Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Naukowcy z Wrocławia udoskonalili laserowe pomiary odległości do Księżyca i satelitów

Recommended Posts

Najnowsze odkrycie naukowców z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu dowodzi, że dotychczasowe podejście do korygowania błędów wynikających z opóźnienia wiązki laserowej w atmosferze było wadliwe.  Dlatego proponują zupełnie nowe rozwiązanie, dzięki któremu obserwacje m.in.: kształtu Ziemi, topniejących lodowców oraz zmian poziomu wód oceanicznych będą dokładniejsze.

Pomiary laserowe opierają się na rejestracji różnicy czasu pomiędzy momentem wysłania impulsu laserowego na stacji a momentem powrotu tego samego impulsu po tym, gdy zostanie on odbity przez retroreflektor na satelicie lub Księżycu. Podczas pomiaru wiązka laserowa przechodzi dwukrotnie przez atmosferę ziemską, gdzie ulega ugięciu i opóźnieniu. Technologia detektorów laserowych pozwala na uzyskanie dokładności sub-milimerowych. Jednakże błędy wyznaczenia opóźnienia wiązki laserowej w atmosferze są wielokrotnie większe i stanowią główne źródło błędów w pomiarach laserowych do satelitów i Księżyca.

Na czym polega nowatorstwo rozwiązania Polaków?

Naukowcy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu zaproponowali zupełnie nowe i innowacyjne podejście do korygowania opóźnienia wiązki laserowej w atmosferze. Podejście opiera się na uwzględnieniu grubości warstw atmosfery, przez które przechodzi laser. Do wyznaczenia wartości opóźnienia lasera wykorzystuje się odczyty meteorologiczne na stacji, do których wyliczana jest poprawka zależna od wysokości satelity nad horyzontem oraz od początkowej wartości opóźnienia wiązki lasera. W zaproponowanej metodzie analizuje się wszystkie pomierzone odległości na wszystkich stacjach i wylicza się dla każdej stacji poprawki, które są wprost proporcjonalne do opóźnienia wiązki lasera wynikającego z bezpośrednich pomiarów meteorologicznych i grubości atmosfery, którą musi pokonać laser. Poprawkę meteorologiczną wystarczy wyliczać raz na tydzień dla każdej stacji laserowej, dzięki czemu obliczenia pozostają stabilne nawet dla stacji z niewielką liczbą zarejestrowanych pomiarów laserowych do satelitów, a zarazem błąd wynikający z opóźnienia atmosferycznego zostaje prawie całkowicie usunięty. Metoda opracowana przez polski zespół pozwala na skuteczną eliminację od 75 do 90% błędów systematycznych w pomiarach laserowych wynikających z błędów opóźnienia atmosferycznego.

Sposób redukcji błędów meteorologicznych już niedługo ma szansę stać się standardem w laserowych pomiarach odległości do satelitów zwiększając dokładność nawet historycznych obserwacji Księżyca i satelitów, dzięki swojej prostocie i uniwersalności. Pozwala również na wykrycie błędnych odczytów z barometrów, które wcześniej negatywnie wpływały na satelitarne obserwacje Ziemi i Księżyca. Przełoży się to na poprawę przyszłych oraz wcześniejszych obserwacji kształtu Ziemi, tzw. geoidy, zmiany centrum masy Ziemi i obserwacji nieregularności w ruchu obrotowym, obserwacji topniejących lodowców oraz zmian poziomu wód oceanicznych.

Po co mierzymy odległości do satelitów?

Dzięki pomiarom laserowym do sztucznych i naturalnego satelity Ziemi dowiedzieliśmy się, ile wynosi stała grawitacji i masa Ziemi, o ile zmienia się spłaszczenie Ziemi w czasie, możemy korygować i wyliczać poprawki pozycji satelitów Galileo i GLONASS oraz zidentyfikowaliśmy, gdzie znajduje się środek masy Ziemi i jak przemieszcza się w czasie za sprawą topniejących lodowców na Grenlandii. Pomiary laserowe do Księżyca pozwoliły odkryć, że Księżyc oddala się od Ziemi o 3,8 cm rocznie. Ponadto pozwoliły na dokładny opis wahań w ruchu Księżyca, czyli tzw. libracji oraz zrewidować pochodzenie srebrnego globu.

Wrocławskie centrum obliczeniowe pomiarów laserowych

Grupa badawcza kierowana przez profesora Krzysztofa Sośnicę od wielu lat zajmuje się rozwojem technik laserowych i mikrofalowych w geodezji satelitarnej, a także wyznaczaniem precyzyjnych orbit sztucznych satelitów i parametrów opisujących Ziemię. W Instytucie Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu od 2017 roku funkcjonuje Stowarzyszone Centrum Analiz Międzynarodowej Służby Pomiarów Laserowych do Sztucznych Satelitów i Księżyca (ang. International Laser Ranging Service, ILRS). Centrum odpowiada za monitorowanie jakości orbit satelitów Globalnych Nawigacyjnych Systemów Satelitarnych (GNSS): Galileo, GLONASS, BeiDou i QZSS z wykorzystaniem orbit opartych o obserwacje mikrofalowe i bezpośrednie pomiary laserowe. Jako jedyne na świecie, wrocławskie centrum specjalizuje się w kombinacji dwóch technik obserwacyjnych sztucznych satelitów: laserowej i mikrofalowej GNSS. 


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wszystko jest opisane w artykule z tego, co widzę, ale nie chce mi się teraz całości czytać :) Chodzi zapewne o prędkość światła w niejednorodnym ośrodku oraz generalnie propagację fali. Wiele wymienionych pomiarów zależy od dokładnej znajomości prędkości światła, a ta zależy od warunków optycznych w atmosferze, które wynikają wprost z warunków meteorologicznych :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

droga Bakterio, że zapewne chodzi o v swiatła to oczywiste, ale - "Podejście opiera się na uwzględnieniu grubości warstw atmosfery, przez które przechodzi laser. Do wyznaczenia wartości opóźnienia lasera wykorzystuje się odczyty meteorologiczne na stacji, do których wyliczana jest poprawka zależna od wysokości satelity nad horyzontem oraz od początkowej wartości opóźnienia wiązki lasera." - jakie odczyty: temperatury, wilgotności czy temperatury?! Jak ja bym coś takiego napisał, to wielu by mnie za to skarciło. W końcu Koalnia Wiedzy to nie Pudelek

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
      Dwudziestego siódmego sierpnia do Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego (USK) we Wrocławiu trafił z Tromsø w Norwegii ok. 50-letni pacjent, który potrzebuje pilnego przeszczepu serca. Trzynastego sierpnia Polak przeszedł rozległy zawał serca. Ze względu na deficyt dawców i na fakt, że w Norwegii jest tylko jeden ośrodek przeszczepowy, transport do kraju był dla niego jedynym ratunkiem. Było to duże wyzwanie logistyczne i medyczne. O pacjencie w potrzebie poinformowała USK pracująca w Norwegii polska lekarka.
      Podróż samolotem (Cessna Babcock Scandinavian AirAmbulance) trwała ok. 8 godzin. Jak wyjaśnił anestezjolog z USK, dr n. med. Stanisław Zieliński, zniszczone zawałem serce pacjenta nie pracuje samodzielnie. Mężczyzna żyje, bo jest podłączony do specjalistycznej aparatury.
      Ilość aparatury, sprzętu, do którego był podłączony pacjent, musiała być stale obsługiwana przez siedem osób. Do samego przeniesienia pacjenta z samolotu do karetki potrzebnych było aż 11 osób - tłumaczył „Gazecie Wrocławskiej” Miłosz Raszek, koordynator ds. transportu medycznego.
      Dalszy transport zaplanowano wzdłuż takiej trasy, by uniknąć nierówności, które mogłyby doprowadzić do rozłączenia aparatury podtrzymującej życie pacjenta.
      W USK pacjentowi wszczepiono pompę wspomagającą lewą komorę serca typu HeartMate. Teraz oczekuje na przeszczep.
      Cała akcja była możliwa dzięki Mateuszowi Rakowskiemu, koordynatorowi ds. transplantacji serca USK. Słowa uznania należą się także Miłoszowi Raszkowi, koordynatorowi ds. transportu medycznego USK, który zarządzał całym skomplikowanym przedsięwzięciem przetransportowania pacjenta do naszego szpitala, oraz lek. Jakubowi Jankowskiemu, koordynatorowi ds. mechanicznego wspomagania krążenia. I wreszcie: ogromny szacunek dla obu ekip medycznych – i polskiej, i norweskiej. Dziękujemy Wam za Wasze oddanie i bohaterstwo! - napisano na profilu USK na Facebooku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      „Niemożliwy” unipolarny (jednobiegunowy) laser zbudowany przez fizyków z University of Michigan i Universität Regensburg może posłużyć do manipulowania kwantową informacją, potencjalnie zbliżając nas do powstania komputera kwantowego pracującego w temperaturze pokojowej. Laser taki może też przyspieszyć tradycyjne komputery.
      Światło, czyli promieniowanie elektromagnetyczne, to fala oscylująca pomiędzy grzbietami a dolinami, wartościami dodatnimi a ujemnymi, których suma wynosi zero. Dodatni cykl fali elektromagnetycznej może przesuwać ładunki, jak np. elektrony. Jednak następujący po nim cykl ujemny przesuwa ładunek w tył do pozycji wyjściowej. Do kontrolowania przemieszania informacji kwantowej potrzebna byłaby asymetryczna – jednobiegunowa – fala światła. Optimum byłoby uzyskanie całkowicie kierunkowej, unipolarnej „fali”, w której występowałby tylko centralny grzbiet, bez oscylacji. Jednak światło, jeśli ma się przemieszczać, musi oscylować, więc spróbowaliśmy zminimalizować te oscylacje, mówi profesor Mackillo Kira z Michigan.
      Fale składające się tylko z grzbietów lub tylko z dolin są fizycznie niemożliwe. Dlatego też naukowcy uzyskali falę efektywnie jednobiegunową, która składała się z bardzo stromego grzbietu o bardzo wysokiej amplitudzie, któremu po obu stronach towarzyszyły dwie rozciągnięte doliny o niskiej amplitudzie. Taka konstrukcja powodowała, że grzbiet wywierał silny wpływ na ładunek, przesuwając go w pożądanym kierunku, a doliny były zbyt słabe, by przeciągnąć go na pozycję wyjściową.
      Taką falę udało się uzyskać wykorzystując półprzewodnik z cienkich warstw arsenku galu, w którym dochodzi do terahercowej emisji dzięki ruchowi elektronów i dziur. Półprzewodnik został umieszczony przed laserem. Gdy światło w zakresie bliskiej podczerwieni trafiło w półprzewodnik, doszło do oddzielenia się elektronów od dziur. Elektrony poruszyły się w przód. Następnie zostały z powrotem przyciągnięte przez dziury. Gdy elektrony ponownie łączyły się z dziurami, uwolniły energię, którą uzyskały z impulsu laserowego. Energia ta miała postać silnego dodatniego półcyklu w zakresie teraherców, przed i po którym przebiegał słaby, wydłużony półcykl ujemny.
      Uzyskaliśmy w ten sposób zadziwiającą unipolarną emisję terahercową, w którym pojedynczy dodatni półcykl był czterokrotnie wyższy niż oba cykle ujemne. Od wielu lat pracowaliśmy nad impulsami światła o coraz mniejszej liczbie oscylacji. Jednak możliwość wygenerowania terahercowych impulsów tak krótkich, że efektywnie składały się z mniej niż pojedynczego półcyklu oscylacji była czymś niewyobrażalnym, cieszy się profesor Rupert Hubner z Regensburga.
      Naukowcy planują wykorzystać tak uzyskane impulsy do manipulowania elektronami w materiałach kwantowych w temperaturze pokojowej i badania mechanizmów kwantowego przetwarzania informacji. Teraz, gdy wiemy, jak uzyskać unipolarne terahercowe impulsy, możemy spróbować nadać im jeszcze bardziej asymetryczny kształt i lepiej przystosować je do pracy z kubitami w półprzewodnikach, dodaje doktorant Qiannan Wen.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Krwawienie z naczyń krwionośnych podczas operacji neurochirurgicznych to poważny problem. Krew zasłania pole widzenia i konieczne jest jej usuwanie. Dlatego pole operacyjne, w którym nie pojawiałaby się krew czyniłoby cały zabieg bardziej precyzyjnym i bezpiecznym. Naukowcy z University of Texas w Austin i University of California, Irvine, opracowali właśnie laserową platformę do bezkrwawej resekcji tkanki mózgowej.
      Obecnie podczas zabiegów neurochirurgicznych, by zapewnić dobre pole widzenia, wykorzystuje się ultradźwiękowe aspiratory, po których stosuje się przyżeganie (elektrokauteryzację). Jako jednak, że obie metody stosowane są jedna po drugiej, wydłuża to operację. Ponadto przyżeganie może prowadzić do uszkodzenia części tkanki.
      Specjaliści z Teksasu i Kalifornii wykazali podczas eksperymentów na myszach, że ich nowy laser pozwala na bezkrwawą resekcję tkanki. Ich system składa się z urządzenia do koherencyjnej tomografii optycznej (OCT), które zapewnia obraz w mikroskopowej rozdzielczości, bazującego na iterbie lasera do koagulacji naczyń krwionośnych oraz wykorzystującego tul lasera do cięcia tkanki.
      Maksymalna moc lasera iterbowego wynosi 3000 W, a urządzenie pozwala na dobranie częstotliwości i długości trwania impulsów w zakresie od 50 mikrosekund do 200 milisekund, dzięki czemu możliwa jest skuteczna koagulacja różnych naczyń krwionośnych. Laser ten emituje światło o długości 1,07 mikrometra. Z kolei laser tulowy pracuje ze światłem o długości fali 1,94 mikrometra, a jego średnia moc podczas resekcji tkanki wynosi 15 W. Twórcy nowej platformy połączyli oba lasery w jednym biokompatybilnym włóknie, którym można precyzyjnie sterować dzięki OCT.
      Opracowanie tej platformy możliwe było dzięki postępowi w dwóch kluczowych dziedzinach. Pierwszą jest laserowa dozymetria, wymagana do koagulacji naczyń krwionośnych o różnych rozmiarach. Wcześniej duże naczynia, o średnicy 250 mikrometrów i większej, nie poddawały się laserowej koagulacji z powodu szybkiego wypływu krwi. Mój kolega Nitesh Katta położył podstawy naukowe pod metodę dozymetrii laserowej pozwalającej na koagulowanie naczyń o średnicy do 1,5 milimetra, mówi główny twórca nowej platformy, Thomas Milner.
      Drugie osiągnięcie to odpowiednia metodologia działań, która pozwala na osiągnięcie powtarzalnej i spójnej ablacji różnych typów tkanki dzięki głębiej penetrującym laserom. Jako, że laserowa ablacja jest zależna od właściwości mechanicznych tkanki, cięcia mogą być niespójne, a w niektórych przypadkach mogą skończyć się katastrofalną niestabilnością cieplną. Nasza platforma rozwiązuje oba te problemy i pozwala na powtarzalne spójne cięcie tkanki miękkiej jak i sztywnej, takiej jak tkanka chrzęstna.
      Na łamach Biomedical Optics Express twórcy nowej platformy zapewniają, że w polu operacyjnym nie pojawia się krew, jakość cięcia jest odpowiednia i obserwuje się jedynie niewielkie uszkodzenia termiczne tkanki.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W kościele św. Antoniego we Wrocławiu można zobaczyć część obrazów z cyklu "Cuda św. Antoniego" malarza barokowego Johanna Jacoba Eybelwiesera, ucznia słynnego Michaela Leopolda Willmanna. Po odzyskaniu w latach 90. kluczy do pomieszczeń piwnicznych obrazy zastawione regałami i niepotrzebnymi sprzętami odnalazł ojciec Joachim. Prace konserwatorskie rozpoczęły się w 2017 r. Kontynuowano je do końca 2020 r.
      W oparciu o styl dzieł przypuszczano, że ich autorem może być osoba z otoczenia Willmanna, nazywanego m.in. śląskim Rembrandtem, Rubensem lub Rafaelem. Hipoteza ta potwierdziła się dopiero przy konserwacji ostatniego obrazu, na którym Eybelwieser pozostawił swoją sygnaturę.
      Johann Jacob Eybelwieser urodził się w 1667(?) w Wiedniu(?) w rodzinie artystycznej Hansa Eybelwiesera. Osiadłszy we Wrocławiu, współpracował z Michaelem Willmannem. Jak podkreśla ojciec Jozafat Roman Gohly, nie wiemy do końca, jaką rolę w warsztacie Willmanna pełnił Eybelwieser. Widoczne jest jednak w jego pracach naśladownictwo Willmanna i charakterystyczna szkicowa maniera, którą starał się nieudolnie naśladować.
      Warsztat Johanna Jacoba znajdował się na terenie parafii św. Macieja we Wrocławiu. Dziś jego prace można zobaczyć w katedrze świdnickiej, Oleśnicy Małej, Owczarach, Tyńcu nad Ślęzą, Gorzanowie, Lwówku Śląskim oraz, oczywiście, we Wrocławiu. Różne opracowania historyczne wskazują na współpracę Eybelwiesera z zakonami joannitów, augustianów, norbertanów, bonifratrów, dominikanów czy Krzyżowców z Czerwoną Gwiazdą. Cykl „Cuda św. Antoniego” rzuca zaś nowe światło na jego kontakty z franciszkanami.
      Zagmatwane losy cyklu dzieł
      W Archiwum Narodowym w Pradze znajduje się kronika wrocławskiego klasztoru franciszkanów pisana w latach 1750-56 (Archivum Conventus Wratislaviensis noviter descriptum Anno MDCCL). Z jednego z jej zapisów wynika, że w 1719 r. zakonnicy przyjęli darowizny na poczet zamówienia cyklu 11 scen z życia św. Antoniego Padewskiego. Malowidła miały zawisnąć w klasztornych krużgankach. W dalszej części kroniki napisano, że w latach 1720-22 jedenastu innych darczyńców ufundowało kolejne malowidła. Co ważne, pod nazwiskami darczyńców pojawiła się informacja, że za każdy z tych obrazów malarzowi Johannowi Eybelwieserowi zapłacono po 10 florenów.
      Nie wiadomo, jaką dokładnie drogę pokonały obrazy, by ostatecznie znaleźć się w kościele św. Antoniego na Karłowicach. Na początku XVIII w., gdy powstawał cykl, klasztor franciszkanów znajdował się na ul. św. Antoniego. Franciszkanie opuścili go ok. 1793 r., a klasztor przekazano elżbietankom. Jak napisał w opracowaniu ojciec Jozafat Roman Gohly, po długim okresie sekularyzacji i likwidacji zakonów, franciszkanie wrócili do Wrocławia w 1889 r. jako spowiednicy katedralni i zamieszkali przy kościółku św. Idziego. Dopiero w 1894 r. rozpoczęto starania o zakup działki, a następnie budowę klasztoru i kościoła św. Antoniego na obecnych Karłowicach.
      Zgodnie z relacjami najstarszych współbraci, obrazy były w klasztorze w latach 50. Za czasów PRL-u większa część klasztoru była przejęta przez władze, a w obiektach mieściło się m.in. liceum. Ostatecznie obrazy, które musiały cały czas znajdować się w pomieszczeniach piwnicznych, znalazł w latach 90. wspomniany na początku ojciec Joachim.
      Co przedstawiają zachowane obrazy
      Konserwacją 4 z 5 obrazów („Prezentacji św. Antoniego”, „Wskrzeszenia umarłego”, „Spowiedzi św. Antoniego” oraz „Kazania św. Antoniego”) zajęła się mgr Joanna Jędrzejak z Legnicy. Restaurację „Kazania w deszczu” prowadził zaś mgr Krzysztof Lis z Wrocławia. Do czasu konserwacji dzieła były przechowywane w pomieszczeniach klasztornych.
      „Prezentacja św. Antoniego” przedstawia parę z dzieckiem. Późniejszy święty urodził się w Lizbonie, nieopodal kościoła Matki Bożej. Po lewej stronie na górze naszkicowano obraz Matki Bożej z Dzieciątkiem. W części centralnej fragment Lizbony, z drogą prowadzącą do portu. Na dole łaciński napis „Nasceris Antoni prope Divae Virginis Aedem, Non procul a Domina servus abelle potest” oraz napis w języku staroniemieckim „Antonius wirdt nahe bey der Aller Seligsten Mutter, Gottes Kirchen zu Lisabona gobohren und auser zogen", głoszący „Antoni rodzi się nieopodal kościoła Matki Bożej w Lizbonie i jest wyniesiony na zewnątrz”.
      Obraz „Kazanie w deszczu” nawiązuje do jednego z cudów św. Antoniego. Gdy Antoni przemawiał do ludzi, a ci zaczęli się rozchodzić, bo zbierało się na burzę, święty poprosił ich, by zostali, obiecując, że nic się nie stanie. Na jego słuchaczy nie spadła ani jedna kropla deszczu. Dlatego też widzimy przemawiającego Antoniego i zgromadzonych wokół ludzi, nad którymi niebo jest pogodne. Łaciński i niemiecki napis można przetłumaczyć jako „Niebo osuszało powietrzem obłok, kiedy Antoni przemawiał.
      W prezbiterium po lewej stronie, najbliżej ołtarza głównego, franciszkanie powiesili obraz „Wskrzeszenie umarłego”. Jedna z wersji cudu mówi, że w ogrodzie Marcina, ojca Antoniego, znaleziono ciało zamordowanego człowieka. Marcin został więc posądzony o morderstwo. Św. Antoni w cudowny sposób przeniósł się do Portugalii i wskrzesił zmarłego. Ten nie potrafił wskazać mordercy, ale potwierdził, że to nie Marcin go zamordował. Tutaj tekst łaciński głosi "Liberat infontem distans, a morte Parentem; Res nova! dat vitam Filius iste Patri" „Wyzwala mimo odległości, od śmierci Rodzica (Ojca); Rzecz niesłychana! dając życie, Syn tego Ojca.”. W tekście niemieckim czytamy zaś: "Antonius kombt in einen augenblick auf Welschland in Portugal und hilft seinem Vatter im auserstem Nöthen durch erweckung eines Todten", co znaczy „Antoni pojawia się w mgnieniu oka w historycznej Portugalii i pomaga swojemu ojcu w pilnej potrzebie, przez wskrzeszenie umarłego”.
      Naprzeciwko „Wskrzeszenia” zobaczymy „Spowiedź św. Antoniego”. W ostatnim roku życia (1231) św. Antoni wiele czasu spędził w roli spowiednika. W lewej części obrazu widzimy herb wskazujący, że fundatorem obrazu jest hrabia von Lestwitz herbu Nowina. Warto zwrócić uwagę na nietypową postać kobiety z dzieckiem na plecach. W kulturze europejskiej zwykle przedstawia się kobiety trzymające dziecko przed sobą. Tutaj zaś kobieta trzyma dziecko w sposób charakterystyczny dla kultury afrykańskiej. Ponadto kobieta jest bosa, co może być nawiązaniem do tradycji przychodzenia boso do grobu św. Antoniego. Zarówno napis łaciński, jak i niemiecki mówią o nawróceniu i odpuszczeniu grzechów.
      Św. Antoni był Portugalczykiem, przemawiał po włosku, ale rozumieli go rozmaici ludzie. Widzimy to na obrazie „Kazanie św. Antoniego”, gdzie wśród zgromadzonych znajdują się osoby ubogie i bogate, a także ludzie reprezentujący różne stany, kontynenty i narody. To, co mówi święty, jest zrozumiałe dla każdego. Napisy „Natali linguae dialecto noscitur omnis; Hic de qua patria venit civitate viaque” i „Antonius predigt und wird in unterschiedlichen; Sprachen von allen Völkern verstanden” odnoszą się właśnie do rozumienia słów Antoniego przez wszystkich ludzi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Łazik Perseverance wylądował na Marsie po trwającej ponad pół roku podróży. W tym czasie był narażony na oddziaływanie dużych dawek promieniowania kosmicznego, które dodatkowo mogło zostać gwałtownie zwiększone przez koronalne wyrzuty masy ze Słońca. Na takie właśnie szkodliwe dla zdrowia promieniowanie narażeni będą astronauci podróżujący na Marsa. W przeciwieństwie do załogi Międzynarodowej Stacji Kosmicznej nie będą oni chronieni przez ziemską magnetosferę. Dlatego też wszelkie metody skrócenia podróży są na wagę zdrowia i życia.
      Emmanuel Duplay i jego koledzy z kanadyjskiego McGill University zaprezentowali na łamach Acta Astronautica interesującą koncepcję laserowego systemu napędowy, który mógłby skrócić załogową podróż na Marsa do zaledwie 45 dni.
      Pomysł na napędzanie pojazdów kosmicznych za pomocą laserów nie jest niczym nowym. Jego olbrzymią zaletą jest fakt, że system napędowy... pozostaje na Ziemi. Jedną z rozważanych technologii jest wykorzystanie żagla słonecznego przymocowanego do pojazdu. Żagiel taki wykorzystywałby ciśnienie fotonów wysyłanych w jego kierunku z laserów umieszczonych na Ziemi. W ten sposób można by rozpędzić pojazd do nieosiągalnych obecnie prędkości.
      Jednak system taki może zadziałać wyłącznie w przypadku bardzo małych pojazdów. Dlatego Duplay wraz z zespołem proponują rozwiązanie, w ramach którego naziemny system laserów będzie rozgrzewał paliwo, na przykład wodór, nadając pęd kapsule załogowej.
      Pomysł Kanadyjczyków polega na stworzeniu systemu laserów o mocy 100 MW oraz pojazdu załogowego z odłączanym modułem napędowym. Moduł składałby się z olbrzymiego lustra i komory wypełnionej wodorem. Umieszczone na Ziemi lasery oświetlałby lustro, które skupiałoby światło na komorze z wodorem. Wodór byłby podgrzewany do około 40 000 stopni Celsjusza, gwałtownie by się rozszerzał i uchodził przez dyszę wylotową, nadając pęd kapsule załogowej. W ten sposób, w ciągu kilkunastu godzin ciągłego przyspieszania kapsuła mogłaby osiągnąć prędkość około 14 km/s czyli ok. 50 000 km/h, co pozwoliłoby na dotarcie do Marsa w 45 dni. Sam system napędowy, po osiągnięciu przez kapsułę odpowiedniej prędkości, byłby od niej automatycznie odłączany i wracałby na Ziemię, gdzie można by go powtórnie wykorzystać.
      Drugim problemem, obok stworzenia takiego systemu, jest wyhamowanie pojazdu w pobliżu Marsa. Naukowcy z McGill mówią, że można to zrobić korzystając z oporu stawianego przez atmosferę Czerwonej Planety, jednak tutaj wciąż jest sporo niewiadomych.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...