Sign in to follow this
Followers
0
NASA próbuje rozwiązać zagadkę dziwnych sygnałów nadchodzących z Voyagera 1
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy potrafią przygotować bakterie tak, by wyczuwały różnego typu molekuły obecne w środowisku, jak składniki odżywcze czy zanieczyszczenia w glebie. Jednak by odczytać takie sygnały, by stwierdzić, że bakterie wyczuły obecność interesujących nas molekuł, trzeba przyjrzeć się samym bakteriom pod mikroskopem. Przez to dotychczas nie mogły być wykorzystywane do monitorowania środowiska na duża skalę. Jednak właśnie się to zmieniło. Naukowcy z MIT stworzyli bakterie, od których sygnały można odczytywać z odległości 90 metrów. W przyszłości mogą więc powstać bakterie, które będzie można monitorować za pomocą dronów lub satelitów.
Wyprodukowane na MIT bakterie wytwarzają molekuły generujące unikatowe połączenie kolorystyczne. To nowy sposób na uzyskiwanie informacji z komórki. Jeśli staniesz obok, niczego nie zauważysz, ale z odległości setek metrów, wykorzystując specjalną kamerę, możesz odczytać potrzebne informacje, mówi jeden z autorów badań, Christopher Voigt, dziekan Wydziału Inżynierii Biologicznej MIT.
Naukowcy stworzyli dwa różne typy bakterii, które wytwarzają molekuły emitujące światło o specyficznej długości fali w zakresie widma widzialnego i podczerwieni. Światło to można zarejestrować za pomocą specjalnej kamery. Generowanie molekuł jest uruchamiane po wykryciu sąsiadujących bakterii, jednak tę samą technikę można wykorzystać do wytwarzania molekuł w obecności np. zanieczyszczeń. W ten sposób można bakterie zamieniać w czujniki wykrywające dowolne substancje.
Generowane przez bakterie molekuły można obserwować za pomocą kamer hiperspektralnych, które pokazują zawartość różnych kolorów w każdym z pikseli obrazu. Każdy z nich zawiera bowiem informację o setkach fal światła o różnej długości.
Obecnie kamery hiperspektralne wykorzystywane są na przykład do wykrywania promieniowania. Wykorzystuje się je chociażby wokół Czarnobyla do rejestrowania niewielkich zmian koloru, powodowanych przez pierwiastki radioaktywne w chlorofilu roślin.
Uczeni z MIT wykorzystali podczas testów bakterie Pseudomonas putida i Rubrivivax gelatinosus. Pierwszą z nich przygotowali tak, by wydzielała biliwerdynę, drugą wyposażono w możliwość wytwarzania pewnego typu bakteriochlorofilu. Testowe skrzynki zawierające bakterie umieszczono w różnych miejscach, a następnie były one obserwowane przez kamery hiperspektralne.
Kamery w ciągu 20–30 sekund skanowały skrzynki, a algorytm komputerowy analizował sygnały i zgłaszał, czy doszło do emisji wspomnianych związków. Największa odległość, z której udało się wykryć emisję molekuł przez bakterie wynosiła 90 metrów.
Autorzy badań pracują już nad zwiększeniem odległości, z jakiej można odczytywać sygnały. Mówią, że ich technologia przyda się zarówno do badania ilości składników odżywczych w glebie, jak i do wykrywania min.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Inżynierowie misji Voyager wyłączyli niedawno CRS (Cosmic Ray Subsystem) na Voyagerze 1, a za dwa tygodnie wyłączą Low-Energy Charged Particle (LECP) na Voyagerze 2. Instrumenty, jak można domyślić się z ich nazw, odpowiadają za badanie promieniowania kosmicznego oraz niskoenergetycznych jonów. Po wyłączeniu wspomnianych urządzeń na każdej z sond będzą działały po 3 instrumenty naukowe. Odłączanie instrumentów ma na celu zaoszczędzenie energii i przedłużenie czasu działania sond – jedynych wysłanych przez człowieka obiektów, które opuściły Układ Słoneczny.
Voyagery zasilane są przez radioizotopowe generatory termoelektryczne, generujące energię z rozpadu dwutlenku plutonu-238. Początkowo generatory wytwarzały energię o mocy około 475 W, jednak w miarę zużywania się paliwa tracą rocznie około 4,3 W. W przestrzeni kosmicznej przebywają już od 48 lat. Sposobem na poradzenie sobie ze zmniejszaniem mocy, jest wyłączanie kolejnych instrumentów. Jeśli byśmy nie wyłączali instrumentów, Voyagerom zostałoby prawdopodobnie kilka miesięcy pracy, mówi Suzanne Dodd.
Na pokładzie każdej z sond znajduje się 10 identycznych instrumentów naukowych. Zadaniem części z nich było zabranie danych z gazowych olbrzymów Układu Słonecznego, zostały więc wyłączone zaraz po tym, jak sondy skończyły badania tych planet. Włączone zostały te instrumenty, które naukowcy uznali za potrzebne do zbadania heliosfery i przstrzeni międzygwiezdnej. Voyager 1 dotarł do krawędzi heliosfery w 2012 roku, Voyager 2 – w roku 2018.
W październiku ubiegłego roku na Voyagerze 2 wyłączono instrument badający ilość plazmy i kierunek jej ruchu. W ostatnich latach instrument ten zebrał niedużą ilość danych, gdyż jest zorientowany w kierunku przepływu plazmy w ośrodku międzygwiezdnym. Voyager 1 przestał badać plazmę wiele lat temu, ze względu na spadającą wydajność urządzenia.
Wyłączony właśnie CRS na Voyagerze 1 to zestaw trzech teleskopów badających m.in. protony z przestrzeni międzygwiezdnej i Słońca. Dane te pozwoliły określić, w którym miejscu i kiedy Voyager 1 opuścił heliosferę. LECP na Voyagerze 2, który ma zostać wkrótce wyłączony, bada różne jony, elektrony i promieniowanie kosmiczne zarówno z Układu Słonecznego, jak i spoza niego.
Oba instrumenty wykorzystują obracające się platformy, mogą więc prowadzić badania w promieniu 360 stopni. Platformy wyposażono w silniki krokowe, które o obracały je co 192 sekundy. Na Ziemi platformy zostały przetestowane na 500 000 kroków. Tyle, ile potrzeba było, by misje doleciały do Saturna. Okazały się jednak znacznie bardziej wytrzymałe. Mają za sobą już ponad 8,5 miliona kroków.
Voyagery miały zbadać zewnętrzne planety Układu Słonecznego i już dawno przekroczyły przewidywany czas działania. Każdy bit dodatkowych danych, które od tej pory udało się zebrać, to nie tylko wartościowa informacja dla heliofizyki, ale też świadectwo niezwykłych osiągnięć inżynieryjnych, stwierdza Patrick Koehn, odpowiedzialny za program naukowy Voyagerów.
Inżynierowie NASA starają się, by instrumenty naukowe na sondach działały jak najdłużej, gdyż dostarczają unikatowych danych. W tak dalekich regionach kosmosu nie pracował jeszcze żaden instrument i przez najbliższe dziesięciolecia żaden nowy nie zostanie tam wysłany.
Wyłączenie wspomnianych urządzeń oznacza, że sondy będą miały wystarczająco dużo energii, by działać przez około rok, zanim zajdzie konieczność wyłączenia następnych urządzeń. W tej chwili na Voyagerze 1 pracuje magnetometr i Plasma Wave Subsystem (PWS), odpowiedzialny za badanie gęstości elektronowej. Działa też LECP, który zostanie wyłączony w przyszłym roku. Na Voyagerze 2 działają zaś – nie licząc LECP, który wkrótce będzie wyłączony – magnetometr, PWS oraz CRS. W przyszłym roku inżynierowie wyłączą ten ostatni.
Eksperci z NASA mają nadzieję, że dzięki tego typu działaniom jeszcze w latach 30. bieżącego wieku na każdym z Voyagerów będzie pracował jeszcze co najmniej 1 instrument naukowy. Czy tak się stanie, tego nie wiadomo. Trzeba pamiętać, że obie sondy od dziesięcioleci ulegają powolnej degradacji w surowym środowisku pozaziemskim.
Obecnie Voyager 1 znajduje się w odległości ponad 25 miliardów kilometrów od Ziemi, a do Voyagera 2 dzieli nas 21 miliardów km. Sygnał radiowy do pierwszego z nich biegnie ponad 23 godziny, do drugiego – 19,5 godziny.
W każdej minucie każdego dnia Voyagery badają zupełnie nieznane nam regiony, dodaje Linda Spilker z Jet Propulsion Laboratory. Oba pojazdy można na bieżąco śledzić na stronach NASA.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Inżynierowie z NASA naprawili sondę Voyager 1. Jak informowaliśmy w maju, sonda, znajdująca się w odległości ponad 23 miliardów kilometrów od Ziemi, zaczęła przysyłać nieprawidłowe dane. Były one wysyłane z systemu AACS, do którego od 45 lat należy kontrola nad prawidłową orientacją pojazdu. Jednym z jego zadań jest dopilnowanie, by antena Voyagera była skierowana dokładnie na Ziemię. Wszystko działało prawidłowo, jednak odczyty z AACS nie oddawały tego, co rzeczywiście dzieje się z sondą.
Sygnał z Voyagera 1 nie tracił mocy, co wskazywało, że antena jest precyzyjnie ustawiona w stronę Ziemi. Dane przysyłane z AACS czasem wyglądały na generowane losowo, innymi razy nie oddawały żadnego stanu, w jakim urządzenie mogło się znaleźć. Jakby tego było mało, błąd w AACS nie uruchomił żadnego z zabezpieczeń Voyagera. Po miesiącach pracy inżynierowie w końcu znaleźli źródło problemu. Okazało się, że AACS zaczął przesyłać dane za pośrednictwem komputera, który przestał pracować wiele lat temu. I to ten komputer uszkadzał dane.
NASA nie zna natomiast samej przyczyny błędy. Nie wiadomo, dlaczego AACS zaczął przesyłać dane tą drogą. Susanne Dodd, odpowiedzialna za Voyagera, podejrzewa, że stało się tak w momencie, gdy centrum kontroli nakazało Voyagerowi przesyłanie danych przez jeden z dobrze działających komputerów. Niewykluczone, że komenda ta została zniekształcona przez komputer, który przekierował dane z AACS do wadliwej maszyny. Jeśli tak, to oznacza, że któryś ze znajdujących się na pokładzie Voyagera elementów wygenerował błąd. A inżynierowie nie wiedzą jeszcze, który to element. Specjaliści nie ustają w poszukiwaniu źródła problemów, jednak w tej chwili wygląda na to, że misja Voyagera nie jest zagrożona.
Jesteśmy szczęśliwi, że telemetria wróciła. Dokonamy teraz pełnego przeglądu układów pamięci AACS i przeanalizujemy wszystko, co system ten robił. To powinno tam pomóc w odnalezieniu przyczyny problemu. Jesteśmy optymistami, chociaż przed nami jeszcze dużo pracy, dodaje Dodd.
Voyager 1 i Voyager 2 pracują już przez 45 lat. To znacznie dłużej niż pierwotnie planowano. Oba pojazdy znajdują się już w przestrzeni międzygwiezdnej.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
W 2018 roku amerykańscy astronomowie pracujący przy radioteleskopie EDGES w Australii poinformowali o odkryciu sygnału radiowego o szczególnej częstotliwości. Był on znacząco słabszy od innych sygnałów. Wyniki swoich badań opublikowali na łamach Nature, gdzie ogłosili, że znaleziony sygnał pochodzi z narodzin pierwszych gwiazd po Wielkim Wybuchu. Co więcej, dane były inne, niż przewidziane przez teoretyków. Wskazywały one, że wczesny wszechświat był zadziwiająco chłodny. Teoretycy siedli do pracy, by to wyjaśnić, a inne zespoły ruszyły do teleskopów, by potwierdzić istnienie sygnału.
Wśród tych, którzy postanowili zarejestrować sygnał zauważony przez Amerykanów byli naukowcy z Raman Research Institute w Bangalore w Indiach. Wykorzystali oni radioteleskop SARAS-3. Niewielkie urządzenie pływa na dwóch jeziorach w odległych regionach Indii. Indyjscy naukowcy zebrali dane i przez ostatnie dwa lata szczegółowo je analizowali. Właśnie poinformowali na łamach Nature Astronomy, że w danych nie znaleziono żadnego śladu sygnału, o którym pisali Amerykanie.
Jeśli tam by coś było, to by to zauważyli, mówi radioastronom Aaron Parsons z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Nie ma tutaj zbytnio miejsca na wątpliwości, dodaje uczony, który nie był zaangażowany w żadne z opisywanych badań.
Judd Bowman, który stoi na czele zespołu badawczego teleskopu EDGES i kierował badaniami sprzed 4 lat dodaje, że konieczne są dalsze prace, by rozstrzygnąć, kto ma rację. Biorąc pod uwagę, jak trudne są tego typu obserwacja, czeka nas sporo pracy. Musimy włączyć te badania w te wciąż prowadzone.
Zarówno EDGES jak i SARAS usiłowały wykryć emisję pochodzącą z wodoru. Pierwiastek ten w sposób naturalny absorbuje i emituje fale radiowe o długości 21 centymetrów. Na trasie swojej podróży w kierunku Ziemi fale te coraz bardziej się rozciągają. Fale z bardziej odległych chmur wodoru są rozciągnięte bardziej, niż te z chmur bliższych. A topień ich rozciągnięcia świadczy o tym, z jakie odległości – czyli i z jakiego czasu – pochodzą.
Astronomowie już od ponad 50 lat wykorzystują emisję wodoru do badania pobliskich galaktyk. Jednak dzięki postępowi technologicznemu takie instrumenty jak EDGES i SARAS mogą rejestrować też fale pochodzące z większych odległości, bardziej rozciągnięte, które trudniej jest badać, gdyż zakłócają je naturalne i sztuczne sygnały z Ziemi.
Gdy atomy wodoru dopiero powstawały po Wielkim Wybuchu, absorbowały i emitowały tyle samo promieniowania o długości fali 21 centymetrów. Przez to chmury wypełniającego wszechświat wodoru były niewidoczne.
Później zaś nastąpił kosmiczny świt. Promieniowanie ultrafioletowe z pierwszych gwiaz wzbudziło atomy wodoru, przez co mogły one absorbować więcej promieniowania niż pochłaniały. Zjawisko to, obserwowane obecnie z Ziemi, powinno objawiać się nagłym spadkiem jasności fal o określonej długości. Ten spadek wyznacza moment powstania pierwszych gwiazd. Z czasem te pierwsze gwiazdy zapadły się w czarne dziury. Gorący gaz z dysków wokół czarnych dziur emitował promieniowanie rentgenowskie. Podgrzało ono wodór, zwiększając jego emisję w paśmie 21 centymetrów. To zaś objawia się zwiększeniem jasności fal o minimalnie mniejszej długości niż wcześniejsze fale. Wynik netto tych zmian, to spadek jasności w wąskim zakresie fal. Taki właśnie spadek spodziewali się wykryć naukowcy pracujący przy EDGES.
Znaleźli jednak coś innego. Spadek dotyczyły fal o długości 4 metrów. Analiza takich danych wskazywała, że pierwsze gwiazdy powstały zadziwiająco szybko i szybko doszło do pojawienia się promieniowania X. Co więcej, dane pokazywały też, że wodór we wczesnym wszechświecie był chłodniejszy niż przewidywały teorie.
Pojawiły się różne próby wyjaśnienia tego zjawiska. Wiadomo też było, że zakłócenia do sygnału może wprowadzać sam radioteleskop i jego konstrukcja. Edges otoczony jest przez duży, 30-metrowy metalowy ekran, który ma blokować emisję radiową pochodzącą z gruntu. Amerykański zespół uwzględnił w swojej pracy możliwość pojawienia się zakłóceń pochodzących z krawędzi tego ekranu. Jednak specjaliści zwracają uwagę, że wystarczy niewielki błąd w korekcie, by w analizie pojawiły się dane nie do odróżnienia od danych rzeczywistych.
Naukowcy z Bangalore zaprojektowali swój radioteleskop tak, by był on bardziej odporny na zakłócenia. Dodatkowo umieścili go na jeziorze, dzięki czemu zyskali pewność, że w promieniu 100 metrów od teleskopu nie pojawią się żadne odbicia horyzontalne. Sama zaś woda jeziora powodowała, że odbite od dna sygnały biegły wolniej, a dzięki jednorodnej gęstości wody łatwiej modelować całe otoczenie teleskopu i wyławiać z danych fałszywe sygnały.
Dzięki temu naukowcom pracującym przy SARAS udało się dokładnie przeanalizować całe spektrum wokół fal o długości 4 metrów i stwierdzić, że nie widać w nim żadnego spadku jasności zarejestrowanego przez EDGES.
Cynthia Chiang, radioastronom z kanadyjskiego McGill University stwierdziła, że oba zespoły naukowe – amerykański i indyjski – bardzo dobrze i ostrożnie przeprowadziły wszelkie prace nad kalibracją urządzeń i analizą danych, dlatego też jest obecnie zbyt wcześnie, by orzekać, który z nich ma rację.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.