🚀 Mėnulio iššūkis: kaip praeities istorija kuria ateitį?

Pasaulis patirtį kaupia iš naujo. Praėjus daugiau nei penkiasdešimčiai metų po „Apollo“ programos, žmonija vėl ruošiasi pasiekti Mėnulio orbitą. „Artemis II“ misija – tai ne tik demonstruojama kosminių raketų galia, bet ir sistemų patikimumo išbandymas.

Šis pasiekimas leis patikrinti naujus kosminius laivus, įgulos saugos sistemas bei procedūras tiesioginėje Mėnulio kaimynystėje. Astronautams, atstovaujantiems įvairioms šalims, teks pademonstruoti ne tik fizinį, bet ir psichologinį pasirengimą, nes ši patirtis taps pamatu šiuolaikinei kosmoso erai.

🤝 Globalus sprendimas – kosmosas reikalauja komandos

Žodis „kosmosas“ šiandien reiškia ne tik techninę pažangą, bet ir geopolitinę sąjungą. Kosminės programos gali būti sėkmingos tik bendradarbiaujant. Pagrindinis akcentas čia tenka didžiosioms kosminėms galioms (pavyzdžiui, JAV) ir Europos kosmoso agentūrai (EKA), kurios suvienijo savo jėgas.

Pagrindinė išvada – kosminių tyrimų sėkmė tampa vis labiau priklausoma nuo tarptautinio bendradarbiavimo. Tik vienydami pastangas galime užtikrinti, kad sukurtos technologijos ir žinios būtų prieinamos visiems ir sėkmingai tarnautų bendram labui.

🪐 Žvilgsnis į ateitį: koks tikrasis tikslas?

Jei šis etapas – tik saugus skrydis aplink Mėnulį, koks yra galutinis tikslas? Tai – nuolatinės bazės įkūrimas. Mėnulis tampa nepakeičiamu poligonu – tai milžiniškas žinių šaltinis, padedantis mums pasiruošti dar didesniems iššūkiams ir tolesniems galaktikos pasiekimams.

„Artemis“ programa nėra tiesiog dar vienas kosminis skrydis. Tai naujas žmonijos raidos etapas, mokantis mus ne tik išgyventi kosmoso erdvėje, bet ir geriau suprasti, kaip saugoti savo planetą. Mėnulio patirtis yra žingsnis, leidžiantis mums išmaniau įvertinti savo namų vertę žvelgiant iš toli.

Saulė yra mūsų centrinis žvaigždės kūnas, ne tik Saulės Sistemos širdis, bet ir gyvybės šaltinis, gama tvinstanti energija, teikianti šviesą ir šilumą. Saulės paviršius nenuobodus – jame kunkuliuoja milijonai kilometrų ilgio saulės žybsniai ir geomagnetinės audros, kurios kartais pasiekia mūsų mažąjį mėlynąjį namelį – Žemę. Saulės užburiančios koronos ir promuberansų vaizdai užlieja mus baiminga grožiu.

Pereikime prie planetų. Merkurijus, arčiausiai Saulės esantis smulkutis kūnas, yra karščiu alsuojanti dykuma, kurios paviršius tarsi gigantiškos saulės dėmės atvaizdas. Toliau stovi Venera, Martos planetos vardu krikštyta, su jos storu anglies dioksido debesų sluoksniu, verda savo šiltnamio efektu.

Žemė, mūsų brangioji lopšinis planeta, yra tikras stebuklas. Šilta atmosfera, vandens vandenynai ir įvairios gyvybės formos daro ją nepakartojama. Toliau nuo Saulės – Marsas, raudonasis kareivis, kurio paviršius stulbina savo milžiniškais kanjonais ir kalnais. Nors Marso paviršius atrodo negyvas, jis tebegali turėti išliekančių gyvybės pėdsakų.

Reikia paminėti ir gigantiškąsias planetas, tokias kaip Jupiteris, mūsų Saulės Sistemos šarvuotasis ginklininkas. Jupiterio audros, pavyzdžiui, Didžioji Raudonė Dėmė, šėlsta jau šimtmečius, sukurdamos chaotišką meno kūrinį. Saturnas, su savo įspūdingais žiedais, yra titanas, kurio stebėjimas niekada nenuvilia.

Uranas ir Neptūnas, tolimiausios planetos, išsiskiria savo šalčiu ir ledo mėlynumu. Jos tvyro ramiai, kaip dangaus brangakmeniai, sukasi aplink Saulę didingai, bet šaltai. Ir, žinoma, Plutonas, buvęs planeta, dabar žinomas kaip nykštukinė planeta, stebina savo rūke paskendusiomis kalvomis ir ledynais.

Saulės Sistema – tai šokis aplink Saulę, muzikos natos, kuriuose kiekviena planeta groja savo unikalią melodiją, prisijungdama prie kosminio choreografijos. Kaip mažas dulkių grūdelis šiame didingame užmanyme, mūsų Žemė yra tik akimirksnio spindulys begalybėje, tačiau kiekvienas Saulės sistemos planetos kūnas mums primena, kaip smulki, bet galinga mūsų vieta yra šioje neaprėpiamoje visatos arenoje.

Juodosios skylutės yra įvairių dydžių. Yra mikroskopinės juodosios skylutės, kurios gali būti susidariusios po supernovos sprogimo, ir yra supermasinės juodosios skylutės, randamos centre kiekvieno galaktikos.

Astronomai juodąsias skylutes nustato netikrindami jų atvaizdą, o stebindami aplink juodąsias skylutes esančius objektus. Pavyzdžiui, juodosios skylutės gali traukti aplink save žvaigždes ir dujas, sukurdamos spinduliuotės srautus ir kitais požymiais.

Juodosios skylutės taip pat gali būti suskirstytos į dvi kategorijas: nejudančias ir sukamąsias. Sukamosios juodosios skylutės yra labiau paplitusios ir jos gali būti susijusios su kompaktiškais objektais, tokiais kaip quasars ir aktoriaus centrinės juodosios skylutės.

Juodosios skylutės yra vieni iš keisčiausių ir paslaptingiausių objektų mūsų visatoje, ir jos vis dar kelia daug klausimų mokslininkams. Mokslininkai neseniai sukūrė juodosios skylutės vaizdą pirmą kartą per Event Horizon Telescope projektą, taigi juodosios skylutės tyrimai yra vis dar didelis srities mokslo krypčių.

Šaltinis: OpenAI

Kaip atrodytų Žemė, jei ji skrietų aplink kitą žvaigždę?

Mūsų egzistavimą lemia tai, kiek šviesos ir spinduliuotės gauname iš Saulės. Jei Žemė skrietų aplink kitą žvaigždę, mūsų „gyvybės“ samprata smarkiai pasikeistų.

Šią idėją iliustruoja neseniai atliktas tyrimas, kuriame nagrinėjamas ryšys tarp fotosintezės, spalvos ir nežemiško gyvenimo medžioklės.

Fotosintezės metu augmenijos ląstelės perima anglies dioksidą ir energiją iš Saulės ir gamina cukraus molekules bei deguonį. Fotosintezė savo ruožtu palieka aiškų ženklą ant Žemės atspindėtų bangų ilgių, vadinamų „raudonuoju kraštu“.

Žurnale „Frontiers in Astronomy and Space Sciences“ paskelbtame dokumente teigiama, kad kitose planetose raudonas kraštas nebūtų raudonas – jei tose planetose nėra gyvybės. Mokslininkams ieškant planetų, galinčių priimti svetimą gyvybę, stebint planetų bangų ilgio spalvą gali būti aiškus požymis, kad už Žemės egzistuoja gyvybė.

Ką reikia žinoti pirmiausia?

Maždaug prieš 3 milijardus metų gyvenimas Žemėje buvo labai kitoks nei šiandien.

Tuomet vieninteliai gyvi daiktai buvo mikrobai – kaip bakterijos. Tam tikros rūšies bakterijos, melsvadumbliai, sukūrė unikalią adaptaciją: ji galėjo gaminti energiją iš saulės spindulių ir tapo pirmuoju fotosintezės organizmu.

Prieš cianobakterijas Žemės atmosfera buvo netinkama gyvybei. Fotosintezės metu cianobakterijos gamino deguonį – transformuodamos Žemės atmosferą ir atverdamos kelią vis sudėtingesnėms būtybėms, tokioms kaip augalai, grybai ir galiausiai gyvūnai.

Dėl fotosintezės Žemės paviršius yra padengtas žalia augmenija. Ši žalia spalva yra raktas į patrauklų procesą: matomos šviesos spektre – elektromagnetinio spektro dalyje, kurią gali matyti žmogaus akis – ji visada šiek tiek atspindi žalius fotonus.

Tačiau už jos ribų, matomuose beveik infraraudonųjų spindulių bangose, augmenija atspindi raudoną spalvą-tai vadinama „raudonu kraštu“. Taip yra dėl to, kad žali paviršiai sugeria raudonus fotonus.

Tai laikoma spektriniu biosignatu ir rodo planetos augalijos buvimą. Mokslininkai mano, kad tai galėtų būti pavyzdys aptikti biosignatūras į Žemę panašiose egzoplanetose.

„Jei fotosintezuojantys organizmai aplink kitas žvaigždes turi panašias į kraštą panašias spektrinio atspindžio savybes, galime tikėtis, kad raudonojo krašto analogai atsiras optimalios pigmento absorbcijos ilgo bangos pusėje“, – rašo tyrimo komanda.

Kas naujo?

Tyrimo komanda norėjo pamatyti, kaip šis efektas atrodytų skirtingose planetose, besisukančiose aplink skirtingų tipų žvaigždes.

Norėdami tai padaryti, jie sukūrė Žemės modelį, jei jis skriejo aplink skirtingas žvaigždes, kad nuspėtų, kaip atrodys svetimi pasauliai su gyvais organizmais.

Saulė yra geltona nykštukinė žvaigždė, kas sekundę paverčianti energija apie 4 milijonus tonų medžiagos.

Temperatūros mažėjimo tvarka nuo O, B, A, F, G, K ir M. yra septyni pagrindiniai žvaigždžių tipai.

Modeliai Žemės, skriejančios aplink F tipo žvaigždes, linkę labiau atspindėti mėlyną spalvą, o tos, kurios skrieja aplink G, K ir ankstyvąsias M tipo žvaigždes-raudoną.

„Būsimi egzoplanetų stebėjimai gali ieškoti vegetatyvinio raudonojo krašto atitikmens, spektrinio parašo dėl aštraus fotosintezinių organizmų atspindžio švytėjimo“, – pastebi komanda.

Kodėl tai svarbu?

Nuo 1992 m., Kai buvo aptikta pirmoji egzoplaneta, mokslininkai aptiko daugiau nei 4000 šių svetimų pasaulių. Naudodami į Žemę nukreiptus ir kosminius teleskopus, astronomai stebi egzoplanetas, ieškodami gyvybės ženklų.

Mokslininkai, ieškantys gyvybės už Žemės ribų, ieško gyvenamosios aplinkos kitose planetose ar biosignatuose – tam tikrų cheminių medžiagų, kurias galėjo pagaminti tam tikra praeities ar dabarties gyvybės forma, nesvarbu, ar tai būtų mikrobai, ar svetimos žuvys.

Tačiau naujasis tyrimas prideda naują būdą aptikti galimą gyvybę svetimose planetose bangų ilgio forma, kurią atspindi fotosintezės procesas.

Būsimieji ateivių medžiotojai dabar gali ieškoti Žemės „raudonojo krašto“ atitikmens kitose į Žemę panašiose planetose, turinčiose panašias gyvybės formas.

Santrauka

Ieškant gyvybės kitose planetose, fotosintezės paviršiaus augmeniją galima aptikti pagal jos atspindėtas šviesos spalvas. Šiuolaikinėje Žemėje šiam spektriniam atspindžiui būdingas staigus atspindžio padidėjimas tarp raudonos ir artimos infraraudonųjų spindulių bangos ilgio, parašas žinomas kaip „raudonas kraštas“. Šis į kraštą panašus parašas atsiranda esant maksimalios fotonų absorbcijos bangos ilgiui, kuris yra fototrofo pritaikymo prie jų spektrinės aplinkos rezultatas. Planetose, besisukančiose aplink skirtingus žvaigždžių tipus, raudonojo krašto analogai gali būti kitokių spalvų nei raudona. Taigi, norint nustatyti raudonojo krašto analogus kitose planetose, būtina žinoti bangų ilgius, kuriais fotosintezės organizmai pirmiausia sugeria ir atspindi fotonus. Naudodamiesi skaitmeniniu modeliu, kuris numato Marosvölgyi ir van Gorkom (2010) Žemėje egzistuojančių fotosintezės pigmentų absorbcijos spektrą, mes apskaičiuojame pigmentų absorbcijos spektrą į Žemę panašioje planetoje aplink F per vėlyvojo M tipo žvaigždes, pritaikytas maksimaliai energijai. gamyba. Šiame modelyje ląstelių energijos gamyba yra maksimali, kai pigmentai sureguliuojami taip, kad sugertų bangos ilgį, kuris maksimaliai padidina energijos patekimą iš krintančių fotonų, tuo pačiu sumažinant energijos nuostolius dėl šiluminės emisijos ir kuriant korinį fotosintezės aparatą. Mes pastebime, kad didžiausia fotonų sintezės organizmų fotonų absorbcija aplink F tipo žvaigždes yra mėlyna, o G, K ir ankstyvųjų M tipo žvaigždžių atveju pirmenybė teikiama raudonai arba šiek tiek toliau. Aplink šauniausias M tipo žvaigždes šie organizmai gali geriau įsisavinti artimosios infraraudonųjų spindulių spinduliuose, galbūt per vieną mikroną. Šios prognozės atitinka ankstesnius kokybinius pigmento absorbcijos įvertinimus. Mūsų prognozuojami fotosintezės paviršinių organizmų absorbcijos spektrai priklauso ir nuo žvaigždžių tipo, ir nuo planetinės atmosferos sudėties, ypač nuo atmosferos vandens garų koncentracijos, o tai keičia paviršiaus fotonų prieinamumą ir taip prognozuojamą pigmento absorbciją. Apribojant svetimų, fotosintezuojančių organizmų absorbcijos spektrus, būsimi stebėjimai gali būti geriau pasirengę aptikti silpną raudonojo krašto analogų spektrinį signalą.

Liepos 27 d. Japonijos agentūra į kosmosą paleido porą futuristinių varomųjų sistemų, kad galėtų atlikti pirmuosius bandymus. Jie buvo paleisti iš Uchinoura kosminio centro laive S-520-31, vienpakopėje raketoje, galinčioje pakelti 100 kg naudingąją apkrovą gerokai daugiau nei 300 km. Atgavusi raketą iš vandenyno, JAXA inžinierių komanda išanalizavo duomenis ir patvirtino misijos sėkmę, todėl naujoji sistema buvo numatyta 234,9 km aukštyje.

Besisukantis detonacijos variklis naudoja seriją kontroliuojamų sprogimų, kurie nepertraukiamu ciklu keliauja aplink žiedinį kanalą. Šis procesas sukuria daug itin efektyvios traukos, gaunamos iš daug mažesnio variklio, sunaudojančio žymiai mažiau degalų, o tai reiškia ir mažesnį svorį paleidžiant į kosmosą. Pasak JAXA, ji gali pakeisti žaidimą giliai tyrinėti kosmosą.

Raketa pradėjo bandomuosius demonstravimus po pirmojo etapo išsiskyrimo, šešias sekundes degindama besisukantį detonacijos variklį, o antrasis impulsinis detonacijos variklis tris kartus veikė dvi sekundes. Impulsinis variklis naudoja detonacines bangas kuro ir oksidatoriaus mišiniui deginti.

Kai raketa buvo atgauta po demonstracijos, buvo nustatyta, kad sukamasis variklis sukuria apie 500 niutonų traukos jėgos, o tai yra tik maža dalis to, ką gali pasiekti įprasti raketų varikliai kosmose.

JAXA inžinierių teigimu, sėkmingas bandymas kosmose labai padidino tikimybę, kad detonacinis variklis bus naudojamas praktiškai, įskaitant raketų variklius, skirtus giliam kosmoso tyrimui, pirmosios pakopos ir dviejų pakopų variklius ir kt. Varikliai iš tikrųjų galėtų leisti mums keliauti giliai į kosmosą, naudojant dalį kuro ir svorio, o tai bus labai svarbu tarpplanetinėse kelionėse.

Nature publikuotas tyrimas atskleidė astronomus seniai kamavusią Jupiterio „energijos krizės“ paslaptį.

Leicesterio universiteto mokslininkai su kolegomis iš Japonijos kosmoso agentūros (JAXA), Bostono universiteto, NASA Goddard kosminių skrydžių centru ir Nacionaliniu informacijos ir komunikacijų technologijų institutu (NICT) darbavosi, siekdami įminti Jupiterio atmosferos kaitimo mechanizmą.

Naudodami Keck observatorijos Havajuose duomenis, astronomai sukūrė kol kas detaliausią Jupiterio viršutinių atmosferos sluoksnių vaizdalapį, taip pirmą kartą patvirtindami, kad galingos Jupiterio pašvaistės šildo visą planetą.

Dr. James O’Donoghue yra tyrėjas iš JAXA ir PhD laipsnį baigė Leicesteryje, ir yra pirmasis straipsnio autorius. Jis sakė:

„Iš pradžių bandėme sukurti globalų Jupiterio viršutinės atmosferos vaizdalapį Leicesterio universitete. Tačiau signalas nebuvo pakankamai ryškus, kad galėtume ką nors išvysti už Jupiterio ašigalių regionų, bet iš to darbo pasimokę, po kelių metų galėjome užsisakyti laiką viename iš didžiausių ir pažangiausių Žemės teleskopų.

„Naudodami Keck teleskopą, sudarėme itin detalius temperatūros vaizdalapius. Atradome, kad pašvaistėse temperatūra labai aukšta, kaip ir tikėjomės iš ankstesnio darbo, tačiau dabar galėjome stebėti, kad Jupiterio pašvaistė, nors ir užima mažiau nei 10% planetos ploto, panašu, apšildo visą planetą.

„Šis tyrimas buvo pradėtas Leicesteryje ir tęsiamas Bostono universitete ir NASA, o užbaigtas JAXA, Japonijoje. Bendras kiekvieno žemyno mokslininkų darbas, panaudojant apie Jupiterį skriejančio NASA Juno zondo ir JAXA Hisaki kosminės observatorijos duomenis, prisidėjo prie šio tyrimo sėkmės.“

Dr. Tom Stallard ir Dr. Henrik Melin abu yra iš Leicesterio universiteto Fizikos ir astronomijos mokyklos. Dr. Stallard pridūrė:

„Labai seniai kamavo mūsų sistemos dujinės milžinės retos ašigalių atmosferos mįslė. Kiekviena kosminė Jupiterio misija, o ir stebėjimų iš Žemės, pastarųjų 50 metų matavimai nuosekliai rodė, kad pusiaujo temperatūra yra pernelyg aukšta.

„Ši „energijos krizė“ nuolat kėlė klausimą – ar turimi modeliai neteisingai modeliuoja pašvaisčių šilumos srautus, o gal yra koks nors kitas nežinomas šilumos šaltinis prie pusiaujo?

„Mūsų straipsnyje aprašomas šio regiono sužymėjimas beprecedenčiu tikslumu, parodžiusiu, kad Jupiteryje pusiaujo kaitimas tiesiogiai susijęs su pašvaisčių kaitinimu.“

Pašvaistės randasi, kai elektringas daleles pagauna planetos magnetinis laukas. Jos skrieja spirale išilgai lauko linijų link magnetini ašigalių, pakeliui susidurdamos su atmosferos atomais ir molekulėmis, ir taip atiduodamos joms energiją ir skleisdamos šviesą.

Žemėje taip kyla šiaurės ir pietų pašvaisčių šviesos šou. Jupiteryje, iš Io vulkaninio palydovo svaidoma medžiaga sukelia galingiausias Saulės sistemos pašvaistes ir smarkiai kaitina poliarinius planetos regionus.

Nors Jupiterio pašvaistės jau seniai laikytos pagrindinėmis planetos atmosferos kaitinimo kandidatėmis, ligšioliniai stebėjimai užtikrintai negalėjo to nei patvirtinti, nei paneigti.

Ankstesni viršutinės atmosferos temperatūros vaizdalapiai buvo formuojami, panaudojant vos kelių pikselių dydžio atvaizdus. Tokios raiškos temperatūros pokyčiams planetos atmosferoje užfiksuoti nepakanka, tad ir užuominų apie papildomos šilumos šaltinius juose maža.

Tyrėjai sukūrė penkis skirtingos erdvinės raiškos atmosferos temperatūros vaizdalapius. Didžiausios raiškos vaizdalapiuose vidutiniai temperatūros rodmenys pateikiami dviejų ilgumos laipsnių „aukščio“ ir dviejų platumos laipsnių „pločio“ kvadratais.

Komanda įvertino daugiau nei 10 000 individualių duomenų taškų, vaizdalapin perkeldami tik mažesnio nei penkių procentų neužtikrintumo taškus.

Dujinių gigantų atmosferų modeliai rodo, kad jos veikia kaip gigantiški šaldytuvai, perkeliantys šilumą iš pusiaujo link ašigalių, ir ten nuleidžiantys ją į žemesnius atmosferos sluoksnius.

Naujieji atradimai demonstruoja, kad greitai besikeičiančios pašvaistės gali energijos bangas ginti prieš šią į ašigalius nukreiptą tėkmę, taip suteikdami karščiui galimybę pasiekti pusiaują.

Be to, stebėjimai parodė lokaliai kaistantį regioną po pašvaiste, ką galima interpretuoti kaip ribotą link pusiaujo sklindančio karščio bangą, patvirtinančią šilumos perkėlimo proceso kilmę.

Leicesterio universiteto planetiniai tyrimai apima Jupiterio sistemą, nuo planetos magnetosferos ir atmosferos, iki margos jo palydovų kolekcijos.

Tyrėjai iš Leicesterio yra Juno misijos, sudarytos iš globalios planetą milžinę stebinčių astronomų komandos, nariai, ir vadovauja Jupiterio tyrimams būsimu James Webb Space teleskopu. Be to, Leicesteris vaidina pagrindinį vaidmenį Europos kosmoso agentūros (ESA) rengiamos Jupiterio ledinių palydovų tyrėjo (JUICE) misijos, kuri turėtų būti paleista 2022 metais, moksliniame ir instrumentiniame aprūpinime.

University of Leicester
scitechdaily.com

Nuoroda: „Global upper-atmospheric heating on Jupiter by the polar aurorae“ by J. O’Donoghue, L. Moore, T. Bhakyapaibul, H. Melin, T. Stallard, J. E. P. Connerney and C. Tao, 4 August 2021, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-021-03706-w

Aukščiau esantis vulkaninės lygumos vaizdas kovo mėnesį nufotografuotas ESA ir „Roscosmos“ palydovo TGO.

Čia matomas plotas yra Lunae Planum, pereinamasis regionas tarp šiaurinės žemumos ir Tharsis Montes ugnikalnio komplekso, kuris, kaip manoma, yra atsakingas už lavos nuosėdas didelėje teritorijos dalyje.

Tokie vaizdai gali padėti mums šiek tiek geriau suprasti procesus Marse. Krateriai, kurie išmargina lygumą, įskaitant tris vidutinio dydžio, kurie užima pagrindinę sceną nuotraukoje, atsirado po ugnikalnio paviršiumi.

Tai reiškia, kad galime pažvelgti į Marso praeitį. Pavyzdžiui, didesni krateriai rodo sluoksnius, kuriuos galėjo sudaryti nuoseklūs lavos srautai nuo to laiko, kai planeta vulkaniškai buvo aktyvesnė.

Nežinome, ar Marsas ir šiandien yra vulkaniškai aktyvus. Ilgą laiką mokslininkai manė, kad planeta visiškai rami, tačiau naujausi duomenys rodo, kad Marsas gali būti vulkaniškai aktyvus.

Vulkaninių paviršių trikdžių tyrimas gali padėti planetų geologams išsiaiškinti, kada tekėjo lavos srautai, o tai savo ruožtu gali padėti sudaryti planetos vulkaninę istoriją.

Kadangi marsaeigiai negali nuvykti į daugelį vietų planetoje, orbitiniai vaizdai yra vienas geriausių įrankių, kuriuos turime šiam darbui.

Pagrindinė „ExoMars Trace Gas Orbiter“ (TOG) misija yra atmosferos tyrimai (ir jis atlieka šį darbą puikiai), tačiau tokie vaizdai yra vyšnia ant torto.

Giedrą naktį pakėlę akis į dangų matome tūkstančius žvaigždžių. Jas žmonės tiria jau labai seniai ir mes žinome, kad tai – tolimos saulės. Žvaigždžių, žinoma, yra įvairių. Bet ar gali būti, kad jos su mumis kalba?

Terryis Rudolphas savo naujame straipsnyje kelia hipotezę, kad nežemiškos civilizacijos galėjo išmokti koreguoti link Žemės skriejančius fotonų srautus, kurie palieka žvaigždes. Tolimų planetų gyventojai, galbūt, žino būdų, kaip supinti skirtingų žvaigždžių fotonus ir sukurti tai, kas mums atrodo kaip žvaigždžių mirksėjimas. Tos valdomos žvaigždžių šviesos modifikacijos, kaip mano kvantinės fizikos specialistas, gali būti naudojamos informacijos perdavimui.

Rudolpho skaičiavimai rodo, kad tai – visiškai įmanoma. Norėdami tolimų planetų gyventojai netgi galėtų maskuoti savo komunikaciją po terminėmis ir šviesos emisijomis. Nežemiškų civilizacijų komunikacija būtų pagrįsta skirtingai kvantiškai susipynusių fotonų stebėjimais ir fotonų skaičiumi. Tikriausiai jau spėjote pagalvoti apie atstumus tarp žvaigždžių – kai atstumai matuojami šviesmečiais, apie kokią komunikaciją galima kalbėti? Tačiau Rudolphas kalba apie kvantinį susipynimą (quantum entanglement) – stebint vieną susipynusios sistemos dalį, galima daug pasakyti apie kitą. Keičiant vieną, kinta ir kita, ir atstumai čia nėra svarbūs.

Norint gerai suprasti Rudolpho straipsnį, kurį vis tiek kviečiame paskaityti, reikia neblogų fizikos žinių. Mokslininkas šį fenomeną lygina su bendravimu radijo bangomis. Norint, kad gavėjas suprastų žinutę, reikia, kad jis ir siuntėjas laikytųsi tų pačių komunikacijos standartų. Taigi, žmonijai įsiterpti į šį pokalbį nepavyktų.

Bet kokia tai įspūdinga idėja! Civilizacijos skirtingose visatos dalyse galėtų komunikuoti tarpusavyje, mokytis viena iš kitos. Nors skaičiavimai rodo, kad tai įmanoma, tikriausiai be milžiniškų proveržių (ateivių apsilankymo) apie šią komunikacijos sistemą ar jos neegzistavimą nesužinosime.

Veikdamas kaip milžiniškas veidrodis, prietaisas buvo skirtas prailginti dienos šviesą, suteikti Saulės energiją kolektoriams ir, galbūt, vieną dieną varyti kosminius laivus. Neįtikėtina, bet trumpą laiką, tai iš tikrųjų veikė.

Kosminių veidrodžių panaudojimo idėją 1929 m. pirmą kartą pasiūlė vokiečių fizikas Hermanas Oberthas.

Obertas norėjo sukurti ginklą, naudodamas 100 metrų pločio įgaubtą veidrodį, galintį atspindėti Saulės spindulius į koncentruotą Žemės tašką, galintį sudeginti ištisus miestus ir netgi išvirti vandenynus.

Naciai iš pradžių rodė didelį susidomėjimą šiuo vadinamuoju „Saulės ginklu“, tačiau vėliau nusprendė, kad yra paprastesnių būdų sudeginti miestus.

Ši koncepcija buvo pamiršta, kol po pusės amžiaus, devintojo dešimtmečio pabaigoje, sovietų inžinierius Vladimiras Sergejevičius Syromyatnikovas pamatė galimybę kosmoso veidrodžius naudoti kaip Saulės bures.

Siromyatnikovas susidomėjo Saulės burėmis – erdvėlaivių varomuoju metodu, kuris naudoja Saulės ir tolimų žvaigždžių spinduliuotės slėgį, kaip burinis laivas išnaudoja vėjų jėgą plaukioti jūromis.

Saulės burės turi būti didžiulės, nes spinduliuotės slėgis yra labai silpnas, ir tik didžiulė burė gali sukurti pakankamai jėgos, kad kosminis laivas būtų varomas į priekį pastebimu greičiu. Pavyzdžiui, 800 metrų skersmens Saulės burė per 400 dienų galėtų nuskraidinti 2 tonų krovinį į Marsą.

Siekdamas paskatinti susidomėjimą Saulės burėmis, Syromyatnikovas pasiūlė, kad didelės atspindinčios burės galėtų būti naudojamos nukreipti Saulės šviesą atgal į Žemę, kad būtų apšviesti miestai ir dirbamos žemės, ypač tamsiuose poliariniuose regionuose.

Syromyatnikovas teigė, kad tai gali sumažinti elektros energijos sąnaudas apšvietimui ir prailginti prieblandą sodinimo ir derliaus nuėmimo sezono metu. Tai taip pat galėtų padėti gelbėjimo ir atkūrimo operacijose po stichinių nelaimių, tokių kaip žemės drebėjimai ir uraganai.

Projektas sukurti kosmoso veidrodį „Znamya“ (transparantas) buvo pradėtas devintojo dešimtmečio pabaigoje.

Net ir žlugus Sovietų Sąjungai Syromyatnikovas toliau dirbo prie projekto, o 1993 m. jis gavo galimybę išbandyti „Znamya“.

Finansuojamas Rusijos valstybinių korporacijų, Syromyatnikovas sukonstravo 20 m pločio mylaro lakštą, kurį buvo galima išskleisti iš centrinio mechanizmo ir paleisti iš kosminės stoties „Mir“.

1992 m. spalio mėn. kosminė raketa „Progress M-15“ pakilo iš Baikonūro kosmodromo ir išvedė „Znamya 2“ palydovą į orbitą. Tris mėnesius jis buvo prijungtas prie kosminės stoties „Mir“.

Galiausiai, 1993 m. vasario 4 d. naktį „Znamya“ buvo atskirtas nuo kosminės stoties ir išskleidė 20 m skersmens mylaro skydą.

Lėtai sukdamasis apie savo ašį (kad išcentrinės jėgos išlaikytų atšvaitą, nes jis neturėjo atraminio rėmo) palydovas „Znamya“ nukreipė šviesesnį nei Mėnulio pilnatis ir maždaug 5 km pločio šviesos spindulį į naktinį Žemės dangų, virš Atlanto vandenyno.

Šviesos spindulys, judėdamas 8 km/val. greičiu, kirto pietų Prancūziją, Šveicariją, Vokietiją, Čekiją, Lenkiją ir galiausiai išnyko ankstyvoje ryto šviesoje Baltarusijoje.

Deja, tą dieną buvo debesuotas oras ir nebuvo daug liudininkų ant žemės, mačiusių spindulį. Nors keli stebėtojai ant žemės pranešė, kad mato tik ryškų šviesos pulsą, tarsi sklistų iš žvaigždės, orbitoje esantys astronautai teigė, kad jie gali matyti ir sekti blankią šviesą.

Eksperimentas truko tik kelias valandas, po to palydovas buvo išvestas iš orbitos ir sudegė atmosferoje.

„Znamya 2“ sėkmė suteikė naują impulsą „Znamya“ programai, o Rusijos mokslininkai pradėjo planuoti dar didesnį kosminį veidrodį.

Antrasis paleidimas buvo suplanuotas 1999 m. „Znamya 2.5“ turėjo šiek tiek didesnę burę (25 metrų skersmens), todėl buvo tikimasi, kad jis spindės ryškiau (iki dešimties Mėnulio pilnačių šviesos), skleis didesnį šviesos spindulį (7 kilometrų skersmens) ir svarbiausia, kad spindulys šviestų fiksuotoje Žemės vietoje kelias minutes.

„Znamya 2.5“ sėkmės atveju buvo numatytas tolesnė plėtra – „Znamya 3“ turėtų 70 metrų skersmens veidrodį ir galiausiai programą apimtų palydovų eilė, esanti su Saule sinchronizuotose orbitose.

Kiekvienas palydovas su 200 metrų veidrodžiu būtų galėjęs apšviesti 26 kvadratinių km Žemės plotą beveik 100 kartų didesniu ryškumu nei Mėnulio pilnatis. Idėja buvo iš esmės paversti naktį į dieną.

Vis dėlto, netrukus po dislokavimo „Znamya 2.5“ veidrodis užsikabino už „Mir“ stoties antenos ir suplyšo. Po kelių bergždžių Rusijos misijos kontrolės bandymų atlaisvinti veidrodį nuo antenos, „Znamya 2.5“ buvo  išvestas iš orbitos ir sudegė atmosferoje.

Po šios nesėkmės ir didelių projekto kaštų (Rusijos finansinė padėtis po SSRS žlugimo buvo itin prasta), „Znamya“ misija buvo nutraukta.

Kol vyko Rusijos „Znamya“ eksperimentas, visame pasaulyje prieš projektą protestavo įvairios bendruomenės, tokios kaip aplinkosaugininkai, mokslininkai, astronomai ir humanitarinės grupės.

Astronomai kritikavo eksperimentą sakydami, kad tai trukdys stebėti kosmosą iš Žemės. Aplinkosaugininkai teigė, kad nakties nebuvimas gali sukelti fiziologinius sutrikimus, tokius kaip žmonių ir gyvūnų miego trūkumas.

Kosminių veidrodžių ir Saulės burių kūrėjas ir vienas didžiausių kosmoso inžinierių pasaulyje Vladimiras Syromyatnikovas mirė 2006 m.

Dauguma turi bent jau miglotą sipratimą, kad gyvename Žemėje. Truputėlį mažiau – kad ji nėra plokščia ir tėra viena viena iš Saulės sistemos planetų, o Saulė – niekuo neypatinga žvaigždė tarp daugybės kitų Paukščių Tako galaktikos žvaigždžių. Jei perskaitę iki šios vietos, nepakėlėte antakio, tikriausiai esate girdėję, kad galaktikų daugybė, o kaimyninė Andromedos galaktika tiesiu taikymu lekia į mus. Plika akimi galime matyti dar tris galaktikas, o štai, pavyzdžiui, Hubble kosminės observatorijos padarytos nuotraukos atskleidžia visą šių trilijonų žvaigždžių miestų įvairovę.

Galaktikos dažniausiai būna arba spiralinės, kaip Paukščių Takas, arba elipsinės (realiai morfologiniai tipai skaidosi detaliau, bet čia nesiplėsime). Paprastai kalbant, spiralinės galaktikos susiformavo iš vieno didelio dujų debesies ir taip savotiškai paveldėjo jo sukimosi kampinį momentą, kuris ir suploja galaktiką į diską ir sukuria susivijusios spiralės ar žiedų formą. Dalis dujų lieka galaktikoje, jose gali vykti aktyvi žvaigždėdara, ir dujos matomos, kaip pavyzdžiui ūkai Paukščių Take. Tuo tarpu elipsinės galaktikos yra elipsoido formos t.y., nesuplotos. Jose dominuoja chaotiškas žvaigždžių judėjimas, nėra ar beveik nėra tarpžvaigždinių dujų, tad žvaigždėdara beveik nutrūkusi. Dauguma tokių galaktikų yra kelių spiralinių galaktikų susijungimo pasekmė ir dažnai aptinkamos galaktikų spiečių centrinėse dalyse.

Gali susidaryti įspūdis, kad galaktikų sąrašan įtraukiami tik žvaigždžių megapoliai. Tačiau yra ir galaktinių miestelių ar net bažnytkaimių, kur žvaigždžių tėra keli milijardai ar išvis vos 1000. Palyginus su keliais šimtais milijardų Paukščių Tako žvaigždžių, jos – tikrai nykštukinės. Kai kurios netgi mažesnės už mūsų galaktikos kamuolinius žvaigždžių spiečius. Kadangi jose tiek mažai žvaigždžių, jas stebime tik Vietinės galaktikų grupės ribose. Taip pat jos dažniausiai aptinkamos didesnių galaktikų kaimynystėje, pvz. aplink Paukščių Taką žinoma pora dešimčių tokių galaktikų, pora dešimčių aplink Andromedos galaktiką, taip pat aptinkamos aplink M33 galaktiką Trikampio žvaigždyne. Didįjį Magelano debesį sudaro apie 30 milijardų žvaigždžių ir jis sukasi aplink Paukščių Taką, tad tam tikra dalimi galime laikyti jį nykštukine galaktika, bent jau Paukščių Tako atžvilgiu.

Nykštukinės galaktikos gali būti įvairių formų, nuo elipsoido iki spiralinės galaktikos, net su vos viena spiraline vija, kaip Didysis Magelano debesis. Mažoje dalyje tokių galaktikų dar gali vykti aktyvi žvaigždėdara ir joms būdingi dideli, charakteringai mėlyną šviesą spinduliuojančių masyvių žvaigždžių spiečiai centrinėse jų dalyse. Atskira nykštukinių galaktikų klasė yra ultrakompaktiškos nyštukinės galaktikos, vos poros šimtų šviesmečių spinduliu įprastai talpinančios apie 100 mln. žvaigždžių, o tai dešimtimis kartų didesnis žvaigždžių tankis, nei Saulės aplylinkėse. Tačiau toks nykštukinių galaktikų tipas Vietinėje galaktikų grupėje nėra aptinkamas ir būdingas didesnių galaktikų spiečių centrinėms dalims.

Dauguma žinomų nykštukinių galaktikų yra senos ir jose santykinai daugiau tamsiosios medžiagos, nei didžiosiose galaktikose. Būtent tamsioji medžiaga charakterizuoja galaktikas, ir skiria nykštukines galaktikas nuo kamuolinių žvaigždžių spiečių. Nykštukinės galaktikos naudingos tamsiosios materijos tyrimams. Mes praktiškai nieko apie ją nežinome, tačiau turbūt vienintelė gan plačiai priimta teorija teigia, kad tamsioji medžiaga yra šalta (šiuo terminu norima pasakyti, kad jos hipotetinių dalelių greičiai nėra reliatyvistiniai, tad ir gali suformuoti galaktikos dydžio struktūras). Galime gan patikimai identifikuoti tokią tamsiąją medžiagą pagal žvaigždžių judėjimą galaktikose – kad tokiais greičiais charakterizuojama sistema neišsilakstytų į šalis, reikia papildomos, didesnės, nei matome tiesiogiai, masės. O norint paaiškinti žvaigždžių judėjimus nykštukinėse galaktikose, reikia dar santykinai daugiau tamsiosios medžiagos.

Tamsioji medžiaga paaiškina galaktinio dydžio struktūrų formavimąsi. Težinome keturias fundamentalias jėgas, dvi iš kurių – branduolinė silpnoji ir branduolinė stiprioji – veikia tik subatominiu lygiu, o elektromagnetinei sąveikai reikalingas krūvis. Krūvio kosmologiniais masteliais nėra, nes praėjus ~370 000 metų po Didžiojo sprogimo, Visatos temperatūra nukrito tiek, kad energetiškai efektyvūs tapo atomai – beveik visi vandenilio ir helio branduoliai rekombinavo. To pasekmes galima stebėti ir šiandien, nes prieš rekombinaciją šviesą sklaidė elektronai (Tomsono sklaida) ir atspindėjo jų temperatūrą, o šiems rekombinavus, fotonų laisvojo lėkimo kelias gerokai išaugo ir jų savybės tapo atsietos nuo medžiagos. Šiuos pirmykščius fotonus vadiname reliktine spinduliuote ir dėl Visatos plėtimosi dabar jie atsidūrė jau mikrobangų ruože. srityje iš viso dangaus ploto. Tad vienintelė svarbi jėga galaktikų formavimuisi telieka gravitacija, o tamsioji medžiaga sudaro didžiąją dalį gravitacinio poveikio.

Kol nebuvo modernių stebėjimų duomenų, mintis, kad tokios galaktikos, kaip Paukščių Takas, galėjo užkandžiauti kitomis galaktikomis, tebuvo vienas iš galimų supaprastintų galaktikų susidarymo variantų: arba jos susidaro iškart, arba iš mažų dalių. Spiralinė mūsų Galaktikos struktūra ir tai, kad galaktikų spiečių centrinėms dalims būdingomis sąlygomis dominuoja elipsinės galaktikos, leido manyti, kad visos ar beveik visos mūsų Galaktikos žvaigždės susiformavo Paukščių Take. Dabar žinome, kad situacija gerokai sudėtingesnė.

Visų pirma, žinome, kad galaktikos gravitacija gali atplėšti ir pasisavinti medžiagą iš mažesnių kaimynių artimo praskriejimo metu. Tai ypač pastebima Andromedos galaktikoje, kur galima tiesiogiai matyti paekmes neseno prasilenkimo su M32 galaktika, kuri galėjo būti masyvesnė, bet Andromeda nugvelbė didelę dalį jos disko. Antra, didžiųjų galaktikų masė (nepamirštant ir tamsiosios materijos) lemia stiprų gravitacinį poveikį mažųjų kaimynių atžvilgiu. Tad, nieko keisto, kad kai kurios nykštukinių galaktikų žvaigždės tokio potraukio neatlaiko ir ima suktis apie didžiąją galaktiką atsitiktine orbita, kuri, ilgainiui, veikiama likusių žvaigždžių, relaksuoja.

Kitas argumentas yra charakteringa didžiųjų galaktikų cheminė sudėtis, o tiksliau, jos įvairovė. Paukščių Tako diskas, kurio dalis yra ir Saulės sistema, gan turtingas žvaigždėdaros produktų – cheminių elementų sunkesnių už helį (astronomijoje dažniausiai vadinamų tiesiog metalais) ir tuo pačiu yra gan dinamiškai relaksavęs ir disko forma yra to sukimosi relaksavimo pasekmė. Tačiau mūsų galaktikoje, o ir visos kitose, yra ir charakteringai kitų kitokios cheminės sudėties komponentų.

Spiralinių galaktikų atveju tai yra sferoidas, vadinamas halu, kuriame daug mažesnis žvaigždžių tankis ir gerokai mažesnis žvaigždžių praturtinimas metalais. Tad, šių žvaigždių prigimtis akivaizdžiai kita, nei daugumos galaktikos žvaigždžių. Vienas iš galimų tokių žvaigždžių šaltinių būtent ir yra po vieną ar grupelėmis iš nykštukinių galaktikų priglobtos žvaigždės. Kitaip nei Paukščių Takas, kuriame santykinai didelės dujų atsargos ir aktyviai vyksta žvaigždėdara, nykštukinėse galaktikose dujų yra mažiau tiek absoliučiu kiekiu, tiek gravitaciniu poveikiu, todėl supernovų sprogimų metu į tarpžvaigždinę erdvę išsviedžiama medžiaga neišsilaiko galaktikoje. Taip nykštukinių galaktikų žvaigždės yra charakteringai nemetalingos ir chemiškai panašios į galaktikos (tiek mūsų, tiek, pvz., Andromedos) halų žvaigždes.

Be to, mūsų galaktikos hale galime identifikuoti ir kinetiškai susijusias žvaigždžių grupes su joms būdinga chemine sudėtimi, kurios beveik neginčijamai yra tarpgalaktinės žvaigždžių „vagystės“ ar net kanibalizmo įrodymas. Be to, masyviausias žinomas mūsų galaktikos žvaigždžių spiečius charakteringai skiriasi nuo likusių žvaigždžių spiečių savo žvaigždžių chemine įvairove, tad tai galima spėti, kad tai yra visai ne kamuolinis spiečius, o kanibalizuotos nykštukinės galaktikos likusi neišardyta centrinė dalis. Andromedos galaktikoje aptiktas net dvigubai didesnis toks spiečius.

Tad nykštukinės galaktikos yra ne tik savaime įdomūs objektai, bet ir raktas, padedantis suvokti ne tik galaktikų formavimąsi bendrai, bet ir mūsų pačių galaktikos susiformavimo istoriją. Esminė kliūtis šių galaktikų tyrimams yra didelis atstumas ir mažo žvaigždžių kiekis. Todėl reikia gerokai didesnių teleskopų ir daugiau surinktos šviesos, tačiau gerėjant stebėjimų įrangai, nykštukinės galaktikos neabejotinai bus vienos iš įdomiausių žvaigždžių „laboratorijų“.

J. Klevas