Evidence for Supernovas Near Earth

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2014/26aug_localbubble

Tweet

August 26, 2014:  Once every 50 years, more or less, a massive star explodes somewhere in the Milky Way.  The resulting blast is terrifyingly powerful, pumping out more energy in a split second than the sun emits in a million years.  At its peak, a supernova can outshine the entire Milky Way.

It seems obvious that you wouldn't want a supernova exploding near Earth.  Yet there is growing evidence that one did—actually, more than one. About 10 million years ago, a nearby cluster of supernovas went off like popcorn.  We know because the explosions blew an enormous bubble in the interstellar medium, and we're inside it.

A new ScienceCast video examines evidence that our solar system is inside a bubble of hot gas created by supernova explosions.  Play it

Astronomers call it "the Local Bubble." It is peanut-shaped, about 300 light years long, and filled with almost nothing. Gas inside the bubble is very thin (0.001 atoms per cubic centimeter) and very hot (roughly a million degrees)—a sharp departure from ordinary interstellar material.

The Local Bubble was discovered gradually in the 1970s and 1980s. Optical and radio astronomers looked carefully for interstellar gas in our part of the galaxy, but couldn't find much in Earth's neighborhood. Meanwhile, x-ray astronomers were getting their first look at the sky using sounding rockets and orbiting satellites, which revealed a million-degree x-ray glow coming from all directions.  It all added up to Earth being inside a bubble of hot gas blown by exploding stars.   

However, not all researchers agreed.

"Within the last decade, some scientists have been challenging the [supernova] interpretation, suggesting that much or all of the soft X-ray diffuse background is instead a result of charge exchange," says F. Scott Porter of the Goddard Space Flight Center.

"Charge exchange": Basically, it happens when the electrically-charged solar wind comes into contact with a neutral gas. The solar wind can steal electrons from the neutral gas, resulting in an X-ray glow that looks a lot like the glow from an old supernova. Charge exchange has been observed many times in comets.

So, is the X-ray glow that fills the sky a sign of peaceful "charge exchange" in the solar system or evidence of terrifying explosions in the distant past?

Click to view a diagram of the local Galactic neighborhood including the Sun and the Local Bubble. Larger image

To find out, an international team researchers including Porter and led by physics professor Massimiliano Galeazzi at the University of Miami in Coral Gables, developed an X-ray detector that could distinguish between the two possibilities.  The device was named DXL, for Diffuse X-ray emission from the Local Galaxy.

On Dec. 12, 2012, DXL launched from White Sands Missile Range in New Mexico atop a NASA Black Brant IX sounding rocket, reaching a peak altitude of 160 miles and spending five minutes above Earth's atmosphere.  That was all the time they needed to measure the amount of "charge exchange" X-rays inside the solar system.

The results, published online in the journal Nature on July 27, indicate that only about 40 percent of the soft X-ray background originates within the solar system.  The rest must come from a Local Bubble of hot gas, the relic of ancient supernovas outside the solar system.

Obviously, those supernovas were not close enough to exterminate life on Earth—but they were close enough to wrap our solar system in a bubble of hot gas that persists millions of years later.

"This is a significant discovery,' said Galeazzi.  "[It] affects our understanding of the area of the galaxy close to the sun, and can, therefore, be used as a foundation for future models of the galaxy structure."

Galeazzi and collaborators are already planning the next flight of DXL, which will include additional instruments to better characterize the emission. The launch is currently planned for December 2015.

Credits:

Production editor: Dr. Tony Phillips | Credit: Science@NASA

More information:

How did DXL distinguish between X-rays from charge exhange in the solar system vs. X-rays from hot gas in the Local Bubble?

Answer: Basically, there is a stream of interstellar helium atoms that flows through the solar system.  You can read about it here. Every year in December, Earth passes through the "helium focusing cone," a region where this neutral helium is concentrated by the gravitational influence of the sun.  The researchers figured the helium focusing cone was probably the strongest source of charge exchange x-rays in the solar system.  Using the sounding rocket, they measured the X-ray glow of the helium and found that it could not account for all of the X-rays astronomers had been seeing.  There must be a Local Bubble of hot gas to account for the difference.

SpaceX تصمیم دارد ۱۰ سال زودتر از ناسا انسان‌ها را به سیاره مریخ ببرد

(از سایت زومیت)

نویسنده: محمد درستکار یکشنبه, 19 مرداد 1393 ساعت 21:16 

چند وقت پیش ایلان ماسک در مصاحبه‌ای با CNBC از گره خوردن آینده بشریت با توانایی رفتن از این سیاره صحبت کرد و گفت که امیدوار است اولین انسان 10 تا 12 سال دیگر با کمک راکت‌های SpaceX و فضا‌پیما‌ها پا بر مریخ بگذارد. صحبت‌های جدید ایلان ماسک در راستای همان اظهار نظر‌هایی است که درباره مستعمره کردن سیاره مریخ در دهه 2020 میلادی گفته بود. در ادامه با زومیت همراه باشید تا بیشتر درباره SpaceX و زمان احتمالی رفتن انسان به سیاره سرخ  صحبت کنیم.

 ناسا اخیرا گفته بود که تلاش دارد انسان را تا سال 2035 بر روی مریخ بگذارد، البته این را هم گفته بود که این هدف در صورتی محقق خواهد شد که بودجه لازم تامین شود و بتواند ماموریت‌هایی مهمی را پیش از آن انجام دهد. ماسک البته گفته که به زودی شرکت تحت اختیار او یعنی SpaceX به بازار سهام وارد می‌شود، که احتمالا بتواند خیال خود را از مساله مالی راحت کند و منابع مورد نیاز را تامین کند.

ماسک رویا پرداز، مدیر عامل شرکت فضایی SpaceX و شرکت خودروسازی Tesla مدت زیادی است که دوست دارد به مریخ برود و انسان‌ها را به سیاره سرخ مسلط کند. بگذارید به اوایل سال 2012 برگردیم، زمانی که ماسک گفت در حال کار برای پیدا کردن راهی است که انسان‌ها را به صورت رفت و برگشت و با هزینه 500,000 دلار به مریخ ببرد. با اینکه چند وقتی است ماسک صحبتی در این موارد نکرده، اما به تازگی در مصاحبه خود با CNBC زمان تخمینی برای این عملیات را 10 تا 12 سال دیگر یعنی سال 2026 برآورد کرده است. برای سفر به مریخ احتمالا SpaceX از Falcon Heavy که به دو راکت تقویت‌کننده بزرگ متصل است و همچنین از سفینه فضایی Dragon که اخیرا آن را معرفی کرده استفاده خواهد کرد. ماموریت سفر به مریخ ناسا قرار است با کمک سفینه فضایی Orion (تقریبا برای آزمایش آماده شده است) و سیستم راه‌انداز جدید فضایی (انتظار نمی‌رود تا چند سال دیگر آماده شود) این شرکت انجام شود.

راستش را بخواهید سفر انسان به سیاره مریخ آنقدر‌ها هم عملیات سختی نیست. بله درست است سفری بسیار طولانی پیش رو است (حدودا 200 روز) و خطر در معرض اشعه‌های مختلف قرار گرفتن نیز وجود دارد، اما رفتن به سیاره سرخ در برابر الف) فرود بر مریخ، ب) نجات و زنده ماندن در مریخ ، ج) برگشتن به زمین، مشکلی بسیار کوچک به نظر می‌رسد. ناسا تجربه بسیار بیشتری نسبت به SpaceX دارد چون شرکت ایلان ماسک تا به حال بر روی ماه فرود نیامده و فاقد تجربه‌ ناسا از سفر به ماه است. همچنین SpaceX اطلاعات بسیار کمی را درباره برنامه‌ریزی‌های خود و چگونگی و زمان انجام این عملیات منتشر کرده است. درست است که سفینه Dragon این شرکت آینده سفر فضانوردان به ایستگاه بین‌المللی فضایی خواهد بود، اما باز هم سفینه‌های این شرکت امکانات فرود بر سیاره‌ ماه را ندارند. البته نمی‌توان گفت که ایلان ماسک قصد دارد با این سفینه‌ها به مریخ برود و قطعا تحقیق و توسعه بسیار بیشتری را در آینده انجام خواهد داد و آزمایش‌های مختلفی را پشت سر خواهد گذاشت، اما گذاشتن هدفی کوتاه مدت به اندازه 10 یا 12 سال برای رفتن به مریخ کمی بلند پروازی به نظر می‌رسد.

احتمال بسیار قوی که مطرح است، شروع شدن یک مسابقه فضایی برای رسیدن به مریخ است تا اینکه SpaceX بتواند فضانوردان را در دهه 2020 به دور محور مریخ به پرواز درآورد و نه اینکه بر روی سیاره بنشیند و انسان‌ها را بر سطح مریخ بگذارد. نکته‌ جالب موضوع این است که یک شرکت تجاری که توسط ایلان ماسک رهبری می‌شود قصد دارد در مسابقه با ناسا 10 سال زودتر رویای انسان‌ها را تحقق بخشد، هر چند شک و تردید‌های فراوانی درباره این موضوع وجود دارد. 

ا
یلان ماسک درون سفینه فضایی جدید Dragon V2 تولید شده توسط شرکت SpaceX

ایلان ماسک در مصاحبه با CNBC می‌گوید:

من امیدوارم اولین انسان تا 10 یا 12 سال دیگر به مریخ فرستاده شود. اما موضوعی که در دراز مدت حائز اهمیت است، ساخت یک شهر خود کفا در مریخ است که انسان بتواند به زندگی خود ادامه دهد.

فضای داخلی سفینه فضایی SpaceX Dragon V2

زمانی که از ماسک پرسیده شد چه زمانی شرکت‌ش را به بازار سهام می‌برد گفت:

ما نیاز داریم به شرایطی ثابت و قابل پیش‌بینی برسیم، ممکن است زمانی که توانستیم وسیله رفتن به مریخ را آماده کنیم یا اینکه چند بار با آن پرواز انجام دادیم. پس من فکر می‌کنم در این زمان بردن SpaceX به بازار سهام منطقی خواهد بود.

کپسول سفینه فضایی Orion ناسا تحت ساخت

از او درباره شیوه رقابت سفینه فضایی جدید این شرکت یعنی Dragon V2 با ناسا و همچنین قرارد‌اد‌های دولتی این شرکت نیز سوال شد که در پاسخ گفت:

احتمال اینکه در قرارداد‌های خدمه‌های تجاری برنده نباشیم، وجود دارد اما ما بهترین تلاش خود را می‌کنیم تا راه خود را ادامه دهیم، آن هم با پول خودمان.

ESA Launching Reusable, Robotic Space Plane

http://roboticstrends.com/research_academics

/article/esa_launching_reusable_robotic_space_plane

Officials hope to eventually use the reusable space place as an automated vehicle that will fly through the atmosphere.

By Elizabeth Howell, Space.com - Filed Jul 31, 2014

MoreResearch and Academicsstories

• Autonomous Underwater Vehicles to Track Endangered Whales - Aug 06, 2014
• ESA Launching Reusable, Robotic Space Plane - Jul 31, 2014
• What’s Better than Five Human Fingers? An Extra Two Robotic Fingers - Jul 23, 2014
• MIT Phase-Changing Robots Switch Between Hard, Soft States -Jul 15, 2014
• Robots with Green Thumbs in Space: Yes, It Could Happen - Jul 10, 2014

[ view all ]

The launch of a robotic space plane prototype in November could pave the way toward the creation of a reusable cargo vehicle that would survive the blistering re-entry into Earth's atmosphere, according to the European Space Agency.

ESA officials plan to launch the unmanned space plane, called the Intermediate eXperimental Vehicle (IXV), on a Vega rocket in early November. The flight plan calls for Vega to make an eastward flight - different than its usual polar orbit track - to release IXV into a suborbital path that would end in the Pacific Ocean.

Officials with the space agency hope to eventually use the reusable space place as an automated vehicle that will fly through the atmosphere aerodynamically, controlled by thrusters and its surfaces, then splash down safely in the sea.

"In this mission we are not only monitoring the spacecraft all along its autonomous flight, but also tracking its progress back to Earth to a particular spot – this is different [than] what we are used to," Giorgio Tumino, the project manager for IXV, said in a statement.

IXV will include sensors and infrared cameras to examine how heating is distributed across the belly of the spacecraft. The space plane will also fly with new technologically advanced features.

"The technical advancements that have been made since the first experiments with our Atmospheric Reentry Demonstrator in 1996 are huge," Jose Longo, ESA's head of aerothermodynamics, said in the same statement. "This is the first flight demonstration of features such as highly advanced thermal structures: thrusters and flaps that are part of the control system, and the 300 sensors and infrared camera to map the heating all along the spacecraft from the nose to the flaps. These things just cannot be tested in the same way in laboratories."

ESA is also going to test an infrared camera on its final automated transfer vehicle (ATV), called Georges Lemaitre, on a mission launching to the International Space Station Tuesday (July 29). You can watch the ATV launch live on Space.com via NASA TV starting at 7:15 p.m. EDT (2315 GMT) Tuesday (July 29).

The ATV is designed to break up in Earth's atmosphere during re-entry after it leaves the space station about six months after it docks, according to ESA. For the first time, ESA plans to track the spacecraft's re-entry using a special infrared camera.

The camera will transmit information to a special pod designed to survive re-entry, which will then send the information on to Earth through the Iridium satellite network.

ناسا غیرممکن را ممکن کرد، آزمایش موتور کوانتومی که بدون سوخت کار می‌کند

(از سایت زومیت)

نویسنده: وحید خامسی شنبه, 18 مرداد 1393 ساعت 20:52 

محققین ناسا موتور فضایی جدیدی را آزمایش کرده‌اند که می‌تواند بدون نیاز به سوخت، نیروی پیشران تولید کند. طبق قوانین فیزیک کلاسیک حرکت بدون پَسرانش غیر ممکن است ولی این دستگاه چالش جدیدی را به روی دانشمندان گشوده است.

از سال گذشته دانشمندان ناسا در تحقیق برای ساخت نوع جدیدی از موتور پیشرانه فضاپیما، شواهدی پیدا کردند که امکان ساخت نوعی از موتور فضایی را نشان می‌داد که به طرز حیرت‌آوری می‌تواند بدون مصرف سوخت نیرو رانشی تولید کند. شک و تردید زیادی در مورد نحوه‌ی کار این موتور وجود دارد به طوری که ناسا از اعلام نظری در مورد آن خودداری کرده و فقط می‌گوید، آن کار می‌کند.

سازمان فضایی از میان طرح‌های مختلفی که برای این موتور ارائه شده بودند با ساخت طرحی به نام رانشگر گل‌اختر(Cannae Drive) موافقت کرد. به نظر آن‌ها این طرح پیشنهادی احمقانه بود و ممکن نبود کار کند، اما اشتباه می‌کردند. رانشگر گل‌اختر توانست برخلاف قانون پایستگی تکانه (اندازه‌ی حرکت) بدون سوخت و فقط با استفاده از الکتریسیته، نیروی پیشران تولید کند. محققین این روش را پیشرانه‌ی مایکروویو یا پیشرانه‌ی پلاسمای مکش کوانتوم (QVPT) نام‌گذاری کرده‌اند؛ اما عموماً به آن سامانه‌ی پیشرانش غیرعادی می‌گویند.

emDrive نمونه‌ی اصلی QVPT است که شاید بتواند نیروی بیشتری از نمونه‌ی ناسا تولید کند

در ابتدا پس از منتشر شدن نتایج آزمایش‌ها، حدس و گمان‌های زیادی درباره‌ی نحوه‌ی عملکرد این روش به وجود آمد. دانشمندان انتظار داشتند ناسا ماهیت و منبع حرکت در این موتور و این‌که چگونه کار می‌کند را توضیح دهد؛ اما ناسا با نادیده گرفتن این انتظارات فقط شرایط انجام آزمایش‌ها را توضیح داد. آن‌ها گفتند مطمئن هستند که با کنترل شرایط محلی و جلوگیری از دخالت هرگونه نیرو و متغیری به ۳۰ تا ۵۰ میکرونیوتن فشار رسیده‌اند. با اینکه این نیرو کمتر از یک هزارم خروجی از پیشرانه‌های یونی کنونی است، اما فرق اساسی‌اش با آن‌ها این است که احتیاج به هیچ سوختی ندارد. به گفته‌ی آقای راجر شویِر مخترع (QVPT) دستگاه مورد استفاده در ناسا ناقص بوده و نیروی بسیار کمی تولید می‌کند.

موتورهای یونی نیرویی کم اما با سرعت بالا و مداوم تولید می‌کنند

نتیجه‌ی عملی این فناوری شگفت‌انگیز خواهد بود. پانل خورشیدی می‌تواند برق مورد نیاز را تولید کند و شتاب دهنده آن را به نیروی رانشی تبدیل کند بدون این‌که نگران به اتمام رسیدن سوخت یونی موتورهایش باشد. این روش می‌تواند سفرهای بین ستاره‌ای طولانی مدت را میسر کند و در وسایلی که احتیاج به نیروی عکس‌العمل قدرتمند و تغییر محور ندارند با هزینه‌ی کم استفاده شوند مثل نگهداری ماهواره‌ها در مدار. آقای هارولد وایت از تیمپیشرانش پیچش فضا-زمان که بر روی امکان حرکت با سرعت‌های بالاتر از نور کار می‌کند در مورد این فناوری توضیح می‌دهد که با مدل بهبود یافته‌ای از QVPT می‌توان در مدت ۳۰ سال به ستاره‌ی پروکسیما قنطورس رسید.

تا زمانی که ناسا توضیح مناسبی برای نحوه‌ی عملکرد این روش ارایه نکند بحث‌های زیادی در مورد آن وجود خواهد داشت. بسیاری از قوانین فیزیک کلاسیک می‌توانند در مقیاس کوانتوم نقض شوند و ناممکن‌های فیزیک به ممکن تبدیل شوند مانند فوتون‌ با وزن جرمی بی‌نهایت منفی که قانون سوم نیوتن را نقض کرد. با این وجود، این آزمایش‌ها هیچ‌گاه از اندازه‌ی کوانتوم پیش نرفته‌اند. به عنوان مثال با این‌که از لحاظ تئوری یک اتم می‌تواند از میان اتم دیگر رد شود، اما ما هنوز توانایی رد شدن از میان دیوار را نداریم.

اگر پیشرانه‌ی پیچش فضا-زمان کار کند، چرا پیشرانه‌ی پلاسمای مکش کوانتومی کار نکند

گمانه زنی‌ها در مورد منبع این نیرو به ذراتی با عمر بسیار کوتاه با نام نوسانات کوانتومی خلاء می‌رسد، همان عاملی که به گفته‌ی استیون هاوکینگ باعث بخار شدن سیاه چاله‌ها می‌شود. احتمال دارد QVPT آن ذرات را به پلاسما تبدیل کرده و به عنوان پَسران به نازل می‌فرستد و از این‌جا به بعد مانند موتورهای یونی کنونی کار می‌کند. تمام این مراحل بدون نیاز به جمع‌آوری ذرات کوانتومی خلاء و یا تزریق و سرعت بخشی به آن‌ها برای خروج از موتور صورت می‌گیرد که این مسئله‌ای بسیار پیچیده و هیجان انگیز است.

آقای راجر شویِر طرح اصلی این موتور را emDrive نام گذاری کرده و طی ماه آینده به معرفی کامل آن خواهد پرداخت. او پس از مبارزه‌ای طولانی در برابر بی‌تفاوتی حرفه‌ای و شک و تردید در مورد اختراعش موفق به ارائه‌ی آن می‌شود. emDrive با Cannae Drive که ناسا آزمایش کرده متفاوت است و احتمال دارد به نیرویی بیش از مقدار ثبت شده در آزمایشگاه‌های ناسا دست پیدا کند. صحبت‌هایی در باره‌ی امکان آزمایش این موتور در فضای خارج از زمین به میان آمده، اما باید دید آیا سازمان فضایی قادر به پذیرفتن چنین هزینه‌ای خواهد بود یا خیر.