Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Kosmiczną windę można zbudować z obecnie dostępnych materiałów

Recommended Posts

Jednym z największych problemów eksploracji kosmosu jest olbrzymi koszt pokonania grawitacji Ziemi. Silniki rakietowe zużywają olbrzymie ilości paliwa na osiągnięcie odpowiedniego przyspieszenia, a samo paliwo tylko zwiększa masę, którą trzeba wynieść. Wskutek tego umieszczenie na orbicie każdego kilograma ładunku kosztuje dziesiątki tysięcy dolarów. Wyprawa w dalsze regiony to kolejne koszty. Dlatego też specjaliści od dawna zastanawiają się, w jaki sposób obniżyć te koszty.

Jeden z pomysłów zakłada zbudowanie kosmicznej windy, kabla rozciągającego się od Ziemi na orbitę, po której można by wysyłać ładunki. Olbrzymią zaletą takiego rozwiązania byłaby możliwość wykorzystania energii słonecznej, zatem nie trzeba by było wynosić paliwa.

Jest jednak pewien problem. Taki kabel musiałby być niezwykle wytrzymały. Zephyr Penoyre z University of Cambridge oraz Emily Sandford z Columbia University twierdzą, że już teraz istnieją komercyjnie dostępne materiały, z których taki kabel mógłby powstać. Trzeba jedynie zmienić sposób myślenia o budowie kosmicznej windy.

Rozważana przez licznych ekspertów winda kosmiczna rozciągałaby się od Ziemi po orbitę geosynchroniczną, która znajduje się około 36 000 kilometrów nad powierzchnią naszej planety. Kabel o takiej długości miałby olbrzymią masę. Żeby nie dopuścić do jego upadku, trzeba by umocować go na orbicie do podobnej masy, a tak skonstruowana winda byłaby utrzymywana przez działające na nią siły odśrodkowe.

Przez dziesięciolecia specjaliści prowadzili odpowiednie obliczenia i zawsze otrzymywali zniechęcające wyniki. Nie istnieje bowiem materiał wystarczająco wytrzymały, z którego można by taką windę zbudować.

Penoyre i Sandford zaproponowali więc inne rozwiązanie. Zamiast mocować kabel do Ziemi, należy umocować go do Księżyca i opuścić w kierunku Ziemi. Różnica tkwi w sile odśrodkowej. Rozważana dotychczas winda kosmiczna wykonywałaby jeden obrót wokół planety w ciągu doby. Jednak lina mocowana do Księżyca wykonywałaby obrót raz na miesiąc, zatem działałyby na niż mniejsze siły. Co więcej, siły te byłyby inaczej rozłożone. Lina rozciągnięta od Księżyca ku Ziemi przechodziłaby przez obszar, w którym oddziaływania grawitacyjne Ziemi i Księżyca się znoszą. Obszar ten, punkt Lagrange'a, jest kluczowym elementem nowej koncepcji kosmicznej windy. Poniżej niego grawitacja ciągnie linę ku Ziemi, powyżej, ku Księżycowi.

Penoyre i Sandford wykazali oczywiście, że nie istnieje materiał pozwalający na stworzenie liny rozciągającej się od Księżyca do Ziemi. Jednak kabel taki, by być użytecznym, nie musi być rozciągnięty na całą długość. Naukowcy wykazali, że z dostępnych obecnie polimerów węglowych można zbudować kabel rozciągający się od Księżyca po orbitę geosynchroniczną Ziemi. Tworzenie prototypowego kabla grubości rysika ołówka kosztowałoby miliardy dolarów. Nie jest to jednak coś, czego już teraz nie da się wykonać.

Dzięki rozciągnięciu umocowanej do Księżyca liny głęboko w studnię grawitacyjną Ziemi możemy zbudować stabilną użyteczną windę kosmiczną pozwalającą na swobodne przemieszczanie się pomiędzy sąsiedztwem Ziemi a powierzchnią Księżyca, mówią Penoyre i Sandford. Wyliczają, że dzięki takiemu rozwiązaniu obecne koszty osiągnięcia powierzchni Księżyca zmniejszyłyby się o około 70%. Co więcej taka winda ułatwiłaby eksplorację  okolic punktu Lagrange'a. To niezwykle interesujący region, gdyż zarówno grawitacja jak i jej gradient wynoszą w nim 0, dzięki czemu można tam bezpiecznie prowadzić różnego typu prace konstrukcyjne. Jeśli z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wypadnie jakieś narzędzie, będzie ono szybko przyspieszało. W punkcie Lagrange'a gradient grawitacji jest praktycznie pomijalny, takie narzędzie przez długi czas będzie znajdowało się blisko ręki, z której wypadło, zauważają naukowcy.

Dodatkową zaletą punktu Lagrange'a jest fakt, że w regionie tym znajduje się bardzo mało śmieci pozostawionych przez człowieka oraz innych obiektów, mogących stanowić zagrożenie dla pracujących tam ludzi oraz wznoszonych konstrukcji.

Z tych właśnie powodów Penoyre i Sandford uważają, że dostęp do punktu Lagrange'a jest główną zaletą proponowanej przez nich windy kosmicznej. Możliwość założenia obozu w punkcie Lagrange'a to, naszym zdaniem, najważniejszy i najbardziej obiecujący element wczesnego użycia proponowanej przez nas windy kosmicznej. Taki obóz pozwoliłby na budowanie i konserwację nowej generacji sprzętu kosmicznego, czy to teleskopów, akceleratorów cząstek, wykrywaczy fal grawitacyjnych, generatorów energii, wiwariów czy platform startowych dla podboju dalszych regionów Układu Słonecznego.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Orbita geostacjonarna jest 42 tys. km od środka Ziemi (a nie nad powierzchnią), zaś punkt libracyjny L1 jest niestabilny. Stabilne są punkty L4 i L5, gdzie gromadzą się trojańczycy.

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Bardzo ciekawa koncepcja... ciekawe jak wyglądałaby sprawa drugiego końca tej liny. Do jakiej wysokości nad Ziemią wyliczyli tę linę?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Największy problem to wyniesienie ładunku 100 km nad powierzchnię Ziemi. O ile dobrze pamiętam, to ponad 90% masy paliwa rakietowego jest zużywane na pokonanie tego pierwszego odcinka. Potem już jakoś idzie. Winda przymocowana do Ziemi rozwiązuje ten problem definitywnie. Jak ten problem rozwiąże winda przymocowana do Księżyca? Nie bardzo rozumiem.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 18.09.2019 o 09:47, Oberon napisał:

Największy problem to wyniesienie ładunku 100 km nad powierzchnię Ziemi.

A przypadkiem nie jest to problemem przyśpieszanie do konkretnej prędkości kosmicznej? Jakby było jak mówisz, to różnica między ładownością na LEO i GTO byłaby niewielka, a jest często 3 albo i 4x.

np. Falcon Heavy
(expended)   LEO: 63,800     GTO: 15,000[47]–26,700   16,800 to TMI

https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_orbital_launch_systems

Mając "sznurek" o który możesz się zaczepić żeby nie spaść możesz tak na prawdę tylko "podskoczyć" z Ziemi.

Share this post


Link to post
Share on other sites
53 minuty temu, radar napisał:

A przypadkiem nie jest to problemem przyśpieszanie do konkretnej prędkości kosmicznej?

Prędkość jest znacząca w spadku swobodnym. Bierzesz zamach w sensie wymach i rzucasz kamieniem - jak daleko zaleci zależy od prędkości. Wspinając się po linie masz do pokonania jedynie ciążenie. Da się zajechać na Księżyc na rowerze, musi tylko istnieć odpowiednia lina. Wystarczy parę N ponad to co waży ładunek.

Share this post


Link to post
Share on other sites

No tak, ale na Ziemi tej liny nie mamy (na razie za trudno), więc musimy startować. Pytanie jaka energia jest potrzebna z LEO do Księżyca i ile można zaoszczędzić mając "windę księżycową"?

Drugie pytanie, czy żeby wystartować z Ziemi, osiągnąć wysokość ~400km i zaczepić sie na linie potrzebujemy tyle samo energii co wystartować, przekroczyć I prędkość kosmiczną i pozostać na orbicie 400km? Chyba dużo mniej?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Oberon, rakiety nie lecą pionowo prosto w górę. Samo dotarcie do 100km nie jest wystarczające aby wprowadzić ładunek na orbitę i nie na to jest zużywana lwia część paliwa. Satelita musi mieć odpowiednią prędkość do utrzymania się.
  
Radar. wydaje mi się, że to jest wariant "sky hook". Jeden koniec liny jest zamocowany na Księżycu z czasem obiegu 27 dni, a drugi koniec wisi na wysokości załóżmy 100 km nad powierzchnią Ziemi z czasem obiegu 90 minut. Dolny koniec będzie mógł poruszać się znacznie wolniej niż standardowe 7.8 km/s i mimo to pozostanie na orbicie. Nie czuję się na siłach na konkretne wyliczania, które pewnie są podane w opracowaniu, ale to musi być wartość z przedziału 1 km/s - 7.8 km/s. Poprawcie mnie, jeżeli się mylę. Autorzy napisali o zmniejszeniu kosztów wynoszenia na Księżyc o 70%.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, radar napisał:

Pytanie jaka energia jest potrzebna z LEO do Księżyca i ile można zaoszczędzić mając "windę księżycową"?

piszą: Wyliczają, że dzięki takiemu rozwiązaniu obecne koszty osiągnięcia powierzchni Księżyca zmniejszyłyby się o około 70%

Dotarcie na czterysetny kilometr będzie kosztowało energetycznie zawsze tyle samo. Problemem jest ogarnięcie kosztów stałych: zużycie jednorazówek, tarcie, itp. No i nie wiem co jest tańsze: kosmicznie droga winda czy tani jak barszcz sok z dinozaurów, ale w kosmicznych ilościach :D  No i nie wiem po co nam ta powierzchnia Księżyca... Dopiero co oderwaliśmy się Ziemi i już od razu płacimy daninę studni grawitacyjnej Księżyca? Ale to mniejszy problem zakładając, że mamy windę księżycową.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 minuty temu, Jajcenty napisał:

No i nie wiem po co nam ta powierzchnia Księżyca...

No jak po co? Baza. Paliwo. Tlen. Brak atmosfery (tarcia), a studnia grawitacyjna dużo mniejsza. No i ciemna strona "wolna" od zakłóceń z Ziemi, brak atmosfery to też czyste "niebo" do obserwacji (choćby do detekcji NEO czy szukania Ziemi2).

Po drodzie orbita geo, L1. Pomysł moim zdaniem jest wart conajmniej szczegółowej analizy.

Edited by radar

Share this post


Link to post
Share on other sites

Baza na Księżycu nie jest konieczna do eksploatacji Układu Słonecznego, ale w długim terminie Księżyc stanie się kompleksem przemysłowym. Powierzchnia Księżyca jest prawie wielkości Azji, więc żal nie skorzystać. To dodatkowy kontynent pełen zasobów mineralnych takich jak żelazo, aluminium, tytan, tlen, hel-3 i inne. Ze względu na brak oceanów i atmosfery jak i niższą grawitację, z powierzchni Księżyca można wystrzeliwać ładunek przy pomocy "Pendolino na sterydach" - nie wiem jaka jest polska nazwa, z angielskiego "mass driver" ;-)

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, radar napisał:

No jak po co? Baza. Paliwo. Tlen. Brak atmosfery (tarcia), a studnia grawitacyjna dużo mniejsza. No i ciemna strona "wolna" od zakłóceń z Ziemi, brak atmosfery to też czyste "niebo" do obserwacji (choćby do detekcji NEO czy szukania Ziemi2).

Z czego chcesz pędzić to paliwo? Na technologię robienia prądu z  3He jeszcze sobie poczekamy i nie wiadmo czy kiedykolwiek powstanie.  Pozostałe zalety ma stacja orbitalna po ciemnej stronie bez wad grawitacji. Jedyna zaleta to ochrona przed promieniowaniem, o ile wkopiemy się  w grunt no bo ten brak atmosfery...

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, Jajcenty napisał:

No i nie wiem co jest tańsze: kosmicznie droga winda czy tani jak barszcz sok z dinozaurów, ale w kosmicznych ilościach :D  

W przypadku windy jest duży koszt jednorazowy wybudowania, potem przypuszczalnie sporo tańszy koszt transportu ładunku na/z Księżyc, bo w rakiecie ilość paliwa rośnie szybciej niż liniowo względem prędkości, którą chcemy osiągnąć (potrzeba extra paliwa na rozpędzanie/wyhamowywanie paliwa, które będzie używane później), w windzie wykonujemy pracę chyba tylko na zmianę energii potencjalnej (energię kinetyczną ruchu obrotowego dookoła Ziemi ładunek dostaje kosztem energii kinetycznej Księżyca - tak mi się wydaje, nie widzę powodów, żeby miało być inaczej) przy czym silnik byłby na powierzchni Księżyca, a więc odpadają koszty transportu paliwa.

W dniu 12.09.2019 o 13:19, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Wskutek tego umieszczenie na orbicie każdego kilograma ładunku kosztuje dziesiątki tysięcy dolarów.

Czyli cena porównywalna co do rzędu wielkości z ceną złota (200 tys. PLN za kilogram czyli jakieś 50 tys dolarów): https://www.mennicaskarbowa.pl/product-pol-35-Sztabka-Zlota-1kg.html?gclid=EAIaIQobChMIgIjj5_jz5AIVWqqaCh1jIgMHEAAYASAAEgKnBfD_BwE. Tak że, co tu gadać, korci, bezdyskusyjnie, zeby znaleźć jakieś oszczędności;) Można próbować wytwarzać paliwo z wody na Księżycu, można wystrzeliwać ładunki jakąś armatą "armatą elektromagnetyczną", jak pisze @cyjanobakteria to już by było coś, gdyby się udało skonstruować;) Wszystko przynajmniej warte rozpoznania;)

Albo np. wyposażać statki kosmiczne w lustra, na powierzchni Ziemi, Księżyca, Marsa umieścić lasery i... napęd fotonowy (to na dzień dzisiejszy SF) 

Edited by darekp

Share this post


Link to post
Share on other sites
51 minut temu, darekp napisał:

przy czym silnik byłby na powierzchni Księżyca

Nie, nie wciągamy liny, tylko "wagonik" po niej jedzie, a że jedzie wykorzystując energię Słońca to faktycznie paliwo odpada.

Generalnie tlen/wodór z wody. Takie zapasy są cenne, a i z 3He

pewnie by opracowali jakby była taka biznesowa potrzeba.

1 godzinę temu, Jajcenty napisał:

Pozostałe zalety ma stacja orbitalna po ciemnej stronie bez wad grawitacji

No nie, bo mając windę do Księżyca grawitacja (w sensie zużytego paliwa) Cię nie interesuje (energia słoneczna).

Zobaczcie, że "tani" transport odbywałby się w obydwu kierunkach. Wynoszenie dużych, ale pustych rakiet na LEO, tankowanie z Księżyca i jazda. Albo wyciągnięcie ich najpierw w okolice L1 i wtedy tankowanie, zapasy i heja na Marsa. Dlatego nie zgadzam się z:

1 godzinę temu, cyjanobakteria napisał:

Baza na Księżycu nie jest konieczna do eksploatacji Układu Słonecznego,

Baza może i nie, ale zapasy z niego i ta winda mogłaby bardzo mocno pomóc, zwłaszcza przy "kolonizacji" Marsa.

EDIT:

Swoją drogą, czy tak długa, i mająca swoją masę, lina, na końcu której chcemy przyczepiać tak około 50 ton, nie wpłynie na środek ciężkości/orbitę Księżyca? Albo na L1?

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

No, ale Jacenty porównuje dotarcie na 400 km i dotarcie do Księżyca. Obie startują i ubywa paliwa. Nie mniej jednak oczywiście nie będzie to energetycznie to samo.

 

A propos windy "księżycowe", jakbyśmy już byli tak blisko jak 300-400 km nad Ziemią, to może jednak spuścić ją do końca i mamy połączenie bezpośrednie? ;)

Oczywiście plus kompensacja zmian odległości , odpowiednia infrastruktura w koło Ziemi na powierzchni, etc, ale to chyba nawet mniej SF niż ten napęd fotonowy :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 minutę temu, Astro napisał:

Se ne da. Całkowicie różne prędkości kątowe końcówki liny z Księżyca i gleby ziemskiej. Znaczy się da, ale nie będzie to zbyt długie czasowo połączenie.

Nie czytasz i nie używasz wyobraźni :)

Napisałem wyraźnie

11 minut temu, radar napisał:

odpowiednia infrastruktura w koło Ziemi na powierzchni

co oznacza ruchomy punkt zaczepienia. Jak np. linia kolejowa po "linii zenitu Księżyca" w koło globu :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale tu jeszcze dochodzi kwestia wytrzymałości liny. Lina dochodząca do powierzchni Ziemi (czy gdzieś blisko powierzchni) musiałaby być o wiele wytrzymalsza. Dlatego autorzy projektu oryginalnie pociągnęli ją z Księżyca do orbity geosynchronicznej (na wys. kilkudziesięciu tysięcy km).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nic nie pomijam. Jakby ktoś czytał wątek od początku to byłoby jasne, że wiem o tym. Zresztą wątek windy kosmicznej nie pierwszy raz jest tutaj.

Wytrzymałość liny do czasu kiedy zaczną rozwijać ją od Księżyca na te 300k+ kilometrów pewnie się znacząco poprawi (materiałoznawstwo), no ale może nie.

Nie wiem o co Ci chodzi z tym odwijaniem :) Chyba dalej nie kumasz po co miała by być linia kolejowa (czy cokolwiekj w ten deseń).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przecież nie napisałem, że nie wydatek tylko, że SF :) Tym bardziej, że trzeba by zbudować takich ze dwie, plus rozjazdy, do tego współpraca globalna, no i o problemach inżynieryjnych nie wspomnę :)

Generalnie bardzie by się to przydało przy "ziemskiej" windzie kosmicznej, która normalnie by się nie poruszała :)

Wracając jednak do oryginalnego wątku, zirytowałem się, że sam na to nie wpadłem :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Uuu, ale Panowie, toż to lipa jest :)

Cytat
With current materials, it is feasible to build a cable extending to close to the height of geostationary orbit, allowing easy traversal and construction between the Earth and the Moon.

Do GEO? To słabo trochę...

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 godzin temu, radar napisał:

Do GEO? To słabo trochę...

Ale że o co chodzi? Przecież to było wyraźnie w artykule napisane, że chcą wykorzystać 

W dniu 12.09.2019 o 13:19, KopalniaWiedzy.pl napisał:

już teraz (...) komercyjnie dostępne materiały, z których taki kabel mógłby powstać.

Dlatego właśnie to jest winda na Księżyc, bo winda z Ziem na orbitę wymagała by znacznie bardziej wytrzymałych materiałów (takich obecnie nie produkowanych przemysłowo). :)

Edited by darekp

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, darekp napisał:

Ale że o co chodzi?

A o to, że w ferworze walki rozważaliśmy/łem LEO :)

Nie mniej jednak po przeczytaniu źródła stwierdzam, że trzeba by to jeszcze dokładniej policzyć.

No i koszt nieznany.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Europejska Agencja Kosmiczna przeprowadziła udany start misji Juice (Jupiter Icy Moons Explorer), która – jak sama nazwa wskazuje – ma zbadać trzy Galileuszowe księżyce Jowisza, Ganimedesa, Kallisto i Europę. Na pokładzie misji znalazły się polskie urządzenia, wysięgniki firmy Astronika, na których zamontowano sondy do pomiarów plazmy. Mają one rozłożyć się na odległość 3 metrów od satelity i ustawić czujniki pod kątem 135 stopni, by umożliwić im zbadanie plazmy znajdującej się w atmosferze Jowisza.
      Juice wystartowała o godzinie 14:14 czasu polskiego, a 50 minut później stacja w Australii odebrała sygnał z pojazdu. ESA wstrzymała się z ogłoszeniem udanego startu do godziny 15:33, kiedy to nadeszły informacje o udanym rozłożeniu 27-metrowych paneli słonecznych. Dzięki nim pojazd będzie mógł polecieć do Jowisza. Juice to ostatnia misja wystrzelona za pomocą rakiety Ariane 5. Zadebiutowały one w 1999 roku podczas misji XMM-Newton, a w 2021 roku za pomocą jednej z nich wystrzelono Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba.
      Dzięki wcześniejszym misjom w kierunku Jowisza wiemy, że na wymienionych księżycach znajdują się zamarznięte oceany. To jedne z najbardziej obiecujących miejsc, w których może istnieć pozaziemskie życie w Układzie Słonecznym. Juice powinno przybliżyć nas do odpowiedzi na pytanie o jego obecność tam.
      Dotychczas ludzkość zorganizowała 9 misji, które badały Jowisza. Na orbicie planety wciąż pracuje, wystrzelona w 2011 roku, sonda Juno. W styczniu 2021 NASA przedłużyła jej misję do września 2025. Od tamtej pory Juno dokonała przelotu w pobliżu Ganimedesa i Europy.
      Ponad 400 lat temu Galileusz odkrył księżyce Jowisza, co zaszokowało świat renesansu i zrewolucjonizowało nasze myślenie o miejscu ludzkości we wszechświecie. Dzisiaj wysyłamy zestaw przełomowych narzędzi, które dadzą nam wyjątkowy ogląd tych księżyców, stwierdziła Carole Mundell, dyrektor ds. naukowych ESA.
      Teraz przez 2,5 tygodnia Juice będzie rozkładała liczne anteny i instrumenty. Podczas ośmioletniej podróży do Jowisza pojazd czterokrotnie skorzysta z asysty grawitacyjnej Ziemi i Wenus. Pierwszy taki przelot odbędzie się w kwietniu przyszłego roku, kiedy to Juice najpierw minie Księżyc, a 1,5 doby później wykorzysta oddziaływanie grawitacyjne Ziemi.
      Sondę wyposażono w osłony, które mają chronić jej elektronikę przed olbrzymimi dawkami promieniowania w pobliżu Jowisza oraz w wielowarstwową izolację, dzięki której wewnątrz urządzenia utrzymywana będzie stabilna temperatura. Izolacja będzie musiała poradzić sobie z temperaturami ponad 250 stopni Celsjusza podczas przelotu w pobliżu Wenus i -230 stopniami w pobliżu Jowisza.
      Obecnie planuje się, że podczas pobytu na orbicie Jowisza Juice wykona 35 przelotów w pobliżu trzech wspomnianych księżyców, a następnie wejdzie na orbitę Ganimedesa. To zaś będzie wymagało olbrzymiej precyzji podczas nawigacji. Mają ją zapewnić nadajniki w Hiszpanii, Argentynie i Australii oraz Europejskie Centrum Operacji Kosmicznych w Darmstadt. Będzie to jedna z najbardziej skomplikowanych misji podjętych przez ESA. Od przelotów w pobliżu księżyców Jowisza w ciągu 2,5 roku poprzez olbrzymie wyzwanie jakim jest zmiana orbity między olbrzymim Jowiszem, a Ganimedesem, opisuje trudności Angela Dietz, zastępca menadżera misji ds. operacyjnych.
      Głównym celem naukowym misji jest Ganimedes, księżyc większy od Merkurego. Juice spędzi na jego orbicie około 9 miesięcy. Ganimedes nie tylko pokryty jest oceanem, ale to jedyny w  w Układzie Słonecznym księżyc generujący własne pole magnetyczne. Tylko dwa inne ciała skaliste – Merkury i Ziemia – generują takie pole.
      Mamy tutaj do czynienia z interesującym zjawiskiem niewielkiej „bańki magnetycznej” generowanej przez Ganimedesa, która znajduje się wewnątrz większej bańki generowanej przez Jowisza. Obie wchodzą ze sobą w skomplikowane interakcje. Dzięki misji Juice naukowcy chcą poznać strukturę wewnętrzną Ganimedesa, co powinno dać odpowiedź na pytanie o sposób generowania i utrzymywania pola magnetycznego. To zaś pozwoli zrozumieć, w jaki sposób księżyc ewoluował i czy może na nim istnieć życie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside (UC Riverside) dokonali niespodziewanego odkrycia. Silny gaz cieplarniany, metan, nie tylko ogrzewa Ziemię, ale i... ją ochładza. Nowo odkrytego zjawiska nie uwzględniono jeszcze w modelach klimatycznych.
      Gazy cieplarniane tworzą w atmosferze Ziemi warstwę przypominającą koc, która blokuje promieniowanie długofalowe, przez co utrudnia wypromieniowywanie ciepła przez planetę ogrzewaną przez Słońce. To prowadzi do wzrostu temperatury na powierzchni. Naukowcy z UC Riverside zauważyli niedawno, że znajdujący się w atmosferze metan absorbuje krótkofalowe promieniowanie ze Słońca. To powinno ogrzewać planetę. Jednak – wbrew intuicji – absorpcja promieniowania krótkofalowego prowadzi do takich zmian w chmurach, które mają niewielki efekt chłodzący, mówi profesor Robert Allen. Na podstawie przygotowanego modelu komputerowego naukowcy obliczyli, że dzięki temu efektowi chłodzącemu metan kompensuje ok. 30% swojego wpływu ocieplającego.
      Z tym zjawiskiem wiąże się też drugi, niespodziewany, mechanizm. Metan zwiększa ilość opadów, ale jeśli weźmiemy pod uwagę jego efekt chłodzący, to ten wzrost opadów powodowany przez metan jest o 60% mniejszy, niż bez efektu chłodzącego.
      Oba rodzaje energii, długofalowa z Ziemi i krótkofalowa ze Słońca, uciekają z atmosfery w większej ilości niż są do niej dostarczane. Atmosfera potrzebuje więc mechanizmu kompensującego ten niedobór. A kompensuje go ciepłem uzyskiwanym z kondensującej się pary wodny. Ta kondensacja objawia się w opadach. Opady to źródło ciepła, dzięki któremu atmosfera utrzymuje równowagę energetyczną, mówi Ryan Kramer z NASA. Jednak metan zmienia to równanie. Zatrzymuje on w atmosferze energię ze Słońca, przez co atmosfera nie musi pozyskiwać jej z opadów. Ponadto absorbując część energii metan zmniejsza jej ilość, jaka dociera do powierzchni Ziemi. To zaś zmniejsza parowanie. A zmniejszenie parowania prowadzi do zmniejszenia opadów.
      Odkrycie to ma znaczenie dla lepszego zrozumienia wpływu metanu i być może innych gazów cieplarnianych na klimat. Absorpcja promieniowania krótkofalowego łagodzi ocieplenie i zmniejsza opady, ale ich nie eliminuje, dodaje Allen.
      W ostatnich latach naukowcy zaczęli bardziej interesować się wpływem metanu na klimat. Emisja tego gazu rośnie, a głównymi jego antropogenicznymi źródłami są rolnictwo, przemysł i wysypiska odpadów. Istnieje obawa, że w miarę roztapiania się wiecznej zmarzliny, uwolnią się z niej olbrzymie ilości metanu. Potrafimy dokładnie mierzyć stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze. Musimy jak najlepiej rozumieć, co te wartości oznaczają. Badania takie jak te prowadzą nas do tego celu, mówi Ryan Kramer.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na oficjalnym Twitterze należącego do NASA Biura Koordynacji Obrony Planetarnej (Planetary Defense Coordination Office) pojawiła się informacja o odkryciu niewielkiej, 50-metrowej asteroidy, która z prawdopodobieństwem ok. 1:600 może uderzyć w Ziemię w roku 2046. To niewielkie ryzyko, ale wciąż znacznie większe niż przeciętne dla obserwowanych obecnie asteroid.
      Obiekt 2023 DW znajduje się na liście potencjalnie groźnych, a jego orbita jest monitorowana. Zwykle musi minąć kilka tygodni od odkrycia, zanim specjaliści dokładnie określą orbitę asteroidy i wyliczą ryzyko zderzenia z Ziemią. Nowa asteroida została zauważona 27 lutego, a 8 marca ryzyko zderzenia z Ziemią określono na 1:625. Wkrótce poznamy dokładniejsze dane, tymczasem asteroida została umieszczona w serwisie Eyes on Asteroids i można ją – oraz inne asteroidy – na bieżąco śledzić na trójwymiarowej interaktywnej wizualizacji. Obecnie znajduje się ona w odległości 0,154 j.a., czyli około 23,1 milionów kilometrów, od Ziemi.
      Asteroida tej wielkości nie jest zagrożeniem dla planety. Mogłaby jednak poczynić wielkie szkody, gdyby spadła na miasto lub nad gęsto zaludnione tereny. Dość przypomnieć, że w 2013 roku 30 kilometrów nad Czelabińskiej rozpadła się meteoryt o połowę mniejszy, a wywołana tym wydarzeniem fala uderzeniowa uszkodziła tysiące budynków, a rany odniosło około 1500 osób.
      Wiemy też, że dysponujemy odpowiednimi środkami technicznymi, by uniknąć zagrożenia ze strony asteroid. Dowiodła tego udana misja DART oraz opublikowane już pierwsze artykuły naukowe na jej temat.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Planeta 9, zwana też Planetą X, to hipotetyczna planeta Układu Słonecznego. Nie została jeszcze odkryta, nie wiadomo, czy w ogóle istnieje. Tymczasem Man Ho Chan, astronom z Uniwersytetu w Hongkongu, opublikował na łamach arXiv artykuł pod zaskakującym tytułem „A co jeśli planeta 9 ma satelity?”. Tekst został zaakceptowany do publikacji w Astronomical Journal.
      Historia planety rozpoczęła się, gdy Chad Trujillo, były doktorant profesora Mike'a Browna z Caltechu, i Scott Sheppard opublikowali pracę, w której stwierdzili, że nietypowe orbity o podobnych cechach kilkunastu odległych obiektów z Pasa Kuipera, można wyjaśnić istnieniem nieznanej planety. Brown stwierdził, że to mało prawdopodobne, ale nawiązał współpracę z profesorem Konstantinem Batyginem, by to sprawdzić. Na początku 2016 roku ukazała się praca ich autorstwa, w której stwierdzali, że prawdopodobieństwo, iż wspomniane nietypowe orbity są dziełem przypadku jest tak małe, iż wszystko wskazuje na istnienie nieznanej planety w Układzie Słonecznym, której oddziaływanie doprowadziło to takiego ukształtowania orbit. Stwierdzili wówczas, że planeta taka miałaby masę 10-krotnie większa od masy Ziemi, znajdowałaby się średnio 20-krotnie dalej od Słońca niż Neptun, a czas jej obiegu wynosiłby od 10 do 20 tysięcy lat. W ciągu ostatnich lat kolejne zespoły naukowe wysuwały hipotezy mówiące zarówno, że obca planeta została „ukradziona” przez Słońce innej gwieździe, jak i że w Układzie Słonecznym krąży pierwotna czarna dziura. Dotychczas jednak żadna z hipotez nie została udowodniona.
      Skoro zaś nie wiemy, czy planeta istnieje, tym bardziej dziwne wydaje się rozważanie na temat jej satelitów. Jednak ma to sens. Dzięki potencjalnym księżycom wykrycie Planety 9 będzie bowiem łatwiejsze. Chan argumentuje, że jeśli ma ona księżyce, to będą one posiadały zmienną sygnaturę cieplną, wywołaną przez siły pływowe planety. Ta sygnatura cieplna powinna być 2,5-krotnie silniejsza niż sygnatura cieplna samej planety oraz znacznie większa niż sygnatura jakiegokolwiek obiektu z Pasa Kupiera. Chan twierdzi, że do jej wykrycia powinien być zdolny Atacama Large Millimeter/submillimeter Array Observatory, który niedawno przeszedł rozbudowę. Uczony z Hongkongu zauważa, że jeśli Batygin i Brown nie mylą się co do szacunków masy Planety 9, to może mieć ona nawet 20 satelitów, co zwiększa szanse na wykrycie ich sygnatur cieplnych. Poza orbitą Neptuna nie istnieje żaden mechanizm, który mógłby zwiększać temperatury w zakresie opisanym przez Chana, wykrycie takiej sygnatury byłoby mocną wskazówką istnienia Planety 9.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z The University of Texas at Austin poinformowali na łamach Nature Geoscience o odkryciu nowej warstwy stopionych skał wewnątrz Ziemi. Jej istnienie może wyjaśnić wiele kwestii dotyczących tektoniki płyt. Już wcześniej na podobnej głębokości identyfikowano roztopione skały, jednak teraz po raz pierwszy udało się wykazać, że mamy do czynienia warstwą w skali całego globu.
      Warstwa ta, położona na głębokości około 150 kilometrów, stanowi część astenosfery. Według obecnego stanu wiedzy astenosfera, dzięki temu, że jest plastyczna, umożliwia ruch płyt tektonicznych i oddziela płyty od ruchu konwekcyjnego poniżej.
      Co interesujące, przeprowadzone właśnie badania wykazały, że fakt, iż mamy do czynienia ze stopionymi skałami nie ma to znaczącego wpływu na ruchy płaszcza Ziemi. Gdy myślimy o czymś stopionym intuicyjnie sądzimy, że musi to odgrywać rolę w lepkości materiału. Jednak odkryliśmy, że nawet tam, gdzie dość duża część materiału uległa stopieniu, ma to niewielki wpływ na płaszcz, mówi Junlin Hua z Jackson School of Geosciences.
      Wykazanie, że stopiona warstwa nie wpływa na tektonikę płyt oznacza, że komputerowe modele wnętrza Ziemi nie muszą uwzględniać tego niezwykle złożonego elementu. Nie możemy całkowicie wykluczyć, że w skali lokalnej topienie się skał nie ma żadnego wpływu. Ale myślę, że możemy stwierdzić, iż obserwowane przez nas topienie się skał niekoniecznie ma wpływ na cokolwiek, dodaje profesor Thorsten Becker.
      Hua, jeszcze jako doktorant, analizował dane ze stacji sejsmicznych z Turcji i zainteresowała go zarejestrowana lokalnie warstwa stopionych skał. Wraz z kolegami skompilował podobne dane z całego świata i okazało się, że to, co uważał za anomalię, jest nieznaną wcześniej warstwą rozciągającą się na całym globie. Kolejna niespodzianka czekała go, gdy porównał dane z tej warstwy z danymi dotyczącymi ruchu płyt tektonicznych i nie znalazł żadnej korelacji.
      To bardzo ważne badania, gdyż dobre zrozumienie astenosfery i przyczyny, dla której jest plastyczna to klucz do zrozumienia ruchów tektonicznych, wyjaśnia profesor Karen Fisher z Brown University, która była opiekunem naukowym doktoratu Hua.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...