сряда, ноември 18, 2009

Дали земните океани са направени от извънземен материал?


Тихия океан. Дали водата идва от покрити с лед астероиди, които може би са достигнали Земята около 100 000 милиона години след раждането на планетите? (Credit: Copyright Michele Hogan)
ScienceDaily (Nov. 11, 2009) — Противно на предишните схващания, атмосферата и океаните може би не са били формирани от парите изпускани от вулканичната дейност в зората на нашата планета. Francis Albarède от Laboratoire des Sciences de la Terre (CNRS / ENS Lyon / Université Claude Bernard) предполага, че водата не е била част от първоначалния инвентар на Земята, а по-скоро произтича от турбуленцията причинена във външната част на Слънчевата система от гигантските планети. Благодарение на това покрити с лед астероиди са достигнали Земята около 100 000 милиона години след ражаднето на планетите. Водата на Земята следователно може да е извънземна, и да е дошла по-късно в акретационната й история, и присъствието й може би е улеснило тектониката на плочите дори преди да се е появил живота. Заключенията върху изследването проведено от Albarède е публикувано на 29 Октомври 2009 в сп. Нейчър.

Космическите агенции получиха съобщението: където има живот, там трябва да има и вода. Преди около 4,5 милиарда години, на Земята е била завещана достатъчно вода за океани, които да формират живот, който да открие благоприятни ниши в моретата и на континентите произтичащи от тектониката на плочите. В сравнение, Луната и Меркурий са сухи, убийствено студени пустини, Марс е изсъхнал много бързо, а повърхността на Венера е изгарящ ад.

Според книгите, океанът и атмосферата били формирани от вулканични газове и Земният интериор е източник на волатилните елементи. Скалите в земната мантия обаче съдържат малко вода (геохимиците изчисляват концентрацията й на 0.002%).

Същото е и при Марс и Венера. Главната причина според Albarède е, че по време на формирането на Слънчевата Система, температурата между Слънцето и Юпитер никога не е паднала достатъчно за да позволи на волатилните елементи да се кондензират с планетарния материал. Пристигането на вода на Земята следователно кореспондира с по-късен етап от планетарната акреция.

Общоприето е, че земния тип планети са се формирали за няколко милона години чрез агломерацията на астероиди (с километрични размери) и след това протопланети (с размера на Марс). Пристигането на последния от тези големи обекти кореспондира с лунния сблъсък, 30 милиона години след формирането на Слънчевата Система. Първоначално, тази бъркотия се е случила между планетарни обекти разположени в снежната линия, с други думи между Слънцето и астероидния пояс. Това пространство, помитано от електромагнитните ветрове на младото Слънце, тогава е било твърде горещо за кондензирането на вода и други волатилни елементи в него.

Главната доставка на волатилни елементи на нашата планета би могло да кореспондира с феномен, който се е случил десетки милиони години след лунния сблъсък: това е било голямото почистване на външната Слънчева система подето от гигантските планети. Поради силната им гравитация, те изпратили финалните богати на лед планетарни отломъци във всички посоки, включително и в нашата. Прониквайки в мантията през повърхността, водата би могла да омекоти Земята и да намали напрежението с което материалите се разбиват. След това е започнала тектониката на плочите и с появата на континентите – вероятно и условията за възникването на живота. Марс се е изсушил преди водата да успее да проникне надълбоко, а при Венера условията, които са съществували преди промятаната на повърхността й - преди 800 милиона години – породени от силната вулканична дейност, все още не са известни.

Във времена, когато обитаемостта на извънземните планети започна да се изучава сериозно, разбирането на това какво е направило Земята единственото място, което приютява живота е ключов въпрос.

Референции:

Волатилната акреционна история на земните планети и динамичните импликации. Francis Albarède. Nature. 29 October 2009.

сряда, ноември 04, 2009

Армада от роботи може да покорява нови светове

Рисунка на спътник, цепелини, ровъри и роботи, работещи заедно (Credit: Image courtesy of NASA/Jet Propulsion Laboratory)

ScienceDaily (Oct. 28, 2009) — Армада от роботи един ден може да лети над върховете на планините на луната на Сатурн – Титан, да прекосява обширните й дюни и да плава в езерата му.

Wolfgang Fink, сътрудник физик в Калифорнийския Технологичен Институт в Пасадена, казва че сме на ръба на огромна промяна в планетарното изследване, и следващата генерация от роботи изследователи няма да има нищо общо с това, което виждаме днес. "Начина по който ще изследваме в бъдеще няма да прилича на нито един правен досега,” каза Fink, който наскоро бе назначен като Edward и Maria Keonjian отличЕн Професор по Микроелектроника в Университета в Аризона, Тускон. "Ние оставяме назад традиционните подходи състоящи се от един робот, който се контролира от Земята, и се насочваме към такива подходи, които залагат на разнообразни, ниско-бюджетни роботи, които могат да командват себе си или други роботи на различни точки по едно и също време."

Fink и групата му от Калтех, Американското Геоложко Общество и Университета в Аризона развиват авотономен софтуер и са построили робот, който може да имитира полеви геолог или астронавт, способен да работи независимо и като част от по-голяма група. Този софтуер ще позволи на робота да мисли самостоятелно, да идентифицира проблемите и вероятните опасности, да определя сам зоните на интерес и да приоритизира целите за да ги изследва отблизо.

Начина по който работят сега нещата е като инженерите компандват ровър или космически апарат, който извършва определени задачи и след това чакат те да бъдат извършени. Те имат малко или никаква гъвкавост за промяна на плана си при развитието на събитията; например, да снимат земно свличане или криовулканично изригване при случването му, или да изследват изпускане на метан от повърхността.

"В бъдеще, многобройни роботи ще стоят на мястото на шофьора,” каза Fink said. Тези роботи ще споделят информация почти в реално време. Този тип изследвания може някой ден да бъде използвани в мисия до Титан, Марс или други планетарни тела. Текущите предложения за Титан са да бъдат използвани орбитален спътник, въздушен балон и ровъри или лейк лендъри.

При този сценарий, орбиталния апарат ще обикаля Титан с глобален поглед върху луната, с въздушен балон реещ се във въздуха, способен да предостави ‘птичи-поглед’ върху планините, езерата и каньоните. На земята, ровъри или лейк ландъри ще изследват повърхността. Орбиталния апарат ще ‘говори’ директно на въздушния балон и ще го командва за да лети над определени региони за по-близко изследване. Този въздушен балон ще бъде в контакт с няколко малки ровъра на земята и ще ги командва към целите идентифицирани от въздуха.

"Този тип изследване се нарича tier-scalable reconnaissance," каза Fink. "Това е нещо като командване на малка армия от роботи опериращи в космоса, въздуха и на земята едновременно. "

Ровъра може да съобщи, че вижда гладки скали наблизо, докато въздушния балон или орбиталния апарат може да потвърди, че наистина ровъра е в сухо речно корито – раз разлика от текущите мисии, където фокуса е само върху глобалния изглед отгоре без да може да се предостави информация на локално ниво и да се каже дали наистина ровъра стои в сухо речно корито.

Пример за този тип изследване може да бъде видян на Марс, където комуникациите са между ровърите и орбитален апарат като Mars Reconnaissance Orbiter. Информацията обаче, само се предава и не се използва от други орбитални апарати или да се контролират директно ровърите. "В основни линии се насочваме към правене на роботи, които да командват други роботи,” каза Fink,който е директор в Caltech's Visual and Autonomous Exploration Systems Research Laboratory, където се осъществява и работата му.

"Един ден цяла армада от роботи ще бъде автономно командвана наведнъж. Тази армия ще бъде нашите очи и уши, ръце и крака в космоса, въздуха и на земята, способна да реагира на условията без нас, да изследва и да обхване неизвестното,” добави той.

Документите описващи това ново изследване са публикувани в списанието Computer Methods and Programs in Biomedicine и в Proceedings of the SPIE.

За повече информация по тези разработки, посетете http://www.autonomy.caltech.edu/
Повече информация за мисиите на JPL в http://www.jpl.nasa.gov/