Neljä avaruusteknologiaa, jotka muuttavat elämäämme lähitulevaisuudessa

2024 Kirjoittaja: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 03:55

Kuvittele maailma, jossa myrskyt, hurrikaanit, tornadot, tulvat ja salamat eivät ole enää vaarallisia ihmisille. Maailma, jossa lento Lontoosta Sydneyyn kestää tunnin. Kuvittele tulevaisuus, jossa tietomme aineesta on niin syvällä, että aikamatkailusta tulee todellisuutta. Tiedemiehet työskentelevät jo näiden tekniikoiden parissa Kaliforniassa, Palo Altossa, Lockheed Martinin laboratorioissa, joka on ilmailu- ja avaruusteknologian ja lentokoneiden rakentamisen maailman jättiläinen.

Lockheed Martin työskentelee rinnakkain NASAn, maailman johtavien yliopistojen ja tehokkaiden kaupallisten kumppaneiden kanssa. Tutkijat keskittyvät neljään projektiin, jotka mullistavat maailmamme:

• ihmiselämän säilyttäminen;
• uuden tiedon löytäminen maailmankaikkeuden alkuperästä;
• lennot äänen nopeudella;
• estää maailmanloppua.

Salaman perässä

Toukokuussa tornadot, tulvat ja muut luonnonkatastrofit maksoivat Yhdysvaltain taloudelle yli 4,5 miljardia dollaria. Vakuutusyhtiö AON:n mukaan kuukaudessa oli 412 tornadoa. Kiinassa kuoli samassa kuussa 81 ihmistä ja 100 000 kotia vaurioitui ja tuhoutui Mei-yu-sateiden seurauksena.

Kukaan ei ole suojassa sääkatastrofeista. Vuonna 2011 Thaimaan tulvat iskivät tietokonekomponenttitehtaisiin ja nostivat kiintolevyjen hintoja maailmanlaajuisesti.

Tarkka ennuste tulevasta tornadosta auttaa pelastamaan ihmishenkiä. Lightning Map (GLM) antaa ihmisille mahdollisuuden piiloutua katastrofilta.

Scott Fouse, Lockheed Martinin Advanced Technology Centerin varapuheenjohtaja, sanoo, että salama muodostuu pilviin ja saavuttaa maan vasta hetken kuluttua, joten voit ennustaa katastrofin. Tiedemiehet yhdistävät antureita salamadatan keräämiseksi yhdysvaltalaiseen GOES-R-satelliittiin, joka laukaistaan ensi vuonna.

GOES-R-satelliitin pääinsinööri Stephen Jolly selittää, että anturit on valmistettu Hubble-teleskoopin tekniikalla, mutta nyt emme katso tähtiä, vaan Maata. Tornado alkaa 10 minuuttia salaman alkamisen jälkeen, ja nämä 10 minuuttia säästävät monia ihmishenkiä.

Sääseurantalaite, joka vangitsee Maan nopeudella 500 kuvaa sekunnissa, auttaa lentokoneita navigoimaan myrskyn läpi ja lähettämään varoitussignaalin maan päällä oleville sähköverkoille. Tutkijat aikovat ottaa GLM-järjestelmän käyttöön kaikkialla maailmassa.

Huonon sään lisäksi koronaaliset massapurkaukset – aurinkokoronan aineet – uhkaavat sähköjärjestelmiä ja lentoliikennettä. Miljardeja kilometrejä avaruudessa kulkeneet ainehiukkaset saavuttavat maan 1-3 päivässä. Pienetkin päästöt voivat heikentää satelliittien signaalia, jolloin menetämme lentokoneiden ja sähköjärjestelmien hallinnan.

Mitä suurempi vapautuminen, sitä vaarallisemmat seuraukset. Riippuen vapautumisajasta, auringon paikasta, jossa se tapahtuu, ja hiukkasten liikesuunnasta riippuen, jotkut maapallon osat voivat menettää sähköä jopa 5 kuukaudeksi. Vakuutusyhtiöt maksavat noin 10 miljardia dollaria vuodessa koronapäästöjen aiheuttamista vahingoista. GOES-R ultraviolettilämpökamera antaa ennakkovaroituksen tulevista päästöistä.

Toinen GOES-R:n työkalu, geoCARB, kehitetään yhteistyössä Oklahoman yliopiston kanssa. Se mittaa maapallon ilmakehän hiilidioksidin määrää, jotta voimme ennustaa sen määrään liittyviä muutoksia.

Aikamatkailua ja syntymässä olevien galaksien kuvaamista

Lockheed Martin ja Arizonan yliopisto kehittävät superherkkää lähi-infrapunakameraa, joka toivoo vangiavansa varhaisimpien muodostumisvaiheessa olevien tähtien ja galaksien valon. Tähtitieteilijät ovat asentaneet kameraan koronagrafin, joka ottaa kuvia heikosti näkyvistä kohteista kirkkaiden lähteiden lähellä. NIRCamin koronagrafin toimintamekanismi on samanlainen kuin silloin, kun peitämme silmämme kämmenellä auringonvalolta nähdäksemme jotain.

NIRCam laukaistaan avaruuteen James Webb -avaruusteleskoopilla lokakuussa 2018 Ranskan Guayanasta Ariane 5 -raketilla. Spektrometrien avulla tutkijat oppivat lisää valon luonteesta ja näkevät kuinka kaasupilviä muodostuu. Tämä auttaa ymmärtämään paljon maailmankaikkeuden alkuperästä.

NIRCamin avulla tutkijat tutkivat pimeää ainetta ja pimeää energiaa. Nyt ne ovat piilossa kaukoputkiltamme, mutta tiedämme, että ne ovat olemassa. Tämä tieto luo perustan tilan ja ajan vuorovaikutuksen ymmärtämiselle.

Uskomme, että aika liikkuu yhteen suuntaan, mutta asia ei ole sitä mitä luulemme sen olevan. Avaruudessa on onteloita, jotka aiheutuvat suurista esineistä, kuten esimerkiksi Auringosta. Voisiko tämä löytö johtaa aikamatkustukseen? En sulje pois mitään. Vanha Star Trek -sarja puhui monista näistä teknologioista, ja isäni, fyysikko, nauroi niille. Näistä tekniikoista on nyt tulossa todellisuutta. Kun ymmärrämme maailmankaikkeuden alkuperän perusteet, pystymme selittämään kaikki ilmiöt, joita emme nyt voi käsittää.

Stephen Jolly

NIRCamin kanssa tehtävä tutkimus ei ole tärkeää vain kosmologeille, vaan koko maailmalle: se vaikuttaa uskomusjärjestelmään ja muuttaa ihmiskunnan uskonnollisia uskomuksia.

Kaksi kertaa ääntä nopeampi

Hypersonisen matkustamisen idea ei ole uusi. Termi ilmestyi 70-luvulla ja merkitsi 5 Machin nopeutta, eli 5 kertaa äänen nopeutta. Monet projektit on omistettu yrityksiin voittaa äänen nopeus kymmeniä kertoja. Saksalaiset kehittäjät aikovat laukaista Hypersonic SpaceLinerin vuoteen 2030 mennessä, joka pystyy lentää Euroopasta Australiaan 90 minuutissa. Lockheed Martin kehittää teknologiaa 20 Mach - 24 498 km / h - ja 30 Mach -nopeuden voittamiseksi.

Yritykset saavuttaa 20 Mach epäonnistuivat luotettavien materiaalien puutteen vuoksi, jotka kestäisivät näillä nopeuksilla syntyvän lämmön. Tieteilijöillä on nyt materiaalia, joka jäähtyy itsestään "roittamalla" elektroneja, aivan kuten ihmiskeho tuottaa hikeä.

Lockheed Martin tekee yhteistyötä Imperial College Londonin kanssa, joka omistaa hypersonic-tuulitunnelin materiaalitestausta varten. Yliäänilentoja tarvitaan paitsi tavallisten matkustajien nopeaan siirtymiseen maasta toiseen. Ne ovat välttämättömiä välittömän humanitaarisen tai katastrofiavun tarjoamiseksi, vaikka yliäänimatkan kustannukset ovat erittäin korkeat käytön alkuvuosina.

Hyperäänisten materiaalien ohella tulevaisuuden koneiden luomiseen käytetään muuta kehitystä. Akuissa käytetään esimerkiksi hiilinanoputkia, jotka ovat 50 000 kertaa ohuempia kuin hiukset.

Käytämme avaruusteknologiaa lentokoneteollisuudessa, autoteollisuudessa ja jo jokapäiväisessä elämässä. Olemme keksineet antureita, joissa on virtalähde, joka voi kytkeytyä päälle ja pois päältä ilman johtoja. Näin voidaan luoda satelliitteja, jotka ovat kooltaan tuhansia kertoja nykyistä pienempiä. Millaisia autoista tulee? Kuka tietää!

Stephen Jolly

Estää maailmanlopun

Vuonna 2013 noin 15-metrinen meteoriitti putosi Tšeljabinskissa ja loukkaantui noin 2 000 ihmistä. Tämä on ensimmäinen kerta lähihistoriassa, kun suuri meteoriitti putoaa ja aiheutti merkittävää tuhoa. Pieniä meteoriitteja putoaa jatkuvasti maan päälle. Halkaisijaltaan noin 400 metriä oleva meteoriitti voi muodostaa maailmanlaajuisen uhan. NASAn tutkijoiden mukaan näitä tulee Maahan kerran tuhannessa vuodessa.

NASA tarkkailee parhaillaan yli 1 400 asteroidia, jotka voivat aiheuttaa merkittäviä vahinkoja. Maata suojelevat aurinkokunnan jättimäiset planeetat, jotka "vetävät" meteoriitteja päällensä. Siksi viimeinen vakava meteoriitti putosi Maahan vuonna 1908, jälleen Venäjän alueella, ja aiheutti maanjäristyksen, jonka voimakkuus oli 5 Richterin asteikolla. Sen putoamispaikka oli autio, vain yksi ihminen kuoli. Jos meteoriitti olisi pudonnut 4 tuntia ja 47 minuuttia myöhemmin, se olisi pyyhkinyt pois Pietarin, jonka väkiluku oli tuolloin yli miljoona ihmistä.

66 miljoonaa vuotta sitten, liitukauden aikana, kun dinosaurukset vaelsivat maan päällä, noin 10 kilometriä leveä meteoriitti putosi Yucatanin niemimaalle Meksikossa muodostaen Chicxulub-kraatterin. Iskun voima vastasi miljardia pommia, jotka pudotettiin Hiroshimaan ja aiheuttivat kemiallisen reaktion, joka "keitti" maapallon.

NASAn ja Lockheed Martinin tutkijat pyrkivät estämään vastaavia katastrofeja tulevaisuudessa. NASA on ylläpitänyt luetteloa Maan lähellä sijaitsevista kohteista vuodesta 1998, ja se suunnittelee käynnistävänsä vuonna 2016 tehtävän, joka muuttaa ihmiskunnan suhdetta asteroideihin.

Miehittämätön OSIRIS-REX-tehtävä matkustaa asteroidille Bennulle, joka on yksi potentiaalisesti vaarallisimmista asteroideista. On erittäin todennäköistä, että se törmää Maahan XXII-luvun lopussa. OSIRIS-REX lentää Bennuun, ottaa näytteen sen koostumuksesta ja tuo sen maan päälle. Tutkijat toivovat ymmärtävänsä, kuinka asteroidiin ja sen kiertoradalle voidaan vaikuttaa. Tehtävä voi myös löytää asteroidista kemiallisia elementtejä, joita tutkijat eivät vielä tunne.

Planeettamme pelastaminen on muutakin kuin sen suojelemista meteoritörmäykseltä. Esimerkiksi yksi suurimmista mysteereistä: mitä tapahtui Marsin ilmakehään, joka aiheutti rajuja muutoksia ilmastossa? Vuonna 2013 käynnistettiin MAVEN-operaatio, joka kenties antaa vastauksia näihin kysymyksiin ja auttaa ymmärtämään, eikö punaisen planeetan tulevaisuus ole valmis maapallolle.

()