Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Saturn rekordzistą. Wyprzedził Jowisza pod względem liczby księżyców
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Łaziki pracujące na Marsie czy Księżycu, mierzą się z wieloma problemami. Jednym z nich jest ryzyko utknięcia w grząskim gruncie. Gdy tak się stanie operatorzy podejmują serię delikatnych manewrów, by pojazd wydobyć. Nie zawsze się to udaje. Łazik Spirit zakończył misję jako stacjonarna platforma badawcza po tym, jak utknął w luźnym piasku. Czy takim wydarzeniom da się zapobiec? Inżynierowie z University of Wisconsin-Madison informują o znalezieniu poważnego błędu w procedurach testowania łazików. Jego usunięcie może spowodować, że pojazdy na Marsie i Księżycu będą narażone na mniejsze ryzyko.
Błąd ten polega na przyjęciu zbyt optymistycznych i uproszczonych założeń co do tego, jak łaziki zachowują się poza Ziemią. Ważnym elementem testów naziemnych takich pojazdów jest sprawdzenie, w jaki sposób mogą się one poruszać po luźnym podłożu. Na Księżycu grawitacja jest 6-krotnie mniejsza niż na Ziemi, więc przez dekady, testując łaziki, naukowcy tworzyli prototypy o masie sześciokrotnie mniejszej niż łazik docelowy i testowali je na pustyni. Jednak ta metoda pomijała pewien istotny szczegół – wpływ grawitacji na piasek.
Profesor Dan Negrut i jego zespół przeprowadzili symulacje, które wykazały, że Ziemia przyciąga ziarenka piasku silniej niż Mars czy Księżyc. Dzięki temu piasek na Ziemi jest bardziej zwarty. Jest mniejsze prawdopodobieństwo, że ziarna będą się pod nimi przesuwały. Jednak na Księżycu piasek jest luźniejszy, łatwiej się przemieszcza, więc obracające się koła trafiają na mniejszy opór. Przez to pojazdowi trudniej się w nim poruszać.
Jeśli chcemy sprawdzić, jak łazik będzie sobie radził na Księżycu, musimy rozważać nie tylko wpływ grawitacji na pojazd, ale również wpływ grawitacji na piasek. Nasze badania pokazują, jak ważne są symulacje do badania możliwości jezdnych łazika na luźnym podłożu, wyjaśnia uczony.
Uczeni dokonali swojego odkrycia podczas prac związanych z misją łazika VIPER, który ma trafić na Księżyc. We współpracy z naukowcami z Włoch stworzyli silnik Chrono, służący do symulacji zjawisk fizycznych, który pozwala na szybkie modelowanie złożonych systemów mechanicznych. I zauważyli istotne różnice pomiędzy wynikami testów VIPERA na Ziemi, a wynikami symulacji. Po przeanalizowaniu problemu znaleźli wspomniany błąd w procedurach testowych.
Chrono to produkt opensource'owy, z którego skorzystały już setki firm i organizacji. Pozwala on lepiej zrozumieć najróżniejsze złożone mechanizmy, od mechanicznych zegarków po czołgi jeżdżące poza utwardzonymi drogami.
Źródło: A Study Demonstrating That Using Gravitational Offset to Prepare Extraterrestrial Mobility Missions Is Misleading
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Czy można naprawić urządzenie, które znajduje się w odległości ponad 600 milionów kilometrów i uległo mechanicznemu uszkodzeniu? Jak się okazuje, można. Dokonali tego naukowcy odpowiedzialni za misję Juno krążącą na orbicie Jowisza. Naukowcy z Southwest Research Institute właśnie podzielili się szczegółami niezwykłego przedsięwzięcia, jakiego podjęli się w grudniu 2023 roku.
JunoCam to kamera działająca w kolorze i w zakresie światła widzialnego, której głównym celem jest robienie zdjęć przeznaczonych dla opinii publicznej. W ten sposób NASA chce zwiększyć zainteresowanie przeciętnego zjadacza chleba misjami w kosmosie. Dostarczone przez nią obrazy przyczyniły się też do dokonania ważnych odkryć. Jednostka optyczna JunoCam znajduje się poza wzmocnioną tytanem osłoną przed promieniowaniem, która chroni instrumenty naukowe Juno przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym.
Twórcy misji byli przekonani, że JunoCam przetrwa osiem orbit wokół Jowisza, nie wiedzieli jednak, jak będzie sprawowała się dalej. Okazało się, ze przez pierwsze 34 orbity kamera pracowała niemal idealnie. Podczas 47. orbity na zdjęciach zaczęły pojawiać się błędy. Inżynierowie wiedzieli, że prawdopodobną przyczyną uszkodzenia jest promieniowanie, jednak który element uległ uszkodzeniu? Zaczęto szukać odpowiedzi i okazało się, że doszło do uszkodzenia regulatora napięcia. Opcji naprawy zepsutego urządzenia, znajdującego się ponad 600 milionów kilometrów od Ziemi nie było zbyt wiele. Eksperci zdecydowali się na wyżarzanie. To technika obróbki metali, podczas której materiał jest podgrzewany, utrzymywany w wysokiej temperaturze, a następnie powoli studzony. Mimo, że proces ten nie jest do końca przez naukę rozumiany, może on prowadzić do zmniejszenia liczby defektów w materiale.
Wiedzieliśmy, że wyżarzanie może czasem zmienić strukturę takiego materiału jak krzem na poziomie mikroskopowym. Nie wiedzieliśmy, czy to coś pomoże. Nakazaliśmy więc jednemu z podgrzewaczy JunoCam podniesienie temperatury do 25 stopni Celsjusza – to dużo cieplej niż typowa temperatura pracy kamery – i czekaliśmy wstrzymując oddech, mówi Jacob Schaffner z Malin Space Science Systems, który zaprojektował kamerę.
Wkrótce po wyżarzaniu kamera zaczęła dostarczać obrazów dobrej jakości, jednak pojazd coraz bardziej zbliżał się do planety, był narażony na coraz silniejsze promieniowanie. I do 55. orbity błędy były już na wszystkich zdjęciach. Eksperci próbowali różnych metod obróbki obrazu, ale nic nie pomagało. Zostało kilka tygodni do przelotu w pobliżu księżyca Jowisza, Io. Postanowiliśmy postawić wszystko na jedną kartę, maksymalnie rozgrzać podgrzewacz JunoCam i przekonać się, czy więcej wyżarzania coś da, stwierdził Michael Ravine.
Obrazy przesłane w pierwszym tygodniu wyżarzania były nieco lepsze. Później zaś doszło do dramatycznej poprawy jakości obrazu. Do dnia 30 grudnia 2023 roku, kiedy Juno przeleciała zaledwie 1500 kilometrów od powierzchni Io, JunoCam pracowała niemal tak dobrze, jak w dniu wystrzelenia misji.
Do dzisiaj satelita Juno okrążył Jowisza 74 razy. Podczas ostatniej, 74. orbity, znowu pojawiły się błędy na zdjęciach. Inżynierowie mają nadzieję, że kolejne wyżarzanie ponownie poprawi jakość fotografii.
Od czasu pierwszych eksperymentów z naprawą JunoCam zespół odpowiedzialny za misję zastosował różne wersje wyżarzania w różnych instrumentach naukowych i podsystemach inżynieryjnych. Uzyskano świetne wyniki. Juno uczy nas, jak zbudować i utrzymywać pojazd kosmiczny zdolny do tolerowania promieniowania. To ważna lekcja nie tylko dla misji Juno, ale też dla satelitów krążących wokół Ziemi. Sądzę, że zdobyte doświadczenia zostaną zastosowane w przypadku satelitów wojskowych i komercyjnych oraz w innych misjach NASA, główny naukowiec misji Juno z Southwest Research Institute, Scott Bolton.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Teleskop Webba najprawdopodobniej odkrył planetę o masie Saturna, krążącą wokół pobliskiej młodej gwiazdy TWA 7. Jeśli odkrycie się potwierdzi, będzie to pierwsza egzoplaneta odkryta przez JWST metodą obrazowania bezpośredniego oraz najlżejsza planeta odkryta kiedykolwiek tą techniką. Odkrycia dokonano za pomocą urządzenia MIRI (Mid-Infrared Instrument), które zarejestrowało źródło słabego promieniowania podczerwonego w dysku otaczającym gwiazdę. Źródło znajduje się w odległości około 50 jednostek astronomicznych od TWA 7. Odpowiada to spodziewanej pozycji planety i wyjaśnia kluczowe cechy dysku.
Badacze z Francji, USA, Irlandii i Niemiec wykorzystali koronograf do przesłonięcia blasku gwiazdy, chcąc w ten sposób zauważyć słabiej świecące obiekty w jej pobliżu. Dzięki zaawansowanym algorytmom przetwarzającym obraz zauważyli w pobliżu słabe źródło promieniowania. Naukowcy wykluczyli, że może być to obiekt z Układu Słonecznego znajdujący się w tej samej części nieboskłonu. Istnieje niewielkie prawdopodobieństwo, że źródłem promieniowania jest galaktyka w tle, jednak zdobyte dowody wskazują na planetę.
Zaobserwowany obiekt znajduje się w przerwie jednego z trzech pierścieni pyłu otaczających TWA 7. Jasność obiektu, jego barwa, odległość od gwiazdy i pozycja w pierścieniu są zgodne z teoretycznymi przewidywaniami dotyczącymi młodych chłodnych planet o masie Saturna, które oczyszczają dysk protoplanetarny ze szczątków.
Dotychczasowe analizy wskazują, mamy do czynienia z młodą planetą, której masa wynosi 0,3 masy Jowisza, czyli jest 100-krotnie większa od Ziemi i odpowiada masie Saturna. Jej temperatura to 47 stopni Celsjusza.
TWA 7, znana jako CE Antilae, to młody (ok. 6,4 miliona lat) czerwony karzeł oddalony od nas o około 34 parseki (ok. 110 lat świetlnych). Znajduje się w asocjacji TW Hydrae. Otaczający ją dysk protoplanetarny jest niemal całkowicie zwrócony w naszą stronę, co czyni go idealnym obiektem badań dla Webba.
Źródło: Evidence for a sub-Jovian planet in the young TWA 7 disk, https://www.nature.com/articles/s41586-025-09150-4
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Najdokładniejszy widok na niezwykły „Sześciokąt” nad biegunem północnym Saturna. To jedno z serii zdjęć wykonanych przez sondę Cassini, jest pierwszą kolorową fotografią, na którym widać „Sześciokąt” i pierwszym jego pełnym obrazem pokazanym z tej pozycji obserwacyjnej.
„Sześciokąt” fascynuje naukowców od czasów jego odkrycia w latach 80. ubiegłego wieku. Po raz pierwszy ludzkość zobaczyła jego fragmenty w roku 1980 i 1981, gdy w pobliżu Saturna przeleciały oba Voyagery. Trajektoria pojazdów uniemożliwiła obejrzenie całej struktury, widoczne były jedynie fragmenty jej krawędzi.
Ponad 20 lat później, w 2004 roku, w okolice Saturna przybyła sonda Cassini. Wówczas jednak na półkuli północnej panowała zima i „Sześciokąt” pokrywał cień. Nie można więc było go obserwować w świetle widzialnym. A że pory roku na Saturnie trwają znacznie dłużej niż na Ziemi, trzeba było czekać całymi latami. Saturn obiega Słońce w ciągu około 29 lat, więc każda z czterech pór roku trwa na nim około 7 ziemskich lat. W międzyczasie jednak, w roku 2006 (wciąż była zima na północy), Cassini badała „Sześciokąt” w podczerwieni za pomocą instrumentu VIMS.
W końcu w sierpniu 2009 roku na północy rozpoczęła się wiosna. I można było obserwować niezwykłą strukturę za pomocą głównych kamer Cassini. Imaging Science Subsystem (ISS) pracował w świetle widzialnym, miał znacznie wyższa rozdzielczość niż VIMS.
Naukowcy ze zdumieniem obserwowali zadziwiająco symetryczną sześciokątną strukturę o średnicy około 30 000 kilometrów (to więcej niż średnica Ziemi), utworzoną przez wiatry wiejące z prędkością około 500 km/h. Dodatkowo cały „Sześciokąt” obraca się wokół niewielkiego wiru wyznaczającego biegun północny Saturna. Oko tego wiru jest około 50-krotnie większe niż oko przeciętnego cyklonu na Ziemi, a wiejące w nim wiatry są dwukrotnie szybsze niż najpotężniejsze cyklony u nas.
Dla ludzi, przyzwyczajonych do nieregularnego wyglądu zjawisk pogodowych na Ziemi niezmienna od dziesięcioleci symetryczna struktura jest czymś niezwykłym. A jednak powstała ona według tych samych zasad fizyki, co zjawiska na Ziemi. Pamiętajmy, że nasza planeta znajduje się niemal 10-krotnie bliżej Słońca niż Saturn. To oznacza, że otrzymuje niemal 100-krotnie więcej światła słonecznego. W miarę, jak się obraca, ilość energii otrzymywanej przez stronę nocną i dzienną zmienia się bardziej, niż w miarę obrotu Saturna. Ponadto Ziemia jest zróżnicowana. Na jej powierzchni mamy lądy, oceany, lód, śnieg, które ogrzewają się chłodzą w różnym tempie. Trzeba też wziąć pod uwagę fakt, że Ziemia – w porównaniu z Saturnem – ma niezwykle cienką atmosferę. Jednocześnie zaś występują na niej góry o wysokości liczonej w kilometrach, które zaburzają przepływy w atmosferze tak, jak kamienie zaburzają przepływ w płytkim strumieniu. Innymi słowy, na Ziemi brak warunków, by strumienie powietrza ułożyły się w symetryczny kształt i w nim pozostały. Warunki takie panują jednak na Saturnie, który nie jest planetą skalistą, a jego budowa jest znacznie bardziej jednorodna, niż budowa Ziemi.
Naukowcy w laboratorium odtworzyli „Sześciokąt” Saturna w zbiorniku wody ustawionym na wolno obracającym się stole. Uzyskali też inne kształty. W zależności od prędkości i właściwości płynu można uzyskać kwadraty, ośmiokąty i inne wielokąty. To jednak nie znaczy, że całkowicie rozumieją „Sześciokąt”. Wręcz przeciwnie. Nie wiedzą na przykład, dlaczego występuje on tylko na północy, ale na południu brak podobnej struktury. Nie wiedzą też, jak długo „Sześciokąt” istnieje.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Io, księżyc Jowisza, to najbardziej aktywne pod względem wulkanicznym ciało Układu Słonecznego. Jest on rozmiarów mniej więcej ziemskiego Księżyca, a istnieje na nim około 400 aktywnych wulkanów. Księżyc został odkryty przez Galileusza 8 stycznia 1610 roku, jednak na odkrycie wulkanów trzeba było czekać do 1979 roku. Pierwszy dowód na aktywność wulkaniczną zauważyła Linda Morabito na zdjęciach przesłanych przez sondę Voyager 1.
Od czasu odkrycia Morabito specjaliści zastanawiali się, w jaki sposób lawa zasila wulkany. Czy płytko pod powierzchnią znajduje się ocean lawy, czy też źródła są bardziej zlokalizowane. Wiedzieliśmy, że dane z dwóch bardzo bliskich przelotów sondy Juno powinny pozwolić na bliższe przyjrzenie się temu zagadnieniu, mówi Scott Bolton z Southwest Research Institute w San Antonio.
W grudniu 2023 i lutym 2024 sonda Juno przeleciała w odległości zaledwie 1500 kilometrów od powierzchni Io. Za pomocą radaru dopplerowskiego działającego w dwóch zakresach, zebrała bardzo szczegółowe dane na temat grawitacji księżyca. W ten sposób udało się zebrać bardziej szczegółowe informacje na temat występującego na Io grzania pływowego.
Io znajduje się bardzo blisko gigantycznego Jowisza. Obiegając planetę, doświadcza zmian jej pola grawitacyjnego, które powodują, że księżyc jest bez przerwy ściskany i rozciągany. To zaś wywołuje ciągłe tarcie, roztapiające fragmenty wnętrza księżyca. Wiedzieliśmy, że jeśli pod powierzchnią istnieje ocean magmy, sygnatura grzania pływowego będzie znacznie większa, niż w przypadku bardziej sztywnej struktury wewnętrznej. Zatem, w zależności od danych zebranych przez Juno z pola grawitacyjnego Io, powinniśmy wiedzieć, czy pod powierzchnią księżyca znajduje się ocean, wyjaśnia Bolton.
Naukowcy porównali dane z Juno z dwoma wcześniejszymi przelotami wykonanymi przez inne misje i stwierdzili, że Io nie posiada oceanu magmy. Z tego wynika, że każdy wulkan Io jest prawdopodobnie zasilany z własnej komory magmowej.
Odkrycie, że grzanie pływowe nie musi prowadzić do powstania magmowego oceanu spowodowało, że musieliśmy przemyśleć wewnętrzną strukturę Io. Ma to też znaczenie dla naszego rozumienia innych księżyców, jak Enceladus i Europa, a nawet dla planet pozasłonecznych, dodaje Ryan Park z Solad System Dynamics Group w Jet Propulsion Laboratory.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.