Chińczycy dotarli do Marsa
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
Odkryty w południowo-zachodnich Chinach zestaw drewnianych narzędzi sprzed 300 tysięcy lat daje nam wgląd w życie, dietę oraz warunki środowiskowe, w jakich żyli ówcześni ludzie. To niezwykłe znalezisko. I to podwójnie niezwykłe. Dotychczas znaliśmy jedynie dwa zestawy drewnianych narzędzi z paleolitu, jeden odkryty w Europie i jeden z Afryki. Służyły do polowań. Tutaj zaś mamy narzędzia do pracy w ziemi. W skład zestawu wchodzi 35 narzędzi wykonanych głównie z sosny i gatunków drzew o twardym drewnie Znajdują się w nim kije do kopania, haki oraz niewielkie narzędzia ręczne.
Odkrycia dokonano na stanowisku Gantangquing. Drewniane narzędzia znaleziono w towarzystwie narzędzi kamiennych, młotków wykonanych z poroża i kości ze śladami nacięć. Wiek stanowiska określono na 361–250 tysięcy lat, a drewniane narzędzia znaleziono w warstwach sprzed około 300 tysięcy lat. To wyjątkowe odkrycie, gdyż pokazuje moment w historii, gdy wcześni ludzie używali zaawansowanych drewnianych narzędzi do pozyskiwania pożywienia spod ziemi. Przygotowanie takich przedmiotów wymagało takiego poziomu zaawansowania i rzemiosła, które przeczą założeniu, jakoby homininy z tamtych terenów nie korzystały z zaawansowanych narzędzi, mówi profesor Bo Li z University of Wollongong.
W zestawie widzimy narzędzia o różnym przeznaczeniu. Dwa duże kije do kopania przypominają te z Poggetti Vecchi we Włoszech, datowane na 171 tysięcy lat. Cztery unikatowe haki mogły służyć do przecinania korzeni. Badania śladów zużycia wykazały celowe polerowanie i obecność materiału, wskazującego na wykopywanie bulw i korzeni. To wskazuje, że ich użytkownicy spożywali dietę roślinną, w tym orzechy, owoce kiwi i bulwy roślin wodnych. To też pokazuje różnice w diecie pomiędzy współcześnie żyjącymi grupami ludźmi. O ile na współczesnych stanowiskach w Europie (jak Schöningen w Niemczech) widzimy dowody świadczące o polowaniu na duże zwierzęta, w subtropikalnym Gantanquing mamy unikatowe ślady strategii przetrwania polegającej na diecie roślinnej, dodaje Li.
Źródło: 300,000-year-old wooden tools from Gantangqing, southwest China, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr8540
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niewidoczna z Ziemi strona Księżyca zawiera znacznie mniej wody, niż część widoczna – donoszą chińscy naukowcy. Takie zaskakujące wnioski płyną z badań próbek bazaltu zebranych przez misję Chang'e-6. Wyniki badań, opublikowane na łamach Nature, pozwolą lepiej zrozumieć ewolucję ziemskiego satelity.
Dostarczone na Ziemię próbki zawierały mniej niż 2 mikrogramy wody w gramie. Nigdy wcześniej nie zanotowano tak mało H2O na Księżycu. Wcześniejsze badania próbek ze strony widocznej z Ziemi zawierały nawet do 200 mikrogramów wody na gram.
Naukowcy potrafią mierzyć zawartość wody w materiale z dokładnością do 1–1,5 części na milion. Już widoczna strona Księżyca jest niezwykle sucha. A ta niewidoczna całkowicie zaskoczyła naukowców. Nawet najbardziej suche pustynie na Ziemi zawierają około 2000 części wody na milion. To ponad tysiąckrotnie więcej, niż zawiera jej niewidoczna z Ziemi część Księżyca, mówi główny autor badań, profesor Hu Sen z Instytutu Geologii i Geofizyki Chińskiej Akademii Nauk.
Obecnie powszechnie przyjęta hipoteza mówi, że Księżyc powstał w wyniku kolizji Ziemi z obiektem wielkości Marsa. Do zderzenia doszło 4,5 miliarda lat temu, a w wyniku niezwykle wysokich temperatur, będących skutkiem zderzenia, Księżyc utracił wodę i inne związki lotne. Debata o tym, jak dużo wody pozostało na Księżycu, trwa od dekad. Dotychczas jednak dysponowaliśmy wyłącznie próbkami ze strony widocznej z Ziemi.
Chińska misja Chang'e-6 została wystrzelona w maju 2024 roku, wylądowała w Basenie Południowym – Aitken i w czerwcu wróciła z niemal 2 kilogramami materiału. To pierwsze w historii próbki pobrane z niewidocznej części Księżyca.
Zespół profesora Hu wykorzystał 5 gramów materiału, na który składało się 578 ziaren o rozmiarach od 0,1 do 1,5 milimetra. Po przesianiu i dokładnej analizie okazało się, że 28% z nich stanowi bazalt. I to on właśnie został poddany badaniom.
Ilość wody w skałach księżycowych to bardzo ważny test hipotezy o pochodzeniu Księżyca. Jeśli w skałach byłoby 200 części wody na milion lub więcej, byłoby to poważne wyzwanie dla obecnie obowiązującej hipotezy i naukowcy musieliby zaproponować nowy model powstania Księżyca, wyjaśnia profesor Hu. Wyniki badań jego zespołu stanowią więc potwierdzenie tego, co obecnie wiemy.
« 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
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.