Cztery technologie kosmiczne, które w niedalekiej przyszłości zmienią nasze życie

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 04:07

Wyobraź sobie świat, w którym burze, huragany, tornada, powodzie i błyskawice nie są już niebezpieczne dla ludzi. Świat, w którym lot z Londynu do Sydney trwa godzinę. Wyobraź sobie przyszłość, w której nasza wiedza o materii jest tak głęboka, że podróże w czasie stają się rzeczywistością. Naukowcy pracują już nad tymi technologiami w Kalifornii, w Palo Alto, w laboratoriach Lockheed Martin, światowego giganta w dziedzinie technologii lotniczej i budowy samolotów.

Lockheed Martin współpracuje z NASA, wiodącymi światowymi uniwersytetami i potężnymi partnerami handlowymi. Naukowcy skupiają się na czterech projektach, które zrewolucjonizują nasz świat:

• ochrona życia ludzkiego;
• odkrycie nowej wiedzy o pochodzeniu Wszechświata;
• loty z prędkością dźwięku;
• zapobiegając końcowi świata.

Podążając za błyskawicą

W maju tornada, powodzie i inne klęski żywiołowe kosztowały amerykańską gospodarkę ponad 4,5 miliarda dolarów. Według towarzystwa ubezpieczeniowego AON w ciągu miesiąca było 412 tornad. W Chinach w tym samym miesiącu zginęło 81 osób, a 100 000 domów zostało uszkodzonych i zniszczonych przez deszcze Mei-yu.

Nikt nie jest odporny na katastrofy pogodowe. W 2011 roku powodzie w Tajlandii nawiedziły fabryki podzespołów komputerowych i podniosły ceny dysków twardych na całym świecie.

Dokładna prognoza nadchodzącego tornada pomoże uratować życie. Mapa Błyskawic (GLM) da ludziom szansę na ukrycie się przed katastrofą.

Scott Fouse, wiceprezes Centrum Zaawansowanych Technologii Lockheed Martin, mówi, że błyskawica tworzy się w chmurach i dociera do ziemi dopiero po chwili, więc można przewidzieć katastrofę. Naukowcy podłączą czujniki w celu zbierania danych o wyładowaniach atmosferycznych do amerykańskiego satelity GOES-R, który zostanie wystrzelony w przyszłym roku.

Główny inżynier satelity GOES-R Stephen Jolly wyjaśnia, że czujniki są wykonane w technologii teleskopu Hubble'a, dopiero teraz nie będziemy patrzeć na gwiazdy, ale na Ziemię. Tornado zaczyna się 10 minut po rozpoczęciu aktywności błyskawicy, a te 10 minut uratuje wiele istnień.

Urządzenie śledzące pogodę, rejestrujące Ziemię z szybkością 500 klatek na sekundę, pomoże samolotom poruszać się po burzy i wysyłać sygnał ostrzegawczy do zagrożonych sieci energetycznych na Ziemi. Naukowcy planują wdrożyć system GLM na całym świecie.

Oprócz złej pogody zagrożeniem dla systemów elektrycznych i lotnictwa są koronalne wyrzuty masy – substancje pochodzące z korony słonecznej. Po przebyciu miliardów kilometrów w kosmosie cząstki materii docierają do Ziemi w ciągu 1-3 dni. Nawet niewielkie emisje mogą pogorszyć sygnał z satelitów i stracimy kontrolę nad samolotami i systemami elektrycznymi.

Im większe uwolnienie, tym bardziej niebezpieczne konsekwencje. W zależności od czasu, w którym nastąpi uwolnienie, miejsca na słońcu, w którym nastąpi, oraz kierunku ruchu cząstek, niektóre części świata mogą tracić energię elektryczną nawet przez 5 miesięcy. Firmy ubezpieczeniowe płacą około 10 miliardów dolarów rocznie za szkody spowodowane masową emisją koronową. Ultrafioletowa kamera termowizyjna GOES-R zapewni wczesne ostrzeżenie o nadchodzących emisjach.

Inne narzędzie dotyczące GOES-R, geoCARB, jest opracowywane we współpracy z University of Oklahoma. Mierzy poziom dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej, dzięki czemu możemy przewidzieć zmiany związane z jego ilością.

Podróże w czasie i strzelanie do powstających galaktyk

Lockheed Martin i University of Arizona opracowują superczułą kamerę bliskiej podczerwieni, która ma nadzieję uchwycić światło najwcześniejszych gwiazd i galaktyk na etapie powstawania. Astronomowie zainstalowali w aparacie koronograf, który wykonuje zdjęcia słabo widocznych obiektów w pobliżu jasnych źródeł. Mechanizm działania koronografu w NIRCam jest podobny do tego, kiedy zasłaniamy oczy dłonią przed słońcem, żeby coś zobaczyć.

NIRCam zostanie wystrzelony w kosmos na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba w październiku 2018 roku z Gujany Francuskiej przy użyciu rakiety Ariane 5. Za pomocą spektrometrów naukowcy dowiedzą się więcej o naturze światła i zobaczą, jak tworzą się chmury gazowe. Pomoże to dużo zrozumieć na temat pochodzenia wszechświata.

Dzięki NIRCam naukowcy będą badać ciemną materię i ciemną energię. Teraz są ukryte przed naszymi teleskopami, ale wiemy, że istnieją. Ta wiedza położy podwaliny pod zrozumienie interakcji czasu i przestrzeni.

Wierzymy, że czas płynie w jednym kierunku, ale materia nie jest tym, czym myślimy, że jest. Na przykład w przestrzeni znajdują się puste przestrzenie spowodowane przez duże obiekty, takie jak Słońce. Czy to odkrycie może prowadzić do podróży w czasie? Niczego nie wykluczam. Stara seria Star Trek mówiła o wielu z tych technologii, a mój ojciec, fizyk, śmiał się z nich. Te technologie stają się teraz rzeczywistością. Kiedy zrozumiemy podstawy powstania Wszechświata, będziemy w stanie wyjaśnić wszystkie zjawiska, których teraz nie możemy pojąć.

Stephen Jolly

Badania za pomocą NIRCam są ważne nie tylko dla kosmologów, ale dla całego świata: wpłyną na system wierzeń i zmienią wierzenia religijne ludzkości.

Dwadzieścia razy szybciej niż dźwięk

Idea podróży hipersonicznych nie jest nowa. Termin pojawił się w latach 70. i oznaczał prędkość Mach 5, czyli 5-krotność prędkości dźwięku. Wiele projektów poświęconych jest dziesiątkom krotnym próbom pokonania prędkości dźwięku. Deweloperzy z Niemiec planują do 2030 r. wystrzelić Hypersonic SpaceLiner, który w 90 minut będzie mógł przelecieć z Europy do Australii. Lockheed Martin zajmuje się rozwojem technologii pokonywania Mach 20 – 24 498 km/h – i Mach 30.

Próby osiągnięcia 20 machów nie powiodły się z powodu braku niezawodnych materiałów, które byłyby w stanie wytrzymać ciepło generowane przy tych prędkościach. Naukowcy mają teraz materiał, który chłodzi się samoczynnie poprzez „rozlewanie” elektronów, podobnie jak ludzkie ciało wytwarza pot.

Lockheed Martin współpracuje z Imperial College London, który jest właścicielem hipersonicznego tunelu aerodynamicznego do testowania materiałów. Loty naddźwiękowe są potrzebne nie tylko zwykłym pasażerom do szybkiego przemieszczania się z kraju do kraju. Są one niezbędne do zapewnienia natychmiastowej pomocy humanitarnej lub pomocy w przypadku katastrof, chociaż koszt podróży naddźwiękowych będzie bardzo wysoki we wczesnych latach użytkowania.

Oprócz materiałów naddźwiękowych do tworzenia maszyn przyszłości zostaną wykorzystane inne rozwiązania. Na przykład w bateriach zostaną zastosowane nanorurki węglowe, które są 50 000 razy cieńsze od ludzkiego włosa.

Wykorzystujemy technologie kosmiczne w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i już w życiu codziennym. Wynaleźliśmy czujniki ze źródłem zasilania, które może samoczynnie włączać się i wyłączać bez przewodów. Umożliwi to tworzenie satelitów, które są tysiące razy mniejsze niż obecne. Jakie będą samochody? Kto wie!

Stephen Jolly

Zapobieganie końcowi świata

W 2013 roku w Czelabińsku spadł meteoryt o średnicy około 15 metrów, raniąc około 2000 osób. To pierwszy raz w najnowszej historii, kiedy spadł duży meteoryt i spowodował znaczne zniszczenia. Małe meteoryty nieustannie spadają na Ziemię. Globalne zagrożenie może stanowić meteoryt o średnicy około 400 metrów. Ale według naukowców z NASA przybywają one na Ziemię raz na tysiąc lat.

NASA obserwuje obecnie ponad 1400 asteroid, które mogą spowodować znaczne szkody. Ziemię chronią gigantyczne planety Układu Słonecznego, które „przyciągają” na siebie meteoryty. Dlatego ostatni poważny meteoryt spadł na Ziemię w 1908 roku, ponownie na terytorium Rosji i spowodował trzęsienie ziemi o sile 5 w skali Richtera. Miejsce jego upadku było opustoszałe, zginęła tylko jedna osoba. Gdyby meteoryt spadł 4 godziny i 47 minut później, zniszczyłby Petersburg, którego populacja liczyła wówczas ponad milion osób.

66 milionów lat temu, w okresie kredowym, kiedy po Ziemi wędrowały dinozaury, na półwysep Jukatan w Meksyku spadł meteoryt o szerokości około 10 km, tworząc krater Chicxulub. Siła uderzenia była równa miliardowi bomb, które spadły na Hiroszimę i wywołały reakcję chemiczną, która „zagotowała” Ziemię.

Naukowcy z NASA i Lockheed Martin pracują nad zapobieganiem podobnym katastrofom w przyszłości. NASA prowadzi katalog obiektów znajdujących się w pobliżu Ziemi od 1998 roku, a w 2016 roku planuje rozpocząć misję, która zmieni relacje ludzkości z asteroidami.

Bezzałogowa misja OSIRIS-REX uda się na asteroidę Bennu, jedną z najbardziej potencjalnie niebezpiecznych asteroid. Jest wysoce prawdopodobne, że uderzy w Ziemię pod koniec XXII wieku. OSIRIS-REX poleci do Bennu, pobierze próbkę jego składu i przywiezie na Ziemię. Naukowcy mają nadzieję zrozumieć, w jaki sposób można wpływać na asteroidę i jej orbitę. Ponadto misja może znaleźć na asteroidzie pierwiastki chemiczne nieznane naukowcom.

Ratowanie naszej planety to coś więcej niż tylko ochrona jej przed uderzeniem meteoru. Na przykład jedna z największych zagadek: co się stało z atmosferą na Marsie, co spowodowało drastyczne zmiany w klimacie? W 2013 roku wystartowała misja MAVEN, która być może dostarczy odpowiedzi na te pytania i pomoże zrozumieć, czy przyszłość Czerwonej Planety nie jest przygotowana na Ziemię.

()