ארבע טכנולוגיות חלל שישנו את חיינו בעתיד הקרוב

2024 מְחַבֵּר: Malcolm Clapton | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 03:56

תארו לעצמכם עולם שבו סופות, סופות הוריקן, סופות טורנדו, שיטפונות וברקים כבר אינם מסוכנים לבני אדם. עולם שבו טיסה מלונדון לסידני אורכת שעה אחת. תארו לעצמכם עתיד שבו הידע שלנו על החומר הוא כל כך עמוק שמסע בזמן הופך למציאות. מדענים כבר עובדים על הטכנולוגיות הללו בקליפורניה, בפאלו אלטו, במעבדות של לוקהיד מרטין, הענקית העולמית בתחום טכנולוגיית התעופה והחלל ובניית מטוסים.

לוקהיד מרטין עובדת זה לצד זה עם נאס א, האוניברסיטאות המובילות בעולם ושותפים מסחריים רבי עוצמה. מדענים מתמקדים בארבעה פרויקטים שיחוללו מהפכה בעולמנו:

• שימור חיי אדם;
• גילוי ידע חדש על מקור היקום;
• טיסות במהירות הקול;
• למנוע את סוף העולם.

בעקבות הברק

במאי, סופות טורנדו, שיטפונות ואסונות טבע אחרים עלו לכלכלה האמריקאית יותר מ-4.5 מיליארד דולר. לפי חברת הביטוח AON, היו 412 סופות טורנדו בחודש אחד. בסין, באותו חודש, מתו 81 בני אדם ו-100,000 בתים ניזוקו ונהרסו על ידי גשמי מיי-יו.

אף אחד לא חסין מפני אסונות מזג האוויר. בשנת 2011, שיטפונות בתאילנד פגעו במפעלי רכיבי מחשב והעלו מחירים עבור כוננים קשיחים ברחבי העולם.

תחזית מדויקת של סופת טורנדו קרובה תעזור להציל חיים. מפת הברק (GLM) תיתן לאנשים הזדמנות להתחבא מפני אסון.

סקוט פוזה, סגן נשיא המרכז הטכנולוגי המתקדם של לוקהיד מרטין, אומר שברק נוצר בעננים ומגיע לקרקע רק לאחר זמן מה, כך שניתן לחזות אסון. מדענים יחברו חיישנים לאיסוף נתוני ברקים ללוויין האמריקאי GOES-R, שישוגר בשנה הבאה.

המהנדס הראשי של לוויין ה-GOES-R סטיבן ג'ולי מסביר שהחיישנים מיוצרים בטכנולוגיה של טלסקופ האבל, רק שעכשיו לא נסתכל על הכוכבים, אלא על כדור הארץ. הטורנדו מתחיל 10 דקות לאחר תחילת פעילות הברקים, ו-10 דקות אלו יצילו חיים רבים.

עוקב מזג האוויר, לוכד את כדור הארץ במהירות של 500 פריימים לשנייה, יעזור למטוסים לנווט בסופה ולשלוח אות אזהרה לרשתות החשמל הנמצאות באיום על פני כדור הארץ. מדענים מתכננים לפרוס מערכת GLM ברחבי העולם כולו.

בנוסף למזג אוויר גרוע, פליטות מסה עטרה - חומרים מהקורונה הסולארית - מהווים איום על מערכות החשמל והתעופה. לאחר כיסוי של מיליארדי קילומטרים בחלל, חלקיקי חומר מגיעים לכדור הארץ תוך 1-3 ימים. אפילו פליטות קטנות עלולות לפגוע באות מלוויינים, ואנו נאבד שליטה על מטוסים ומערכות חשמל.

ככל שהשחרור גדול יותר, כך ההשלכות מסוכנות יותר. בהתאם לזמן שבו מתרחש השחרור, המיקום בשמש שבו הוא יתרחש וכיוון התנועה של החלקיקים, חלקים מסוימים בעולם יכולים לאבד חשמל עד 5 חודשים. חברות הביטוח משלמות כ-10 מיליארד דולר בשנה על נזקי פליטת המונית העטרה. הצילום התרמי האולטרה סגול GOES-R יספק אזהרה מוקדמת על פליטות מתקרבות.

כלי נוסף ב-GOES-R, geoCARB, מפותח בשיתוף עם אוניברסיטת אוקלהומה. הוא מודד את רמת הפחמן הדו חמצני באטמוספירה של כדור הארץ כדי שנוכל לחזות שינויים הקשורים לכמותו.

מסע בזמן וצילום של גלקסיות בהתהוות

לוקהיד מרטין ואוניברסיטת אריזונה מפתחים מצלמה כמעט אינפרא אדום רגישה שמקווה ללכוד את האור של הכוכבים והגלקסיות המוקדמות ביותר בשלב היווצרותם.אסטרונומים התקינו קורונגרף במצלמה, המצלם תמונות של עצמים נראים חלש ליד מקורות בהירים. מנגנון הפעולה של הקורונגרף ב-NIRCam דומה לזמן שבו אנו מכסים את עינינו בכף היד מאור השמש כדי לראות משהו.

NIRCam ישוגר לחלל על סיפון טלסקופ החלל ג'יימס ווב באוקטובר 2018 מגיאנה הצרפתית באמצעות טיל האריאן 5. בעזרת ספקטרומטרים, המדענים ילמדו יותר על מהות האור ויראו כיצד נוצרים ענני גז. זה יעזור להבין הרבה על מקור היקום.

עם NIRCam, חוקרים יחקרו חומר אפל ואנרגיה אפלה. עכשיו הם מוסתרים מהטלסקופים שלנו, אבל אנחנו יודעים שהם קיימים. ידע זה יניח את הבסיס להבנת האינטראקציה של מרחב וזמן.

אנחנו מאמינים שהזמן נע בכיוון אחד, אבל החומר הוא לא מה שאנחנו חושבים שהוא. ישנם חללים בחלל הנגרמים על ידי עצמים גדולים כמו השמש, למשל. האם גילוי זה יכול להוביל למסע בזמן? אני לא שולל שום דבר. סדרת מסע בין כוכבים הישנה דיברה על רבות מהטכנולוגיות הללו, ואבי, פיזיקאי, צחק עליהן. הטכנולוגיות הללו הופכות כעת למציאות. כאשר נבין את היסודות של מקור היקום, נוכל להסביר את כל התופעות שאיננו יכולים להבין כעת.

סטיבן ג'ולי

מחקר עם NIRCam חשוב לא רק לקוסמולוגים, אלא לעולם כולו: הוא ישפיע על מערכת האמונות וישנה את האמונות הדתיות של האנושות.

מהיר פי עשרים מהקול

הרעיון של טיול היפרסוני אינו חדש. המונח הופיע בשנות ה-70 וסימן מהירות של מאך 5, כלומר פי 5 ממהירות הקול. פרויקטים רבים מוקדשים לניסיונות להתגבר על מהירות הקול עשרות פעמים. מפתחים מגרמניה מתכננים להשיק את Hypersonic SpaceLiner עד שנת 2030, שיוכל לטוס מאירופה לאוסטרליה תוך 90 דקות. לוקהיד מרטין עוסקת בפיתוח טכנולוגיה כדי להתגבר על 20 מאך - 24,498 קמ ש - ו-30 מאך.

הניסיונות להגיע ל-20 מאך נפלו עקב מחסור בחומרים אמינים שיכולים לעמוד בחום שנוצר במהירויות אלו. למדענים יש כיום חומר שמתקרר מעצמו על ידי "שפיכת" אלקטרונים, בדיוק כפי שגוף האדם מייצר זיעה.

לוקהיד מרטין עובדת עם אימפריאל קולג' בלונדון, שבבעלותה מנהרת רוח היפרסונית לבדיקת חומרים. טיסות על-קוליות נחוצות לא רק כדי שנוסעים רגילים יעברו במהירות ממדינה למדינה. הם חיוניים למתן סיוע הומניטרי מיידי או סיוע באסון, אם כי העלות של נסיעות על-קוליות תהיה גבוהה מאוד בשנים הראשונות של השימוש.

יחד עם חומרים היפרסוניים, פיתוחים אחרים ישמשו ליצירת מכונות העתיד. לדוגמה, ננו-צינוריות פחמן, שהן דקות פי 50,000 משערת אדם, ישמשו בסוללות.

אנו משתמשים בטכנולוגיות חלל בתעשיית המטוסים, בתעשיית הרכב וכבר בחיי היומיום. המצאנו חיישנים עם מקור כוח שיכול להדליק ולכבות את עצמו ללא חוטים. זה יאפשר ליצור לוויינים קטנים בגודלם אלפי מונים מהנוכחיים. איך יהיו המכוניות? מי יודע!

סטיבן ג'ולי

מונעים את סוף העולם

בשנת 2013 נפל בצ'ליאבינסק מטאוריט בקוטר של כ-15 מטרים ופצעו כ-2,000 איש. זו הפעם הראשונה בהיסטוריה האחרונה שבה מטאוריט גדול נפל וגרם להרס משמעותי. מטאוריטים קטנים נופלים כל הזמן לכדור הארץ. איום עולמי יכול להיווצר ממטאוריט בקוטר של כ-400 מטר. אבל אלה מגיעים לכדור הארץ אחת לאלף שנים, על פי מדענים מנאס א.

נאס"א צופה כעת ביותר מ-1,400 אסטרואידים שעלולים לגרום לנזק משמעותי. כדור הארץ מוגן על ידי כוכבי הלכת הענקיים של מערכת השמש, ה"מושכים" על עצמם מטאוריטים.לכן, המטאוריט הרציני האחרון נפל לכדור הארץ בשנת 1908, שוב בשטחה של רוסיה, וגרם לרעידת אדמה בעוצמה של 5 בסולם ריכטר. מקום נפילתו היה נטוש, רק אדם אחד מת. אם המטאוריט היה נופל כעבור 4 שעות ו-47 דקות, הוא היה מחסל את סנט פטרסבורג, שאוכלוסייתה מנתה אז יותר ממיליון איש.

לפני 66 מיליון שנים, בתקופת הקרטיקון, כאשר דינוזאורים הסתובבו על פני כדור הארץ, נפל מטאוריט ברוחב של כ-10 ק"מ בחצי האי יוקטן שבמקסיקו, ויצר את מכתש צ'יקסולוב. עוצמת הפגיעה הייתה שווה ערך למיליארד פצצות שהוטלו על הירושימה, וגרמה לתגובה כימית ש"הרתיחה" את כדור הארץ.

מדענים מנאס"א ולוקהיד מרטין פועלים כדי למנוע אסונות דומים בעתיד. נאס"א שומרת על קטלוג של עצמים קרובים לכדור הארץ מאז 1998, ומתכננת להשיק משימה ב-2016 שתשנה את מערכת היחסים של האנושות עם אסטרואידים.

המשימה הבלתי מאוישת OSIRIS-REX תיסע לאסטרואיד Bennu, אחד האסטרואידים שעלולים להיות מסוכנים ביותר. סביר מאוד שהוא יתרסק לתוך כדור הארץ בסוף המאה ה-22. OSIRIS-REX תטוס עד בנו, ייקח דגימה מהרכבו ויביא אותו לכדור הארץ. מדענים מקווים להבין כיצד ניתן להשפיע על האסטרואיד ומסלולו. כמו כן, המשימה יכולה למצוא יסודות כימיים שטרם ידועים למדענים על האסטרואיד.

הצלת כוכב הלכת שלנו היא יותר מסתם הגנה עליו מפני פגיעת מטאור. למשל, אחת התעלומות הגדולות ביותר: מה קרה לאטמוספירה על מאדים שגרמה לשינויים דרסטיים באקלים? בשנת 2013 הושקה משימת MAVEN, שאולי תספק תשובות לשאלות אלו ותעזור להבין האם עתידו של כוכב הלכת האדום אינו מוכן לכדור הארץ.

()