اگر روزی بخواهیم از سیاره ی خود خارج شویم و تمدنی دیگر را در سیاره ای دیگر بسازیم، یکی از منابع ضروری که به آن نیاز پیدا می کنیم، انرژی است؛ اکنون در این مورد امیدواریهایی به وجود آمده: مطالعه جدیدی که انجام شده نشان می دهد، بزرگترین قمر زحل، تیتان دارای منابع فراوان انرژی است.

به گفته محققان این مطالعه، در واقع قمر تایتان به قدری انرژی دارد که می تواند نیازهای انرژی جمعیتی به بزرگی کشور ایالات متحده آمریکا را تامین کند. از جمله این انرژی های می توان از انرژی خورشیدی، بادی و نیروی جزر و مدی نام برد.

در ۲۵ دسامبر سال ۲۰۰۴، کاوشگر هویگنس از کاسینی جدا شد و سفر ۲۲ روزه خود را برای رسیدن به سطح قمر تیتان، زحل آغاز کرد. تیتان بزرگ‌ترین قمر از ۶۲ قمر زحل است، این قمر زحل همچنین تنها جرم کیهانی در فضا است که دارای آب پایدار و احتمالا باران است. هنگامی‌که کاوشگر هویگنس در تاریخ ۱۴ ژانویه ۲۰۰۵ فرود تاریخی خود را روی تیتان انجام داد، خود را در برابر دنیایی دید که شباهت غریبی به دوران اولیه زمین داشت، یعنی زمانی که هنوز حیات در سیاره ما شکل نگرفته بود. کانال‌های زهکشی، دریاچه‌ها، فرسایش‌ها، تپه‌های شنی، باران‌های شدید، چیزهایی بودند که به نظر می‌رسیدند دائما روی سطح تیتان تأثیر گذاشته‌اند. تفاوت عمده این بود که بسیاری از این مایع از متان و اتان تشکیل شده بود. همچنین دمای ثبت شده سطح تیتان توسط هویگنس منفی ۲۹۰.۸۳ فارنهایت بود.

علاوه بر مایع سطح تیتان، گذر نزدیک‌های بعدی کاسینی همچنین حضور یک اقیانوس زیرسطحی را که احتمالا چیزی شبیه به یک دریای مرده زمینی (دریای شور فاقد حیات) است را کشف کرد. قمر تیتان که به‌اندازه سیاره عطارد است، تنها جرم کیهانی منظومه شمسی (به‌جز زمین) است که دارای جو غلیظ و مایعات سطحی است. اما در عوض آب، دریاچه‌های قمر تیتان، از باران‌های هیدروکربنی تغذیه می‌شوند و غنی از متان مایع و اتان هستند.

آماندا هندریکس از موسسه علوم سیاره ای و یوک یونگ از موسسه تکنولوژی کالیفرنیا دو محققی هستند که با استفاده از اطلاعات گردآوری شده کاوشگر هویگنس و همچنین برخی محاسبات ریاضیاتی، چنین نتیجه گیری کرده اند. این محققان در مطالعه خود نوشته اند: “هنگامی که انسان چالش های نیرو محرکه را از پیش روی بردارد، امکان سفر به نقاط دور را بدون نگرانی از تشعشعات کیهانی خواهد داشت، قمر تیتان، جایگاه مطلوبی  برای استقرار انسان در منظومه شمسی است.”

این استقرار باید خودکفا باشد، چرا که تیتان حدود ۱.۳ میلیارد کیلومتر با زمین فاصله دارد، اما این قمر پتانسیل این را دارد که به عنوان محلی برای انجام ماموریت های بیشتر حتی در فضای عمیق تر مورد استفاده قرار گیرد. در اکتشافات اولیه به وسیله کاوشگرهای روباتیک می توان از انرژی هسته ای و رادیواکتیو به عنوان یک منبع انرژی استفاده کرد و در ماموریت های سرنشین دار هم می توان، نیروگاه هایی در این قمر ساخت و از منابع موجود در خود تیتان بهره برد.

البته در حال حاضر، ساختار زمین شناسی تیتان برای ما همچون یک معمای اسرار آمیز است، بنابراین نمی توانیم از امکان بهره برداری از انرژی هسته ای در این قمر مطمئن باشیم. چیزی که می دانیم این است که تیتان مملو از متان (در اقیانوس های خود) است، این می تواند انرژی لازم برای سوخت موشک ها و همچنین گزینه ای برای راه اندازی نیروگاه های آبی در این قمر باشد. در همین حال، باید این نکته را در نظر داشته باشیم که با وجود دریاهای کم عمق و کمبود بارش باران در این قمر، رودخانه های چندانی در تیتان وجود ندارد و البته وجود نیروی جزر و مدی هم در هاله ای از ابهام است.

در مورد انرژی جزر و مدی باید بگوییم که گرفتن انرژی جزر و مدی هنگامی عملی است که انرژی زیادی به صورت جزر و مدهای بزرگ و ذخیره کردن آب به میزان زیاد صورت بگیرد و وضعیت محل برای ایجاد نیروگاه جزر و مدی مناسب باشد. خوشبختانه اخترشناسان موفق به مشاهده نیروی جزر و مدی شدیدی در تیتان شده اند که توسط نیروی گرانشی قدرتمند غول گازی زحل پدیده آمده، این تغییرات جزر و مدی در کانالی به نام “سلدون فریتوم” یا “گلوی کراکن” به خوبی قابل مشاهده بوده اند.

رالف لورنز، دانشمند سیاره ای از دانشگاه جان هاپکینز که در این مطالعه حضور نداشته به New Scientist گفت: “گلوی کراکن، اساسا تنگه جبل الطارق است. ما کاملا مطمئن ایم که هر روز جریان بسیار مایعی در تیتان به حرکت در می آید.”

تنگه جبل الطارق، تنگه ای است که دریای مدیترانه را به اقیانوس اطلس متصل می کند و در دو سوی آن مراکش و اسپانیا واقع است. این تنگه، یکی از بهترین نواحی سیاره برای بهره بردن از انرژی جزر و مدی است. در واقع، پدیده های جزر و مدی در این ناحیه موجب توفان های مهیبی می شود. با وجودی که فاصله قمر تیتان به خورشید، تقریبا ۱۰ برابر دورتر از فاصله زمین به خورشید است، اما به گفته محققان، انرژی خورشیدی، تا جایی که بتوانیم پانل های خورشیدی کافی در این قمر بسازیم، گزینه قابل دسترسی محسوب می شود. البته درخشانترین روز تیتان هرگز شبیه به غروب خورشید در زمین نیست، اما هاندریکس و یونگ فکر می کنند که یک مزرعه خورشیدی به بزرگی سطح ایالات متحده آمریکا، قادر به تامین نیازهای انرژی جمعیتی ۳۰۰ میلیونی خواهد بود.

در مورد انرژی بادی هم باید بگویم، با توجه به اطلاعات کاوشگر هویگنس، قمر تیتان دارای بادهای قوی در لایه های فوقانی جو خود است. اما در حال حاضر ما تکنولوژی برای ساخت توربین های بادی شناور در اختیار نداریم. در واقع یکی از موضوعاتی که هم اکنون مطرح شده، امکان اصلاح و بهبود تکنولوژی های زمینی، از پانل های خورشیدی تا توربین های بادی، برای استفاده در سیارات دیگر است.

با توجه به نبود اکسیژن مورد نیاز برای احتراق سوخت های هیدروکربنی، ما به گزینه های دیگری برای ساخت پایگاه هایی خودکفا در تیتان متکی خواهیم بود. نویسندگان این مطالعه اذعان کرده اند که جزئیات زیادی را در این مطالعه لحاظ نکرده اند، چرا که اطلاعات ما از تیتان محدود است، اما گزارش این محققان، گام نخست موثری برای استقرار انسان در بزرگترین قمر سیاره زحل و نشانه اولیه ای است که نشان میدهد، تیتان دارای منابع طبیعی کافی برای استقرار انسان است.

این محققان در مطالعه خود، نتیجه گیری کرده اند: “در حالی که درجه حرارت، گرانش و شرایط بادهای تیتان به این معناست که امکان تولید انرژی در این قمر نسبت به زمین پایین تر است، اما وجود منابع طبیعی در تیتان، نشان می دهد که تولید انرژی در این قمر به طور قابل توجهی امکان پذیر است.”

.

منبع: sciencealert

مطلب قمر تیتان انرژی کافی برای ساخت تمدنی به بزرگی آمریکا دارد! برای اولین بار در وب سایت تکرا - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است.

نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین، موفق‌ترین و مهم‌ترین نظریه‌ای است که بشر توانسته برای گرانش ارائه کند.

نخستین مسافران مریخ با فضاپیمای عظیمی به سیاره سرخ می‌روند، در آنجا فرود می‌آیند، پایه‌های تمدن آینده انسان را می‌سازند؛ تحقیقات علمی را انجام می‌دهند و به زمین بازمی‌گردند. اما در بین عوامل استرس‌زای مأموریت آینده مریخ، چیزی است که معادله را بسیار پیچیده‌تر از قبل می‌کند: تشعشات کیهانی.

زمین میدان مغناطیسی قوی و جو متراکمی دارد که از انسان در برابر تشعشعات مضر کیهانی محافظت می‌کند. اما در فضای عمیق، فضانوردان مستقیما در معرض تشعشعات کیهانی که از ستارگان دورست کهکشان می‌آیند، قرار می‌گیرند. این تشعشات به بافت‌های بدن انسان آسیب می‌رساند، مشکلات سلامتی زیادی به وجود می‌آورد و عمر را کاهش می‌دهد.

به نظر می‌رسد ناسا همه کاری برای کاهش این خطرات برای فضانوردان مریخ انجام خواهد داد. اما فرانسیس کوچینوتا کارشناس تشعشعات و فیزیک فضایی و محقق سابق ناسا پیش‌بینی می‌کند، تشعشعات کیهانی بیش از چیزی هستند که مهندسان ناسا در حال آماده‌سازی خود برای مقابله با آن هستند و می‌توانند، سلامت فضانوردان را با خطر جدی مواجه کنند و منجر به شکست برنامه‌های انسان در این سیاره شوند. مطالعه کوچینوتا ماه آوریل در نشریه “نیچر” منتشر شده بود.

کوچینوتا که هم‌اکنون به عنوان محقق در دانشگاه نوادا، لاس‌وگاس فعالیت می‌کند، در آزمایش‌های خود با شبیه‌سازی شرایطی که فضانوردان در فضای عمیق با آن مواجه می‌شوند، روی مدل‌های حیوانی (موش) دریافت که سلول‌های بدن که در اثر در برخورد با ذرات باردار بسیار پرانرژی یا همان پرتوهای کیهانی آسیب‌دیده و جهش پیدا کرده‌اند، می‌توانند سلول‌هایی که مستقیما تحت تأثیر اشعه‌های فضایی قرار نگرفته‌اند را در خطر قرار دهند.

فرانسیس کوچینوتا می‌گوید: “در معرض تشعشعات کهکشانی قرار گرفتن، می‌تواند هسته سلول‌ها را نابود کند و همچنین موجب جهش سلولی شود که می‌تواند منجر به ابتلا به سرطان شود.”

کوچینوتا در ادامه گفت: ”به‌خوبی می‌دانیم که سلول‌های آسیب دیده، سیگنال‌هایی را به سلول‌های سالم اطراف می‌فرستند و احتمالا ریز محیط سلولی را تغییر می‌دهند. به نظر می‌رسد که این سیگنال‌ها سلول‌های سالم را تغییر داده که موجب تشکیل تومور و یا سرطان می‌شوند.”

محققان از یک مدل تأثیر غیر هدفمند رشد سرطانی استفاده کرده‌اند تا چیزی که دانشمندان برای اولین بار در سال ۱۹۹۲ متوجه آن شده بودند را دوباره تائید کنند. در واقع روشی که سلول‌ها بدون اینکه مستقیما در معرض پرتوهای کیهانی قرار گرفته باشند، تحت تأثیر قرار می‌گیرند. به خوبی می‌دانیم که تشعشات کیهانی به لطف افزایش میزان یونیزاسیون می‌تواند مشکلات سلامتی متعددی به وجود بیاورد، از جمله سرطان و بیماری‌های مرتبط به گردش خون. این خطر یکی از مسائل اصلی خارج شدن از مدار زمین است.

کوچینوتا به Inverse گفت: “ما قبلا می‌دانستیم که تابش تشعشات کیهانی بسیار آسیب‌پذیر است، چراکه باعث ایجاد انواع پیچیده‌تری از آسیب‌های دی ان ای و بسیاری جهش‌های ژنی می‌شود، اما با استفاده از این مطالعه مکانیستی دریافتیم که چنین تشعشعاتی تا چه میزان می‌تواند روی کل بدن انسان تأثیر بگذارد.”

کوچینوتا نتیجه گرفت که خطر سرطان برای فضانوردان در یک مأموریت ۹۰۰ روزه مریخ (شامل سفر ۲۰۰ روزه به‌سوی مریخ، سپری کردن ۵۰۰ روز در سیاره سرخ و ۲۰۰ روز هم برای بازگشت به زمین) به‌طور چشمگیری بالا خواهد بود.

کوچینوتا می‌گوید: “برآوردهای ما نشان می‌دهد که شانس اینکه یک فضانورد در اثر سرطان نسبت به تشعشات بمیرد، یک‌به‌هشت است.”

دانشمندان هنوز دقیقا در مورد خطرات بعد از آن اطمینان ندارند، اما در این زمینه تحقیقاتی در جریان است. این یکی از دلایلی است که اسکات کِلی فضانورد ناسا، تقریبا یک سال را در فضا گذراند تا تأثیر بیشتر اثرات اقامت بلندمدت در فضا را مشخص کنند.

تحقیقات دوقلوهای ناسا هم‌اکنون در حال یکپارچه‌سازی نتایج است. محققان این برنامه ناسا را گروه منحصربه‌فردی از متخصصان مختلف در زمینه‌های ژنتیکی و فیزیولوژیکی تشکیل می‌دهند. درحالی‌که اسکات کِلی یک سال را در ایستگاه فضایی بین‌المللی سپری کرد، برادر دوقلوی او، فضانورد بازنشسته ناسا مارک، در زمین به سر می‌برد. محققان ناسا می‌گویند، مقایسه نمونه‌های بیولوژیکی این دوقلوها، اطلاعات مهمی را در مورد چگونگی تأثیر فضا بر بدن انسان در اختیار محققان ناسا قرار خواهد داد. این مطالعات ژنتیکی پیشگامانه، به ناسا کمک خواهد کرد، ایمنی فضانوردان طی سفر آینده به مریخ را فراهم کند. ناسا اعلام کرده، نتایج  تحقیقات دوقلوهای ناسا، اواخر سال جاری و یا اوایل سال ۲۰۱۸ منتشر شود.

اطلاعات بیشتر در این زمینه هم به وسیله کاوشگر کریاسیتی به دست آمد که از نوامبر سال ۲۰۱۱ تا اوت سال ۲۰۱۲، سفر هشت ماه ای را به سوی سیاره سرخ انجام داد. دانشمندان دریافتند که تجهیزات این کاوشگر تا هزار برابر بیشتر از زمین در معرض تشعشعات قرار گرفته‌اند. این اطلاعات از سوی سازمان‌هایی همچون کمیسیون بین‌المللی حفاظت در برابر پرتو و شورای ملی حفاظت و ارزشیابی پرتو منتشر شده است.

شیلا تیبو، محقق علوم مواد از مرکز تحقیقات لانگلی ناسا به Inverse  گفت: ” کمیسیون بین‌المللی حفاظت در برابر پرتو و شورای ملی حفاظت و ارزشیابی پرتو، اطلاعات علمی و پزشکی درباره آسیب تشعشات کیهانی به انسان‌ها را ارائه می‌کنند و تلاش می‌کنند، با محدودیت‌های تشعشعات کیهانی مقابله کنند، محدودیت‌هایی همچون اینکه انسان بدون خطر تا چه حد می‌تواند در معرض تشعشعات قرار بگیرد.”

نتایج مطالعه کوچینوتا ممکن است، تأثیری در برنامه‌ریزی‌های انجام شده برای مأموریت‌های آینده به مریخ و دیگر سیارات نداشته باشد. اما، جامعه علمی به این مطالعه پاسخ‌های متفاوتی داده است. رابرت زوبرن، مهندس هوافضایی و بنیان‌گذار انجمن مریخ (Mars Society)، در یک بیانیه‌ای تند، کوچینوتا را “دلال تشعشات” خواند و گفت، مطالعه او هیچ‌چیز جدیدی ندارد.

رئیس انجمن مریخ، ماه گذشته با انتشار بیانیه‌ای با عنوان “حمله دوباره دلالان تشعشعات” در وب‌سایت انجمن مریخ نوشت: “تشعشات کیهانی نمی‌تواند اکتشافات انسان در مریخ را متوقف کند و نباید تبدیل به بهانه‌ای برای به تأخیر انداختن مأموریت (مریخ) شود. قابل‌فهم است که محققان تشعشات فضایی بخواهند، ازلحاظ مالی تأمین شوند، اما نباید اطلاعات نادرست را منتشر کنند.”

انجمن مریخ سازمان غیرانتفاعی فضایی است که به‌منظور ارتقای اکتشافات و برنامه‌های استعمار مریخ در سال ۱۹۹۸ توسط دکتر رابرت زوبین و دیگر دانشمندان تأسیس شده است. هدف اصلی این سازمان، آموزش مردم، رسانه‌ها و دولت در مورد مزیت‌های کاوش مریخ، اهمیت برنامه‌ریزی برای مأموریت انسان به مریخ در دهه‌های آینده و لزوم حضور دائمی انسان در سیاره سرخ است.

اما ناسا به دفاع از کوچینوتا پرداخت، تیبو گفت:”کوچینوتا محصول ناسا است، او سرعت (برنامه‌های فضایی) را کم نمی‌کند، تحقیقات او باید جدی گرفته شوند.”

با این حال، تیبو می‌گوید، به نظر نمی‌رسد در برآوردهای کوچینوتا، نوآوری‌های ناسا برای محافظت در برابر تشعشات کیهانی در نظر گرفته شده باشند. ناسا از روش‌های محافظتی مختلفی هم در فضاپیما و هم در سیاره سرخ بهره خواهد برد، اتمسفر رقیق مریخ می‌تواند، حدود ۴۰ درصد از تشعشات خورشیدی را مسدود کند و اقامتگاه‌های مریخی همچون زیستگاه گنبدی هم می‌تواند از انسان در برابر چنین تشعشاتی محافظت کند. باشیم.

طرح سکونت‌گاه یخی که طرح پیشنهادی محققان مرکز تحقیقات لانگلی ناسا است، سازه‌ای شفاف متشکل از پوسته یخی تودرتو باهدف استفاده از آب مایع مریخ در دماهای پایین است. این سازه دارای یک پوسته بیرونی، گنبد داخلی و باغ هیدروپونیک (کشاورزی بدون خاک) در محوطه جلوی سازه است که غذا و اکسیژن را برای ساکنانش فراهم می‌کند. همچنین استفاده از یخ این مزیت را دارد که امکان عبور نور طبیعی به سازه را فراهم می‌کند و درعین‌حال از ساکنانش در برابر تابش تشعشات خورشیدی و کهکشانی محافظت می‌کند. این در حالی است که دانشمندان مدت‌ها است به دنبال جایگزین مصنوعی برای نور خورشید هستند؛ اما این نورها برای حفظ چرخه روزمره خورشید برای حفظ تعادل روانی و توانایی جسمانی خدمه کافی نیستند.

همچنین ایده‌های دیگر همچون حفاری و ساخت زیستگاه زیرزمینی هم مطرح شده است. سفر به ۹۰۰ روزه به مریخ هم می‌تواند کاهش یابد. تیبو می‌گوید: “اگر همه این برنامه‌ها را در نظر بگیریم، می‌توانیم، خطرات سفر به مریخ را کاهش دهیم. محاسبات اولیه ما تا به امروز نشان می‌دهد که می‌توانیم به آنجا برسیم، هنوز امیدی داریم.”

ناسا تشعشعات کیهانی را اولویت اول مطالعات خود قرار داده است، اما همه تلاش‌ها شاید به این منتهی شود که انسان هیچ‌گاه و یا حداقل تا دهه ۲۰۳۰ به آنجا نرسد. ناسا اعلام کرد: “برنامه ما این است که انسان‌های سالم را به مریخ بفرستیم و به زمین بازگردانیم. تا زمانی که از ایمنی مطمئن نشویم، آن‌ها را به مریخ نمی‌فرستیم.”

همان‌طور که خود کوچینوتا در مطالعه‌اش تأکید می‌کند، متغیرهای زیادی برای برآوردهای قطعی وجود دارند، بنابراین نیاز به تحقیقات بیشتری است، او گفت: “ساعت تیک‌تاک (اشاره به گذشت سریع زمان) می‌کند، ما باید پاسخ‌های خود را پیدا کنیم و تا قبل از اینکه دیر شود، خطرات را کاهش دهیم.”

.

منبع: inverse

مطلب تشعشات کیهانی قاتل خاموش مسافران آینده مریخ! برای اولین بار در وب سایت تکرا - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است.