Pierwsza chińska misja na Marsa właśnie wystartowała
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
Z załogową misją na Marsa wiążą się nie tylko duże koszty i problemy techniczne. Jedne i drugie można w końcu przezwyciężyć. Znacznie trudniejsze do pokonania będą ograniczenia ludzkiego organizmu. Wyewoluowaliśmy na Ziemi i jesteśmy przyzwyczajeni do ziemskiej grawitacji oraz zapewnianej przez atmosferę ochrony przed promieniowaniem kosmicznym. Niejednokrotnie informowaliśmy o problemach zdrowotnych astronautów. Pobyt w kosmosie może uszkadzać mózg, nerki, prowadzić do anemii. Od lat pojawiają się też doniesienia o negatywnym wpływie na wzrok.
Oftalmolog Santiago Costantino z Uniwersytetu w Montrealu poinformował, że co najmniej 70% osób, które przebywały na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej cierpi na związany z lotem w kosmos zespół neurookulistyczny (SANS, spaceflight-associated neuro-ocular syndrome). Uczony wraz z zespołem chcieli przyjrzeć się zmianom biomechanicznym, które prowadzą do pojawienia się SANS. W tym celu przeanalizowali dane dotyczące 13 astronautów, którzy przebywali na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej od 157 do 186 dni. Średnia wieku astronautów wynosiła 48 lat. Pochodzili oni z różnych krajów, ośmioro z nich w chwili badań miało za sobą jedną misję, były wśród nich 4 kobiety.
Naukowcy porównali trzy parametry, które mierzyli przed i po misji: sztywność gałki ocznej, ciśnienie wewnątrzgałkowe oraz amplitudę pulsu oka. Pierwszy z parametrów badano za pomocą koherencyjnej tomografii optycznej, dwa pozostałe – metodą tonometrii.
Naukowcy zauważyli, że w czasie misji doszło do znaczących zmian właściwości biomechanicznych gałek ocznych. Ich sztywność zmniejszyła się o 33%, ciśnienie węwnątrzgałkowe spadło o 11%, a amplituda pulsu był niższa o 25%. Tym zmianom fizycznym towarzyszyły objawy takie jak zmniejszenie rozmiarów gałki ocznej, zmiana obszaru, w którym oko widzi ostry obraz oraz – w części przypadków – obrzęk nerwu wzrokowego oraz fałdowanie siatkówki. Okazało się też, że u pięciu astronautów naczyniówka ma grubość większą niż 400 mikrometrów i nie było to skorelowane z wiekiem, płcią ani wcześniejszym pobytem w przestrzeni kosmicznej. "Brak powszechnego ciążenia zmienia dystrybucję krwi w organizmie, zwiększając przepływ krwi w głowie i spowalniając krążenie żylne w oczach. Prawdopodobnie dlatego dochodzi do zwiększenia grubości naczyniówki, gęstej sieci naczyń krwionośnych, odpowiedzialnej za odżywianie siatkówki.
Zdaniem naukowców powiększenie się naczyniówki w wyniku braku grawitacji może rozciągać włókna kolagenowe w twardówce, prowadząc do długotrwałych zmian właściwości mechanicznych gałki ocznej. Badacze sądzą też, że pulsowanie krwi w warunkach mikrograwitacji może prowadzić do pojawienia się zjawiska uderzeń hydraulicznych, w wyniku których nagłe zmiany ciśnienia przepływu krwi wywołują w oku wstrząsy mechaniczne prowadzące do znacznego przemodelowania tkanek oka.
Autorzy badań uważają, że zmiany te nie powinny stanowić problemu w przypadku misji trwających 6 do 12 miesięcy. Po powrocie na Ziemię oczy astronautów powróciły do normy, a problemy ze wzrokiem można było korygować za pomocą okularów. Problemem mogą być jednak dłuższe misje, takie jak załogowa wyprawa na Marsa, która może trwać nawet ponad 30 miesięcy. Obecnie nie znamy ani skutków tak długotrwałego pobytu w warunkach mikrograwitacji, ani nie potrafimy im zapobiegać.
Zaobserwowane przez nas zmiany właściwości mechanicznych oka mogą być biomarkerami SANS. Pomoże to zidentyfikować tych astronautów, którzy są szczególnie narażeni na ryzyko, zanim jeszcze pojawią się u nich problemy spowodowane długotrwałym pobytem w przestrzeni kosmicznej, mówi Costantino.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Załogowa podróż na Marsa nie będzie łatwym i szybkich przedsięwzięciem. Tymczasem, chociażby z powodu negatywnego wpływu na zdrowie stanu nieważkości i promieniowania kosmicznego, powinna zająć ona jak najmniej czasu. Dlatego też w należącym do NASA Langley Research Center w Virginii trwają prace nad napędem, dzięki któremu astronauci powinni dolecieć na Czerwoną Planetę i wrócić na Ziemię w ciągu około 2 lat.
Tamtejsi inżynierowe pracują nad jądrowym napędem elektrycznym. Ma on wykorzystywać reaktor atomowy do wytwarzania energii elektrycznej, która będzie jonizowała wydobywające się z dysz paliwo zapewniając ciąg pojazdowi kosmicznemu.
W ramach projektu Modular Assembled Radiators for Nuclear Electric Propulsion Vehicles (MARVL) powstaje jeden z najważniejszych elementów napędu, jego system rozprowadzania ciepła. Inżynierowie NASA chcą, by miał on budowę modułową i by można było go złożyć w przestrzeni kosmicznej za pomocą autonomicznych robotów. W ten sposób unikniemy konieczności umieszczenia wszystkiego w rakiecie nośnej, co da nam nieco większą elastyczność i pozwoli na zoptymalizowanie całego projektu, mówi Amanda Stark, odpowiedzialna za MARVL.
Takie rozwiązanie jest bardzo pożądane. Cały układ rozprowadzania ciepła może mieć, po pełnym rozłożeniu, wymiary boiska do futbolu amerykańskiego (ok. 5400 m2). Można więc sobie wyobrazić, z jakimi trudnościami wiąże się umieszczenie takich instalacji w rakiecie startującej z Ziemi. Zespół Strak chce, by poszczególne elementy wcześniej wysłać w przestrzeń kosmiczną. Tam roboty złożyłyby instalację, w której będzie krążyła substancja chłodząca, na przykład stop sodu i potasu.
Trzeba zauważyć, że taka technologia wpłynęłaby też na architekturę samego pojazdu, do którego instalacja będzie montowana. Istniejące dotychczas pojazdy kosmiczne nie były projektowane z myślą o składaniu czegokolwiek w kosmosie. Mamy tutaj więc okazję, by zastanowić się, jak taki pojazd powinien być zbudowany, jak należy go przygotować, jak będzie wyglądał.
Projekt MARVL jest rozwijany w ramach programu Early Career Initiative. Biorące w nim udział zespoły mają dwa lata na opracowanie szczegółów swojego pomysłu. Stark i jej zespół współpracują z firmą Boyd Lancaster, która specjalizuje się w przemysłowych systemach chłodzenia. Do pomocy mają też specjalistów od układów rozpraszania ciepła oraz ekspertów specjalizujących się w przepływie cieczy z NASA. Po dwóch latach prac NASA oczekuje, że twórcy MARVL przystąpią do budowy niewielkiego działającego na Ziemi prototypu. Jeśli projekt się powiedzie, podobne rozwiązania mogą zostać zastosowane podczas innych misji, nie tylko załogowych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Rzeka Żółta jest zwana w Chinach Rzeką Żalu oraz Biczem na Ludzi Han. Na swoją złą sławę pracowała przez tysiące lat, podczas których liczne powodzie zabijały ludzi mieszkających nad jej brzegiem, niszczyły ich plony i dobytki.
Naukowcy z Washington University przeprowadzili badania, z których wynika, że wzorzec coraz bardziej śmiertelnych powodzi jest zgodny z wzorcem degradowania środowiska naturalnego przez człowieka i podejmowanych przez ludzi prób ochronienia się przed rzeką. Z badań dowiadujemy się, że ludzie już przed 3000 lat zaczęli wpływać na bieg rzeki.
Na terenie obecnych Chin człowiek dość wcześnie i na masową skalę zaczął wpływać na środowisko naturalne i nigdzie nie widać tego lepiej niż na przykładzie Rzeki Żółtej - mówi archeolog profesor T.R. Kidder. Odkrycie to może określać początek antropocenu, epoki, w której człowiek stał się dominującą siłą natury - dodał.
Przeprowadzone badania sugerują też, że to właśnie działalność człowieka, mająca na celu wpływanie na bieg rzeki spowodowała kolejne problemy, których szczytowym przejawem była katastrofalna powódź, jaka wydarzyła się około roku 15 n.e. W jej wyniku zginęły miliony osób, a powódź przyczyniła się do upadku Zachodniej Dynastii Han w kilka lat później.
Nowe dowody znalezione w Chinach i innych miejscach pokazują, że dawne społeczności zmieniały środowisko naturalne bardziej niż sądziliśmy. Już 2000 lat temu ludzie kontrolowali Rzekę Żółtą, a raczej sądzili, że ją kontrolują. I w tym tkwił problem - mówi Kidder.
Naukowcy wysnuli swoje wnioski na podstawie badań osadów pozostawianych przez tysiące lat przez rzekę. Badali m.in. Sanyangzhuang, zwane „chińskimi Pompejami”, które wspomniana już masywna powódź pogrzebała pod pięcioma metrami osadów oraz odkryte w 2012 roku stanowisko Anshang, gdzie znaleziono pozostałości grobli i systemu irygacyjnego z czasów dynastii Zhou (1046-256 p.n.e.). Uczeni szczegółowo przeanalizowali osady pochodzące z ostatnich 10 000 lat. Zauważyli, że niemal 30% z nich zostało naniesionych w ciągu ostatnich 2000 lat, a tempo odkładania się osadów odpowiada rosnącej aktywności człowieka w regionie Rzeki Żółtej.
Zdaniem Kiddera ludzie zaczęli budować kanały irygacyjne, systemy drenażowe, wały przeciwpowodziowe i tym podobne struktury już 2900-2700 lat temu.. W pierwszych latach po Chrystusie systemy takie rozciągały się na setki kilometrów wzdłuż brzegów rzeki. Zdobyte przez nas dowody wskazują, że pierwsze wały przeciwpowodziowe miały około 3 metrów wysokości, jednak w ciągu dekady te w Anshang zostały dwukrotnie podwyższone. Widać tutaj, w jaką pułapkę wpadli. Budowanie wałów spowodowało, że w korycie rzeki osadzało się coraz więcej materiału, co podnosiło poziom rzeki i czyniło ją bardziej podatną na powodzie, co z kolei wymagało budowy coraz wyższych wałów, a to przyczyniało się do powstawania kolejnych osadów w łożysku i cały proces się powtarzał - zauważa Kidder.
Zdaniem uczonego Rzeka Żółta była przez tysiące lat dość spokojnym ciekiem. Sytuacja uległa zmianie, gdy coraz większe rzesze rolników zachwiały równowagą Wyżyny Lessowej, położonej w jej środkowym biegu. To największy na świecie obszar akumulacji lessu, liczący sobie około 430 000 kilometrów kwadratowych. Władze zachęcały ludzi, by osiedlali się coraz bardziej w głąb Wyżyny. Zdobycie nowych terenów uprawnych było potrzebne do wyżywienia rosnącej liczby ludności, z drugiej strony zwiększające się osadnictwo zabezpieczało państwo od najazdów z północy. Gdy zbudowano Wielki Mur, rolnicy jeszcze chętniej zaczęli podbijać Wyżynę. Jednocześnie rozwój metalurgii dał rolnikom do ręki doskonalsze narzędzia, które ułatwiały pracę na roli. Do wytopu żelaza potrzebne zaś było drzewo, a to łatwiej było ścinać żelaznymi narzędziami. Masowa wycinka lasów spowodowała erozję na wielką skalę, wskutek której do Rzeki trafiły olbrzymie ilości materiału. Niesiony przez wodę osadzał się w jej dolnym brzegu, powodując coraz bardziej katastrofalne powodzie.
Ze spisu powszechnego przeprowadzonego w 2 roku naszej ery wynika, że obszar, na którym doszło do katastrofalnej powodzi z około 15 roku n.e. był bardzo gęsto zaludniony. Na każdym kilometrze kwadratowym mieszkały średnio 122 osoby, czyli około 9,5 miliona na terenie zalanym przez wodę. Powódź nie tylko zabiła olbrzymią liczbę ludzi. Zniszczyła też dobytek i uprawy, zdezorganizowała życie, na zalanych terenach powstały grupy walczące o żywność i przetrwanie. W latach 20-21 stały się centrum powstania ludowego, które wkrótce zakończyło istnienie Zachodniej Dynastii Han.
Ludzie zaczęli zmieniać środowisko, a to z kolei zmieniło ludzką historię. To, co działo się w przeszłości może zdarzyć się i obecnie - ostrzega Kidder. Przekonanie, że obecnie jesteśmy w stanie uniknąć podobnej katastrofy, gdyż dysponujemy lepszą techniką to niebezpieczne założenie. Jeśli mamy wątpliwości, postawmy na Matkę Naturę, bo fizyka zawsze wygrywa.
Uczony zauważa, że w przeszłości ludzie dysponowali technologią pozwalającą na zdewastowanie pojedynczej rzeki. Obecna technologia umożliwia dewastacje na skalę globalną.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Po 2,5 roku pracy na dnie Krateru Jezero łazik Perseverance przygotowuje się do wielomiesięcznej wspinaczki na zachodnią krawędź Krateru. Prawdopodobnie napotka tam najbardziej stromy i najtrudniejszy teren, z jakim przyszło mu się dotychczas zmierzyć. Perseverance wyruszy w podróż 18 sierpnia, a wspinaczka i badanie terenu będą już 5. kampanią naukową prowadzoną od czasu lądowania 18 lutego 2021 roku.
Perseverance zakończył 4 projekty badawcze, zebrał 22 próbki skał i przejechał ponad 18 mil. Zaczynamy teraz Crater Rim Campaign. Łazik jest w doskonałym stanie, a my nie możemy się doczekać, by zobaczyć, co jest na szczycie badanego przez nas obszaru, mówi Art Thompson, menedżer projektu Perseverance w Jet Propulsion Laboratory.
Głównymi celami najnowszej kampanii badawczej są dwa miejsca, nazwane „Pico Turquino” oraz „Witch Hazel Hill”. Na zdjęciach z orbiterów krążących wokół Marsa widać, że na Pico Turquino znajdują się stare pęknięcia, które mogą powstać w wyniku zjawisk hydrotermalnych. Z kolei warstwy, z których zbudowane jest Witch Hazel Hill sugerują, że struktura ta powstała w czasach, gdy na Marsie panował zupełnie inny klimat niż obecnie. Zdjęcia ujawniły tam podłoże skalne o jaśniejszym kolorze, podobne do tego, które łazik znalazł na obszarze zwanym „Bright Angel”. Tamtejsza skała „Cheyava Falls” miała strukturę i sygnatury chemiczne wskazujące, że mogła powstać przed miliardami lat w wyniku działania organizmów żywych w środowisku wodnym.
Podczas podróży ku krawędzi krateru Perseverance będzie polegał na półautomatycznych mechanizmach, których celem jest unikanie zbyt dużego ryzyka. Ma wspinać się po stokach nachylonych nawet o 23 stopnie i unikać miejsc, których nachylenie będzie wynosiło ponad 30 stopni. Łazik wjedzie na wysokość 300 metrów i zakończy podróż w miejscu nazwanym „Aurora Park”.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.