Global Lithuanian Net:    san-taka station:

Saga apie neutronus

 

Šiuolaikiniai kosminiai eksperimentai tiek pat patrauklūs, kiek sudėtingi. Tačiau jų rezultatai kartais viršija visus išankstinius lūkesčius. Neutroninė spektroskopija ne tik atverčia nežinomus planetų puslapius, tačiau nugrindžia ir kelius jų būsimam įsisavinimui.

Spectrometer NS-HEND for Fobos-Grunt Kosminių tyrimų kosminio gama spinduliavimo laboratorijoje sukurti trys prietaisai veikia kosmose. Vienas jų – garsusis neutronų detektorius HEND (High Energy Neutron Detector), aptikęs vandenį Marse (NASA aparatas „Mars Odyssey:, startavęs 2001 m.). Kitas – neutronų teleskopas LEND (Lunar Exploration Neutron detector) NASA aparate “Lunar Reconnaissance Orbiter” (2009), turintis patvirtinti (ar paneigti) hipotezę apie vandens ledo egzistavimą Mėnulio paviršiuje - ir tai svarbu rengiantis Mėnulyje statyti bazes. Trečiasis – neutronų teleskopas TKS stotyje stebi neutronų foną Žemės aplinkoje ir pasirengęs fiksuoti Saulės žybsnių neutronus. Be to, laboratorijoje kuriami nauji prietaisai – Merkurijaus, Marso ir šio palydovų tyrinėjimui.

Prietaisai kosmosui neprivalo būti principingai naujos koncepcijos – ten svarbiausia patikimumas, paremtas patirtimi ir pereinamumu. Laboratorijos dabartinė pagrindinė kryptis – eksperimentiniai planetų ir dangaus kūnų tyrinėjimai branduolinės fizikos metodais. Tų tikslų pasiekimo priemonės – kosminiai neutronų ir gama spektrometrai. Pagrindinis tyrinėjimų tikslas – dangaus kūnų grunto sudėties nustatymas siekiant nustatyti jų susidarymo ir evoliucijos sąlygas.

Branduolinėje planetologijoje vienu svarbiausių informacijos šaltinių yra iš jų ateinantys gama spinduliai. Tuos spindulius skleidžia radioaktyvūs uolienų elementai, o taip pat gama fotonai gimsta kosminiams spinduliams sąveikaujant su cheminių elementų branduoliais viršutiniame grunto sluoksnyje. O kitas ir ne mažiau svarbus informacijos šaltinis – antriniai neutronai, irgi atsirandantys kosminiams spinduliams sąveikaujant su planetų paviršiumi. Ir tie, ir kiti gana gerai perteikia viršutinio metro grunto cheminę sudėtį. Be to, neutronų spektroskopija – efektyvus vandens paieškos būdas. Tiesa, kosminiai spinduliai užtikrina branduolinį spinduliavimą tik dangaus kūnuose be atmosferos (arba plonu jos sluoksniu).

Šios galimybės panaudojamos jau senai. Pirmuosius prietaisus į Mėnulį 1966 m. nugabeno tarybinės stotys „Luna-10” ir “Luna-12”. Bandyta matuoti ir Marso neutroninį spinduliavimą. Pirmąkart tai daryti 1988 m. pabandė tarybinės stotys „Fobos-1” ir “Fobos-2”. Deja, “Fobos-1” buvo prarastas dar pakeliui į Marsą, o „Fobos-2” Marso orbitoje veikė vos 57 dienas. Tada 1992 m. amerikiečiai pasiuntė „Mars Observer“, tačiau prie pat Marso ryšis su zondu buvo prarastas. Sekė Rusijos „Mars-96“ projektas, tačiau 1996 m. kildamas aparatas dėl avarijos sudegė Žemės atmosferoje. Tai buvo paskutinis Rusijos planetologijos projektas – ir kartu krizės Rusijos kosmonautikoje pranašas.

Pavyko 4-as bandymas. 2001 m. startavo „Mars Odyssey“ su Rusijoje sukurtu HEND prietaisu. Gama tyrimai turėjo dvi užduotis: a) įvertinti Marso paviršiaus neutronų srautą; b) ieškoti vandens. Ir HEND pagalba 2002 m. pavyko po Marso paviršiumi rasti vandens ledo klodus ir sudaryti jų pasiskirstymo žemėlapį. Taip atsakyta į seną mįslę – kur dingo Marso paviršiuje buvęs vanduo?
NASA mounts HEND telescope on LRO
NASA montuoja LEND teleskopą LRO zonde

HEND Marso orbitoje veikia jau dešimtį metų – ir jo duomenis mokslininkai naudoja nustatant Marso sezoninius pokyčius. Raudonosios planetos „orų“ fizika pasirodė esą labai paprasta. Maždaug 30% atmosferos, sudarytos daugiausia iš anglies dioksido, žiemos laikotarpiu iškrenta krituliais pakaitomis šiaurės ir pietų pusrutuliuose, ką ir registruoja HEND.

Tuo metu laboratorija kūrė naujus prietaisus, kurie nors ir panašūs į HEND, tačiau skyrėsi nuo jo tiek sandara, tiek sprendžiamais uždaviniais. Buvo sukurta teleskopo Marso kartografavimui su plačia geba koncepcija. Prietaisai buvo pasiūlyti prancūzų CNES ir NASA rengtiems konkursams, tačiau projektai nebuvo realizuoti (CNES pasirinko rusų prietaisą, tačiau nutraukė projektą, o NASA eksperimentą palaikė pernelyg rizikingu). Pirmu kosminiu neutronų teleskopu tapo LEND, kurį NASA su LRO 2009 m. birželį pasiuntė prie Mėnulio. Jei HEND registruoja neutronus praktiškai iš visų pusių, tai LEND turi siauresnį savo detektorių akiratį ir gali registruoti neutronus, kuriuos skleidžia tik 10 km skersmens Mėnulio paviršiaus sritys. Tai leidžia matuoti atskirų paviršiaus darinių spinduliavimą.

LEND stebėjimo rezultatai buvo netikėti: nors pavyko aptikti sritis su silpnu neutronų spinduliavimu (kas nurodo į vandenilio buvimo galimybę), tačiau jos nesutapo su šešėliuose esančiomis poliarinių kraterių dugnais. LEND duomenys buvo naudingi artu išskraidintam LCROSS zondui, kurio tikslas buvo trenktis į Mėnulio paviršių. Pradžioje į Mėnulį rėžėsi blokas „Centaur“, o po 4 min. per susidūrimo apkeltą debesį praskriejo LCROSs IR Į Žemę perdavė jo sudėtį. Susidūrimą stebėjo observatorijos Žemėje ir orbitinio LRO modulio prietaisai.

Susidūrimui buvo pasirinktas pietų ašigalyje esančio Cabeus‘o kraterio apylinkės – būtent ten, pagal LEND duomenis, buvo didžiausia vandenilio koncentracija. „Bombardavimas įvyko“ 2009 m. spalio 9 d. ir duomenys patvirtino, vandens Mėnulyje yra. O LRO toliau sukasi aplink Mėnulį ir jo prietaisų duomenys bus panaudoti pagrindžiant hipotezę, paaiškinančią vandenilio pasiskirstymą Mėnulyje.

Į naujus Foboso tyrinėjimo (rusų Fobos-Grunt) ir Merkurijaus (europiečių „BepiColombo“, kurio startas numatytas 2013 m.) prietaisus be neutronų detektoriaus yra ir gama spektrometras scinciliuojančio kristalo pagrindu. Jų užduotys tokios pačios – Foboso ir Merkurijaus paviršiaus sudėties nustatymas (kaip ir vandens paieška). Be to, „Fobos-Grunt“ projekte svarbu ir kelių tonų grunto po nusileidimo moduliu sudėties nustatymas (planuojama ir 100 g jo gražinti į Žemę – jis turėjo būti paimtas tiesiai nuo paviršiaus, o prietaisas leistų nustatyti, ar jame nėra „svetimų“ priemaišų – Marso dulkių, mikrometeoritų). Deja, starto iš Baikonūro metu 2011 m. lapkričio 9 d. įvyko raketos antros pakopos avarija ir zondas nenuskrido į Marsą.

O NASA marsaeigio „Mars Science Laboratory“ projekte suplanuota pirmąkart aktyviai neutronais paveikti kito dangaus kūno paviršių. Tarp prietaisų numatytas impulsinis neutronų generatorius, kuris Marso paviršių švitins aukštų energijų neutronų trumpais pliūpsniais. O pasekmes matuos neutronų detektorius. Tai leis sudaryti trimatį vandenilio kiekio grunte žemėlapį marsaeigio trasoje. MSL startavo 2011 m. lapkričio 26 d.

TKS sumontuotas HEND prietaisas, buvęs atsarginiu „Mars Odyssey“ projekte. Jis buvo įtrauktas į BTN-N1 sudėtį. Jo tikslas buvo TKS radiacinio fono neutronų dalies matavimas. Kita užduotis – neutronų srauto Saulės žybsnių metu matavimas. Tiesa, Saulė vis dar tebėra gana rami ir prietaisas nelabai turi darbo šioje srityje.

Kosmoso mikroastronautai

Beje, „Fobos-Grunt“ zonde buvo specialus LIFE modulis, kuriame 30-yje mažyčių (3 mm skersmens) cilindrų buvo gabenama visų trijų gyvųjų organizmo grupių (bakterijų: Deinococcus radiodurans, Bacillus safensis, dvi Bacillus subtilis (šieno lazdelių) atmainos; archėjų: Pyrococcus furiosus, Haloarcula marismortui, metalą gaminanti Methanothermobacter wolfeii, eukariotų: Tardigrada (lėtūnas), baltažiedis vairenis, mielių ląstelės) 10 atstovų, kuriuos parūpino JAV „Planetary Society“. Bakterijos ir archėjai yra vienaląsčiai branduolio neturintys organizmai, eukariotai – su branduoliu. Šio eksperimento tikslas: nustatyti, ar gyvybė gali persikelti (pvz., meteoritais) tarp planetų (žr. panspermijos teoriją).

Kapsulė turėjo būti sugražinta į žemę, deja, kaip minėjome, zondą ištiko nesėkmė ir jis misijos neįvykdė.

Reikia pridurti, kad buvo manančių, kad LIFE modulis pažeidžia tarptautines sutartis ir mokslo etikos normas. 1967 m. JT Kosminės erdvės sutarties 9 str. Nurodo, kad šalys kitas planetas privalo tirti jų neužteršdamos (taigi, ir vengdamos užnešti gyvybę). Kaip ir iš kosmoso negabenti keliančių pavojų medžiagų. „Fobos-Grunt“ priklausė 3-iai kategorijai, kadangi skriejo į galinčią gyvybę turėti planetą. Taigi jis privalėjo būti sterilizuotas, tačiau faktiškai nebuvo sterilus. O kapsulės grįžimas į Žemę yra jau 5-os kategorijos – ir reikalavimai jai dar griežtesni.
Lėtūnas
Lėtūnas

O gal tokie reikalavimai nebūtini, nes, jei panspermijos teorija teisinga, tai planetos galėjo keisti gyvybės formomis visą laiką – taigi jos atsparios viena kitai. O gal mums derėtų patiems sąmoningai „sėti“ gyvybę kituose dangaus kūnuose – bet ar tai mums dera daryti? Taigi kyla daug filosofinių klausimų...

Meškiukai gali skraidyti kosmose be jokių skafandrų

Lėtūnai (lot. Tardigrada), kitaip vadinami „vandens meškučiais“ arba „samanų paršiukais“ – smulkūs vandens ir sausumos gyvūnai.

Lėtūnai yra poliekstremofilai ir išgyvena pačiomis ekstremaliausiomis aplinkos sąlygomis, kurios daugumą kitų organizmų nužudytų. Kai kurie gali išgyventi temperatūrose artėjančiose prie -273o C, beveik prie absoliutaus nulio, gali atlaikyti temperatūrą aukštesnę negu 151o C, 1000 kartų stipresnę negu atlaiko žmogus radiaciją, išgyventi ilgą laiką be vandens ir išlikti vakuumo ir kosmoso sąlygomis. 2007 m. rugsėjį, lėtūnai dalyvavo FOTON-M3 misijoje, kuri vyko žemoje orbitoje. Jie 10 dienų buvo atvirame kosmose. Po to lėtūnai buvo gražinti į Žemę, dauguma iš jų išgyveno, taip pat jų kiaušiniai normaliai ritosi. Šiuo metu tai vieninteliai gyvūnai, taip ilgai išgyvenantys atvirame kosmose.

Taigi, jei Žemėje žus net tarakonai, išliks šie meškiukai.
Įdomus lėtūnų sugebėjimas – ka jų organizmas praranda beveik visą vandenį, imama gaminti keista medžiaga, tarsi koks organinis stiklas, kuria padengiami svarbiausieji lėtūnų proteinai ir kiti elementai – juos tarsi užkonservuojant. Vėl gavus vandens, gyvybiškai svarbūs elementai atgyja, ir lėtūnai vėl „drėgsta“.
Mokslininkai šią lėtūnų savybę bando pritaikyti išvedant sausrai atsparius augalus bei kuriant ilgiau veiklias vakcinas (mat jose esantys enzimai prarasdami vandenį prarandinėja ir savo aktyvų poveikį).
Deinococcus radiodurans
Deinococcus radiodurans
Bacillus safensis
Bacillus safensis
Bacillus subtilis
Bacillus subtilis
Baltažiedis vairenis
baltažiedis vairenis
Pyrococcus furiosus
Pyrococcus furiosus
Haloarcula marismortui
Haloarcula marismortui
Methanothermobacter wolfeii
Methanothermobacter wolfeii
Mielės
Mielės

Papildomai skaitykite:
Žmonės Mėnulyje
Rentgenas Visatai
Antigravitacija
Visatos modeliai
Lenktynės kosmose
Greičiau už šviesą!
Privačiai – į kosmosą
Naujas randevū kometai
NASA tapsmas: istorija
Pirmasis vežimas Mėnulyje
Nesklandumai įsisavinant kosmosą
„Pinaino“ paieškos peripetijos
Paprasti ir neįprasti asteroidai
Antigravitacijos paieškų istorija
Visata: nuo čia link begalybės
Duokite mums Alcubierre pavarą
Tamsioji materija ir tamsioji energija
Dulkėtais tolimų planetų takais
Savaime besiorganizuojantis kvantinis pasaulis
Jo vardu pavadintas orbitinis teleskopas
Didysis sprogimas ar Didysis atšokimas
Greičiais C besiplečiančios–besitraukiančios erdvės B
Kokoni, Morisonas. Tarpžvaigždinio ryšio paieškos
Nepaprastai suderinta Visatos sandara
Kvantinė mechanika: jos ribotumas?
Nepaprasti Visatos skaičiai
Hadronų koliderio kūrėjas
Merkurijaus baisioji tragedija
Augalai nesvarumo sąlygomis
Vieningo lauko teorija
Kitų žvaigždžių planetos
Šiluminė Visatos mirtis
Juodųjų skylių portretas
Istorinė Mėnulio nuotrauka
Torsioniniai laukai
Papildomas matavimas
Kasinėjimai Marse
Visatos mechanika
Sprogimai Visatoje
Nikola Tesla
Laiko ratas

NSO apsireiškimai ir neįprasti fenomenai Lietuvos danguje ir po juo

Maloniai pasitiksime žinias apie bet kokius Jūsų pastebėtus sunkiai paaiškinamus reiškinius. Juos prašome siųsti el.paštu: san-taka@lithuanian.net arba pateikti šiame puslapyje.

san-taka station

UFO sightings and other phenomenas in/under Lithuanian sky. Please inform us about everything you noticed and find unexplainable in the night sky or even during your night dreams, or in the other fields of life.

Review of our site in English

NSO.LT svetainė
Vartiklis