Štiri vesoljske tehnologije, ki bodo v bližnji prihodnosti spremenile naša življenja

2024 Avtor: Malcolm Clapton | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 04:10

Predstavljajte si svet, v katerem nevihte, orkani, tornadi, poplave in strele niso več nevarni za ljudi. Svet, v katerem let iz Londona v Sydney traja eno uro. Predstavljajte si prihodnost, v kateri je naše znanje o materiji tako globoko, da potovanje skozi čas postane resničnost. Znanstveniki se s temi tehnologijami že ukvarjajo v Kaliforniji, v Palo Altu, v laboratorijih Lockheed Martina, svetovnega velikana na področju vesoljske tehnologije in konstrukcije letal.

Lockheed Martin sodeluje z NASA, vodilnimi svetovnimi univerzami in močnimi komercialnimi partnerji. Znanstveniki so osredotočeni na štiri projekte, ki bodo spremenili naš svet:

• ohranjanje človeškega življenja;
• odkritje novih spoznanj o nastanku vesolja;
• leti s hitrostjo zvoka;
• preprečiti konec sveta.

Po streli

Maja so tornadi, poplave in druge naravne nesreče ameriško gospodarstvo stali več kot 4,5 milijarde dolarjev. Po podatkih zavarovalnice AON je bilo v enem mesecu 412 tornadov. Na Kitajskem je v istem mesecu umrlo 81 ljudi in 100.000 domov je bilo poškodovanih in uničenih zaradi deževja Mei-yu.

Nihče ni imun pred vremenskimi katastrofami. Leta 2011 so poplave na Tajskem prizadele tovarne računalniških komponent in zvišale cene trdih diskov po vsem svetu.

Natančna napoved prihajajočega tornada bo pomagala rešiti življenja. Zemljevid strele (GLM) bo ljudem dal možnost, da se skrijejo pred katastrofo.

Scott Fouse, podpredsednik Lockheed Martinovega centra za napredno tehnologijo, pravi, da se strela oblikuje v oblakih in šele čez nekaj časa doseže tla, tako da lahko napoveš katastrofo. Znanstveniki bodo senzorje za zbiranje podatkov o strelah povezali z ameriškim satelitom GOES-R, ki bo izstreljen prihodnje leto.

Glavni inženir satelita GOES-R Stephen Jolly pojasnjuje, da so senzorji izdelani po tehnologiji Hubblovega teleskopa, le da zdaj ne bomo gledali v zvezde, ampak v Zemljo. Tornado se začne 10 minut po začetku delovanja strele in teh 10 minut bo rešilo veliko življenj.

Vremenski sledilnik, ki zajame Zemljo pri 500 sličicah na sekundo, bo pomagal letalom pri krmarjenju skozi nevihto in poslal opozorilni signal ogroženim električnim omrežjem na Zemlji. Znanstveniki nameravajo sistem GLM uvesti po vsem svetu.

Poleg slabega vremena izstrelitve koronalne mase – snovi iz sončne korone – ogrožajo električne sisteme in letalstvo. Po preteku milijard kilometrov v vesolju delci snovi dosežejo Zemljo v 1-3 dneh. Tudi majhne emisije lahko poslabšajo signal satelitov in izgubili bomo nadzor nad letalom in električnimi sistemi.

Večje kot je sproščanje, nevarnejše so posledice. Odvisno od časa, ko pride do sproščanja, lokacije na soncu, kjer se bo pojavil, in smeri gibanja delcev lahko nekateri deli sveta izgubijo elektriko do 5 mesecev. Zavarovalnice plačajo približno 10 milijard dolarjev na leto za škodo zaradi koronalnih emisij. Ultravijolični toplotni slikovni prikazovalnik GOES-R bo zagotovil zgodnje opozorilo o prihajajočih emisijah.

Drugo orodje na GOES-R, geoCARB, se razvija v sodelovanju z Univerzo Oklahoma. Meri raven ogljikovega dioksida v zemeljski atmosferi, tako da lahko napovemo spremembe, povezane z njegovo količino.

Potovanje v času in snemanje nastajajočih galaksij

Lockheed Martin in Univerza v Arizoni razvijata preobčutljivo skoraj infrardečo kamero, ki upa, da bo ujela svetlobo najzgodnejših zvezd in galaksij v fazi njihovega nastanka. Astronomi so v kamero namestili koronagraf, ki slika slabo vidne predmete v bližini svetlih virov. Mehanizem delovanja koronografa v NIRCam-u je podoben tistemu, ko z dlanjo pokrijemo oči pred sončno svetlobo, da nekaj vidimo.

NIRCam bo v vesolje izstreljen na krovu vesoljskega teleskopa James Webb oktobra 2018 iz Francoske Gvajane z uporabo rakete Ariane 5. S pomočjo spektrometrov bodo znanstveniki izvedeli več o naravi svetlobe in videli, kako nastanejo plinski oblaki. To bo pomagalo razumeti veliko o izvoru vesolja.

Z NIRCam bodo raziskovalci preučevali temno snov in temno energijo. Zdaj so skriti pred našimi teleskopi, a vemo, da obstajajo. To znanje bo postavilo temelje za razumevanje interakcije prostora in časa.

Verjamemo, da se čas premika v eno smer, vendar materija ni to, kar mislimo, da je. V vesolju obstajajo votline, ki jih povzročajo na primer veliki predmeti, kot je Sonce. Ali bi to odkritje lahko pripeljalo do potovanja v času? Ničesar ne izključujem. Stara serija Zvezdnih stez je govorila o številnih teh tehnologijah in moj oče, fizik, se jim je smejal. Te tehnologije zdaj postajajo realnost. Ko bomo razumeli temelje nastanka Vesolja, bomo lahko razložili vse pojave, ki jih zdaj ne moremo razumeti.

Stephen Jolly

Raziskave z NIRCam niso pomembne samo za kozmologe, ampak za ves svet: vplivale bodo na sistem prepričanj in spremenile verska prepričanja človeštva.

Dvajsetkrat hitreje od zvoka

Ideja o hiperzvočnem potovanju ni nova. Izraz se je pojavil v 70-ih letih in je označeval hitrost 5 Mach, torej 5-krat večjo od hitrosti zvoka. Številni projekti so posvečeni poskusom, da bi desetkrat premagali hitrost zvoka. Razvijalci iz Nemčije nameravajo do leta 2030 lansirati Hypersonic SpaceLiner, ki bo lahko iz Evrope v Avstralijo poletel v 90 minutah. Lockheed Martin se ukvarja z razvojem tehnologije za premagovanje Mach 20 - 24.498 km / h - in Mach 30.

Poskusi doseči 20 Mach so propadli zaradi pomanjkanja zanesljivih materialov, ki bi vzdržali toploto, ki nastane pri teh hitrostih. Znanstveniki imajo zdaj material, ki se sam ohlaja z "razlivanjem" elektronov, tako kot človeško telo proizvaja znoj.

Lockheed Martin sodeluje z Imperial College London, ki ima v lasti hiperzvočni vetrovnik za testiranje materialov. Nadzvočni leti niso potrebni samo za navadne potnike, da se hitro premikajo iz države v državo. Bistveni so za zagotavljanje takojšnje humanitarne pomoči ali pomoči ob nesrečah, čeprav bodo stroški nadzvočnega potovanja v prvih letih uporabe zelo visoki.

Poleg hiperzvočnih materialov bodo za ustvarjanje strojev prihodnosti uporabljeni tudi drugi razvoj. Na primer, v baterijah bodo uporabljene ogljikove nanocevke, ki so 50.000-krat tanjše od človeških las.

Vesoljske tehnologije uporabljamo v letalski industriji, v avtomobilski industriji in že v vsakdanjem življenju. Izumili smo senzorje z virom napajanja, ki se lahko sam vklopi in izklopi brez žic. To bo omogočilo ustvarjanje satelitov, ki so tisočkrat manjši od sedanjih. Kakšni bodo avtomobili? Kdo ve!

Stephen Jolly

Preprečevanje konca sveta

Leta 2013 je v Čeljabinsku padel meteorit s premerom približno 15 metrov, pri čemer je ranjenih približno 2000 ljudi. To je prvič v novejši zgodovini, ko je padel velik meteorit in povzročil veliko uničenje. Majhni meteoriti nenehno padajo na Zemljo. Globalno grožnjo lahko predstavlja meteorit s premerom približno 400 metrov. A ti pridejo na Zemljo enkrat na tisoč let, pravijo znanstveniki iz Nase.

NASA trenutno opazuje več kot 1400 asteroidov, ki lahko povzročijo znatno škodo. Zemljo varujejo orjaški planeti sončnega sistema, ki nase »vlečejo« meteorite. Zato je zadnji resen meteorit padel na Zemljo leta 1908, spet na ozemlje Rusije, in povzročil potres z magnitudo 5 po Richterjevi lestvici. Kraj njegovega padca je bil zapuščen, umrla je le ena oseba. Če bi meteorit padel 4 ure in 47 minut pozneje, bi izbrisal Sankt Peterburg, katerega prebivalstvo je bilo takrat več kot milijon ljudi.

Pred 66 milijoni let, v obdobju krede, ko so dinozavri pohajkovali po Zemlji, je na polotok Jukatan v Mehiki padel meteorit, širok približno 10 km, in tvoril krater Chicxulub. Moč udarca je bila enaka milijardi bomb, ki so bile odvržene na Hirošimo, in povzročile kemično reakcijo, ki je "zavrela" Zemljo.

Znanstveniki iz NASA in Lockheed Martin si prizadevajo preprečiti podobne nesreče v prihodnosti. NASA že od leta 1998 vzdržuje katalog objektov blizu Zemlje, leta 2016 pa načrtuje lansiranje misije, ki bo spremenila odnos človeštva do asteroidov.

Brezpilotna misija OSIRIS-REX bo potovala na asteroid Bennu, enega najbolj potencialno nevarnih asteroidov. Zelo verjetno je, da bo ob koncu XXII stoletja trčil v Zemljo. OSIRIS-REX bo priletel do Bennuja, vzel vzorec njegove sestave in ga prinesel na Zemljo. Znanstveniki upajo, da bodo razumeli, kako je mogoče vplivati na asteroid in njegovo orbito. Poleg tega lahko misija na asteroidu najde kemične elemente, ki jih znanstveniki še ne poznajo.

Reševanje našega planeta je več kot le zaščita pred meteornim udarcem. Na primer, ena največjih skrivnosti: kaj se je zgodilo z atmosfero na Marsu, ki je povzročila drastične spremembe podnebja? Leta 2013 se je začela misija MAVEN, ki bo morda dala odgovore na ta vprašanja in pomagala razumeti, ali prihodnost rdečega planeta ni pripravljena za Zemljo.

()