Vier ruimtetegnologieë wat ons lewens in die nabye toekoms gaan verander

2024 Outeur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 03:44

Stel jou 'n wêreld voor waarin storms, orkane, tornado's, vloede en weerlig nie meer gevaarlik vir mense is nie.’n Wêreld waarin’n vlug van Londen na Sydney een uur neem. Stel jou 'n toekoms voor waarin ons kennis van materie so diep is dat tydreise 'n werklikheid word. Wetenskaplikes werk reeds aan hierdie tegnologieë in Kalifornië, in Palo Alto, in die laboratoriums van Lockheed Martin, die wêreldreus op die gebied van lugvaarttegnologie en vliegtuigbou.

Lockheed Martin werk sy aan sy met NASA, die wêreld se voorste universiteite en kragtige kommersiële vennote. Wetenskaplikes is gefokus op vier projekte wat ons wêreld sal rewolusie:

• behoud van menslike lewe;
• die ontdekking van nuwe kennis oor die oorsprong van die Heelal;
• vlugte teen die spoed van klank;
• die einde van die wêreld te voorkom.

Na aanleiding van die weerlig

In Mei het tornado's, vloede en ander natuurrampe die Amerikaanse ekonomie meer as $4,5 miljard gekos. Volgens die versekeringsmaatskappy AON was daar 412 tornado's in een maand. In China, in dieselfde maand, is 81 mense dood en 100 000 huise is deur die Mei-yu-reën beskadig en vernietig.

Niemand is immuun teen weerrampe nie. In 2011 het vloede in Thailand rekenaarkomponentfabrieke getref en pryse vir hardeskywe wêreldwyd verhoog.

’n Akkurate voorspelling van’n komende tornado sal help om lewens te red. Die Weerligkaart (GLM) sal mense 'n kans gee om weg te kruip vir 'n ramp.

Scott Fouse, visepresident van Lockheed Martin se Gevorderde Tegnologiesentrum, sê weerlig vorm in die wolke en bereik eers ná’n ruk die grond, sodat jy’n ramp kan voorspel. Wetenskaplikes sal sensors koppel om weerligdata in te samel aan die Amerikaanse satelliet GOES-R, wat volgende jaar gelanseer sal word.

Die hoofingenieur van die GOES-R-satelliet Stephen Jolly verduidelik dat die sensors gemaak word met behulp van die tegnologie van die Hubble-teleskoop, net nou gaan ons nie na die sterre kyk nie, maar na die Aarde. Die tornado begin 10 minute na die aanvang van die weerligaktiwiteit, en hierdie 10 minute sal baie lewens red.

Die weerspoor, wat die Aarde teen 500 rame per sekonde vasvang, sal vliegtuie help om deur die storm te navigeer en 'n waarskuwingsein na kragnetwerke wat op Aarde bedreig word, te stuur. Wetenskaplikes beplan om GLM-stelsel oor die hele wêreld te ontplooi.

Benewens slegte weer, hou koronale massa-uitstoot - stowwe uit die sonkorona - 'n bedreiging vir elektriese stelsels en lugvaart in. Nadat hulle miljarde kilometers in die ruimte afgelê het, bereik deeltjies materie die Aarde binne 1-3 dae. Selfs klein emissies kan die sein van satelliete afbreek, en ons sal beheer oor vliegtuie en elektriese stelsels verloor.

Hoe groter die vrystelling, hoe gevaarliker is die gevolge. Afhangende van die tyd wanneer die vrystelling plaasvind, die plek in die son waar dit sal plaasvind, en die bewegingsrigting van die deeltjies, kan sommige dele van die wêreld elektrisiteit vir tot 5 maande verloor. Versekeringsmaatskappye betaal sowat $10 miljard per jaar vir koronale massa-emissieskade. Die GOES-R ultraviolet termiese beeldhouer sal vroeë waarskuwing van komende emissies gee.

Nog 'n instrument op GOES-R, geoCARB, word ontwikkel in vennootskap met die Universiteit van Oklahoma. Dit meet die vlak van koolstofdioksied in die aarde se atmosfeer sodat ons veranderinge wat verband hou met die hoeveelheid daarvan kan voorspel.

Tydreise en skiet van ontluikende sterrestelsels

Lockheed Martin en die Universiteit van Arizona ontwikkel 'n supersensitiewe naby-infrarooi kamera wat hoop om die lig van die vroegste sterre en sterrestelsels in hul vormingstadium vas te vang. Sterrekundiges het 'n koronagraaf in die kamera geïnstalleer, wat foto's neem van swak sigbare voorwerpe naby helder bronne. Die werkingsmeganisme van die koronagraaf in NIRCam is soortgelyk aan wanneer ons ons oë met ons palm van die sonlig bedek om iets te sien.

NIRCam sal in Oktober 2018 vanaf Frans-Guyana aan boord van die James Webb-ruimteteleskoop in die ruimte gelanseer word deur die Ariane 5-vuurpyl te gebruik. Met behulp van spektrometers sal wetenskaplikes meer leer oor die aard van lig en sien hoe gaswolke vorm. Dit sal help om baie oor die oorsprong van die heelal te verstaan.

Met NIRCam sal navorsers donker materie en donker energie bestudeer. Nou is hulle weggesteek vir ons teleskope, maar ons weet dat hulle bestaan. Hierdie kennis sal die grondslag lê vir die begrip van die interaksie van ruimte en tyd.

Ons glo dat tyd in een rigting beweeg, maar materie is nie wat ons dink dit is nie. Daar is holtes in die ruimte wat veroorsaak word deur groot voorwerpe soos byvoorbeeld die Son. Kan hierdie ontdekking lei tot tydreise? Ek sluit niks uit nie. Die ou Star Trek-reeks het oor baie van hierdie tegnologieë gepraat, en my pa, 'n fisikus, het vir hulle gelag. Hierdie tegnologieë word nou 'n werklikheid. Wanneer ons die grondslae van die oorsprong van die Heelal verstaan, sal ons al die verskynsels kan verduidelik wat ons nie nou kan begryp nie.

Stephen Jolly

Navorsing met NIRCam is belangrik nie net vir kosmoloë nie, maar vir die hele wêreld: dit sal die geloofstelsel beïnvloed en die godsdienstige oortuigings van die mensdom verander.

Twintig keer vinniger as klank

Die idee van hipersoniese reis is nie nuut nie. Die term het in die 70's verskyn en het 'n spoed van Mach 5 aangedui, dit wil sê 5 keer die spoed van klank. Baie projekte word gewy aan pogings om die spoed van klank tientalle kere te oorkom. Ontwikkelaars van Duitsland beplan om die Hypersonic SpaceLiner teen 2030 bekend te stel, wat binne 90 minute van Europa na Australië sal kan vlieg. Lockheed Martin is besig met die ontwikkeling van tegnologie om Mach 20 - 24 498 km/h - en Mach 30 te oorkom.

Pogings om Mach 20 te bereik het misluk weens 'n gebrek aan betroubare materiale wat die hitte wat teen hierdie snelhede gegenereer kan weerstaan. Wetenskaplikes het nou materiaal wat op sy eie afkoel deur elektrone te "mors", net soos die menslike liggaam sweet produseer.

Lockheed Martin werk saam met Imperial College London, wat 'n hipersoniese windtonnel besit vir materiaaltoetsing. Supersoniese vlugte is nie net nodig vir gewone passasiers om vinnig van land tot land te beweeg nie. Hulle is noodsaaklik vir die verskaffing van onmiddellike humanitêre of ramphulp, hoewel die koste van supersoniese reis baie hoog sal wees in die vroeë jare van gebruik.

Saam met hipersoniese materiale sal ander ontwikkelings gebruik word om masjiene van die toekoms te skep. Byvoorbeeld, koolstofnanobuise, wat 50 000 keer dunner as 'n menslike haar is, sal in batterye gebruik word.

Ons gebruik ruimtetegnologieë in die vliegtuigbedryf, in die motorbedryf en reeds in die alledaagse lewe. Ons het sensors uitgevind met 'n kragbron wat homself sonder drade kan aan- en afskakel. Dit sal dit moontlik maak om satelliete te skep wat duisende kere kleiner is as die huidige. Hoe sal die karre wees? Wie weet!

Stephen Jolly

Voorkoming van die einde van die wêreld

In 2013 het 'n meteoriet van ongeveer 15 meter in Tsjeljabinsk geval en sowat 2 000 mense beseer. Dit is die eerste keer in onlangse geskiedenis dat 'n groot meteoriet geval en aansienlike vernietiging veroorsaak het. Klein meteoriete val voortdurend aarde toe.’n Wêreldbedreiging kan deur’n meteoriet van sowat 400 meter in deursnee ingehou word. Maar hierdie kom een keer elke duisend jaar aarde toe, volgens wetenskaplikes van NASA.

NASA neem tans meer as 1 400 asteroïdes waar wat aansienlike skade kan veroorsaak. Die Aarde word beskerm deur die reusagtige planete van die sonnestelsel, wat meteoriete op hulself "trek". Daarom het die laaste ernstige meteoriet in 1908, weer op die grondgebied van Rusland, op die aarde geval en 'n aardbewing met 'n magnitude van 5 op die Richterskaal veroorsaak. Die plek van sy val was verlate, net een persoon het gesterf. As die meteoriet 4 uur en 47 minute later geval het, sou dit St. Petersburg, wie se bevolking op daardie stadium meer as 'n miljoen mense was, uitgewis het.

66 miljoen jaar gelede, gedurende die Kryt-tydperk, toe dinosourusse op die aarde rondgedwaal het, het’n meteoriet van sowat 10 km breed op die Yucatan-skiereiland in Mexiko geval en die Chicxulub-krater gevorm. Die krag van die impak was gelykstaande aan 'n miljard bomme wat op Hirosjima gegooi is, en het 'n chemiese reaksie veroorsaak wat die Aarde "gekook" het.

Wetenskaplikes van NASA en Lockheed Martin werk daaraan om soortgelyke rampe in die toekoms te voorkom. NASA hou sedert 1998’n katalogus van naby-Aarde-voorwerpe by, en beplan om in 2016’n sending te loods wat die mensdom se verhouding met asteroïdes sal verander.

Die onbemande sending OSIRIS-REX sal na asteroïde Bennu reis, een van die potensieel gevaarlikste asteroïdes. Dit is hoogs waarskynlik dat dit aan die einde van die XXII eeu in die Aarde sal neerstort. OSIRIS-REX sal na Bennu vlieg, 'n monster van die samestelling daarvan neem en dit aarde toe bring. Wetenskaplikes hoop om te verstaan hoe die asteroïde en sy wentelbaan beïnvloed kan word. Die sending kan ook chemiese elemente vind wat nog nie aan wetenskaplikes bekend is op die asteroïde nie.

Om ons planeet te red gaan oor meer as net om dit teen 'n meteoor-inslag te beskerm. Byvoorbeeld, een van die grootste raaisels: wat het geword van die atmosfeer op Mars wat drastiese veranderinge in die klimaat veroorsaak het? In 2013 is die MAVEN-sending van stapel gestuur, wat miskien antwoorde op hierdie vrae sal verskaf en sal help om te verstaan of die toekoms van die rooi planeet nie vir die Aarde voorberei is nie.

()