Bombardowanie ujawniło wodę
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy zaobserwowano, w czasie rzeczywistym i skali molekularnej, jak powstaje woda. Naukowcy z Northwestern University zarejestrowali łączenie się atomów wodoru i tlenu. Obserwacji dokonano w ramach badań, w czasie których uczeni chcieli zrozumieć działanie palladu jako katalizatora reakcji prowadzącej do powstawania wody.
Uzyskanie wody za mocą palladu nie wymaga ekstremalnych warunków, zatem może być wykorzystane w praktyce do pozyskania wody tam, gdzie jest trudno dostępna. Na przykład na innych planetach. Przypomnijmy sobie Marka Watneya, granego przez Matta Damona w „Marsjaninie”. Spalał paliwo rakietowe, by uzyskać wodór, a następnie dodawał do niego tlen. Nasz proces jest bardzo podobny, ale nie potrzebujemy ognia i innych ekstremalnych warunków. Po prostu zmieszaliśmy pallad i gazy, mówi jeden z autorów badań, profesor Vinayak Dravid.
O tym, że pallad może być katalizatorem do generowania wody, wiadomo od ponad 100 lat. To znane zjawisko, ale nigdy go w pełni nie rozumieliśmy, wyjaśnia doktorant Yukun Liu, główny autor badań. Młody uczony dodaje, że do zrozumienia tego procesu konieczne było połączenie analizy struktury w skali atomowej oraz bezpośredniej wizualizacji. Wizualizowanie całego procesu było zaś niemożliwe.
Jednak w styczniu 2024 roku na łamach Science Advances profesor Dravid opisał nowatorką metodę analizowania molekuł gazu w czasie rzeczywistym. Uczony wraz z zespołem stworzyli ultracienką membranę ze szkła, która więzi molekuły gazu w reaktorach o strukturze plastra miodu. Uwięzione atomy można obserwować za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego w próżni wysokiej.
Za pomocą nowej metody uczeni zaobserwowali, jak atomy wodoru wnikają do próbki palladu, rozszerzając jej sieć atomową. Po chwili – ku zaskoczeniu uczonych – na powierzchni palladu pojawiły się krople wody. Myślę, że to najmniejsze kiedykolwiek zaobserwowane krople. Tego się nie spodziewaliśmy. Na szczęście nagraliśmy to i możemy udowodnić, że nie oszaleliśmy, cieszy się Liu.
Po potwierdzeniu, że pojawiła się woda, naukowcy zaczęli szukać sposobu na przyspieszenie reakcji. Zauważyli, że najszybciej zachodzi ona, gdy najpierw doda się wodór, później tlen. Atomy wodoru wciskają się między atomy palladu, rozszerzając próbkę. Gdy do całości zostaje dodany tlen, wodór opuszcza pallad, by połączyć się z tlenem, a próbka kurczy się do wcześniejszych rozmiarów.
Badania prowadzone były w nanoskali, ale wykorzystanie większych kawałków palladu pozwoliłoby na uzyskanie większej ilości wody. Autorzy badań wyobrażają sobie, że w przyszłości astronauci mogliby zabierać ze sobą pallad wypełniony wodorem. Gdy będą potrzebowali wody, dodadzą tlen. Pallad jest drogi, ale nasza metoda go nie zużywa. Jedyne, co jest tutaj zużywane, to gaz. A wodór to najpowszechniej występujący gaz we wszechświecie. Po reakcji pallad można wykorzystywać ponownie, mówi Liu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Gdy po Ziemi wędrowały dinozaury, na Księżycu wybuchały wulkany, twierdzą naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk. Takie wnioski płyną z analizy materiału zebranego przez misję Chang'e-5. Mamy wiele dowodów wskazujących na aktywność wulkaniczną na Księżycu, nie wiadomo jednak, jak długo ona trwała. Najmłodsze datowane skały wulkaniczne mają 2 miliardy lat. Z badań przeprowadzonych przez Chińczyków wynika jednak, że dinozaury były świadkami wybuchów wulkanów na satelicie naszej planety.
Bi-Wen Wang, Qiu-Li Li i ich koledzy opisali na łamach Science wyniki badań nad materiałem przywiezionym przez Chang'e-5. Ta wystrzelona w 2020 roku misja wylądowała w północnym regionie Oceanus Procellarum, zebrała 1,7 kilograma próbek i w grudniu przywiozła je na Ziemię. Były to pierwsze próbki przywiezione bezpośrednio z Księżyca od czasu radzieckiej misji Luna 24 z 1976 roku i jednocześnie jedyne próbki z obszaru położonego tak daleko na północy.
Wang i jego zespół przyjrzeli się około 3000 miniaturowych (wielkości od 20 do 400 mikrometrów) fragmentów szkliwa, które znalazły się w przywiezionym materiale. Szkliwo takie może powstawać w wyniku uderzeń meteorytów oraz erupcji wulkanicznych. wykorzystali przy tym badania składu próbek oraz pomiary stosunku izotopów, by odróżnić od siebie oba rodzaje szkliwa. Zdecydowaną większość badanych fragmentów uznali za powstałe w wyniku olbrzymiej temperatury powstałej w trakcie uderzenia meteorytów. Jednak trzy fragmenty zostały uznane, na podstawie składu chemicznego i badań izotopów siarki, za pochodzące z aktywności wulkanicznej. Co więcej, ich skład chemiczny był bardzo podobny do składu szkła wulkanicznego zebranego przez astronautów misji Apollo.
Jednak najważniejsze było określenie tych trzech fragmentów. Datowanie metodą uranowo-ołowiową wykazało, że maja one 123 miliony lat (±15 milionów). Dodatkowo wysoka zawartość toru i pierwiastków ziem rzadkich dodatkowo potwierdza tak niedawny wulkanizm na Księżycu.
Wyniki badań są zaskakujące. Jeśli chińscy uczeni mają rację, oznacza to, że Księżyc był aktywny wulkanicznie niemal przez całą swoją historię. Inne dowody wskazują bowiem na wulkanizm sprzed 4,4 miliarda lat temu. Przez długi czas uważano, że procesy wulkaniczne zatrzymały się co najmniej miliard lat temu. Pojawiają się jednak sugestie, że być może procesy takie trwały jeszcze około 100 milionów lat temu.
Teraz Chińczycy jako pierwsi donoszą o wynikach badań laboratoryjnych wskazujących, że Księżyc był aktywny jeszcze całkiem niedawno. To zaś rodzi pytanie, czy głęboko pod jego powierzchnią istnieją pierwiastki radioaktywne zdolne do wytworzenia tak dużo energii, by istniały tam komory magmowe.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wody na Księżycu jest znacznie mniej, niż dotychczas sądzono, informuje Norbert Schörghofer z Planetary Science Institute w Arizonie, współautor badań, których wyniki opublikowano na łamach Science Advances. Obliczenia przeprowadzone przez Schörghofera i Ralucę Rufu z Southwest Research Insitute w Kolorado, mają olbrzymie znaczenie nie tylko dla zrozumienia historii Księżyca, ale również dla założenia stałej bazy na Srebrnym Globie. Bazy, która ma wspierać załogowe wyprawy na Marsa. Kevin Cannon, geolog z Colorado School of Mines, który prowadzi spis obiecujących miejsc do lądowania i prac górniczych na Księżycu, już zaczął aktualizować ją w oparciu o wyliczenia Schörghofera i Rufu.
Woda na Księżycu, w postaci lodu, znajduje się w stale zacienionych obszarach księżycowych kraterów. Tylko tam ma szansę przetrwać. Te stale zacienione obszary to jedne z najchłodniejszych miejsc w Układzie Słonecznym. Na wodę możemy liczyć przede wszystkim w głębokich kraterach znajdujących się w pobliżu biegunów. Tam bowiem kąt padania promieni słonecznych wynosi zaledwie 1,5 stopnia. Jednak nie zawsze tak było. Przed miliardami lat oś Księżyca była nachylona pod zupełnie innym kątem, różniącym się od obecnego może nawet o 77 stopni. Taka orientacja wystawiała zaś bieguny na działanie Słońca, eliminując wszelkie zacienione obszary, a co za tym idzie, odparowując znajdujący się tam lód.
Wiemy, że Księżyc powstał przed około 4,5 miliardami lat w wyniku uderzenia w tworzącą się Ziemię planety wielkości Marsa. Od tego czasu migruje on coraz dalej od nasze planety. Początkowo znajdował się pod przemożnym wpływem sił pływowych Ziemi, obecnie większą rolę odgrywają siły pływowe Słońca i ta właśnie zmiana doprowadziła do zmiany orientacji osi Księżyca. Zasadnicze pytanie brzmi, kiedy do niej doszło. Jeśli wcześniej, to na Księżycu powinno być więcej lodu, jeśli zaś później, lodu będzie mniej.
Dopiero w 2022 roku astronomowie z Obserwatorium Paryskiego rozwiązali stary problem niezgodności danych geochemicznych z fizycznym modelem oddziaływania sił pływowych. Schörghofer i Rufu skorzystali z pracy Francuzów i utworzyli udoskonalony model pokazujący zmiany osi Księżyca w czasie. To zaś pozwoliło mi stwierdzić, ile lodu może istnieć w obecnych stale zacienionych obszarach.
Z ich obliczeń wynika, że najstarsze stale zacienione obszary utworzyły się nie więcej niż 3,94 miliarda lat temu. Są zatem znacznie młodsze, niż dotychczas sądzono, a to oznacza, że wody na Księżycu jest znacznie mniej. Nie możemy się już spodziewać, że istnieją tam warstwy czystego lodu o grubości od dziesiątków to setek metrów, mówi Schörghofer.
Uczony dodaje jednak, że nie należy podchodzić do tych badań wyłącznie pesymistycznie. Dostarczają one bowiem dokładniejszych danych na temat miejsc, w których powinien znajdować się lód. Ponadto z wcześniejszych badań, które Schörghofer prowadził wraz z Paulem Hayne z University of Colorado i Odedem Aharonsonem z izraelskiego Instytut Weizmanna, wynika, że stale zacienionych obszarów jest więcej niż sądzono, a lód może znajdować się nawet w takich, które liczą sobie zaledwie 900 milionów lat. Wnioski płynące z badań są więc takie, że lodu na Księżycu jest znacznie mniej, ale jest on w większej liczbie miejsc.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ponad połowa największych jezior na świecie traci wodę, wynika z badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowy z USA, Francji i Arabii Saudyjskiej. Przyczynami tego stanu rzeczy są głównie globalne ocieplenie oraz niezrównoważona konsumpcja przez człowieka. Jednak, jak zauważają autorzy badań, dzięki opracowanej przez nich nowej metodzie szacunku zasobów wody, trendów oraz przyczyn jej ubywania, można dostarczyć osobom odpowiedzialnym za zarządzanie informacji, pozwalającymi na lepszą ochronę krytycznych źródeł wody.
Przeprowadziliśmy pierwsze wszechstronne badania trendów oraz przyczyn zmian ilości wody w światowych jeziorach, wykorzystując w tym celu satelity oraz modele obliczeniowe, mówi główny autor badań, Fangfang Yao z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Boulder (CU Boulder). Mamy dość dobre informacje o słynnych jeziorach, jak Morze Kaspijskie, Jezioro Aralskie czy Salton Sea, jeśli jednak chcemy dokonać szacunków w skali globalnej, potrzebujemy wiarygodnych informacji o poziomie wód i objętości jeziora. Dzięki tej nowej metodzie możemy szerzej spojrzeć na zmiany poziomu wód jezior w skali całej planety, dodaje profesor Balaji Rajagopalan z CU Boulder.
Naukowcy wykorzystali 250 000 fotografii jezior wykonanych przez satelity w latach 1992–2020. Na ich podstawie obliczyli powierzchnię 1972 największych jezior na Ziemi. Użyli też długoterminowych danych z pomiarów poziomu wód z dziewięciu satelitów. W przypadku tych jezior, co do których brak było danych długoterminowych, wykorzystano pomiary wykorzystane za pomocą bardziej nowoczesnego sprzętu umieszczonego na satelitach. Dzięki połączeniu nowych danych z długoterminowymi trendami byli w stanie ocenić zmiany ilości wody w jeziorach na przestrzeni kilku dziesięcioleci.
Badania pokazały, że 53% największych jezior na świecie traci wodę, a jej łączny ubytek jest 17-krotnie większy niż pojemność największego zbiornika na terenie USA, Lake Meads. Wynosi zatem około 560 km3 wody.
Uczeni przyjrzeli się też przyczynom utraty tej wody. W przypadku około 100 wielkich jezior przyczynami były zmiany klimatu oraz konsumpcja przez człowieka. Dzięki tym badaniom naukowcy dopiero teraz dowiedzieli się, że za utratą wody w jeziorze Good-e-Zareh w Afganistanie czy Mar Chiquita w Argentynie stoją właśnie takie przyczyny. Wśród innych ważnych przyczyn naukowcy wymieniają też odkładanie się osadów. Odgrywa ono szczególnie ważną rolę w zbiornikach, które zostały napełnione przed 1992 rokiem. Tam zmniejszanie się poziomu wody jest spowodowane głównie zamuleniem.
Podczas gdy w większości jezior i zbiorników wody jest coraz mniej, aż 24% z nich doświadczyło znacznych wzrostów ilości wody. Są to głównie zbiorniki znajdujące się na słabo zaludnionych terenach Tybetu i północnych części Wielkich Równin oraz nowe zbiorniki wybudowane w basenach Mekongu czy Nilu.
Autorzy badań szacują, że około 2 miliardów ludzi mieszka na obszarach, gdzie w zbiornikach i jeziorach ubywa wody, co wskazuje na pilną potrzebę uwzględnienia takich elementów jak zmiany klimatu, konsumpcja przez człowieka czy zamulanie w prowadzonej polityce. Jeśli na przykład konsumpcja przez człowieka jest ważnym czynnikiem prowadzącym do utraty wody, trzeba wprowadzić mechanizmy, które ją ograniczą, mówi profesor Ben Livneh. Uczony przypomina jezioro Sevan w Armenii, w którym od 20 lat poziom wody rośnie. Autorzy badań łączą ten wzrost z wprowadzonymi i egzekwowanymi od początku wieku przepisami dotyczącymi sposobu korzystania z wód jeziora.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Już 14 listopada satelita typu CubeSat CAPESTONE dotrze w okolice Księżyca i będzie pierwszym pojazdem w historii, który zajmie unikatową wydłużoną orbitę wokół Srebrnego Globu. Orbita ta będzie wykorzystywana w ramach programu Artemis, a CAPESTONE ma przetrzeć drogę dla stacji kosmicznej Gateway, która zostanie zbudowana na orbicie Księżyca. Zadaniem CAPESTONE'a jest przetestowanie innowacyjnych technologii nawigacyjnych i zweryfikowanie danych o dynamice orbity, na której wcześniej nie umieszczano pojazdów.
Mowa tutaj o orbicie NRHO (near-rectilinear halo orbit), która w wyniku oddziaływania pomiędzy Ziemią a Księżycem jest orbitą półstabilną. Znajdujący się tam obiekt trzyma się orbity w znacznej mierze dzięki grawitacji, więc umieszczone na niej pojazdy zużyją minimalne ilości paliwa na korekty orbity. NASA planuje wykorzystanie NRHO między innymi do zaparkowanie tam stacji kosmicznej Gatway na co najmniej 15 lat.
Przez ostatnie 4 miesiące pojazd CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment) podróżował w kierunku Księżyca niezwykle wydłużoną trasą zwaną balistycznym transferem księżycowym. Trasa ta wykorzystuje grawitację Ziemi, Księżyca i Słońca do przemieszczenia pojazdu pomiędzy Ziemią a Księżycem. Jest niezwykle efektywna pod względem energetycznym, wymaga zużycia niewielkiej ilości paliwa, ale podążający nią pojazd musi oddalić się od Ziemi na odległość 1–2 milionów kilometrów i powrócić w jej okolice.
CAPSTONE został wystrzelony 28 czerwca z Nowej Zelandii. Podczas czteromiesięcznej podróży wykonał pięć manewrów. Dzięki nim pojazd ma idealnie wejść na NRHO. Precyzja jest tutaj bardzo ważna. Poruszający się w prędkością ponad 6100 km/h pojazd musi w odpowiednim czasie znaleźć się w odpowiednim miejscu orbity. Ma to nastąpić 14 listopada o 0:48 czasu polskiego. NASA ocenia, że będzie potrzebowała kolejnych pięciu dni na analizę danych, przeprowadzenie dwóch dodatkowych manewrów i potwierdzenie umieszczenia pojazdu na właściwej orbicie.
Pojazd ma pozostać na NRHO przez co najmniej sześć miesięcy. W tym czasie co 6,5 doby uruchomi silniki, by skorygować orbitę. Dostarczy w ten sposób danych, dzięki którym inżynierowie przyszłych misji będą mogli zoptymalizować zużycie paliwa na NRHO. Dodatkowo misja przetestuje innowacyjne systemy nawigacyjne, pozwalające na precyzyjne określanie pozycji pojazdów znajdujących się na NRHO względem innych pojazdów. W ten sposób ma zmniejszyć się zależność pojazdów na NRHO od łączności z Ziemią. CAPSTONE będzie określał swoją pozycję względem Lunar Reconnaissance Orbitera, który od 2009 roku znajduje się na orbicie Księżyca. Dzięki temu w przyszłości pojazdy z NRHO będą mogły wysyłać na Ziemię szybciej istotne dane dotyczące np. prowadzonych przez siebie badań, gdyż zwolni się część pasma z anteny skierowanej w stronę naszej planety.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.