สี่เทคโนโลยีอวกาศที่จะเปลี่ยนชีวิตเราในอนาคตอันใกล้

2024 ผู้เขียน: Malcolm Clapton | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 04:12

ลองนึกภาพโลกที่พายุ พายุเฮอริเคน พายุทอร์นาโด น้ำท่วม และฟ้าผ่าไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์อีกต่อไป โลกที่เที่ยวบินจากลอนดอนไปซิดนีย์ใช้เวลาหนึ่งชั่วโมง ลองนึกภาพอนาคตที่ความรู้เรื่องสสารของเราลึกซึ้งมากจนการเดินทางข้ามเวลากลายเป็นความจริง นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีเหล่านี้ในแคลิฟอร์เนียแล้ว ในเมือง Palo Alto ในห้องปฏิบัติการของ Lockheed Martin ยักษ์ใหญ่ระดับโลกในด้านเทคโนโลยีการบินและอวกาศและการสร้างเครื่องบิน

Lockheed Martin ทำงานเคียงบ่าเคียงไหล่กับ NASA มหาวิทยาลัยชั้นนำของโลกและพันธมิตรทางการค้าที่ทรงอิทธิพล นักวิทยาศาสตร์มุ่งเน้นไปที่สี่โครงการที่จะปฏิวัติโลกของเรา:

• การรักษาชีวิตมนุษย์
• การค้นพบความรู้ใหม่เกี่ยวกับการกำเนิดของจักรวาล
• บินด้วยความเร็วเสียง
• ป้องกันวันสิ้นโลก

ตามฟ้าแลบ

ในเดือนพฤษภาคม พายุทอร์นาโด น้ำท่วม และภัยธรรมชาติอื่นๆ ทำให้เศรษฐกิจสหรัฐฯ เสียหายมากกว่า 4.5 พันล้านดอลลาร์ ตามข้อมูลของบริษัทประกันภัย AON มีพายุทอร์นาโด 412 ลูกในหนึ่งเดือน ในประเทศจีน ในเดือนเดียวกันนั้น มีผู้เสียชีวิต 81 ราย และบ้านเรือน 100,000 หลังได้รับความเสียหายและถูกทำลายจากฝนที่ตกจากฝน Mei-yu

ไม่มีใครรอดพ้นจากภัยสภาพอากาศ ในปี 2554 น้ำท่วมในประเทศไทยกระทบโรงงานส่วนประกอบคอมพิวเตอร์และขึ้นราคาฮาร์ดไดรฟ์ทั่วโลก

การคาดการณ์ที่แม่นยำของพายุทอร์นาโดที่จะเกิดขึ้นจะช่วยรักษาชีวิตผู้คนได้ Lightning Map (GLM) จะทำให้ผู้คนมีโอกาสหลบซ่อนจากภัยพิบัติ

Scott Fouse รองประธานศูนย์เทคโนโลยีขั้นสูงของ Lockheed Martin กล่าวว่าสายฟ้าก่อตัวขึ้นในเมฆและจะไปถึงพื้นหลังจากนั้นครู่หนึ่ง คุณจึงสามารถคาดการณ์ภัยพิบัติได้ นักวิทยาศาสตร์จะเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เพื่อรวบรวมข้อมูลฟ้าผ่ากับดาวเทียม GOES-R ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งจะเปิดตัวในปีหน้า

Stephen Jolly หัวหน้าวิศวกรของดาวเทียม GOES-R อธิบายว่าเซ็นเซอร์ทำขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีของกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล แต่ตอนนี้เราจะไม่ดูดาว แต่ให้มองที่โลก พายุทอร์นาโดเริ่มต้น 10 นาทีหลังจากกิจกรรมฟ้าผ่าเริ่ม และ 10 นาทีนี้จะช่วยชีวิตคนจำนวนมาก

เครื่องติดตามสภาพอากาศ จับภาพโลกที่ 500 เฟรมต่อวินาที จะช่วยให้เครื่องบินนำทางผ่านพายุและส่งสัญญาณเตือนภัยไปยังกริดพลังงานภายใต้ภัยคุกคามบนโลก นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะปรับใช้ระบบ GLM ทั่วโลก

นอกจากสภาพอากาศเลวร้ายแล้ว การปล่อยมวลโคโรนา - สารจากโคโรนาสุริยะ - ยังเป็นภัยคุกคามต่อระบบไฟฟ้าและการบิน อนุภาคของสสารถึงโลกภายใน 1-3 วัน เนื่องจากครอบคลุมพื้นที่หลายพันล้านกิโลเมตร แม้แต่การปล่อยมลพิษเพียงเล็กน้อยก็สามารถลดสัญญาณจากดาวเทียมได้ และเราจะสูญเสียการควบคุมเครื่องบินและระบบไฟฟ้า

ยิ่งการปล่อยมากเท่าไร ผลที่ตามมาก็จะยิ่งอันตรายมากขึ้นเท่านั้น ขึ้นอยู่กับเวลาที่ปล่อย ตำแหน่งในดวงอาทิตย์ที่จะเกิดขึ้น และทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาค บางส่วนของโลกอาจสูญเสียไฟฟ้าได้นานถึง 5 เดือน บริษัทประกันภัยจ่ายเงินประมาณ 10 พันล้านดอลลาร์ต่อปีสำหรับความเสียหายจากการปล่อยมวลโคโรนา กล้องถ่ายภาพความร้อนอัลตราไวโอเลต GOES-R จะแจ้งเตือนล่วงหน้าถึงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่จะเกิดขึ้น

เครื่องมืออื่นใน GOES-R คือ geoCARB กำลังได้รับการพัฒนาร่วมกับมหาวิทยาลัยโอคลาโฮมา มันวัดระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของโลกเพื่อให้เราสามารถคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับปริมาณของมันได้

การเดินทางข้ามเวลาและการถ่ายภาพดาราจักรตั้งไข่

Lockheed Martin และมหาวิทยาลัยแอริโซนากำลังพัฒนากล้องใกล้อินฟราเรดที่มีความไวแสงสูง ซึ่งหวังว่าจะสามารถจับภาพแสงของดาวฤกษ์และดาราจักรยุคแรกสุดในระยะก่อตัวได้นักดาราศาสตร์ได้ติดตั้งโคโรนากราฟในกล้อง ซึ่งถ่ายภาพวัตถุที่มองเห็นได้ไม่ชัดใกล้กับแหล่งกำเนิดแสงจ้า กลไกการทำงานของ coronagraph ใน NIRCam นั้นคล้ายกับเมื่อเราเอาฝ่ามือปิดตาเพื่อมองอะไรบางอย่าง

NIRCam จะเปิดตัวสู่อวกาศบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ในเดือนตุลาคม 2561 จากเฟรนช์เกียนาโดยใช้จรวด Ariane 5 ด้วยความช่วยเหลือของสเปกโตรมิเตอร์ นักวิทยาศาสตร์จะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงและดูว่าเมฆก๊าซก่อตัวอย่างไร นี้จะช่วยให้เข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาล

ด้วย NIRCam นักวิจัยจะศึกษาสสารมืดและพลังงานมืด ตอนนี้พวกมันถูกซ่อนจากกล้องโทรทรรศน์ของเรา แต่เรารู้ว่าพวกมันมีอยู่จริง ความรู้นี้จะวางรากฐานสำหรับการทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์ของอวกาศและเวลา

เราเชื่อว่าเวลาเคลื่อนไปในทิศทางเดียว แต่สสารไม่ใช่สิ่งที่เราคิด มีช่องว่างในอวกาศที่เกิดจากวัตถุขนาดใหญ่เช่นดวงอาทิตย์เป็นต้น การค้นพบนี้สามารถนำไปสู่การเดินทางข้ามเวลาได้หรือไม่? ฉันไม่ได้ตัดสินอะไรออกไป ซีรีส์เก่าของ Star Trek พูดถึงเทคโนโลยีเหล่านี้มากมาย และพ่อของฉันซึ่งเป็นนักฟิสิกส์ก็หัวเราะเยาะ เทคโนโลยีเหล่านี้กำลังกลายเป็นความจริง เมื่อเราเข้าใจรากฐานของการกำเนิดจักรวาล เราจะสามารถอธิบายปรากฏการณ์ทั้งหมดที่เราไม่สามารถเข้าใจได้ในตอนนี้

Stephen Jolly

การวิจัยกับ NIRCam มีความสำคัญไม่เพียง แต่สำหรับนักจักรวาลวิทยาเท่านั้น แต่สำหรับทั้งโลก ซึ่งจะส่งผลต่อระบบความเชื่อและเปลี่ยนความเชื่อทางศาสนาของมนุษยชาติ

เร็วกว่าเสียง 20 เท่า

แนวคิดเรื่องการเดินทางแบบไฮเปอร์โซนิกไม่ใช่เรื่องใหม่ คำนี้ปรากฏในยุค 70 และแสดงถึงความเร็ว 5 มัคนั่นคือ 5 เท่าของความเร็วของเสียง หลายโครงการทุ่มเทให้กับความพยายามที่จะเอาชนะความเร็วของเสียงหลายสิบครั้ง นักพัฒนาจากเยอรมนีวางแผนที่จะเปิดตัว Hypersonic SpaceLiner ภายในปี 2030 ซึ่งสามารถบินจากยุโรปไปยังออสเตรเลียได้ภายใน 90 นาที Lockheed Martin มีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อเอาชนะ Mach 20 - 24,498 km / h - และ Mach 30

ความพยายามที่จะไปถึง 20 มัคล้มเหลวเนื่องจากขาดวัสดุที่เชื่อถือได้ซึ่งสามารถทนต่อความร้อนที่เกิดจากความเร็วเหล่านี้ได้ ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์มีวัสดุที่เย็นตัวได้เองโดยอิเล็กตรอน "หก" เช่นเดียวกับที่ร่างกายมนุษย์ผลิตเหงื่อ

Lockheed Martin ทำงานร่วมกับ Imperial College London ซึ่งเป็นเจ้าของอุโมงค์ลมที่มีความเร็วเหนือเสียงสำหรับการทดสอบวัสดุ เที่ยวบินความเร็วเหนือเสียงมีความจำเป็นไม่เพียงแต่สำหรับผู้โดยสารธรรมดาที่จะย้ายจากประเทศหนึ่งไปอีกประเทศหนึ่งอย่างรวดเร็ว สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการให้ความช่วยเหลือด้านมนุษยธรรมหรือการบรรเทาภัยพิบัติในทันที แม้ว่าค่าใช้จ่ายในการเดินทางด้วยความเร็วเหนือเสียงจะสูงมากในช่วงปีแรกๆ ของการใช้งาน

นอกจากวัสดุที่มีความเร็วเหนือเสียงแล้ว การพัฒนาอื่นๆ จะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเครื่องจักรแห่งอนาคต ตัวอย่างเช่น ท่อนาโนคาร์บอน ซึ่งบางกว่าเส้นผมมนุษย์ 50,000 เท่า จะถูกใช้ในแบตเตอรี่

เราใช้เทคโนโลยีอวกาศในอุตสาหกรรมอากาศยาน ในอุตสาหกรรมยานยนต์ และในชีวิตประจำวันอยู่แล้ว เราได้คิดค้นเซ็นเซอร์ที่มีแหล่งพลังงานที่สามารถเปิดและปิดตัวเองได้โดยไม่ต้องใช้สายไฟ ซึ่งจะทำให้สามารถสร้างดาวเทียมที่มีขนาดเล็กกว่าในปัจจุบันได้หลายพันเท่า รถจะเป็นอย่างไร? ใครจะรู้!

Stephen Jolly

ป้องกันวันสิ้นโลก

ในปี 2013 อุกกาบาตตกประมาณ 15 เมตรในเชเลียบินสค์ ทำให้มีผู้บาดเจ็บประมาณ 2,000 คน นี่เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์เมื่อไม่นานนี้ที่อุกกาบาตขนาดใหญ่ตกลงมาและก่อให้เกิดการทำลายล้างครั้งใหญ่ อุกกาบาตขนาดเล็กตกลงสู่พื้นโลกอย่างต่อเนื่อง อุกกาบาตอุกกาบาตขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 400 เมตรสามารถก่อภัยคุกคามทั่วโลกได้ แต่สิ่งเหล่านี้มายังโลกทุกๆ พันปี ตามที่นักวิทยาศาสตร์จาก NASA กล่าว

ปัจจุบัน NASA กำลังสำรวจดาวเคราะห์น้อยกว่า 1,400 ดวงที่สามารถสร้างความเสียหายได้อย่างมีนัยสำคัญ โลกได้รับการคุ้มครองโดยดาวเคราะห์ยักษ์ของระบบสุริยะซึ่ง "ดึง" อุกกาบาตเข้าหาตัวเองดังนั้นอุกกาบาตร้ายแรงตัวสุดท้ายตกลงสู่พื้นโลกในปี 2451 อีกครั้งในอาณาเขตของรัสเซียและทำให้เกิดแผ่นดินไหวขนาด 5 ในระดับริกเตอร์ ที่แห่งการล่มสลายถูกทิ้งร้าง มีเพียงคนเดียวที่เสียชีวิต หากอุกกาบาตตกลงมา 4 ชั่วโมง 47 นาทีหลังจากนั้น มันก็จะกวาดล้างเมืองเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ซึ่งตอนนั้นมีประชากรมากกว่าหนึ่งล้านคน

66 ล้านปีก่อน ในช่วงยุคครีเทเชียส เมื่อไดโนเสาร์ท่องโลก อุกกาบาตกว้างประมาณ 10 กม. ตกลงบนคาบสมุทรยูคาทานในเม็กซิโก ก่อตัวเป็นปล่องภูเขาไฟชิกซูลุบ แรงกระแทกนั้นเทียบเท่ากับระเบิดนับพันล้านลูกที่ถูกทิ้งบนฮิโรชิมา และทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ "ต้ม" โลก

นักวิทยาศาสตร์จาก NASA และ Lockheed Martin กำลังทำงานเพื่อป้องกันภัยพิบัติที่คล้ายคลึงกันในอนาคต นาซ่าได้จัดทำรายการวัตถุใกล้โลกมาตั้งแต่ปี 2541 และมีแผนจะเปิดตัวภารกิจในปี 2559 ซึ่งจะเปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับดาวเคราะห์น้อย

ภารกิจไร้คนขับ OSIRIS-REX จะเดินทางไปยังดาวเคราะห์น้อย Bennu หนึ่งในดาวเคราะห์น้อยที่อาจเป็นอันตรายที่สุด มีโอกาสสูงที่จะชนเข้ากับโลกในปลายศตวรรษที่ XXII OSIRIS-REX จะบินขึ้นไปที่ Bennu เก็บตัวอย่างองค์ประกอบและนำมาสู่โลก นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะเข้าใจว่าดาวเคราะห์น้อยและวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยจะได้รับผลกระทบอย่างไร นอกจากนี้ ภารกิจยังสามารถค้นหาองค์ประกอบทางเคมีที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้จักบนดาวเคราะห์น้อย

การกอบกู้โลกของเราเป็นมากกว่าแค่การปกป้องโลกจากการตกกระทบของดาวตก ตัวอย่างเช่น ความลึกลับที่ใหญ่ที่สุดเรื่องหนึ่ง: เกิดอะไรขึ้นกับชั้นบรรยากาศบนดาวอังคารที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรง ในปี 2013 ภารกิจของ MAVEN เริ่มต้นขึ้น ซึ่งอาจให้คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้และช่วยให้เข้าใจว่าอนาคตของดาวเคราะห์สีแดงไม่ได้เตรียมไว้สำหรับโลกหรือไม่

()