Uzayda su

Galaksimizin seçilmiş bölgelerinde yapılan yeni gözlemler, su içeriğinin beklenenden daha yüksek olduğunu gösteriyor. Yeni ölçümler suyun tüm moleküller arasında üçüncü en bol bulunan molekül olduğunu gösteriyor ve gökbilimcilere yeni gezegen sistemlerinin oluştuğu bölgelerdeki element bolluğunu inceleme fırsatı veriyor.

İspanyol ve İtalyan gökbilimciler, Avrupa Uzay Ajansı'nın Kızılötesi Uzay Gözlemevi'ni kullanarak ilk kez Galaksimizin soğuk bölgelerindeki su içeriğini ölçtüler. Özellikle ilginç olan, bu bölgelerde Güneş gibi yıldızların oluşması ve bazılarının yakınında gezegenlerin oluşabilmesidir. Bu soğuk bölgelerdeki ortalama sıcaklık eksi 263 santigrat derecedir (mutlak sıfırın yalnızca 10 derece üzerinde). Bu bölgelere "sessiz" veya "soğuk" bulutlar denir çünkü bunlar büyük yıldızlar oluşturmazlar ve dolayısıyla güçlü bir iç ısı kaynağına sahip değildirler. Galaksimizde buna benzer yaklaşık bir milyon bulut var.

Bilim insanları ayrıca suyun ne kadarının gaz fazında, ne kadarının buz halinde olduğunu da belirledi. Gaz gezegenlerinde, gezegen atmosferlerinde ve kuyruklu yıldızlar gibi katı cisimlerde su buharı ve buz mevcut olduğundan bu, gezegen sistemlerinin oluşum sürecini incelemek için önemlidir. Araştırmanın sonuçları Astrophysical Journal Letters'ın gelecek sayısında yayınlanacak.

Soğuk bulutların tipik sıcaklıklarında su buharını tespit etmek zordur çünkü modern teleskoplarla tespit edilemeyecek kadar az yaymaktadır. Öte yandan sıcaklık ve basınç koşullarının çok uygun olmaması nedeniyle uzayda sıvı haldeki su mevcut değildir. Bu nedenle yakın zamana kadar soğuk bulutlarda yalnızca buz bulunuyordu. Ancak gökbilimciler, soğuk bulutlarda az miktarda da olsa su buharının da bulunması gerektiğini biliyorlar. Soğuk bulutların toplam su içeriğini ve diğer moleküllerle karşılaştırıldığında göreceli bolluğunu tahmin etmek için su buharı ölçümlerine ihtiyaç vardır.

İtalyan gökbilimci Andrea Moneti şöyle açıklıyor: "Soğuk bölgelerde, su buharı soğuk toz parçacıkları üzerinde yoğunlaştığından suyun buz şeklinde olmasını beklersiniz." Sıcak bölgelerde ise tam tersine yıldız ortamı ısıtır ve toz taneciklerinden buz buharlaşır. Yani kural şudur: Bulut ne kadar soğuksa, o kadar az su buharı içerir."

Soğuk bulutlardaki su buharını incelemek için bir grup bilim adamı aşağıdaki stratejiyi kullandı. Uzak bir nesneden gelen ışığın Dünya'ya giderken su buharından geçmesi durumunda su buharının bu ışık üzerinde "izini" bırakacağı, yani gelen radyasyonun spektrumunda soğurma çizgileri veya bantlarının görüneceği bilinmektedir. . Bilim adamları soğuk bulutlardaki su buharını bu şekilde keşfettiler ve bu da toplam su içeriğini (buhar + buz) belirlemeyi mümkün kıldı.

Soğuk bulutlarda aktif yıldız oluşum bölgelerinde olduğu kadar çok su (buhar + buz) olduğu ortaya çıktı. Ve en önemli sonuç, moleküler hidrojen ve karbon monoksitten sonra en yaygın molekülün su olmasıdır. Örneğin bin güneş kütlesi kütlesindeki soğuk bulutlardan birinde su miktarı (buhar + buz) Jüpiter'in yüz kütlesine eşdeğerdir.

Bilim adamları ayrıca soğuk bulutlardaki suyun yüzde 99'unun soğuk toz parçacıkları üzerinde yoğunlaşan buzdan oluştuğunu ve yalnızca yüzde 1'inin gaz formunda olduğunu buldu. Bu sonuçlar gezegenlerin ve kuyruklu yıldızların oluşumunda suyun rolünün anlaşılmasına yardımcı olacaktır.

Antik çağlardan beri insanlık, uzayda başka medeniyetlerin varlığı sorunuyla ilgilenmektedir. Bilgi tabanı yavaş yavaş yeni keşiflerle dolduruldu, çeşitli ülkelerden bilim adamları, kendilerine göre yaşamın olabileceği yeni uzay nesnelerini keşfettiler ve keşfediyorlar. Hatta çok gelişmiş uygarlıkların sayısını hesaplamanıza olanak sağlayan bir formül bile var. Gökbilimci F. Drake tarafından geliştirilmiştir. Ona göre on binden fazla ileri medeniyet vardır.

Bir diğer gökbilimci Carl Sagan'a göre galakside bir milyondan fazla uygarlık var. Ve bu dünyaların hepsinde su var. Uzayda birçoğu var, asteroitler ve diğer kozmik cisimler tarafından taşınarak dünyalar arasında "seyahat ediyor". Ancak uzayda bu kadar "yüzen" ve "yaşam" taşıyıcıları bile Dünyamızla karşılaştırılamaz. Şüphecilere göre benzersiz olan ve tüm Evrende benzeri olmayan gezegenimizdir.

Suyun yolculuğu

Gökbilimciler uzayda suyun kuyruklu yıldızlar tarafından taşındığını kanıtladılar. Hatta Dünya'daki suyun tam olarak kuyruklu yıldızlar sayesinde ortaya çıktığını iddia eden görüşler bile var. Bilim adamları, 176 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Hydra yıldız sistemini defalarca analiz ettiler. Yıldızın etrafında, yaklaşık 200 astronomik birim yarıçapına sahip bir proto-gezegen diski vardır (1 birim, Güneş'ten Dünya'ya olan mesafeye eşittir). Bu nesnenin yaşı yaklaşık 10 milyon yıldır. Diski analiz eden uzmanlar, kuyruklu yıldızların oluştuğu yerde su izleri buldu. Onlara göre sıvı, kozmik tozu kaplayan buz halindedir.

Kara deliğin yakınında su

Bizden 12 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir Kuasar var. Bu, Evrendeki eşsiz ve güçlü bir enerji kaynağıdır: Samanyolu'nun tamamından 65 bin kat daha fazla enerji yayar. Parlaklık, çeşitli nesnelerin bir kara delik tarafından emilmesi nedeniyle oluşur. Bu deliğin kütlesi Güneş'in kütlesinden 20 milyar kat daha fazladır.

Kuasar'a olan mesafe çok büyüktür, bu nedenle gökbilimciler nesneyi, Evren'in yaşının yaklaşık 2 milyar yıl olduğu evrimin ilk aşamalarında olduğu gibi gözlemleyebilirler. Bilim adamlarına göre, henüz keşfedilmemiş olsa da o dönemde bile uzayda su var olabilir. Ve yalnızca iki bağımsız bilim adamı grubu, Quasar'ın çevresinde buhar şeklinde devasa bir su kabuğunun bulunduğunu tespit etmeyi başardı. Bu keşif, suyun çok eski zamanlarda bile uzayda bulunduğunu ve her yere dağıldığını kanıtlıyor.

Güneş sistemi ve su

Uzaydaki suyun yaşamın temeli olduğuna inanılıyor. Bilim adamlarının bu hayat veren nemin yalnızca Dünya'da bulunduğunu, güneş sisteminin diğer gezegenlerinde bulunmadığını varsaydıkları bir zaman vardı. Ancak yapılan araştırmalar diğer gezegenlerde de su bulunduğunu gösterdi. Kısa bir süre önce bir uzay aracı, yaşamın varlığının bu gezegenle ilişkili olduğunu keşfetti ve Mars da başka bir gezegene uçarken ilk kez ziyaret edilebilecek bir cisim.

Çok sayıda analiz sonucunda uzaydaki suyun diğer gezegenlerde de bulunduğunu öğrenmek mümkün oldu. Uranüs ve Neptün'de buz şeklinde de olsa bol miktarda var. Güneş sistemindeki gezegenlerin yanı sıra uydularında da su bulundu. Ay'da Satürn ve Jüpiter'in çok sayıda uydusunda su bulunmaktadır. Büyük kozmik nem rezervlerine rağmen, bilim adamları suyun Venüs'ten nereye gittiğini hala anlayamıyorlar, ancak henüz bulunamadığına dair bir görüş var.

"Sıvı" Evren

Bu maddeyi çeşitli hallerde içerdiği için uzayın su altında olduğu ortaya çıktı - bir yerde sıvı, buz şeklinde ve bir yerde buhar şeklinde. Bilim adamları teleskoplar aracılığıyla çok çeşitli gezegenleri ve bileşenlerini değerlendirebiliyorlar. Böylece, sıcak Jüpiterler arasında, üzerinde gaz halinde büyük su rezervlerinin bulunduğu bir gezegen keşfedildi.

Bu keşif, evrende sanılandan daha fazla su bulunduğunu kanıtlıyor. Yıldızlararası bulutlar da dahil olmak üzere her yerde mevcuttur. Güneşimizin yakınında bile, üzerine okyanusların sıçradığı kayalık yüzeye sahip karasal gezegenlerin bulunduğuna inanılıyor.

Kaza eseri keşif

Bilim insanları, beklenmedik bir şekilde, bizden 64 ışıkyılı uzaklıkta su bularak bir keşifte bulundular. Üzerindeki su gaz halindedir. Gezegen yörüngesinden geçerken yıldızı tarafından aydınlatıldı ve böylece sıvı kendini hissettirdi. Fotoğraflarda siyah suya benziyor. Uzay bu tür birçok nesneyi içerir. Hepsi bilim adamları tarafından inceleniyor.

Astronotlar ne içer?

Dünya'da olduğu gibi uzayda da suya ihtiyaç var. Bir astronotun en önemli yaşam kaynağıdır. Kısmen kargo gemileriyle yörüngeye ulaştırılıyor ve kısmen astronotlar geri dönüştürülmüş, arıtılmış su kullanıyor.

Suyun üreme kaynakları yoğunlaşmalar, yakıt hücresi atıkları ve astronot idrarıdır. Uzayda yapılan arıtma sonrasında suda astronotlar için hiçbir zararlı madde ve çeşitli yabancı maddeler kalmıyor. Saflaştırma sonucunda sıvı, Dünya'daki şişelenmiş haliyle aynı hale gelir.

Bir insanın uzayda ne kadar suya ihtiyacı vardır? Her astronota gün içinde belli miktarda içecek veriliyor. Bu dikkate alınarak sıvı istasyona verilir. Yani astronot başına günde 2,2 litre su düşüyor. Amerikalılar için bu rakam daha yüksek - 3,6 litre.

İnsanlık bu hacimleri uzaydan nasıl çıkaracağını henüz bilmiyor ancak “kirli” suyu özel cihazlarla işleyebiliyor. Ortaya çıkan su sadece içme amaçlı değil, aynı zamanda hijyen, istasyondaki çeşitli sistemlerin normal işleyişi ve daha fazlası için de kullanılıyor. Yeterli suyun olmasını sağlamak için suyun tasarruflu ve akılcı kullanılmasına yönelik yöntemler geliştirilmiştir. Örneğin astronotlar Dünya'da her zamanki gibi çamaşır yıkamaz veya duş almazlar. Uzayda bu prosedürler farklı şekilde gerçekleştirilir.

Uzayda Su - Bize Ne Verir?

Uzaydaki su, yaşamın bir gezegenden gezegene aktarılma şansını önemli ölçüde artırır. Dış uzayda su, hayal edilmesi zor durumlarda mevcut olabilir; özellikle Neptün'ün yüzeyinin özel bir süperiyonik formda bir su okyanusu olabileceği ileri sürülmüştür. Nanotüplerdeki su mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda bile donmaz.

Su, evrende hidrojenden sonra en bol bulunan moleküler maddedir. Su, biyolojik yaşam formlarının ortaya çıkmasında ve yıldızların oluşumunda hayati bir rol oynamaktadır. canlı organizmaların gelişimi için gerekli bir koşuldur, bu nedenle uzayda suyun keşfi, Ay, Mars ve diğer gezegenlerin derinliklerinde ve yüzeyinde su aranması araştırmalarda kilit noktadır. Geleneksel kavramlara göre uzun vadeli yapılar oluşturamayan homojen bir ortamdır. Bununla birlikte, sıvı formdaki su molekülleri arasında hidrojen bağlarının kurulduğu biliniyor, ancak bunların son derece geçici olduğuna ve yalnızca kısa anlar için (10-14 saniye) var olduğuna inanılıyordu. Bununla birlikte, kimyasal olarak saf suyun özelliklerinin derinlemesine incelenmesi, cesaret kırıcı sonuçlara yol açmıştır.
Böylece, Rus bilim adamları sadece deneysel olarak su üzerinde zihinsel etki olasılığını, parametrelerini değiştirmekle kalmadı, aynı zamanda suda kaydedilen bilgilerin "okunması" olasılığını da gösterdi.

Uzaydaki su Evrende seyahat etme fırsatıdır

Bu nedenle Ay'da su kaynaklarının bulunması insan yaşamı açısından oldukça önemlidir. Bu, Dünya'dan getirmek yerine doğrudan Ay'daki yerleşim üsleri için oksijen ve içme suyu elde etme fırsatıdır. Bu deniz yosunu ve balık yetiştiriciliği için bir fırsattır. Bu, elektroliz kullanılarak roket yakıtının (sıvı oksijen ve hidrojen) üretilmesidir.
Üstelik Ay'ın bu bölgesinde bir su kaynağı olduğundan kesin olarak biliyorsak, o zaman ay seferi tek yöne gönderilebilir. Güneş enerjisi santralleri kuruyoruz. Sıcaklık değişimlerinden bir regolit tabakasının altına saklanıyoruz. 1 m derinlikte sıcaklık sabittir. Su ve elektriğe sahip olduğunuz için hızla oksijen ve besin alabilirsiniz.

Rusya, sıvılaştırılmış oksijen ve hidrojenle çalışan uzay itki sistemlerinde diğer ülkelere göre avantajlı durumda. "Buran" Yörüngeye 100 ton yük taşıma kapasitesine sahip. Amerikan fırlatma araçları barutla çalışıyor ve güç bakımından geride kalıyor. Bu tür tahrik sistemlerinin kurulması tüm ülke ekonomisi için yaklaşık 10-15 yıllık bir çalışmayı gerektirecektir.

Uzaydaki su, Dünya'ya dönen uzay mekiklerinin roket yakıtı üretimini hızlı bir şekilde ayarlamak için bir fırsattır. Düşük sıcaklıklar (yaklaşık 14 gün süren geceler) kullanılarak, hidrojen ve oksijenin sıvılaştırılması teknolojisi Dünya'daki sentezden çok daha basittir.
Ay yüzeyinin önemli bir fiziksel unsuru vardır. Helyum-3, tonu başına 4 milyar dolar değerinde olan nadir bir maddedir ve Ay'da milyonlarca ton bulunmaktadır (ay kayaları üzerinde yapılan çalışmalara göre). Malzeme nükleer ve nükleer endüstride termonükleer reaksiyonları ateşlemek için kullanılır. Kendilerini uyduda bulan astronotlar, malzeme toplamaya ve bunları Dünya'ya gönderilmeye hazırlamaya başlayabilir.
Ay'da su buzu birikintisi. Ay Apeninleri. Ay'da önerilen buz (su) yatağı hakkının satışı. NASA'nın LRO araştırmasından (2009) sonra bu varsayım doğrulandı ve değeri kat kat arttı. Hakların satışı, emanetin adının değiştirilmesi de dahil olmak üzere yazarlık devrini içerir.

Astronotlar için, uzaydaki su ancak Dünya'da olduğu gibi en önemli kaynaktır.

Bir insanın su olmadan çok uzun süre yaşayamayacağını hepimiz çok iyi biliyoruz.

Örneğin:

• 16°C / 23°C sıcaklıkta, en fazla on gün;
• 26°C'de maksimum dokuz gün;
• 29°C'de yedi güne kadar;
• 36°C'de üç güne kadar.

Ama astronotlarımıza dönelim.

Astronot başına su normu

Yörüngedeki yiyeceklerle ilgili durum genel olarak açıksa - bilim adamları, nispeten küçük hacimli ve düşük ağırlığa sahip, yüksek kalorili içeriğe sahip, giderek daha fazla yeni konsantre icat ediyorsa, o zaman su ile ilgili durum daha karmaşıktır. Su ağırdır, sıkıştırılamaz veya kurutulamaz, dolayısıyla geminin "yükünün" nispeten büyük bir kısmını kaplar ve bu, uzay yolculuğu için çok önemli bir faktördür.

“Rus uzay standartlarına” göre kozmonot başına günde yaklaşık 500/600 gram yiyecek (ki bu ~2500/2700 kilokalori) ve 2,2 litre su gerekiyor. Günlük su alımının, bir porsiyon gıdaya göre çok daha ağır ve hacimsel olduğunu görüyoruz. Amerikalıların standartları daha da “cömert” ve bir astronota yaklaşık 3,6 litre ayırıyorlar.

Henüz temiz suyun uzaydan etkili bir şekilde çıkarılmasını mümkün kılan :) veya onu yörüngede sentezlemeyi mümkün kılan hiçbir teknoloji yok, bu nedenle büyük kısmının özel kargo uzay aracıyla Dünya'dan teslim edilmesi gerekiyor. Bütün bunlar sıkı su tasarrufu rejimini belirler.

Uzay yörüngesinde su nasıl kullanılır?

Uzayda su sadece içmek için değil aynı zamanda başka amaçlar için de gereklidir:

• kuru gıda ürünlerini “aktifleştirmek”;
• hijyenik amaçlar için;
• diğer uzay aracı sistemlerinin başarılı çalışması için;

Alanda su - tasarruf modu

Suyu uzay yörüngesinde rasyonel olarak kullanmak için, korunmasına yönelik özel kurallar geliştirilmiştir. Uzayda kıyafetleri yıkamazlar, ancak yeni setler kullanırlar. Hijyenik ihtiyaçlar özel ıslak mendillerle karşılanır.

Uzay istasyonundaki yaşamı desteklemek için gereken yıllık 8.000 litre tatlı suyun %80'i doğrudan istasyonun kendisinde insan atıklarından ve diğer uzay istasyonu sistemlerinden üretilebiliyor.

Örneğin Amerikalı bilim insanları idrarı arındırmak için büyük ölçüde benzersiz bir sistem yarattılar. Bu sistemin geliştiricilerine göre, cihazları kullanılarak saflaştırılan idrar ve yoğuşma suyu, standart şişe sularından neredeyse hiç farklı değildir. Bu su arıtma sistemleri yılda 6.000 litreye kadar su arıtma kapasitesine sahiptir.

Yörünge istasyonlarında su üreme kaynakları:

• yoğunlaşma;
• astronot idrarı;
• teknik ihtiyaçlar için oksijen-hidrojen yakıt hücrelerinin çalışmasından kaynaklanan atıklar.

Umalım ki, Dünya'da temiz ve lezzetli su her zaman elimizde olsun ve küresel anlamda insanlık, onu elde etmek ve kurtarmak için yukarıda açıklanan yöntem ve teknolojileri asla kullanmak zorunda kalmayacak.

Bilim insanları galaksimizdeki su içeriğinin önceden düşünülenden çok daha yüksek olduğunu buldu.

Yeni ölçümler suyun evrende en çok bulunan üçüncü molekül olduğunu gösterdi ve bu da gökbilimcilerin daha önce erişilemeyen alanlardaki elementlerin bolluğunu ve yeni gezegen sistemlerinin oluşum alanlarını hesaplamasına olanak sağladı.

Galaksimizin daha soğuk kısımlarında uzayın su içeriği ilk kez İspanyol ve İtalyan gökbilimciler tarafından Kızılötesi Uzay Gözlemevi kullanılarak ölçüldü. Bu bölgelerde Güneş'e benzer yıldızların oluşması ve bazılarının birkaç gezegene sahip gerçek sistemler oluşturması özellikle dikkat çekicidir. Bu alanların ortalama sıcaklığı mutlak sıfırın (263 santigrat derece) yalnızca on derece üzerindedir. Bu tür alanlara soğuk bulutlar denir çünkü büyük yıldızlar içermezler ve dolayısıyla güçlü bir ısı kaynağı da yoktur. Galakside bu türden bir milyondan fazla bulut var.

Bilim insanları ayrıca suyun ne kadarının gaz, ne kadarının buz biçiminde olduğunu da belirleyebildiler. Bu bilgi gezegen sistemlerinin oluşum sürecini incelemek için son derece önemlidir, çünkü gaz gezegenlerinde, gezegenlerin atmosferlerinde buz ve su buharı bulunur.

Soğuk bulutların sıcaklık koşullarında su buharını tespit etmek son derece zordur çünkü neredeyse hiç radyasyon yaymazlar ve mevcut nesil teleskoplar tarafından tespit edilemezler. Buna ek olarak uzaydaki su Düşük sıcaklık ve yüksek basınç nedeniyle sıvı halde bulunamaz. Bu nedenle şimdiye kadar uzayda yalnızca buz tespit edilebiliyordu. Ancak gökbilimciler, nispeten küçük miktarlarda da olsa su buharının soğuk bulutlarda da bulunduğunu biliyorlar. Bu tür yerlerdeki su miktarının doğru bir şekilde değerlendirilebilmesi için buhar halindeki su miktarının ölçülmesi gerekmektedir.

Soğuk bulutlardaki su buharı miktarını ölçmek için bilim adamları aşağıdaki stratejiyi kullanmaya karar verdiler. Su buharından geçen ışığın tüm ışık akısı üzerinde bir tür "iz" bırakması gerektiği, daha doğrusu emisyon spektrumlarının soğurma bantlarını da beraberinde getirdiği gerçeğini hesaba katarsak. Bilim insanları bu bulutlardaki su buharını ve aynı zamanda tam su içeriğini bu şekilde tespit edebildiler.

Anlaşıldığı üzere, soğuk bulutlarda aktif yıldız oluşum yerlerindeki kadar su var. Tüm bu bilgilerden en önemlisi karbon monoksit ve moleküler hidrojenden sonra en çok bulunan molekülün su olmasıdır. Örneğin bin Güneş kütlesindeki soğuk bulutlardan birindeki su miktarı, buhar ve buz halindeki su miktarı Jüpiter'in bin kütlesine karşılık gelir.

Bilim adamları ayrıca uzaydaki suyun ağırlıklı olarak soğuk toz parçacıkları üzerinde yoğunlaşarak buz şeklinde (yüzde 99) bulunduğunu, geri kalan yüzdesinin ise gaz olduğunu belirledi. Bu sonuçlar sayesinde suyun gezegenlerin oluşumundaki rolü nihayet aydınlatılabilecek.