Strona 1 z 4
5. Eksploracja Układu Słonecznego
5.1. Jaka sonda kosmiczna odleciała najdalej od Słońca ?
Cztery sondy, które przekroczyły trzecią prędkość kosmiczną, znajdują się obecnie (koniec roku
2002) w następujących (zaokrąglonych do jedności) odległościach względem Słońca:
Voyager-1: 87 AU
Pioneer-10: 80 AU
Voyager-2: 70 AU
Pioneer-11: 60 AU
AU - jednostka astronomiczna równa średniej odległości Ziemi od Słońca, czyli około 149,6
miliona km; aphelium orbity Plutona to 48 AU.
Ciekawostką jest to, \
e sondy Voyager 1,2 nadal funkcjonują i wykonują badania naukowe
przestrzeni kosmicznej (stopniowo redukowane wraz ze zmiejszaniem się wydajności
energetycznej ich generatora RTG). Rozplanowano dla nich zadania do roku 2025, gdy skończą
się zapasy paliwa w generatorze radioizotopowym RTG, zasilającym sondy w elektryczność.
Jeśli tak zakończy się misja Voyagerów, to u\
yteczne dla ludzkości byłyby przez blisko 60 lat!
Dane z 13 sierpnia 2006:
Voyager-1: 100 AU
Pioneer-10: 91,2 AU
Voyager-2: 80,4 AU
Pioneer-11: 70,4 AU
Voyager 1 i 2 nadal funkcjonują poprawnie - według planu naziemnej kontroli misji.
5.2. Czy mo\
na przeprowadzić terraformowanie Marsa ?
Istnieją ju\
takie plany np. naszkicowane przez C.Sagana czy R.Zubrina.
Kluczem do procesu jest wywołanie efektu cieplarnianego np. poprzez uwolnienie zasobów CO2
z czap polarnych i regolitu, co prawdopodobnie zwiększyłoby gęstość atmosfery kilkukrotnie
doprowadzając do wzrostu ciśnienia przy powierzchni do poziomu 500 hPa (połowa
ziemskiego). Mo\
na tego dokonać poprzez umieszczenie na orbicie wokółmarsjańskiej luster
słonecznych ogrzewających powierzchnię lub wykorzystując zmodyfikowane genetycznie
bakterie.
Atmosfera ostatecznie wzbogacona będzie w tlen pozyskany na drodze fotosyntezy za pomocą
bakterii i roślin zdolnych przetrwać w atmosferze beztlenowej, a poz
niej stopniowo wprowadzać
się będzie coraz to bardziej efektywne rośliny.
Stosując ten proces przy aktualnej technologii ziemskiej, nale\
y się liczyć z tym, \
e potrwa to
parę tysięcy lat, lecz wiele procesów mo\
e dokonywać się bez bezpośredniego nadzoru
człowieka.
Problem jednak będzie, jeśli twórcy nie doczekają końca swego dzieła, ale mimo wszystko Mars
Strona 2 z 4
posiadłby wówczas odprysk ziemskiego \
ycia, być mo\
e w przyszłości wytwarzając na drodze
ewolucyjnej własne istoty inteligentne.
5.3. Jakie cenne minerały/pierwiastki mo\
na wydobywać na
Księ\
ycu ?
Nasza współczesna wiedza o minerałach księ\
ycowych oparta jest głównie na wynikach badań
próbek gruntu przywiezionych na Ziemię przez załogowe wyprawy programu Apollo. Wykryto w
nich praktycznie te same minerały, co występujące na Ziemi, otwierając tym drogę do
przyszłego zagospodarowania Księ\
yca.
Na uwagę zasługuje zwłaszcza oszacowanie ilości dostępnego izotopu helu He3. Na Ziemi jest
on wielką rzadkością, a na Księ\
ycu występuje w ilościach o parę rzędów wielkości większych.
Hel He3 ciekawi fizyków jądrowych, poniewa\
reakcja syntezy termojądrowej jest stosunkowo
prosta przy zastosowaniu tego substratu. Być mo\
e po skonstruowaniu reaktorów
termojądrowych (gorących), paliwo do nich pozyskiwać się będzie przede wszystkim z
Księ\
yca.
5.4. Czy mo\
liwa jest budowa orbitalnych elektrowni ?
Technicznie rzecz biorąc, to jest mo\
liwa nawet i dziś budowa elektrowni orbitalnej, która
przetwarzać będzie energię słoneczną.
Istnieją jednak główne dwa problemy:
finansowanie przedsięwzięcia,
bezkonfliktowe przekazanie energii na Ziemię.
Jeśli chodzi o drugi problem, który mo\
e być rozpatrywany w aspektach ścisłych, to obecnie
naukowcy raczej przychylają się do koncepcji transmisji wiązek mikrofalowych o stosunkowo
niskiej gęstości energetycznej. Umo\
liwi to ominięcie ograniczeń związanych z mo\
liwym
sklasyfikowaniem takiej instalacji jako ofensywnej broni kosmicznej i uniknie się tak\
e
zarzutów ze strony ekologów co do katastroficznej szkodliwości takiej wiązki (np. dla
przelatujących ptaków).
5.5. Gdzie najlepiej ulokować bazę na Księ\
ycu ?
W trakcie trwania programu Apollo wydawało się, \
e w bliskiej przyszłości nastąpi budowa
stałej, załogowej bazy księ\
ycowej. Niestety, jej koszty przestały być akceptowalne zarówno
dla społeczństwa USA jak i ZSRR, krajów wówczas przodujących w badaniach kosmicznych.
Obecnie planuje się, \
e jeśli ju\
powstawać będzie taka baza, to w du\
ej mierze finansowanie
jej działalności odbywać się winno ze z
ródeł komecyjnych. Mo\
liwe jest to do spełnienia jeśli
Strona 3 z 4
nada się jej charakter turystyczny z licznymi atrakcjami. Dla tak określonych zadań najlepiej
nadają się okołobiegunowe obszary Księ\
yca, gdzie to na bazie istniejącego krateru zbudowana
byłaby baza przykryta od góry szklana kopułą, utrzymująca ziemską atmosferę wewnątrz.
Bliskobiegunowe jej zlokalizowanie pozwoli tak\
e na dość prostą konstrukcję luster słu\
ących
do oświetlania bazy promieniami słonecznymi, a tak\
e do jej dogrzewania przez praktycznie
cały czas bez względu na pozycję Księ\
yca względem Ziemi i Słońca (w innych szerokościach
selenograficznych noc trawałaby nawet i dwa tygodnie).
Istnieje te\
prawdopodobieństwo znalezienia lodu w tych obszarach (dane z sondy Clementine,
Lunar Prospector), co ułatwiłoby jej funkcjonowanie i potaniło koszty eksploatacji.
5.6. Jaką najwiekszą prędkość osiągnął statek kosmiczny ?
Mniejsza o prędkość względem Słońca, bo tu przodują wszystkie sondy, które przekroczyły III
prędkość kosmiczną (Pioneer 10 i 11, Voyager 1 i 2). Do czasu samobójczego lotu sondy
Galileo największą prędkość względną (względem Jowisza) miał atmosferyczny próbnik
wypuszczony z sondy Galileo na Jowisza. Jego względna prędkość wynosiła około 47 km/s.
21 września 2003 sama sonda Galileo, zgodnie z planem NASA zanurzyła się w atmosferze
Jowisza w samobójczym locie z prędkością 48,26 km/s względem Jowisza.
5.7. Jak długo leci się na Marsa ?
Czas podró\
y zale\
y od przyjętej trajektorii misji oraz zasobów energetycznych.
Rozwa\
my następujące trajektorie:
Hohmanna (minimalnoenergetyczna),
Bezpośrednia,
Opozycyjna.
1. Trajektoria Hohmanna.
Omówiona została szczegółowo w dziale Fizyka.
2. Trajektoria bezpośrednia.
Wymaga największego zu\
ycia energii, gdy\
trajektoria ta wykorzystuje dla startu okres
największego zbli\
enia planet i w przypadku skrajnym staje się trajektorią fotonową (dla
podró\
y z prędkością światła). W realnym przypadku prędkości podró\
ne ograniczają się do 30-
40 km/s wzgędem Słońca. Trajektoria ta wymaga za to największej zmiany prędkości przy
dolocie (hamowania), ale jest za to najkrótsza czasowo.
3. Trajektoria opozycyjna.
Start odbywa się, gdy Ziemia i Mars znajdują się po tej samej stronie Słońca i ponadto
wykorzystuje się asystę grawitacyjną w okolicach Wenus podczas lotu na Marsa lub podczas
lotu powrotnego. Pozwala minimalizować całkowity czas misji, ale kosztem skróconego pobytu
na Marsie.
Porównanie przykładowych planów podró\
y na Marsa.
Trajectoria Hohmanna Bezpośrednia Opozycyjna
Czas podró\
y na Marsa 259 dni 70 dni 180 dni
Strona 4 z 4
Czas podró\
y na Ziemię 259 dni 70 dni 430 dni
Czas pobytu na Marsie 457 dni 791 dni 30 dni
Całkowity czas misji 975 dni 930 dni 640 dni
Średnia dawka promieniowania 52 rem 52 rem 58 rem
Czas przebywania w niewa\
kości 360 dni 140 dni 610 dni
Przelot w pobli\
u Wenus Nie Nie Tak
y
ródło: Kelsey B. Lynn.
5.8. Dlaczego współczesne zdjęcia z Marsa są w większosći
czarno-białe ?
Chodzi o to, \
e matryca, \
eby była kolorowa, musi być zbudowana z komórek czułych na ró\
ne
długości fali. No i:
- po pierwsze: pociąga to za sobą pewne straty w rozdzielczości, bo zamiast gęsto
upakowanych "pełnowartościowych" pikseli, mamy gęsto upakowane subpiksele (np. RGB),
więc efektywna rozdzielczość spada (ewentualnie mo\
na zastosować mniejsze subpiksele, ale
wtedy z kolei pogarsza się stosunek sygnału do szumu uzyskiwany z matrycy),
- po drugie: w powa\
nych misjach nie chodzi o kolorowe 'fotki', a o to, \
eby móc uzyskać np.
wycinkowe widma (istotne dla geologów, biologów) z dość szerokiego zakresu długości fali e-
m, a to jest znacznie prostsze i efektywniejsze w realizacji przez "uniwersalny" chip, czuły na
szeroki zakres widma doposa\
ony w filtry, które przepuszczają ten wycinek, który akurat jest
nam w tej chwili potrzebny.
Mo\
na się wręcz cieszyć, \
e akurat niektóre filtry pozwalają na uzyskanie czegoś zbli\
onego do
kanałów R, G i B, dzięki czemu mo\
na sobie poskładać obraz przynajmniej w przybli\
eniu taki,
jakim by go mogły zobaczyć nasze oczy.
W przypadku takich sond jak MER (Spirit, Opportunity) wykorzystuje się kamery nawigacyjne o
mniejszych wymaganiach i w zasadzie jest tu miejsce na zastosowanie wersji kolorowej
zamiast monochromatycznej, ale pamiętajmy, \
e sprzęt do misji zatwierdzano pod koniec lat
90-tych XXw. i wówczas kolorowe matryce CCD miały jeszcze du\
ą zawodność i niestabilność
temperaturową (jak na warunki kosmiczne). Podobnie z sondą Cassini, dla której sprzęt
zatwierdzano jeszcze wcześniej, więc postawiono na technologię sprawdzoną i niezawodną.
Aktualizacja: 2008-04-21 21:30
FAQ-System 0.4.0, HTML opublikowal: (STS)