Problem med tidsfördröjning vid kommunikation mellan Jorden och Mars

 

Elton John sjöng om att Mars "inte är platsen där man ska uppfostra sina barn", men en dag hoppas likväl rymdbyråer över hela världen att bevisa att han hade fel genom att landa den första människan på den röda planeten som början till en framtida kolonisation av Mars. 

Men de som gör resan till Mars måste inte bara överleva resan fysiskt och mentalt utan även leva på en iskall planet utan andningsbar atmosfär och leva mycket mer isolerat än alla andra upptäcktsresande gjort i mänsklighetens historia. När Mars är som närmst oss är den likväl fortfarande ca 55 miljoner km från jorden vilket gör kommunikationsförseningar och leveransproblem mellan de två världarna stora och oundvikliga.

Detta kräver att besättningsmedlemmarna måste effektivt klara av stressiga förhållanden på egen hand med begränsade autonoma resurser tillgängliga ombord på resan dit eller hem och på ytan av Mars. De måste vara effektiva, initiativrika och iskalla i sina beslut och inte drabbas av panik. Det fodrar att inte vem som helst bör resa dit.

En radiosignal tar ca 30 minuter tur och retur att nå jorden och tillbaks från Mars. En tid då ett problem kan bli än större. För att 30 minutersgränsen ska hållas ska då en lösningshjälp finnas klar att sändas tillbaks omedelbart till Mars. Det fodrar att även Jordens kontaktpersoner är skärpta och kunniga annars kan ett svar ta lång tid och kanske komma försent. Även 30 minuter kan dock vara försent. Det kan vara ett akut nödrop.

 

Med få möjligheter att genomföra en provkörningar i rymden har forskare tillgripit markbundna experiment för att se hur astronauter hanterar sådana utmaningar. Ett tidigare experiment där isolering och tidsförskjutning av kommunikation gjordes  kallat Mars-500 avslöjade att en psykologisk avskildhet från kontrollen på jorden bland dem som deltog väckte rädsla och  kunde leda till motstånd från framtida besättningar i rymden till  kommandon. "Besättningarna på sådana uppdrag tenderar att minska sin kommunikation med kontrollen på jorden under isolering och att dela sina behov och problem mindre och mindre med jorden", säger Dr. Dmitry Shved, vid Ryska vetenskapsakademin och Moskva Aviation Institute,  en författarna till studien.

Det utarbetas numera även AI artificiell intelligens som kan ge förslag på hjälp på plats när något sker däruppe. Risken ser jag även med att isoleringen på Mars kan ge samhällen av typen Flugornas Herre  i isoleringen däruppe.

Bild vikipedia; En konstnärs uppfattning om en bemannad Mars-bas med ett odling.

Artemis månprogrammet uppskjutet på obestämd tid.

 

USA;s planer på att  skicka ett bemannat skepp till månen 2024 har nu reviderats till tidigast 2025, sade NASA-chefen Bill Nelson till reportrar  den 8 nov 2021. Målet 2024 sattes av den tidigare presidenten Donald Trumps administration vilket var den administration som lanserade Artemis-programmet.

 

Programmet har drabbats av många utvecklingsförseningar, allt från fordon till rymddräkter. Nu har dock att NASA vann ett rättsfall väckt av Jeff Bezos Blue Origin som stämde NASA efter att ha förlorat ett landningskontrakt till Elon Musks SpaceX.

 

"Vi förlorade nästan sju månader i rättstvister och det har sannolikt försenat  månlandningen till tidigast 2025", sa Nelson. Detta på grund av kostnader och tid.

 

"Den goda nyheten är att NASA gör goda framsteg", påtalar Nelson och citerade det faktum att uppdragets Orion-besättningskapsel nu har staplats ovanpå det gigantiska rymduppskjutningssystemets raket vid Kennedy Space Center i Florida.

 

NASA siktar på ett första uppdrag, Artemis 1, i februari 2022, och Artemis 2, det första besättningsuppdraget som kommer att utföra en förbiflygning av månen, 2024.

 

Separat måste SpaceX utföra en landning för att testa månversionen av sin rymdskeppsraket, innan samma skepp används för en besättningslandning.

 

Nelson avslöjade att NASA var engagerat i en total utvecklingskostnad för Orion på 6,7 miljarder under perioden mellan 2012 och 2024 inklusive landningen vilken nu istället beräknas ske först 2025 och därmed öka kostnaden från 6,7 miljarder dollar till 9,3 miljarder dollar . Men Nelson varnar för att det kan krävas än mer finansiering från kongressen för att uppfylla de nya tidslinjerna och tillade även att: "Det kinesiska rymdprogrammet är alltmer kapabelt att landa kinesiska taikonauts mycket tidigare än ursprungligen förväntat."

Detta innebär att vi har en kapplöpning med kineserna lik den vi hade med Sovjet under 1960-talet i att vara först på månen (min anm.).

"Vi står inför ett mycket aggressivt och avancerat kinesiskt rymdprogram", säger Nelson.

"Det är NASA: s ståndpunkt och  tro att USA: s regering vill att vi ska vara först tillbaka på månen efter ett halvt sekel."

Kina, världens näst största ekonomi, har satsat miljarder på sitt militärägda rymdprogram med hopp om att ha en permanent bemannad rymdstation 2022.

 

De har redan skickat månbilar till månen, och siktar på ett första bemannat månuppdrag 2029.

Så det är den militära maktbalansen denna gång också som påskyndar rymdprogrammet till månen. Då på 1960-talet Apollo-programmet, på order av president John F Kennedy. Idag Artemis-programmet på order av president Trump (min anm.).

 

Bild från vikipedia på Eugene A. Cernan under Apollo 17 uppdraget där 1972 den sista Apollo färden (den 11:e). Nu har nästa besök på månen som var planerat till 2024 uppskjutits till minst 2025 eller senare. Man börjar undra om månen får något mänskligt besök alls i framtiden?

Tsunamier av gravitationsvågor upptäckta.

 

På mindre än fem månader från november 2019 till mars 2020 registrerade LIGO-Virgo interferometrarna (stora interferometrar utformade för att upptäcka gravitationsvågor som förutspåtts existera av den allmänna relativitetsteorin.)  35 gravitationsvåghändelser. I genomsnitt är det nästan 1,7 gravitationsvåghändelser under varje vecka vid körningen.

"Dessa upptäckter representerar en tiofaldig ökning av antalet gravitationsvågor som upptäckts av LIGO och Virgo sedan de började söka efter dem  i universum", säger astrofysikern Susan Scott vid Australian National University i Australien.

 

– Vi har upptäckt 35 händelser. Detta till skillnad då vi under fyra månader 2015-16 upptäckte enbart tre stycken. Detta är en ny era för gravitationsvågdetektion och den växande populationen av upptäckter avslöjar mycket information om stjärnornas liv och död i hela universum."

 

Av dessa 35 nya upptäckter är 32 troligast resultatet av sammanslagningar mellan svarta hål. Händelser då ett par svarta hål på en nära omloppsbana av varandra dras in av ömsesidig gravitation och till slut kolliderar och då bildar ett enda massivt svart hål.

 

Den kollisionen skickar då krusningar genom rumtiden likt de krusningar som genereras när du kastar en sten i en damm; astronomer kan numera analysera dessa krusningar och  då bestämma egenskaperna hos de svarta hålen vid kollisionsögonblicket.

För ytterligare intresse och något mer fördjupning i detta ämne följ denna länk.  

 

Bild flickr.com tankar över vårt svårförståeliga universum.

En ny solspektograf kallad NEID ska söka efter alienbebodda planeter

 

Tusentals främmande världar har hittats vilka kretsa runt stjärnor i andra solsystem. Men det finns många fler världar, möjligen med liv, därute, som vi kanske hittar i framtiden.

Ett nytt astronomiskt instrument som namngetts NEID, NN-explore Exoplanet Investigations with Doppler spectroscopy har  börjat användas  för att hjälpa forskare att hitta fler främmande världar. NEID gör detta genom att bryta ner synligt ljus från avlägsna stjärnor i sina våglängder med hjälp av en spektrograf, ett enkelt prisma med ytterligare delar likt diffraktionsgaller. Optiska fibrer matar in stjärnljus till spektrografen där sedan ljussignaturer registreras i en detektor.

 

NEID drar nytta av Doppler-effekten. Den insamlade ljusdatan kan sedan  användas för att upptäcka minimala skiftningar i våglängd över tid vilket kan liknas med tonhöjdsförändringen från ett annalkande eller ett avgående  tågs tuta vilket indikerar rörelse.

WIYN-observatoriet ägs och drivs av WIYN Consortium. Dess 3,5 meterteleskop är det näst största optiska teleskopet vid Kitt Peak National Observatory i Arizona. Det är här NEID finns. 

Varje natt samlar NEID in cirka 150 gigabyte ljusdata som sedan skickas vidare till Caltech  (California Institute of Technology) varifrån det sedan till TACC (TEXAS ADVANCED COMPUTING CENTER)  för bearbetning. Centret har  utvecklat ett helautomatiskt slag av  beräkningspipeline för NEID-data.

 

"Pipelinen kopierar data till oss från Caltech via Globus forskningsdatahanteringsnätverk", säger Mike Packard från TACC:s Cloud & Interactive Computing (CIC) grupp. – En dataanalys körs sedan på TACC:s Frontera-system. Den använder Tapis API för att lagra metadata. Sedan skickar den data tillbaka till Caltech för forskare att analysera. https://www.caltech.edu/

 

Bild vikipedia. Kitt Peak nationella observatorium Arizona där solspektografen NEID finns.

Något skedde för 3,9 miljarder år sedan på månen som vi nu försöker förstå.

 

Månen utsattes för 3,9 miljarder år sedan av ett tungt bombardemang av asteroider. Minnen från denna tid ses i dag på månens yta i form av mängder av kratrar.  Men först nu har planetologer vid Münster University testat skilda hypoteser med mycket exakta isotopmätningar av månstenar för att förstå vad som skedde, varifrån och varför. Slutsatsen har publicerats i det senaste numret av tidskriften Science Advances.

Månens beskjutning av asteroider den gången kommer från tiden efter Jordens bildande då mängder av dessa stenar fanns i vårt närområde.

De stenar de undersökt från kratrar innehåller små metallglober bestående av material från nedslagsasteroiderna. Genom att studera den isotopiska sammansättningen av dessa metallglober kunde forskarna avgöra varifrån i solsystemet dessa kroppar härstammade. De fokuserade i undersökningen på elementen ruthenium och molybden då dessa element visar systematiska förändringar i sin isotopiska sammansättning beroende på var de bildats i solsystemet.

 

"Vår forskning visar att beskjutningen av månen var av samma slags sten som bildade jorden och månen", förklarar planetologen och huvudförfattaren till studien Dr. Emily Worsham. Mängden nedslagskratrar på månen beror på ett kontinuerligt bombardemang av överblivna asteroider vid huvudfasen av jordens bildande.

Teoretiska beräkningar visar att gasjättarnas banor förändrades någon gång i solsystemets tidiga historia och därifrån spreds då ett stort antal kroppar från det yttre solsystemet inåt vilka kolliderade med bland annat jorden och månen.

 "Denna händelse måste ha ägt rum tidigare än man tidigare ansett eftersom vi inte hittar några bevis på nedslag av asteroider eller kometer från solsystemets yttre räckvidder i månstenarna", förklarar professor Dr. Thorsten Kleine. Förändringen i gasjätteplaneternas banor ägde därför troligen rum under huvudbildningsfasen av de jordliknande planeterna – det vill säga under de första ungefär 100 miljoner åren av solsystemet – vilket i sin tur stämmer väl överens med de senaste dataanalyserna.

Bild piqsels.com

NASA ska nu noggrant studera stjärnan Procyon A

 

En NASA-raket kommer snart att med sitt nya instrument observera en stjärna i närheten för att lära sig mer om hur stjärnljus påverkar exoplaneters atmosfärer vilket är viktigt att förstå mer om när vi söker efter  liv utanför vårt solsystem.

 

Med hjälp av ett uppdaterat instrument som först lanserades 2019 har uppdraget nu ett nytt mål: Procyon A, den ljusaste stjärnan i stjärnbilden Canis Minor (Lilla Hunden). 

 

Det man önskar förstå är; Hur påverkar en stjärnas ljus potentiella livstecken från planeter som kretsar runt den? Suborbital Imaging Spectrograph for Transition region Irradiance from Nearby Exoplanet host stars, eller SISTINE-2, uppdraget startade från White Sands Missile Range i New Mexico den 8 november 2021 med syftet att arbeta utefter ovan frågeställning.

 

Frågan om livet existerar någon annanstans i universum än på jorden är kantat av tekniska utmaningar. Vi kan inte resa till planeter runt andra stjärnor  för att undersöka på plats. Våra teleskop är inte heller tillräckligt kraftfulla för att se ner på dess ytor. Istället ser astronomer på exoplaneters atmosfärer och söker efter spår av kemikalier som vi vet behövs för liv som vi förstår det. Vatten, metan, syre, ozon och andra så kallade biomarkörer producerar unika ljusmönster som teleskop kan upptäcka på avstånd. Men för att tolka dem korrekt måste astronomer även se på hur planeten påverkas av sin  stjärnas sken (sol).

 

"Samspelet mellan planetens atmosfär och ultraviolett ljus från dess sol avgör vilka gaser som fungerar som de bästa biomarkörerna", säger Kevin France, astrofysiker vid University of Colorado Boulder och huvudutredare vid uppdraget.

Vissa ultravioletta (UV) våglängder kan till exempel bryta ner koldioxid, frigöra en enda syreatom för att kombinera den med andra och bilda molekylärt syre (tillverkat av två syreatomer) eller ozon (tillverkat av tre). Stjärnor som sprider  detta ljus kan skapa falska biomarkörer och lura astronomer att söka liv på fel exoplaneter.

 

SISTINE-teamet strävar efter att undvika detta dilemma genom att skapa en guide till de våglängder som varje typ av stjärna avger. Det finns många olika typer av stjärnor och vi har ännu inte en fullständig bild av all deras ljusutsläpp eller hur detta varierar över tid. Med en katalog över stjärnljus kan forskare uppskatta om en upptäckt biomarkör antingen är ett potentiellt tecken på liv eller en falsk signal från stjärnljus. På den nu påbörjade flygningen kommer SISTINE-2 att observera Procyon A. En stjärna som finns cirka 11,5 ljusår bort. Procyon A är en stjärna av F-typ, vilket är gulvita solar något större, varmare och ljusare än vår sol. Även om det här inte upptäckts någon exoplanet kan studier av Procyon A hjälpa oss att förstå F-stjärnor och deras eventuella exoplaneters påverkan av sin sol.

"Att känna till dessa stjärnors ultravioletta spektra hjälper oss att hitta de mest lovande miljöerna på exoplaneter med framtida NASA-observatorier", säger France. SIXTIN-2 består av ett teleskop och ett instrument som kallas spektrograf (en typ av spektroskop)  som bryter ner ljus i sina separata färger. SIXTIN-2 kommer att fokusera på ultraviolett ljus från 100 till 160 nanometer ett intervall som inkluderar våglängder som är kända för att producera falska positiva biomarkörer. Genom att kombinera sina insamlade data med befintliga observationer av röntgen, extremt ultraviolett och synligt ljus från stjärnor av F-typ hoppas teamet kunna sätta ihop ett referensspektrum som hjälper astronomer att tolka biomarkörer på exoplaneter som kretsar kring F-stjärnor.

Bild från vikipedia på raketen Black Brants uppskjutning 2019 för test av Sistine spektrografen vilken är 100 tals effektivare än Hubble då det gäller spektrografstudier av främmande planeter och stjärnor. Den slutliga uppskjutningen med det färdigutvecklade instrumentet kallat Sistine II sändes upp den 8 nov 2021.

Upptäckten hur grundämnet fluor kommer till därute i universum

 

En ny upptäckt därute har gjorts som kan förklara hur grundämnet fluor uppstår. Med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA i Chile) där ESO (European Southern Observatory) är en av partnerna har ett forskarlag detekterat grundämnet i en galax vars ljus har tagit 12 miljarder år att nå oss (12 miljarder ljusår bort). Det är första gången fluor har upptäckts i en så avlägsen galax. Galaxen har beteckningen NGP-190387.

Likt många ämnen omkring oss skapas fluor i stjärnor men tills nu har vi inte känt till exakt hur fluor bildas. “Vi visste inte ens vilken typ av stjärnor som producerade huvuddelen av universums fluor”. Framtida studier av NGP-190387 med Extremely Large Telescope (ELT) – ESO:s nya flaggskeppsprojekt som är under konstruktion i Chile  med planerad driftstart längre fram under detta årtionde – kan komma att avslöja fler hemligheter i denna galax.

 “ALMA är känslig för strålning som sänds ut av kall interstellär gas och stoft” säger Chentao Yang, ESO Fellow i Chile. “Men med ELT kommer vi kunna observera NGP–190387 genom att direkt observera strålning från stjärnor vilket ger oss mer information om stjärnpopulationerna i denna galax.

En av astronomerna Franco och hans kollegor upptäckte fluoret (i form av vätefluorid) i stora gasmoln i  NGP–190387. Galaxen ses som den såg ut för 1,4 miljarder år gammal eller under 10 procent av universums nuvarande ålder. Eftersom stjärnor gör sig av med de grundämnen de producerat i slutet av sina liv måste fluoren ha bildats i stjärnor som existerat under en mycket kort tid. 

 

Forskarna tror därför att Wolf–Rayet-stjärnor ett slag av mycket massiva stjärnor som bara existerar några miljoner år  är den mest troliga utgångsplatsen för fluor i denna galax. Dessa bör förklara de höga halter av fluor som upptäcktes. Wolf–Rayet-stjärnor har föreslagits i andra sammanhang tidigare men man har inte känt till deras eventuella betydelse för bildningen av fluor.

 

Bild från vikipedia på en Wolf–Rayet-stjärna WR 136 tillhör gruppen WN-stjärnor. Den har skapat nebulosan NGC 6888.  Visar lite av hur en sådan stjärna därute agerat. Obs inte att förväxla med den nämnda galaxen ovan.