VIPER poszuka wody dla astronutów lądujących na Księżycu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Krążący wokół Jowisza Ganimedes to największy księżyc w Układzie Słonecznym. Jest większy od najmniejszej planety, Merkurego. Na Ganimedesie znajduje się też największa w zewnętrznych częściach Układu Słonecznego struktura uderzeniowa. Planetolog Naoyuki Hirata z Uniwersytetu w Kobe przeanalizował jej centralną część i doszedł do wniosku, że w Ganimedesa uderzyła asteroida 20-krotnie większa, niż ta, która zabiła dinozaury. W wyniku uderzenia oś księżyca uległa znaczącej zmianie.
Ganimedes, podobnie jak Księżyc, znajduje się w obrocie synchronicznym względem swojej planety. To oznacza, że jest do niej zwrócony zawsze tą samą stroną. Na znacznej części jego powierzchni widoczne są ślady tworzące kręgi wokół konkretnego miejsca. W latach 80. naukowcy doszli do wniosku, że to dowód na dużą kolizję. Wiemy, że powstały one w wyniku uderzenia asteroidy przed 4 miliardami lat, ale nie byliśmy pewni, jak poważne było to zderzenie i jaki miało wpływ na księżyc, mówi Naoyjuki Hirata.
Japoński uczony jako pierwszy zwrócił uwagę, że miejsce uderzenia wypada niemal idealnie na najdalszym od Jowisza południku Ganimedesa. Z badan Plutona przeprowadzonych przez sondę New Horizons wiemy, że uderzenie w tym miejscu doprowadziło do zmiany orientacji osi planety, więc tak samo mogło stać się w przypadku Ganimedesa. Hirata specjalizuje się w symulowaniu skutków uderzeń w księżyce i satelity, wiedział więc, jak przeprowadzić odpowiednie obliczenia.
Na łamach Scientific Reports naukowiec poinformował, że asteroida, która uderzyła w Ganimedesa, miała prawdopodobnie średnicę około 300 kilometrów i utworzyła krater przejściowy o średnicy 1400–1600 kilometrów. Krater przejściowy to krater uderzeniowy istniejący przed powstaniem krateru właściwego, czyli misy wypełnionej materiałem powstałym po uderzeniu. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że tylko tak duża asteroida mogła przemieścić wystarczającą ilość masy, by doszło do przesunięcia osi Ganimedesa na jej obecną pozycję.
Przypomnijmy, że 14 kwietnia ubiegłego roku wystartowała misja Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) Europejskiej Agencji Kosmicznej. Ma ona zbadać trzy księżyce Jowisza: Kallisto, Europę i Ganimedesa. Na jej pokładzie znalazły się polskie urządzenia, wysięgniki firmy Astronika, na których zamontowano sondy do pomiarów plazmy. Wszystkie trzy księżyce posiadają zamarznięte oceany. To najbardziej prawdopodobne miejsca występowania pozaziemskiego życia w Układzie Słonecznym. W lipcu 2031 roku Juice ma wejść na orbitę Jowisza, a w grudniu 2034 roku znajdzie się na orbicie Ganimedesa i będzie badała ten księżyc do września 2035 roku.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Atlantycka Niña to chłodna faza naturalnego wzorca klimatycznego. Podobnie jak znacznie bardziej znany wzorzec zachodzącej na Pacyfiku oscylacji południowej (ENSO), na którą składają się fazy El Niño, La Niña i faza neutralna, także na Atlantyku co kilka lat mamy fazę zimną i gorącą. Temperatura powierzchni oceanu we wschodniej części równikowego Oceanu Atlantyckiego wykazuje zaskakujący, nieintuicyjny cykl. Wody w tamtym regionie najcieplejsze są wiosną, a najzimniejsze w lipcu i sierpniu.
Do tego ochłodzenia w lecie dochodzi w wyniku działalności wiatru. Gdy na półkuli północnej jest lato, równikowy pas opadów, pod wpływem silniejszego nagrzewania przez słońce, przemieszcza się na północ, co powoduje wciąganie nad równikowy Atlantyk powietrza z południowego-wschodu. Wiejące wówczas pasaty są tak silne, że przemieszczają gorące wody powierzchniowe z równika i pojawia się zjawisko upwellingu, podnoszenia się chłodnych wód głębinowych.
Dlatego w miesiącach letnich na równikowych obszarach Atlantyku może pojawiać się zimna woda. Co kilka lat – w wyniku naturalnej zmienności – ten chłodny obszar jest albo cieplejszy, albo chłodniejszy od własnej średniej średniej. Specjaliści mówią wówczas o Atlantyckim Niño lub Niña. Zjawisko nie jest ściśle zdefiniowane, ale przyjmuje się, że jeśli 3-miesięczna średnia temperatura powierzchni przez co najmniej 2 kolejne sezony jest o 0,5 stopnia Celsjusza wyższa od średniej długoterminowej, to mamy do czynienia z Atlantyckim Niño, jeśli jest o 0,5 stopnia C niższa, jest to Atlantycka Niña.
W bieżącym roku w lutym i marcu we wschodniej części równikowego Atlantyku mieliśmy do czynienia z ekstremalnie wysokimi temperaturami wód powierzchniowych. Przekraczały 30 stopni Celsjusza i były najwyższe od 1982 roku. Obecnie zaś, od maja, naukowy obserwują rekordowe ochładzanie się tego obszaru. Temperatura wód spadła nawet ponad 1 stopień Celsjusza. I co najbardziej zaskakujące, ochładzanie to ma miejsce w obliczu słabnących pasatów. A to one powodują upwelling, zatem im są słabsze, tym słabsze powinno być zjawisko podnoszenia się chłodnych wód z głębin. Innymi słowy naukowcy obserwują wyjątkowo szybko rozwijającą się Atlantycką Niñę w sytuacji, która nie sprzyja jej rozwojowi.
Jak już wspomnieliśmy, o poszczególnych fazach Atlantyckich Niños mówimy przy odchyleniu rzędu 0,5 stopnia Celsjusza od średniej. Wbrew pozorom, jest do duża różnica. Te pół stopnia ma olbrzymi wpływ na poziom opadów w Afryce i Ameryce Południowej. Na przykład w fazie Niño mamy do czynienia ze zmniejszeniem opadów w Sahelu, zwiększeniem w Zatoce Gwinejskiej i zmianami wzorca opadów w północno-wschodniej części Ameryki Południowej. Ze zmianami Niños wiążą się też zmiany wzorca huraganów. Już jakiś czas temu amerykańska NOAA przewidywała, że w bieżącym roku intensywność huraganów będzie powyżej średniej. Prognozę taką opracowano na podstawie warunków panujących w równikowych obszarach Pacyfiku oraz tropikalnych regionach Północnego Atlantyku. Teraz eksperci będą z zainteresowaniem monitorowali, czy Atlantycka Niña wpłynie huragany.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Współczesne samoloty pasażerskie emitują mniej węgla niż starsze modele, jednak latają na większych wysokościach, przez co ich smugi kondensacyjne utrzymują się dłużej, a to może w większym stopniu wpływać na ocieplenie klimatu. Nowe badania, przeprowadzone przez naukowców z Wielkiej Brytanii, Niemiec i USA, wykazały również, że prywatne odrzutowce mają nawet większy negatywny wpływ na klimat, niż dotychczas sądzono.
Podczas podróży lotniczych do atmosfery emitowane są duże ilości węgla. I właśnie z tą emisją kojarzony jest negatywny wpływ lotów pasażerskich na klimat. Niewykluczone jednak, że to nie ona, a smugi kondensacyjne są głównym elementem, za pomocą którego samoloty przyczyniają się do ocieplania klimatu. Smugi kondensacyjne przyczyniają się do ponad połowy dodatniego wymuszenia radiacyjnego z lotnictwa, jednak rozmiary ich wpływu na klimat są wysoce niepewne. W dużym stopniu zależą bowiem od mikrofizycznych właściwości smugi oraz lokalnej meteorologii, ponadto silnie zmieniają się w czasie trwania smugi, piszą autorzy badań.
Naukowcy przeanalizowali zdjęcia satelitarne ponad 64 000 smug kondensacyjnych z samolotów przelatujących nad Oceanem Atlantyckim. Stwierdzili, że nowoczesne maszyny, które latają na wysokości około 12 kilometrów, tworzą bardziej trwałe smugi. Maszyny takie, by zaoszczędzić na paliwie, latają wyżej, gdzie powietrze jest bardziej rozrzedzone i stawia mniejszy opór. Starsze samoloty latają na wysokości około 11 kilometrów. Maszyny latające wyżej spalają mniej paliwa, powodują więc mniejszą emisję, jednak pozostawiane przez nich smugi kondensacyjne dłużej się utrzymują, więc dłużej generują efekt cieplarniany.
Nowsze samoloty latają coraz wyżej i wyżej, by zmniejszyć zużycie paliwa i emisję węgla. Niezamierzoną konsekwencją takich działań jest tworzenie większej liczby dłużej utrzymujących się w powietrzu smug kondensacyjnych, które zatrzymują w atmosferze dodatkowe ciepło, wyjaśnia główny autor badań, doktor Edward Gryspeerdt z Imperial College London. Badacze potwierdzili również, że istnieje prosty sposób na skrócenie czasu utrzymywania się smug kondensacyjnych. Jest nim zmniejszenie ilości sadzy emitowanej przez silniki, czyli dokładniejsze spalanie paliwa.
Nieproporcjonalnie dużym problemem są prywatne odrzutowce. Są co prawda mniejsze niż samoloty pasażerskie i zużywają mniej paliwa, jednak latają jeszcze wyżej. I mimo swoich rozmiarów generują długo utrzymujące się smugi kondensacyjne, które rozmiarami dorównują smugom z samolotów pasażerskich. Są też, oczywiście, mniej efektywne niż samoloty pasażerskie, emitując do atmosfery więcej węgla na osobę, niż duże maszyny należące do linii lotniczych. Negatywny wpływ na klimat milionerów posiadających prywatne odrzutowce jest więc jeszcze bardziej nieproporcjonalnie duży, niż się dotychczas wydawało.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Za nieco ponad tydzień wystartuje misja Psyche, która ma za zadanie zbadanie pochodzenia jąder planetarnych. Celem misji jest asteroida 16 Psyche, najbardziej masywna asteroida typu M, która w przeszłości – jak sądzą naukowcy – była jądrem protoplanety. Jej badanie to główny cel misji, jednak przy okazji NASA chce przetestować technologię, z którą eksperci nie potrafią poradzić sobie od dziesięcioleci – przesyłanie w przestrzeni kosmicznej danych za pomocą lasera.
Ludzkość planuje wysłanie w dalsze części przestrzeni kosmicznej więcej misji niż kiedykolwiek. Misje te powinny zebrać olbrzymią ilość danych, w tym obrazy i materiały wideo o wysokiej rozdzielczości. Jak jednak przesłać te dane na Ziemię? Obecnie wykorzystuje się transmisję radiową. Fale radiowe mają częstotliwość od 3 Hz do 3 THz. Tymczasem częstotliwość lasera podczerwonego sięga 300 THz, zatem transmisja z jego użyciem byłaby nawet 100-krotnie szybsza. Dlatego też naukowcy od dawna próbują wykorzystać lasery do łączności z pojazdami znajdującymi się poza Ziemią.
Olbrzymią zaletą komunikacji laserowej, obok olbrzymiej pojemności, jest fakt, że wszystkie potrzebne elementy są niewielkie i ulegają ciągłej miniaturyzacji. A ma to olbrzymie znaczenie zarówno przy projektowaniu pojazdów wysyłanych w przestrzeń kosmiczną, jak i stacji nadawczo-odbiorczych na Ziemi. Znacznie łatwiej jest umieścić w pojeździe kosmicznym niewielkie elementy do komunikacji laserowej, niż podzespoły do komunikacji radiowej, w tym olbrzymie anteny.
Gdyby jednak było to tak proste, to od dawna posługiwalibyśmy się laserami odbierając i wysyłając dane do pojazdów poza Ziemią. Tymczasem inżynierowie od dziesięcioleci próbują stworzyć system skutecznej komunikacji laserowej i wciąż im się to nie udało. Już w 1965 roku astronauci z misji Gemini VII próbowali wysłać z orbity sygnał za pomocą ręcznego 3-kilogramowego lasera. Próbę podjęto na długo zanim w ogóle istniały skuteczne systemy komunikacji laserowej. Późniejsze próby były bardziej udane. W 2013 roku przesłano dane pomiędzy satelitą LADEE, znajdującym się na orbicie Księżyca, a Ziemią. Przeprowadzono udane próby pomiędzy Ziemią a pojazdami na orbicie geosynchronicznej, a w bieżącym roku planowany jest test z wykorzystanim Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Psyche będzie pierwszą misją, w przypadku której komunikacja laserowa będzie testowana za pomocą pojazdu znajdującego się w dalszych partiach przestrzeni kosmicznej.
Psyche będzie korzystała ze standardowego systemu komunikacji radiowej. Na pokładzie ma cztery anteny, w tym 2-metrową antenę kierunkową. Na potrzeby eksperymentu pojazd wyposażono w zestaw DSOC (Deep Space Optical Communications). W jego skład wchodzi laser podczerwony, spełniający rolę nadajnika, oraz zliczająca fotony kamera podłączona do 22-centymetrowego teleskopu optycznego, działająca jak odbiornik. Całość zawiera matrycę detektora składającą się z nadprzewodzących kabli działających w temperaturach kriogenicznych. Dzięki nim możliwe jest niezwykle precyzyjne zliczanie fotonów i określanie czasu ich odbioru z dokładnością większa niż nanosekunda. To właśnie w fotonach, a konkretnie w czasie ich przybycia do odbiornika, zakodowana będzie informacja. Taki system, mimo iż skomplikowany, jest mniejszy i lżejszy niż odbiornik radiowy. A to oznacza chociażby mniejsze koszty wystrzelenia pojazdu. Również mniejsze może być instalacja naziemna. Obecnie do komunikacji z misjami kosmicznymi NASA korzysta z Deep Space Network, zestawu 70-metrowych anten, które są drogie w budowie i utrzymaniu.
Komunikacja laserowa ma wiele zalet, ale nie jest pozbawiona wad. Promieniowanie podczerwone jest łatwo blokowane przez chmury i czy dym. Mimo tych trudności, NASA nie rezygnuje z prób. System do nadawania i odbierania laserowych sygnałów ma znaleźć się na pokładzie misji Artemis II, która zabierze ludzi poza orbitę Księżyca. Jeśli się sprawdzi, będziemy mogli na żywo obserwować to wydarzenie w kolorze i rozdzielczości 4K.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wody na Księżycu jest znacznie mniej, niż dotychczas sądzono, informuje Norbert Schörghofer z Planetary Science Institute w Arizonie, współautor badań, których wyniki opublikowano na łamach Science Advances. Obliczenia przeprowadzone przez Schörghofera i Ralucę Rufu z Southwest Research Insitute w Kolorado, mają olbrzymie znaczenie nie tylko dla zrozumienia historii Księżyca, ale również dla założenia stałej bazy na Srebrnym Globie. Bazy, która ma wspierać załogowe wyprawy na Marsa. Kevin Cannon, geolog z Colorado School of Mines, który prowadzi spis obiecujących miejsc do lądowania i prac górniczych na Księżycu, już zaczął aktualizować ją w oparciu o wyliczenia Schörghofera i Rufu.
Woda na Księżycu, w postaci lodu, znajduje się w stale zacienionych obszarach księżycowych kraterów. Tylko tam ma szansę przetrwać. Te stale zacienione obszary to jedne z najchłodniejszych miejsc w Układzie Słonecznym. Na wodę możemy liczyć przede wszystkim w głębokich kraterach znajdujących się w pobliżu biegunów. Tam bowiem kąt padania promieni słonecznych wynosi zaledwie 1,5 stopnia. Jednak nie zawsze tak było. Przed miliardami lat oś Księżyca była nachylona pod zupełnie innym kątem, różniącym się od obecnego może nawet o 77 stopni. Taka orientacja wystawiała zaś bieguny na działanie Słońca, eliminując wszelkie zacienione obszary, a co za tym idzie, odparowując znajdujący się tam lód.
Wiemy, że Księżyc powstał przed około 4,5 miliardami lat w wyniku uderzenia w tworzącą się Ziemię planety wielkości Marsa. Od tego czasu migruje on coraz dalej od nasze planety. Początkowo znajdował się pod przemożnym wpływem sił pływowych Ziemi, obecnie większą rolę odgrywają siły pływowe Słońca i ta właśnie zmiana doprowadziła do zmiany orientacji osi Księżyca. Zasadnicze pytanie brzmi, kiedy do niej doszło. Jeśli wcześniej, to na Księżycu powinno być więcej lodu, jeśli zaś później, lodu będzie mniej.
Dopiero w 2022 roku astronomowie z Obserwatorium Paryskiego rozwiązali stary problem niezgodności danych geochemicznych z fizycznym modelem oddziaływania sił pływowych. Schörghofer i Rufu skorzystali z pracy Francuzów i utworzyli udoskonalony model pokazujący zmiany osi Księżyca w czasie. To zaś pozwoliło mi stwierdzić, ile lodu może istnieć w obecnych stale zacienionych obszarach.
Z ich obliczeń wynika, że najstarsze stale zacienione obszary utworzyły się nie więcej niż 3,94 miliarda lat temu. Są zatem znacznie młodsze, niż dotychczas sądzono, a to oznacza, że wody na Księżycu jest znacznie mniej. Nie możemy się już spodziewać, że istnieją tam warstwy czystego lodu o grubości od dziesiątków to setek metrów, mówi Schörghofer.
Uczony dodaje jednak, że nie należy podchodzić do tych badań wyłącznie pesymistycznie. Dostarczają one bowiem dokładniejszych danych na temat miejsc, w których powinien znajdować się lód. Ponadto z wcześniejszych badań, które Schörghofer prowadził wraz z Paulem Hayne z University of Colorado i Odedem Aharonsonem z izraelskiego Instytut Weizmanna, wynika, że stale zacienionych obszarów jest więcej niż sądzono, a lód może znajdować się nawet w takich, które liczą sobie zaledwie 900 milionów lat. Wnioski płynące z badań są więc takie, że lodu na Księżycu jest znacznie mniej, ale jest on w większej liczbie miejsc.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.