Știri
Știri din categoria Știință
La peste 50 de ani de la Apollo 17, originea Lunii rămâne o problemă deschisă, iar miza științifică este că modelele de formare încă nu reușesc să explice de ce Luna și Pământul sunt atât de asemănătoare chimic, potrivit TVR Info, care citează o analiză Science Alert.
Cercetătorii sunt, în linii mari, de acord că Luna a apărut în urma unui impact major: un corp ceresc numit Theia ar fi lovit Pământul acum aproximativ 4,51 miliarde de ani. Însă estimările privind dimensiunea lui Theia diferă semnificativ, de la un obiect de mărimea unui „proto-Mercur” până la unul cu circa jumătate din dimensiunea actuală a Pământului.
Un element care complică explicația este compoziția rocilor lunare aduse de misiunile Apollo, care par foarte apropiate chimic de roci vulcanice de pe Pământ. Cele mai recente modele hidrodinamice menționate în material indică faptul că un impactor mai mare ar putea explica mai bine această asemănare, dar problema nu este considerată rezolvată.
Wim van Westrenen, cercetător specializat în studiul Lunii și al planetelor la Vrije Universiteit Amsterdam, spune că impactul ar fi „resetat” practic istoria Pământului, iar Luna timpurie ar fi fost o masă incandescentă de magmă, cu temperaturi de mii de grade. În acest context, una dintre întrebările dificile rămâne cât timp a trecut de la impact până la formarea mineralelor care pot fi datate, iar el admite că acest lucru este greu de determinat.
În același timp, o problemă-cheie ține de faptul că simulările numerice hidrodinamice pot reproduce proprietățile fizice actuale ale sistemului Pământ–Lună, dar nu potrivesc compozițiile chimice cunoscute ale celor două corpuri. Van Westrenen spune că „simulările clasice” ar indica o Lună cu o chimie mult mai diferită decât cea observată, în condițiile în care rocile lunare sunt „mult mai asemănătoare cu cele de pe Pământ decât ar trebui să fie”.
Materialul amintește că oamenii de știință continuă să extragă informații din mostrele aduse de Apollo. Un exemplu este roca Genesis, colectată în 1971 de Apollo 15 și datată la 4,46 miliarde de ani, alcătuită aproape exclusiv din plagioclaz, un mineral ușor care tinde să plutească la suprafața magmei. Van Westrenen afirmă că prezența extinsă a plagioclazului sugerează că ceea ce vedem la suprafață ar putea fi „acoperișul” unui corp gigantic și vechi de magmă.
Laboratorul său recreează presiuni și temperaturi extreme pentru a simula condițiile din interiorul Lunii: încălzirea rezistivă ridică probe de câțiva milimetri cubi la peste 1.700°C, iar instalațiile pot genera presiuni de până la 250.000 de atmosfere terestre (comparativ cu o presiune maximă estimată în interiorul Lunii de circa 50.000 de atmosfere). În acest cadru experimental, echipa a studiat solidificarea unui „ocean” profund de magmă și mineralele formate în fiecare etapă; van Westrenen afirmă că întreaga Lună ar fi putut fi topită, cu aproximativ 1.700 km de magmă până în centru.
Paradigma descrisă în material păstrează scenariul impactului gigantic, dar tensiunea principală rămâne aceeași: în variantele clasice, o parte importantă a materialului care formează Luna ar trebui să provină din Theia, iar dacă Theia venea din altă regiune a sistemului solar, ar fi fost de așteptat o chimie diferită față de cea a Pământului. Totuși, Pământul și Luna sunt „surprinzător de asemănătoare” din punct de vedere chimic.
Concluzia prezentată este că formarea Lunii nu este încă pe deplin elucidată, deși oamenii au ajuns pe suprafața ei de decenii, iar explicația finală rămâne strâns legată de înțelegerea istoriei timpurii a Pământului.
Recomandate
Testele extreme făcute în instalațiile NASA reduc riscul tehnologic pentru viitoarele aselenizări din programul Artemis , după ce modulul lunar MK1 al Blue Origin (Endurance) a trecut prin simulări de vid și variații mari de temperatură pe Pământ, potrivit Science Daily . Vehiculul, un modul cargo fără echipaj, este gândit ca demonstrație comercială pentru a valida tehnologii-cheie necesare misiunilor lunare viitoare și pentru a consolida capacitățile Human Landing System (sistemul de aselenizare cu echipaj) din cadrul programului Artemis al NASA. Testarea a fost derulată de Blue Origin printr-un „Space Act Agreement” rambursabil cu NASA, adică un acord prin care compania plătește pentru acces la facilități și expertiză ale agenției, accelerând dezvoltarea fără ca NASA să preia integral costurile. Ce tehnologii a urmărit să valideze MK1 Conform informațiilor, Endurance este construit pentru a testa funcții esențiale pentru operarea pe suprafața Lunii, inclusiv: aselenizare de precizie; propulsie criogenică (folosirea combustibililor la temperaturi foarte joase); ghidaj, navigație și control autonome. În paralel, modulul ar urma să livreze anul acesta două încărcături (payloads) NASA în regiunea Polului Sud lunar, prin inițiativa CLPS (Commercial Lunar Payload Services), programul prin care NASA contractează companii americane pentru transportul de experimente și demonstrații tehnologice pe Lună. Miza operațională: date pentru Artemis și pentru un modul cu echipaj Testele au fost făcute în Chamber A de la Johnson Space Center, una dintre cele mai mari camere de vid termic din lume, capabilă să simuleze aproape vidul spațiului și oscilații extreme de temperatură. În aceste condiții, inginerii au verificat comportamentul vehiculului într-un mediu apropiat de cel de zbor, inclusiv rezistența structurală și capacitatea de a gestiona stresul termic. Science Daily notează că lecțiile din proiectare, integrare și testare ar urma să fie folosite direct pentru misiuni Artemis viitoare, cu obiectivul de a readuce astronauți americani pe Lună. Cum se leagă MK1 de următorul pas: Blue Moon MK2 Programul MK1 este prezentat ca o etapă de reducere a riscurilor pentru sisteme mai mari, capabile să transporte echipaj. Un astfel de vehicul este Blue Moon Mark 2 (MK2), un modul mai avansat, proiectat să transporte astronauți între orbita lunară și suprafața Lunii, cu accent pe operarea în zona dificilă a Polului Sud. Accesul la testare în facilitățile NASA a fost posibil prin așa-numita abordare „front door”, un proces structurat prin care partenerii comerciali pot utiliza infrastructura și expertiza agenției, menținând alinierea la standarde de siguranță și cerințe de misiune, dar permițând un ritm mai rapid de inovare prin colaborare public-privat. [...]
NASA a testat la 120 kW un propulsor electric pe litiu, un prag tehnic care poate reduce masa și costurile unei misiuni cu echipaj spre Marte , potrivit Science Daily . Testul, realizat la Jet Propulsion Laboratory (JPL) din California, este prezentat ca un pas înainte pentru propulsia electrică de mare putere, cu potențial de a face mai „practică și mai eficientă” logistic o misiune de durată către Planeta Roșie. Pe 24 februarie, inginerii JPL au rulat un test major al unui motor electromagnetic experimental, la niveluri de putere mai mari decât orice test similar efectuat anterior în SUA. Propulsorul folosește vapori de metal de litiu și, în această primă rundă, a depășit capabilitățile oricărui propulsor electric utilizat în prezent pe navele NASA, iar rezultatele ar urma să ghideze experimentele următoare de rafinare și scalare. „Acesta este primul moment în Statele Unite în care un sistem de propulsie electrică a operat la niveluri de putere atât de ridicate, ajungând până la 120 kilowați”, a declarat administratorul NASA, Jared Isaacman. De ce contează: eficiență mai mare, masă de lansare mai mică Propulsia electrică este descrisă ca fiind mult mai eficientă decât rachetele chimice tradiționale, folosind cu până la 90% mai puțin combustibil (propulsant). În locul unui impuls puternic pe termen scurt, aceste sisteme oferă o împingere constantă pe perioade lungi, accelerând treptat nava la viteze foarte mari. NASA folosește deja această abordare: nava Psyche utilizează propulsoare electrice alimentate solar, care asigură tracțiune continuă și pot duce nava, în timp, la viteze de 124.000 mph (aprox. 200.000 km/h). Ce s-a testat la JPL și ce record a fost atins Motorul testat este un propulsor magnetoplasmadinamic (MPD) alimentat cu litiu, un concept cunoscut din anii 1960, dar care nu a fost folosit operațional. Spre deosebire de sistemele existente, designul folosește curenți electrici puternici și câmpuri magnetice pentru a accelera o plasmă obținută din litiu, ceea ce ar permite o tracțiune mai mare la puteri mai ridicate. În testul inițial, propulsorul a ajuns la 120 kW, de peste 25 de ori puterea motoarelor aflate pe Psyche, ceea ce îl face cel mai puternic sistem de propulsie electrică testat până acum în SUA, conform materialului. Următorul prag: sute de kilowați și funcționare de zeci de mii de ore Următoarea provocare este creșterea puterii către 500 kW–1 MW pentru fiecare propulsor, în anii următori. Pentru utilizare într-o misiune cu echipaj, inginerii trebuie să demonstreze funcționare fiabilă pe termen lung, în condiții de temperatură extremă. Science Daily notează că o misiune cu echipaj spre Marte ar putea necesita 2–4 MW putere totală, probabil prin mai multe propulsoare care să funcționeze împreună peste 23.000 de ore. De ce litiul și de ce contează sursa de energie Avantajele invocate pentru propulsoarele MPD pe litiu sunt: operare la puteri foarte mari, utilizare eficientă a propulsantului și tracțiune mai mare decât propulsia electrică actuală. Asociate cu o sursă nucleară de energie, acestea ar putea reduce masa totală necesară la lansare și ar permite încărcături utile mai grele, ceea ce ar îmbunătăți fezabilitatea și costurile misiunilor de lungă durată. Cine lucrează la proiect și cum este finanțat Dezvoltarea propulsorului este în derulare de circa 2 ani și jumătate și este condusă de JPL, în colaborare cu Princeton University și NASA Glenn Research Center. Finanțarea vine din proiectul NASA Space Nuclear Propulsion, început în 2020 pentru a avansa tehnologii necesare propulsiei electrice nucleare din clasa megawaților, program găzduit la Marshall Space Flight Center și încadrat în Space Technology Mission Directorate. [...]
Confirmarea experimentală că „întunericul” poate depăși viteza luminii deschide o cale nouă de control al luminii la scară nanometrică , cu potențiale efecte în nanofotonică, telecomunicații și fabricarea semiconductorilor, potrivit PiataAuto . Echipa internațională de fizicieni implicată include cercetători de la Institutul de Tehnologie Technion (Israel) și universitățile MIT, Harvard și Stanford (SUA). Conform articolului, experimentele au confirmat o ipoteză discutată încă din anii 1970: anumite „puncte de întuneric” din câmpurile luminoase se pot deplasa mai repede decât undele de lumină din jur. Ce au măsurat, de fapt, cercetătorii „Întunericul” la care se referă experimentul nu este absența generală a luminii, ci zone punctuale apărute prin interferență: locuri în care două unde luminoase se suprapun astfel încât se anulează reciproc. Aceste structuri sunt descrise ca „vârtejuri” și sunt numite „singularități de fază” sau „vortexuri optice”. Analog, fenomenul este comparat cu vârtejurile dintr-un râu: apa curge într-o direcție, dar vârtejurile pot avea o dinamică diferită față de fluxul principal. Cum au reușit să „încetinească” fenomenul pentru a-l observa Pentru a putea surprinde și măsura dinamica acestor structuri, cercetătorii au creat un mediu de laborator închis la Technion, care a inclus dispozitive laser și un microscop de electroni, iar mediul a fost umplut cu borură de azot hexagonală . În acest mediu, lumina se transformă în fonon-polaritoni, iar viteza ei scade de circa 100 de ori, ceea ce a făcut posibilă captarea fenomenelor cu tehnologii de înaltă viteză. În aceste condiții, echipa a observat că punctele de întuneric se deplasează mai repede decât undele luminoase în care apar. Autorii experimentului susțin, potrivit sursei, că viteza acestor puncte nu ar avea constrângeri de tipul celor aplicabile luminii, putând fi „mai mică, egală sau mai mare decât viteza luminii”. De ce nu contrazice relativitatea și de ce contează pentru inginerie Deși concluzia pare să contrazică teoria relativității, explicația din articol este că relativitatea limitează viteza de propagare pentru particule cu masă și pentru unde care transportă energie sau informație. În cazul de față, aceste puncte de interferență nu ar avea masă, energie sau informație proprie; ele sunt rezultatul geometriei câmpurilor de undă, nu „un conținut” care se deplasează. Miza practică, așa cum este prezentată, ține de un control mai fin al luminii și al interferențelor la scară nanometrică (nanofotonică), cu posibile aplicații în: dispozitive optice de înaltă precizie; dinamica materialelor cuantice și calculatoare cuantice; telecomunicații și control mai precis al undelor; producția de semiconductoare; concepte de semiconductoare analogice , unde „fizica pură” ar deveni element central de calcul analogic. PiataAuto leagă acest tip de progres de limitele actuale din litografia pentru cipuri, unde controlul extrem de precis al luminii este esențial. În același timp, publicația notează că descoperirea nu „răstoarnă” domeniul, dar ar putea oferi un impuls pentru tehnici mai avansate de control al undelor luminoase acolo unde există limitări. [...]
Primul vehicul spațial reutilizabil al Europei, Space Rider , a trecut teste critice pentru revenirea pe Pământ , un pas operațional esențial înaintea primei misiuni, deoarece reutilizarea depinde de controlul coborârii și de rezistența la reintrarea în atmosferă, potrivit space.com . Space Rider este proiectat ca un laborator fără echipaj, capabil să rămână pe orbită joasă a Pământului aproximativ două luni, apoi să aducă înapoi experimente și marfă pentru analiză la sol. Platforma ar urma să susțină cercetare în microgravitație, demonstrații tehnologice și validări în orbită, cu avantajul recuperării rapide a încărcăturii. Miza: recuperare precisă și reutilizare, nu doar „aterizare” În loc de amerizare sau coborâre pasivă cu parașute, vehiculul folosește un design de tip „corp portant” (fără aripi) și ar urma să aterizeze „ca pe pistă”, sub o parafoilă dirijabilă (o parașută cu profil care poate fi controlată). ESA urmărește astfel predicții mai precise ale punctului de aterizare și o recuperare mai rapidă — elemente care, în practică, fac diferența între un vehicul recuperat ocazional și unul reutilizabil. Modelul de test, de dimensiunea unui microbuz, include avionica navei și un sistem care poate controla autonom parafoila după deschidere. Software-ul de ghidaj, navigație și control ar urma să ajusteze în timp real traiectoria în funcție de vânt și de condițiile schimbătoare. Testele care „închid” cele mai riscante etape ale revenirii ESA plănuiește mai multe teste de lansare din elicopter, mai târziu în acest an, în poligonul Salto di Quirra din Sardinia (Italia). Campania nu va reproduce reintrarea din orbită, dar vizează ultima fază a zborului — cea mai legată de recuperare și, implicit, de reutilizare. Separat, agenția a finalizat recent testarea în tunel aerodinamic cu plasmă a sistemului de protecție termică, expunând materialele la temperaturi de circa 1.600°C. Forma de „corp portant” include 21 de plăci pe partea inferioară și flapsuri de control realizate din „ISiComp”, un material ceramic dezvoltat de Centrul Italian de Cercetare Aerospațială (CIRA) și Petroceramics. CIRA a folosit propriul tunel cu plasmă — descris ca fiind cel mai mare din lume — pentru a supune componentele unui jet de gaz la viteze de 10 ori mai mari decât viteza sunetului. Au existat și teste separate care au simulat deteriorări ale suprafeței (de exemplu, de la resturi sau micrometeoriți), prin introducerea deliberată de defecte înainte de expunerea la condiții similare reintrării. „Prototipul a trecut cu brio testele de până acum.” „Este minunat să vedem modulul de reintrare Space Rider luând formă astfel; echipele lucrează de ani de zile la acest proiect.” Ce urmează Următorul prag operațional este campania de teste cu lansări din elicopter, menită să valideze controlul coborârii și aterizarea cu parafoilă în condiții cât mai apropiate de utilizarea reală. Sursa nu indică o dată exactă a primei lansări în spațiu, dar subliniază că, înainte de debutul misiunii, cele mai dificile elemente rămân cele legate de „aducerea acasă” a vehiculului. [...]
NASA a testat în laborator un prototip de motor ionic cu vârf de 120 kW, de 25 de ori peste puterea celui mai performant model aflat acum în exploatare, un salt care mută în prim-plan problema alimentării energetice pentru viitoare misiuni cu echipaj spre Marte , potrivit IT之家 . Motorul ionic (numit și „propulsie electrică”) funcționează diferit de propulsoarele chimice: folosește câmpuri electromagnetice pentru a accelera ioni (atomi încărcați electric) și a genera tracțiune. Deși accelerația inițială este lentă, împingerea se acumulează în timp, iar consumul de propulsant este cu circa 90% mai mic decât la rachetele chimice, ceea ce poate reduce masa navei și costurile de lansare. Ce s-a testat: un MPD pe litiu, la 120 kW Prototipul testat este un „propulsor cu plasmă magnetodinamică alimentat cu litiu” (MPD). În acest concept, un curent electric puternic interacționează cu un câmp magnetic și accelerează ionii de litiu. Testele au avut loc la Jet Propulsion Laboratory (JPL) , într-o instalație de vid pentru propulsanți metalici condensabili (COMET), într-o cameră de 26 de picioare (aprox. 8 metri). Pe 24 februarie, prototipul a realizat cinci aprinderi, atingând o putere de vârf de 120 kW. De ce contează: energia devine „blocajul” pentru propulsia electrică de mare putere În prezent, cele mai puternice motoare ionice utilizate pe nave spațiale sunt asociate misiunii NASA către asteroidul Psyche, iar publicația notează că acestea pot accelera vehiculul până la 124.000 mile/oră (aprox. 200.000 km/h). Noul prototip ar fi, ca putere, de 25 de ori peste motorul folosit în acea misiune. Administratorul NASA, Jared Isaacman, a declarat că este „prima dată” când SUA ating un asemenea nivel de putere pentru un sistem de propulsie electrică, cu vârf la 120 kW, și că agenția va continua investițiile strategice în această direcție. Următorul pas: de la panouri solare la un reactor nuclear în spațiu Până acum, misiunile cu propulsie ionicǎ s-au bazat pe panouri solare, însă sursa indică două limite majore: eficiență redusă departe de Soare și constrângeri de putere fără panouri foarte mari. În acest context, NASA dezvoltă proiectul „ Space Reactor 1 – Liberty ”, care urmărește integrarea unui mic reactor de fisiune pentru a furniza mai multă energie motoarelor electrice. Conform planului menționat, misiunea ar putea fi lansată la finalul lui 2028 și ar trimite spre Marte o formație de microvehicule cu rotoare, denumită „Tianyun”. În faza inițială ar urma să folosească motoare ionice cu xenon, iar obiectivul pe termen lung este combinarea energiei nucleare cu tehnologia MPD pe litiu, pentru a susține primele misiuni cu astronauți către Marte. Între timp, cercetătorii vizează creșterea puterii motorului către 500 kW–1 MW, iar pe termen mai îndepărtat către sisteme de până la 4 MW, scenariu în care o navă cu echipaj ar putea utiliza mai multe astfel de motoare pentru drumul spre Marte. [...]
NASA a testat un prototip de propulsor electromagnetic de până la 120 kW , un prag care ar putea accelera dezvoltarea propulsiei electrice pentru misiuni cu echipaj spre Marte, dar care scoate în evidență și o limitare majoră: rezistența materialelor la temperaturi extreme, potrivit WinFuture . Sistemul testat este un motor electric care folosește vapori de metal litiu, accelerați cu ajutorul unor curenți electrici puternici și al câmpurilor magnetice, pentru a genera plasmă. Jet Propulsion Laboratory (JPL) afirmă că prototipul a depășit „semnificativ” performanța tuturor motoarelor electrice utilizate în prezent pe vehicule spațiale, iar datele obținute urmează să fie folosite într-o serie de teste suplimentare. De ce contează: eficiență mare, dar cerințe tehnice dure Motoarele electrice sunt considerate foarte eficiente deoarece pot necesita cu până la 90% mai puțin combustibil decât rachetele chimice. În locul unui impuls scurt și puternic, ele oferă o accelerație mai mică, dar continuă, care poate duce nava la viteze ridicate pe durate lungi. Noul concept folosește o idee cercetată încă din anii 1960, însă care nu a fost aplicată practic până acum în acest mod: accelerarea plasmei de litiu prin interacțiunea dintre electricitate și magnetism. Principala barieră: temperaturi de peste 2.800°C și nevoia de megawați În timpul testelor, motorul a atins temperaturi de peste 2.800°C, ceea ce pune presiune pe materialele care ar trebui să reziste în regim de funcționare îndelungat. Pentru o misiune cu echipaj spre Marte, ar fi necesare puteri în domeniul megawaților, menținute stabile pe parcursul a mii de ore de operare, notează publicația. Șeful NASA, Jared Isaacman , a descris rezultatul drept un pas important către o misiune umană pe Marte, subliniind că atingerea unei puteri de până la 120 kW indică potențialul tehnologiei pentru proiecte spațiale mai mari. Ce urmează: teste și posibilă integrare cu surse nucleare Pe termen lung, tehnologia ar putea fi combinată cu surse de energie nucleară, pentru a reduce masa vehiculelor și a asigura energia necesară unui impuls suficient pentru încărcături mai mari. La dezvoltare participă, pe lângă JPL, Princeton University și Glenn Research Center al NASA. [...]
