Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Startują "Kosmiczne wyzwania"
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Gdyby większość ciemnej materii istniała nie w postaci w formie cząstek, a mikroskopijnych czarnych dziur, to mogłyby one wpływać na orbitę Marsa tak, że bylibyśmy w stanie wykryć to za pomocą współczesnej technologii. Zatem zmiany orbity Czerwonej Planety mogłyby posłużyć do szukania ciemnej materii, uważają naukowcy z MIT, Uniwersytetu Stanforda i Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz. A wszystko zaczęło się od odrodzenia hipotezy z lat 70. XX wieku i pytania o to, co stałoby się z człowiekiem, przez którego przeszłaby miniaturowa czarna dziura.
Pomysł, że większość ciemnej materii, której wciąż nie potrafimy znaleźć, istnieje w postaci miniaturowych czarnych dziur, narodził się w latach 70. Wysunięto wówczas hipotezę, że u zarania wszechświata z zapadających się chmur gazu powstały niewielkie czarne dziury, które w miarę ochładzania się i rozszerzania wszechświata, rozproszyły się po nim. Takie czarne dziury mogą mieć wielkość pojedynczego atomu i masę największych znanych asteroid. W ostatnich latach hipoteza ta zaczęła zdobywać popularność w kręgach naukowych.
Niedawno jeden z autorów badań, Tung Tran, został przez kogoś zapytany, co by się stało, gdyby taka pierwotna czarna dziura przeszła przez człowieka. Tran chwycił za coś do pisania i wyliczył, że gdyby tego typu czarna dziura minęła przeciętnego człowieka w odległości 1 metra, to osoba taka zostałaby w ciągu 1 sekundy odrzucona o 6 metrów. Badacz wyliczył też, że prawdopodobieństwo, by taki obiekt znalazł się w pobliżu kogokolwiek na Ziemi jest niezwykle małe.
Jednak Tung postanowił sprawdzić, co by się stało, gdyby miniaturowa czarna dziura przeleciała w pobliżu Ziemi i spowodowała niewielkie zmiany orbity Księżyca. Do pomocy w obliczeniach zaprzągł kolegów. Wyniki, które otrzymaliśmy, były niejasne. W Układzie Słonecznym mamy do czynienia z tak dynamicznym układem, że inne siły mogłyby zapobiec takim zmianom, mówi uczony.
Badacze, chcąc uzyskać jaśniejszy obraz, stworzyli uproszczoną symulację Układu Słonecznego składającego się z wszystkich planet i największych księżyców. Najdoskonalsze symulacje Układu biorą pod uwagę ponad milion obiektów, z których każdy wywiera jakiś wpływ na inne. Jednak nawet nasza uproszczona symulacja dostarczyła takich danych, które zachęciły nas do bliższego przyjrzenia się problemowi, wyjaśnia Benjamin Lehmann z MIT.
Na podstawie szacunków dotyczących rozkładu ciemnej materii we wszechświecie i masy miniaturowych czarnych dziur naukowcy obliczyli, że taka wędrująca we wszechświecie czarna dziura może raz na 10 lat trafić do wewnętrznych regionów Układu Słonecznego. Wykorzystując dostępne symulacje rozkładu i prędkości przemieszczania się ciemnej materii w Drodze Mlecznej, uczeni symulowali przeloty tego typu czarnych dziur z prędkością około 241 km/s. Szybko odkryli, że o ile efekty przelotu takiej dziury w pobliżu Ziemi czy Księżyca byłyby trudne do obserwowania, gdyż ciężko byłoby stwierdzić, że widoczne zmiany wywołała czarna dziura, to w przypadku Marsa obraz jest już znacznie jaśniejszy.
Z symulacji wynika bowiem, że jeśli pierwotna czarna dziura przeleciałaby w odległości kilkuset milionów kilometrów od Marsa, po kilku latach orbita Czerwonej Planety zmieniłaby się o około metr. To wystarczy, by zmianę taką wykryły instrumenty, za pomocą których badamy Marsa.
Zdaniem badaczy, jeśli w ciągu najbliższych dziesięcioleci zaobserwujemy taką zmianę, powinniśmy przede wszystkim sprawdzić, czy nie została ona spowodowana przez coś innego. Czy to nie była na przykład nudna asteroida, a nie ekscytująca czarna dziura. Na szczęście obecnie jesteśmy w stanie z wieloletnim wyprzedzeniem śledzić tak wielkie asteroidy, obliczać ich trajektorie i porównywać je z tym, co wynika z symulacji dotyczących pierwotnych czarnych dziur, przypomina profesor David Kaiser z MIT.
A profesor Matt Caplan, który nie był zaangażowany w badania, dodaje, że skoro mamy już obliczenia i symulacje, to pozostaje najtrudniejsza część – znalezienie i zidentyfikowanie prawdziwego sygnału, który potwierdzi te rozważania.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na łamach Science Advances opisano rewolucyjny scenariusz terraformowania Marsa i ogrzania jego powierzchni. Pomysł, przedstawiony przez naukowców z University of Chicago, Northwestern University oraz University of Central Florida, polega na uwolnieniu do atmosfery odpowiednio przygotowanych cząstek pyłu, które ogrzałyby Czerwoną Planetę o ponad 50 stopni Fahrenheita (ok. 28 stopni Celsjusza). Opisana metoda może być 5000 razy bardziej efektywna, niż dotychczas proponowane.
Średnia temperatura na powierzchni Marsa wynosi -60 stopni Celsjusza, jej podniesienie o 28 stopni byłoby olbrzymią zmianą, pozwalającą na istnienie mikroorganizmów i wody w stanie ciekłym na dużych obszarach planety.
Tym, co wyróżnia nową metodę jest wykorzystanie materiałów łatwo dostępnych ma Marsie. Wcześniej proponowane sposoby albo zakładały import materiałów z Ziemi, albo prowadzenie na Czerwonej Planecie działalności górniczej i wydobywanie rzadkich minerałów.
Podniesienie temperatury planety trwałoby wiele dekad. Nie spowodowałoby, oczywiście, że przebywający na Marsie ludzie mogliby pozbyć się skafandrów czy oddychać tamtejszą atmosferą. Jednak położyłoby podwaliny, pod taki rozwój wydarzeń. Pozwoliłoby na istnienie wody w stanie ciekłym, istnienie mikroorganizmów oraz uprawę roślin, które stopniowo uwalniałyby tlen do atmosfery.
Podstawowym krokiem na drodze ku uczynieniu Marsa bardziej zdatnym do życia, jest podniesienie temperatury. Można zrobić to samo, co ludzie niechcący zrobili na Ziemi, wypuścić do atmosfery materiał, który zwiększy naturalny efekt cieplarniany, utrzymując energię Słońca przy powierzchni planety. Problem w tym, że – niezależnie czym byłby taki materiał – potrzebne są jego gigantyczne ilości. Dotychczasowe propozycje zakładały albo przywożenie gazów z Ziemi, albo wydobywanie na Marsie potrzebnych materiałów. Jedno i drugie jest niezwykle kosztowne i trudne do zrealizowania. Autorzy najnowszych badań zastanawiali się, czy można do ogrzania Marsa wykorzystać jakiś obecny na miejscu łatwo dostępny materiał.
Z dotychczasowych badań wiemy, że marsjański pył jest pełen żelaza i aluminium. Cząstki tego pyłu nie są w stanie ogrzać planety. Ich skład i rozmiary są takie, że po uwolnieniu do atmosfery doprowadziłyby do schłodzenia powierzchni Marsa.
Naukowcy wysunęli hipotezę, że gdyby pył ten miał inny kształt, być może zwiększałby, a nie zmniejszał, efekt cieplarniany.
Stworzyli więc cząstki o kształcie pręcików i rozmiarach komercyjnie dostępnego brokatu. Są one w stanie zatrzymywać uciekającą energię cieplną i rozpraszają światło słoneczne w stronę powierzchni planety.
Sposób, w jaki światło wchodzi w interakcje z obiektami wielkości mniejszej niż długość fali, to fascynujące zagadnienie. Dodatkowo można tak przygotować nanocząstki, że pojawią się efekty optyczne wykraczające poza to, czego możemy spodziewać się po samych tylko rozmiarach cząstek. Uważamy, że możliwe jest zaprojektowanie nanocząstek o jeszcze większe efektywności, a nawet takich, których właściwości optyczne zmieniają się dynamicznie, mówi współautor badań, Ansari Mohseni.
A profesor Edwin Kite dodaje, że zaproponowana metoda wciąż będzie wymagała użycia milionów ton materiału, ale to i tak 5000 razy mniej, niż zakładały wcześniejsze propozycje. To zaś oznacza, że jest ona tańsza i łatwiejsza w użyciu. Ogrzanie Marsa do tego stopnia, by na jego powierzchni istniała ciekła woda, nie jest więc tak trudne, jak dotychczas sądzono, dodaje Kite.
Z obliczeń wynika, że gdyby wspomniane cząstki były stale uwalniane w tempie 30 litrów na sekundę, to z czasem średnia temperatura na powierzchni Marsa mogłaby wzrosnąć o 28 stopni Celsjusza, a pierwsze efekty takich działań byłyby widoczne już w ciągu kilku miesięcy. Efekt cieplarniany można by też odwrócić. Wystarczyłoby zaprzestać uwalniania cząstek, a w ciągu kilku lat sytuacja wróciłaby do normy.
Autorzy propozycji mówią, że potrzebnych jest jeszcze wiele badań. Nie wiemy na przykład dokładnie, w jakim tempie uwolnione cząstki krążyłyby w atmosferze. Ponadto na Marsie występuje woda i chmury. W miarę ogrzewania atmosfery mogłoby dochodzić do kondensacji pary wodnej na uwolnionych cząstkach i ich opadania wraz z deszczem. Klimatyczne sprzężenia zwrotne są bardzo trudne do modelowania. Żeby zaimplementować naszą metodę musielibyśmy mieć więcej danych z Marsa i Ziemi. Musielibyśmy też pracować powoli i mieć pewność, że skutki naszych działań są odwracalne, dopiero wtedy moglibyśmy zyskać pewność, że to zadziała, ostrzega Kite. Ponadto, jak podkreśla uczony, badacze skupili się na aspektach związanych z podniesieniem temperatury do poziomu użytecznego dla istnienia mikroorganizmów i potencjalnej uprawy roślin, a nie na stworzeniu atmosfery, w której ludzie będą mogli oddychać.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Analiza danych z misji InSight wykazała, że jądro Marsa jest całkowicie płynne. Ma więc inną budowę niż jądro Ziemi, gdzie stałe jądro wewnętrzne otoczone jest przez płynne jądro zewnętrzne. Dotychczas nikt nie był w stanie stwierdzić, jaki jest stan skupienia jądra Czerwonej Planety. Udało się to dopiero uczonym z USA, Belgii, Niemiec i Francji, którzy podczas swoich badań wykorzystali dane z InSight.
Zrozumienie struktury wewnętrznej oraz atmosfery Marsa jest niezbędne do opisania historii tworzenia się i ewolucji planety. Wysłana w 2018 roku InSight zebrała unikatowe dane na temat jej budowy zewnętrznej. Misja zakończyła się w grudniu ubiegłego roku, ale naukowcy z całego świata wciąż analizują przysłane przez nią dane.
Na ich podstawie badacze stwierdzili, że pod płaszczem, które w całości jest ciałem stałym, znajduje się jądro o średnicy 1835 ± 55 km i średniej gęstości 5955–6290 kg/m3. Nasze analizy danych z InSight stanowią argument przeciwko istnieniu stałego jądra wewnętrznego i pokazują kształt jądra wskazując, że głęboko w płaszczu istnieją wewnętrzne anomalie masy. Znaleźliśmy też dowody na powolny wzrost tempa ruchu obrotowego Marsa, który może być powodowany długoterminowym trendem w wewnętrznej dynamice Marsa lub wpływem jego atmosfery i pokryw lodowych, czytamy w artykule opublikowanym na łamach Nature.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Europejska Agencja Kosmiczna przeprowadziła udany start misji Juice (Jupiter Icy Moons Explorer), która – jak sama nazwa wskazuje – ma zbadać trzy Galileuszowe księżyce Jowisza, Ganimedesa, Kallisto i Europę. Na pokładzie misji znalazły się polskie urządzenia, wysięgniki firmy Astronika, na których zamontowano sondy do pomiarów plazmy. Mają one rozłożyć się na odległość 3 metrów od satelity i ustawić czujniki pod kątem 135 stopni, by umożliwić im zbadanie plazmy znajdującej się w atmosferze Jowisza.
Juice wystartowała o godzinie 14:14 czasu polskiego, a 50 minut później stacja w Australii odebrała sygnał z pojazdu. ESA wstrzymała się z ogłoszeniem udanego startu do godziny 15:33, kiedy to nadeszły informacje o udanym rozłożeniu 27-metrowych paneli słonecznych. Dzięki nim pojazd będzie mógł polecieć do Jowisza. Juice to ostatnia misja wystrzelona za pomocą rakiety Ariane 5. Zadebiutowały one w 1999 roku podczas misji XMM-Newton, a w 2021 roku za pomocą jednej z nich wystrzelono Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba.
Dzięki wcześniejszym misjom w kierunku Jowisza wiemy, że na wymienionych księżycach znajdują się zamarznięte oceany. To jedne z najbardziej obiecujących miejsc, w których może istnieć pozaziemskie życie w Układzie Słonecznym. Juice powinno przybliżyć nas do odpowiedzi na pytanie o jego obecność tam.
Dotychczas ludzkość zorganizowała 9 misji, które badały Jowisza. Na orbicie planety wciąż pracuje, wystrzelona w 2011 roku, sonda Juno. W styczniu 2021 NASA przedłużyła jej misję do września 2025. Od tamtej pory Juno dokonała przelotu w pobliżu Ganimedesa i Europy.
Ponad 400 lat temu Galileusz odkrył księżyce Jowisza, co zaszokowało świat renesansu i zrewolucjonizowało nasze myślenie o miejscu ludzkości we wszechświecie. Dzisiaj wysyłamy zestaw przełomowych narzędzi, które dadzą nam wyjątkowy ogląd tych księżyców, stwierdziła Carole Mundell, dyrektor ds. naukowych ESA.
Teraz przez 2,5 tygodnia Juice będzie rozkładała liczne anteny i instrumenty. Podczas ośmioletniej podróży do Jowisza pojazd czterokrotnie skorzysta z asysty grawitacyjnej Ziemi i Wenus. Pierwszy taki przelot odbędzie się w kwietniu przyszłego roku, kiedy to Juice najpierw minie Księżyc, a 1,5 doby później wykorzysta oddziaływanie grawitacyjne Ziemi.
Sondę wyposażono w osłony, które mają chronić jej elektronikę przed olbrzymimi dawkami promieniowania w pobliżu Jowisza oraz w wielowarstwową izolację, dzięki której wewnątrz urządzenia utrzymywana będzie stabilna temperatura. Izolacja będzie musiała poradzić sobie z temperaturami ponad 250 stopni Celsjusza podczas przelotu w pobliżu Wenus i -230 stopniami w pobliżu Jowisza.
Obecnie planuje się, że podczas pobytu na orbicie Jowisza Juice wykona 35 przelotów w pobliżu trzech wspomnianych księżyców, a następnie wejdzie na orbitę Ganimedesa. To zaś będzie wymagało olbrzymiej precyzji podczas nawigacji. Mają ją zapewnić nadajniki w Hiszpanii, Argentynie i Australii oraz Europejskie Centrum Operacji Kosmicznych w Darmstadt. Będzie to jedna z najbardziej skomplikowanych misji podjętych przez ESA. Od przelotów w pobliżu księżyców Jowisza w ciągu 2,5 roku poprzez olbrzymie wyzwanie jakim jest zmiana orbity między olbrzymim Jowiszem, a Ganimedesem, opisuje trudności Angela Dietz, zastępca menadżera misji ds. operacyjnych.
Głównym celem naukowym misji jest Ganimedes, księżyc większy od Merkurego. Juice spędzi na jego orbicie około 9 miesięcy. Ganimedes nie tylko pokryty jest oceanem, ale to jedyny w w Układzie Słonecznym księżyc generujący własne pole magnetyczne. Tylko dwa inne ciała skaliste – Merkury i Ziemia – generują takie pole.
Mamy tutaj do czynienia z interesującym zjawiskiem niewielkiej „bańki magnetycznej” generowanej przez Ganimedesa, która znajduje się wewnątrz większej bańki generowanej przez Jowisza. Obie wchodzą ze sobą w skomplikowane interakcje. Dzięki misji Juice naukowcy chcą poznać strukturę wewnętrzną Ganimedesa, co powinno dać odpowiedź na pytanie o sposób generowania i utrzymywania pola magnetycznego. To zaś pozwoli zrozumieć, w jaki sposób księżyc ewoluował i czy może na nim istnieć życie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nie od dzisiaj wiemy, że na Wenus są wulkany. Naukowcy spierali się jednak o to, czy nadal są one aktywne. To bardzo istotne pytanie, gdyż Wenus jest planetą bliską Ziemi, miała niegdyś wodę na powierzchni, więc warto odpowiedzieć sobie na pytanie, dlaczego na Ziemi kwitnie życie, podczas gdy na Wenus panują temperatury z piekła rodem. Ustalenie czy wulkany Wenus są aktywne pozwoliłoby nam lepiej określić ewolucję planety. Właśnie poznaliśmy odpowiedź na to pytanie.
Wczoraj, podczas Lunar and Planetary Science Conference oraz na łamach Science przedstawiono wnioski z analiz obrazów radarowych powierzchni Wenus, uzyskanych przez misję Magellan w latach 1990–1992. Naukowcy zauważyli, że na obszarze Atla Regio, gdzie znajdują się dwa z największych wenusjańskich wulkanów, komin jednego z nich zmienił kształt. Widoczna jest różnica na dwóch obrazach wykonanych w odstępie 8 miesięcy. To zaś sugeruje, że w międzyczasie doszło do erupcji lub wypływu lawy.
Odkrycie przyszło w samą porę. W czerwcu 2021 roku NASA ogłosiła, że w latach 2028–2030 wyśle dwie misje na Wenus. Będą to pierwsze od ponad 30 lat misje NASA poświęcone wyłącznie tej planecie. Każdej z nich przyznano już finansowanie. W ramach misji DAVINCI+ będzie zbadanie składu atmosfery i sprawdzenie, czy na Wenus istniał ocean. Misja wyśle też próbnik, który wleci w atmosferę planety i dotrze do jej powierzchni. Ma on przysłać pierwsze zdjęcia Wenus w wysokiej rozdzielczości. Z kolei w ramach misji VERITAS wysłany zostanie orbiter, który wykona trójwymiarową rekonstrukcję topografii planety, zbada czy występują tam zjawiska tektoniczne i wulkanizm oraz określi typy skał na powierzchni Wenus.
Wiadomo jednak, że zdobycie jakichkolwiek danych nie będzie proste. Wenus ma bardzo gęstą atmosferę, panuje na niej ciśnienie 92-krotnie wyższe niż na Ziemi, a temperatury na jej powierzchni sięgają 450 stopni Celsjusza. Takie warunki to olbrzymie wyzwanie dla wszelkich próbników czy łazików.
Dotychczas najdokładniejszych danych na temat powierzchni planety dostarczyła misja Magellan z lat 1989–1994. W jej trakcie za pomocą radaru trzykrotnie obrazowano te obszary Wenus, na których podejrzewano istnienie aktywnych wulkanów. Za każdym razem obrazy były uzyskiwane pod innym kątem. Ponadto obrazy mają niską rozdzielczość. Stąd też olbrzymie problemy w jednoznacznym stwierdzeniu, czy rzeczywiście widać na nich zmiany komina wulkanicznego. Część specjalistów uważa, że tak. Inni twierdzą, że nie. Spór może ostatecznie rozstrzygnąć misja VERITAS.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.