Neli kosmosetehnoloogiat, mis muudavad meie elu lähitulevikus

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 03:53

Kujutage ette maailma, kus tormid, orkaanid, tornaadod, üleujutused ja välk pole enam inimestele ohtlikud. Maailm, kus lend Londonist Sydneysse kestab üks tund. Kujutage ette tulevikku, kus meie teadmised mateeriast on nii sügavad, et ajarännak muutub reaalsuseks. Teadlased töötavad nende tehnoloogiate kallal juba Californias, Palo Altos, maailma kosmosetehnoloogia ja lennukiehituse valdkonna hiiglase Lockheed Martini laborites.

Lockheed Martin töötab kõrvuti NASAga, maailma juhtivate ülikoolide ja võimsate äripartneritega. Teadlased on keskendunud neljale projektile, mis muudavad meie maailma murranguliseks:

• inimelu säilitamine;
• uute teadmiste avastamine universumi päritolu kohta;
• lennud helikiirusel;
• maailmalõpu ärahoidmine.

Välgu järel

Mais läksid tornaadod, üleujutused ja muud looduskatastroofid USA majandusele maksma üle 4,5 miljardi dollari. Kindlustusfirma AON andmetel oli ühes kuus 412 tornaadot. Hiinas hukkus samal kuul Mei-yu vihmas 81 inimest ja 100 000 kodu sai kahjustada ja hävis.

Keegi pole ilmastikukatastroofide eest kaitstud. 2011. aastal tabasid Tai üleujutused arvutikomponentide tehaseid ja tõstsid kõvaketaste hindu kogu maailmas.

Täpne prognoos eelseisva tornaado kohta aitab päästa elusid. Välgukaart (GLM) annab inimestele võimaluse katastroofi eest peitu pugeda.

Lockheed Martini arenenud tehnoloogiakeskuse asepresident Scott Fouse ütleb, et välk tekib pilvedes ja jõuab maapinnale alles mõne aja pärast, nii et võite ennustada katastroofi. Teadlased ühendavad andurid välguandmete kogumiseks järgmisel aastal orbiidile tuleva USA satelliidiga GOES-R.

GOES-R satelliidi peainsener Stephen Jolly selgitab, et andurid on valmistatud Hubble'i teleskoobi tehnoloogiat kasutades, ainult et nüüd ei hakka me vaatama mitte tähti, vaid Maad. Tornaado algab 10 minutit pärast välgutegevuse algust ja need 10 minutit päästavad palju elusid.

Ilmajälgija, mis jäädvustab Maad kiirusega 500 kaadrit sekundis, aitab lennukitel tormist läbi navigeerida ja saadab hoiatussignaali Maa ohustatud elektrivõrkudele. Teadlased kavatsevad GLM-süsteemi kasutusele võtta kogu maailmas.

Lisaks halvale ilmale kujutavad elektrisüsteemidele ja lennundusele ohtu koronaalmassi väljaheited – päikesekroonist pärinevad ained. Olles läbinud kosmoses miljardeid kilomeetreid, jõuavad aineosakesed Maale 1-3 päevaga. Isegi väikesed emissioonid võivad satelliitidelt saadavat signaali halvendada ja me kaotame kontrolli õhusõidukite ja elektrisüsteemide üle.

Mida suurem on vabanemine, seda ohtlikumad on tagajärjed. Olenevalt vabanemise ajast, asukohast päikese käes ja osakeste liikumissuunast võivad mõned maailma osad elektrit kaotada kuni 5 kuuks. Kindlustusseltsid maksavad koronaalsete heitkoguste kahjude eest umbes 10 miljardit dollarit aastas. Ultraviolettkiirguse termokaamera GOES-R annab varajase hoiatuse eelseisvate heitmete eest.

Koostöös Oklahoma ülikooliga töötatakse välja veel üks GOES-R tööriist geoCARB. See mõõdab süsinikdioksiidi taset Maa atmosfääris, et saaksime ennustada selle kogusega seotud muutusi.

Ajas rändamine ja tärkavate galaktikate pildistamine

Lockheed Martin ja Arizona ülikool arendavad ülitundlikku infrapuna-kaamerat, mis loodab jäädvustada kõige varasemate tähtede ja galaktikate tekkefaasis valgust. Astronoomid on kaamerasse paigaldanud koronagraafi, mis pildistab nõrgalt nähtavaid objekte eredate allikate läheduses. NIRCami koronagraafi töömehhanism on sarnane sellega, kui me katame silmad peopesaga päikesevalguse eest, et midagi näha.

NIRCam saadetakse kosmosesse James Webbi kosmoseteleskoobi pardal 2018. aasta oktoobris Prantsuse Guajaanast, kasutades raketti Ariane 5. Spektromeetrite abil saavad teadlased rohkem teada valguse olemusest ja näha, kuidas tekivad gaasipilved. See aitab palju mõista universumi päritolu kohta.

NIRCamiga uurivad teadlased tumeainet ja tumedat energiat. Nüüd on need meie teleskoopide eest peidetud, kuid me teame, et need on olemas. Need teadmised panevad aluse ruumi ja aja koostoime mõistmisele.

Usume, et aeg liigub ühes suunas, kuid mateeria pole see, mida me arvame. Kosmoses on õõnsusi, mis on põhjustatud suurtest objektidest, näiteks Päikesest. Kas see avastus võib viia ajas rändamiseni? Ma ei välista midagi. Vana Star Treki seeria rääkis paljudest nendest tehnoloogiatest ja mu füüsikust isa naeris nende üle. Need tehnoloogiad on nüüd reaalsuseks saamas. Kui mõistame Universumi tekke aluseid, suudame selgitada kõiki nähtusi, mida me praegu ei suuda mõista.

Stephen Jolly

NIRCamiga tehtavad uuringud on olulised mitte ainult kosmoloogidele, vaid kogu maailmale: see mõjutab uskumuste süsteemi ja muudab inimkonna usulisi tõekspidamisi.

Kaks korda kiirem kui heli

Ülihelivõimelise reisimise idee pole uus. Mõiste ilmus 70ndatel ja tähistas kiirust 5 Machi, see tähendab 5 korda helikiirust. Paljud projektid on pühendatud katsetele kümneid kordi helikiirust ületada. Saksamaa arendajad plaanivad 2030. aastaks välja saata Hypersonic SpaceLiner, mis suudab lennata Euroopast Austraaliasse 90 minutiga. Lockheed Martin tegeleb tehnoloogia arendamisega, et ületada kiirus 20 – 24 498 km/h – ja Mach 30.

Katsed jõuda Mach 20-ni kukkusid läbi, kuna puudusid usaldusväärsed materjalid, mis taluksid sellistel kiirustel tekkivat kuumust. Teadlastel on nüüd materjal, mis jahtub elektronide "lillamise" abil iseenesest, täpselt nagu inimkeha toodab higi.

Lockheed Martin teeb koostööd Londoni Imperial College'iga, millel on materjalide testimiseks mõeldud hüperhelikiirusega tuuletunnel. Ülehelikiirusega lende pole vaja ainult tavaliste reisijate kiireks riigist teise liikumiseks. Need on hädavajalikud viivitamatu humanitaar- või katastroofiabi andmiseks, kuigi ülehelikiirusega reisimise maksumus on kasutamise algusaastatel väga kõrge.

Koos hüperhelikiirusega materjalidega kasutatakse tulevikumasinate loomiseks ka muid arendusi. Näiteks hakatakse akudes kasutama süsiniknanotorusid, mis on juuksekarvast 50 000 korda õhemad.

Kosmosetehnoloogiaid kasutame nii lennukitööstuses, autotööstuses kui ka juba igapäevaelus. Oleme leiutanud andurid, millel on toiteallikas, mis suudab end ilma juhtmeteta sisse ja välja lülitada. See võimaldab luua satelliite, mis on tuhandeid kordi väiksemad kui praegused. Millised saavad olema autod? Kes teab!

Stephen Jolly

Maailmalõpu ärahoidmine

2013. aastal kukkus Tšeljabinskis alla umbes 15-meetrine meteoriit, vigastades umbes 2000 inimest. See on esimene kord lähiajaloos, kui suur meteoriit langes ja põhjustas märkimisväärset hävingut. Väikesed meteoriidid langevad pidevalt Maale. Ülemaailmset ohtu võib kujutada umbes 400-meetrise läbimõõduga meteoriit. NASA teadlaste sõnul tulevad need Maale aga kord tuhande aasta jooksul.

NASA jälgib praegu üle 1400 asteroidi, mis võivad põhjustada märkimisväärset kahju. Maad kaitsevad Päikesesüsteemi hiidplaneedid, mis "tõmbavad" enda peale meteoriite. Seetõttu langes viimane tõsine meteoriit Maale 1908. aastal taas Venemaa territooriumil ja põhjustas maavärina magnituudiga 5 Richteri skaalal. Selle langemiskoht oli mahajäetud, hukkus vaid üks inimene. Kui meteoriit oleks langenud 4 tundi ja 47 minutit hiljem, oleks see hävitanud Peterburi, mille rahvaarv oli sel ajal üle miljoni inimese.

66 miljonit aastat tagasi, kriidiajastul, mil dinosaurused Maa peal ringi liikusid, langes Mehhikos Yucatani poolsaarele umbes 10 km laiune meteoriit, mis moodustas Chicxulubi kraatri. Löögi jõud oli võrdne miljardi pommiga, mis visati Hiroshimale ja põhjustas keemilise reaktsiooni, mis "keeris" Maa.

NASA ja Lockheed Martini teadlased töötavad selle nimel, et sarnaseid katastroofe tulevikus ära hoida. NASA on Maalähedaste objektide kataloogi pidanud alates 1998. aastast ning plaanib 2016. aastal käivitada missiooni, mis muudab inimkonna suhet asteroididega.

Mehitamata missioon OSIRIS-REX sõidab asteroidile Bennu, mis on üks potentsiaalselt ohtlikumaid asteroide. Suure tõenäosusega kukub see Maale XXII sajandi lõpus. OSIRIS-REX lendab Bennusse, võtab selle koostisest proovi ja toob selle Maale. Teadlased loodavad mõista, kuidas saab asteroidi ja selle orbiiti mõjutada. Samuti võib missioon leida asteroidilt keemilisi elemente, mida teadlased veel ei tea.

Meie planeedi päästmine on enamat kui lihtsalt selle kaitsmine meteoori löögi eest. Näiteks üks suurimaid mõistatusi: mis juhtus Marsi atmosfääriga, mis põhjustas drastilisi muutusi kliimas? 2013. aastal käivitati MAVEN-missioon, mis võib-olla annab neile küsimustele vastused ja aitab mõista, kas punase planeedi tulevik pole Maa jaoks ette valmistatud.

()