Četras kosmosa tehnoloģijas, kas tuvākajā nākotnē mainīs mūsu dzīvi

2024 Autors: Malcolm Clapton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 04:04

Iedomājieties pasauli, kurā vētras, viesuļvētras, viesuļvētras, plūdi un zibens vairs nav bīstamas cilvēkiem. Pasaule, kurā lidojums no Londonas uz Sidneju ilgst vienu stundu. Iedomājieties nākotni, kurā mūsu zināšanas par matēriju ir tik dziļas, ka ceļošana laikā kļūst par realitāti. Zinātnieki jau strādā pie šīm tehnoloģijām Kalifornijā, Palo Alto, pasaules kosmosa tehnoloģiju un lidmašīnu būves giganta Lockheed Martin laboratorijās.

Lockheed Martin strādā plecu pie pleca ar NASA, pasaules vadošajām universitātēm un spēcīgiem tirdzniecības partneriem. Zinātnieki koncentrējas uz četriem projektiem, kas mainīs mūsu pasauli:

• cilvēka dzīvības saglabāšana;
• jaunu zināšanu atklāšana par Visuma izcelsmi;
• lidojumi ar skaņas ātrumu;
• novērst pasaules galu.

Sekojot zibenim

Maijā viesuļvētras, plūdi un citas dabas katastrofas ASV ekonomikai izmaksāja vairāk nekā 4,5 miljardus dolāru. Pēc apdrošināšanas kompānijas AON datiem mēneša laikā bijuši 412 viesuļvētras. Ķīnā tajā pašā mēnesī Meiju lietusgāžu dēļ gāja bojā 81 cilvēks un 100 000 māju nopostīja un nopostīja.

Neviens nav pasargāts no laikapstākļu katastrofām. 2011. gadā plūdi Taizemē skāra datoru komponentu rūpnīcas un paaugstināja cenas cietajiem diskiem visā pasaulē.

Precīza gaidāmā tornado prognoze palīdzēs glābt dzīvības. Zibens karte (GLM) dos cilvēkiem iespēju paslēpties no katastrofām.

Skots Fouzs, Lockheed Martin Advanced Technology Center viceprezidents, stāsta, ka zibens veidojas mākoņos un tikai pēc kāda laika sasniedz zemi, tāpēc var paredzēt katastrofu. Zinātnieki savienos sensorus, lai savāktu zibens datus ASV satelītam GOES-R, kas tiks palaists nākamgad.

GOES-R satelīta galvenais inženieris Stīvens Džolijs skaidro, ka sensori izgatavoti, izmantojot Habla teleskopa tehnoloģiju, tikai tagad skatīsimies nevis uz zvaigznēm, bet gan uz Zemi. Tornado sākas 10 minūtes pēc zibens aktivitātes sākuma, un šīs 10 minūtes izglābs daudzas dzīvības.

Laikapstākļu izsekotājs, fiksējot Zemi ar ātrumu 500 kadri sekundē, palīdzēs lidmašīnām orientēties vētras laikā un nosūtīt brīdinājuma signālu uz Zemes apdraudētajiem elektrotīkliem. Zinātnieki plāno izvietot GLM sistēmu visā pasaulē.

Papildus sliktiem laikapstākļiem koronālās masas izmešana - vielas no saules vainaga - apdraud elektriskās sistēmas un aviāciju. Nobraukušas miljardiem kilometru kosmosā, matērijas daļiņas Zemi sasniedz 1-3 dienās. Pat nelielas emisijas var pasliktināt signālu no satelītiem, un mēs zaudēsim kontroli pār lidmašīnām un elektriskām sistēmām.

Jo lielāka atbrīvošanās, jo bīstamākas sekas. Atkarībā no izdalīšanās laika, atrašanās vietas saulē, kur tā notiks, un daļiņu kustības virziena, dažas pasaules daļas var zaudēt elektrību līdz pat 5 mēnešiem. Apdrošināšanas kompānijas maksā apmēram 10 miljardus USD gadā par koronālo masu emisiju radītajiem zaudējumiem. GOES-R ultravioletais termovizors sniegs agrīnu brīdinājumu par gaidāmajām emisijām.

Vēl viens rīks GOES-R, geoCARB, tiek izstrādāts sadarbībā ar Oklahomas Universitāti. Tas mēra oglekļa dioksīda līmeni Zemes atmosfērā, lai mēs varētu paredzēt izmaiņas, kas saistītas ar tā daudzumu.

Ceļošana laikā un topošo galaktiku fotografēšana

Lockheed Martin un Arizonas universitāte izstrādā superjutīgu infrasarkano staru kameru, kas cer uztvert senāko zvaigžņu un galaktiku gaismu to veidošanās stadijā. Astronomi kamerā uzstādījuši koronagrāfu, kas bildē vāji redzamus objektus spožu avotu tuvumā. Koronagrāfa darbības mehānisms NIRCam ir līdzīgs tam, kad mēs aizsedzam acis ar plaukstu no saules gaismas, lai kaut ko redzētu.

NIRCam tiks palaists kosmosā ar Džeimsa Veba kosmosa teleskopu 2018. gada oktobrī no Francijas Gviānas, izmantojot raķeti Ariane 5. Ar spektrometru palīdzību zinātnieki uzzinās vairāk par gaismas dabu un redzēs, kā veidojas gāzu mākoņi. Tas palīdzēs daudz saprast par Visuma izcelsmi.

Izmantojot NIRCam, pētnieki pētīs tumšo vielu un tumšo enerģiju. Tagad tie ir paslēpti no mūsu teleskopiem, bet mēs zinām, ka tie pastāv. Šīs zināšanas liks pamatu telpas un laika mijiedarbības izpratnei.

Mēs uzskatām, ka laiks virzās vienā virzienā, bet matērija nav tāda, kādu mēs to domājam. Kosmosā ir dobumi, ko rada lieli objekti, piemēram, Saule. Vai šis atklājums varētu novest pie ceļojuma laikā? Es neko neizslēdzu. Vecajā Star Trek sērijā tika runāts par daudzām no šīm tehnoloģijām, un mans tēvs, fiziķis, par tām smējās. Šīs tehnoloģijas tagad kļūst par realitāti. Kad sapratīsim Visuma rašanās pamatus, varēsim izskaidrot visas parādības, kuras šobrīd nevaram aptvert.

Stīvens Džolijs

Pētījumi ar NIRCam ir svarīgi ne tikai kosmologiem, bet visai pasaulei: tie ietekmēs uzskatu sistēmu un mainīs cilvēces reliģiskos uzskatus.

Divdesmit reizes ātrāk nekā skaņa

Hipersoniskā ceļojuma ideja nav jauna. Termins parādījās 70. gados un apzīmēja ātrumu 5 Mach, tas ir, 5 reizes lielāku skaņas ātrumu. Daudzi projekti ir veltīti mēģinājumiem desmitiem reižu pārvarēt skaņas ātrumu. Izstrādātāji no Vācijas plāno līdz 2030. gadam palaist lidmašīnu Hypersonic SpaceLiner, kas no Eiropas uz Austrāliju varēs lidot 90 minūšu laikā. Lockheed Martin nodarbojas ar tehnoloģiju izstrādi, lai pārvarētu 20 Mach – 24 498 km/h – un 30 Mach.

Mēģinājumi sasniegt 20 Mach izgāzās, jo trūka uzticamu materiālu, kas varētu izturēt siltumu, kas rodas šādos ātrumos. Zinātniekiem tagad ir materiāls, kas pats atdziest, "izlejot" elektronus, tāpat kā cilvēka ķermenis ražo sviedrus.

Lockheed Martin sadarbojas ar Londonas Imperiālo koledžu, kurai pieder hiperskaņas vēja tunelis materiālu testēšanai. Virsskaņas lidojumi ir nepieciešami ne tikai parastajiem pasažieriem, lai ātri pārvietotos no valsts uz valsti. Tie ir būtiski, lai sniegtu tūlītēju humāno palīdzību vai palīdzību katastrofu gadījumos, lai gan virsskaņas ceļojumu izmaksas pirmajos lietošanas gados būs ļoti augstas.

Līdztekus hiperskaņas materiāliem nākotnes mašīnu radīšanai tiks izmantoti arī citi sasniegumi. Piemēram, baterijās tiks izmantotas oglekļa nanocaurules, kas ir 50 000 reižu plānākas par cilvēka matu.

Kosmosa tehnoloģijas izmantojam aviācijas nozarē, automobiļu rūpniecībā un jau arī ikdienā. Mēs esam izgudrojuši sensorus ar strāvas avotu, kas var ieslēgties un izslēgties bez vadiem. Tas ļaus izveidot satelītus, kuru izmērs ir tūkstošiem reižu mazāks nekā pašreizējie. Kādas būs automašīnas? Kas to lai zina!

Stīvens Džolijs

Pasaules gala novēršana

2013. gadā Čeļabinskā nokrita aptuveni 15 metrus liels meteorīts, ievainojot aptuveni 2000 cilvēku. Šī ir pirmā reize nesenajā vēsturē, kad nokrīt liels meteorīts un izraisīja ievērojamus postījumus. Uz Zemi pastāvīgi krīt mazi meteorīti. Globālus draudus var radīt meteorīts, kura diametrs ir aptuveni 400 metri. Bet tie nonāk uz Zemes reizi tūkstoš gados, norāda NASA zinātnieki.

NASA pašlaik novēro vairāk nekā 1400 asteroīdus, kas var radīt ievērojamus bojājumus. Zemi aizsargā Saules sistēmas milzu planētas, kas "velk" sev virsū meteorītus. Tāpēc pēdējais nopietnais meteorīts uz Zemes nokrita 1908. gadā, atkal Krievijas teritorijā, un izraisīja zemestrīci ar 5 ballēm pēc Rihtera skalas. Tā nokrišanas vieta bija pamesta, gāja bojā tikai viens cilvēks. Ja meteorīts būtu nokritis 4 stundas un 47 minūtes vēlāk, tas būtu iznīcinājis Sanktpēterburgu, kuras iedzīvotāju skaits tobrīd bija vairāk nekā miljons cilvēku.

Pirms 66 miljoniem gadu, krīta periodā, kad pa Zemi klaiņoja dinozauri, Jukatanas pussalā Meksikā nokrita aptuveni 10 km plats meteorīts, veidojot Chicxulub krāteri. Trieciena spēks bija līdzvērtīgs miljardam bumbu, kas tika nomestas uz Hirosimu, un izraisīja ķīmisku reakciju, kas "uzvārīja" Zemi.

NASA un Lockheed Martin zinātnieki strādā, lai novērstu līdzīgas katastrofas nākotnē. NASA kopš 1998. gada uztur Zemei tuvo objektu katalogu, un 2016. gadā plāno uzsākt misiju, kas mainīs cilvēces attiecības ar asteroīdiem.

Bezpilota misija OSIRIS-REX dosies uz asteroīdu Bennu, kas ir viens no potenciāli bīstamākajiem asteroīdiem. Ļoti iespējams, ka tas ietrieksies Zemē XXII gadsimta beigās. OSIRIS-REX lidos līdz Bennu, paņems tā sastāva paraugu un nogādās to uz Zemi. Zinātnieki cer saprast, kā var ietekmēt asteroīdu un tā orbītu. Tāpat misijas laikā uz asteroīda var atrast zinātniekiem vēl nezināmus ķīmiskos elementus.

Mūsu planētas glābšana ir vairāk nekā tikai tās pasargāšana no meteora trieciena. Piemēram, viens no lielākajiem noslēpumiem: kas notika ar atmosfēru uz Marsa, kas izraisīja krasas klimata izmaiņas? 2013. gadā tika uzsākta MAVEN misija, kas, iespējams, sniegs atbildes uz šiem jautājumiem un palīdzēs saprast, vai sarkanās planētas nākotne nav sagatavota Zemei.

()