrutulio vasaros.

Vandeniui vienu ar kitu būdu įveikus vidurinio atmosferos sluoksnio barjerą, vyksta du dalykai: dalis šio vandens nuslenka link šiaurės ir pietų ašigalių, kur galiausiai iškrenta. Bet aukštajame atmosferos sluoksnyje ultravioletinė šviesa gali nutraukti vandens molekulėje vandenilio ir deguonies atomus jungiančius ryšius, – taip vandenilis nuskrieja į kosmosą, palikdamas deguonį.

Šis procesas bent jau iš dalies gali paaiškinti, kaip kadaise kupinas vandens Marsas tapo tokia sausa vieta, kokia dabar yra, rašo tyrėjai.

Skaityti daugiau

Skaitomiausi