2012 Kovo 08

Moksliniai projektai sukrės pasaulėvoką ir pinigines

veidas.lt

Moderniausi šių laikų moksliniai projektai skamba taip, lyg būtų pasiskolinti iš mokslinės fantastikos romanų. Beje, panašiai fantastiškai atrodo ir kiekvieno jų kaina.

Prieš keletą metų Šveicarijos ir Prancūzijos teritorijoje pradėjusiame veikti didžiajame hadronų greitintuve (angl. Large Hadron Collider, LHC) jau atlikta keli šimtai eksperimentų. Šių metų pabaigoje greitintuvą ketinama sustabdyti ir patobulinti: 2015-aisiais vėl pradėsiantis veikti LHC turėtų būti 14 proc. galingesnis, o jo detektoriai – jautresni, šie patobulinimai turėtų triskart padidinti gaunamų duomenų kiekį.
LHC laikomas vienu brangiausių mokslinių projektų: apytiksliais skaičiavimais, jam išleista daugiau nei 9 mlrd. JAV dolerių. Tai pats galingiausias sunkiųjų dalelių (protonų ir neutronų) greitintuvas pasaulyje, kuriame vykstančių minėtų dalelių priešpriešinių susidūrimų metu gimsta tūkstančiai naujų, dar netyrinėtų dalelių. Šios dalelės, jų atsiradimo procesai bei kita detektorius pasiekianti informacija turėtų patvirtinti bei patikslinti šiandien fizikų teoretikų bendrai pripažįstamą pasaulio sandaros ir veikimo modelį.
Deja, kol kas LHC eksperimentų metu neužfiksuota daugiausiai dėmesio pritraukianti dalelė – Higso bozonas, kartais spekuliatyviai vadinama „dieviškąja dalele“. Aiškinant paprastai, ši hipotetinė dalelė turėtų pernešti masės vienetą, panašiai kaip elektronai perneša elektros krūvio vienetą, taigi pagal drąsiausias prognozes Higso bozonas leistų žmonijai daug geriau suprasti (ir galbūt valdyti) gravitacijos sąveiką.
LHC ir taip sulaukia daug dėmesio, tačiau šiandien pasaulyje planuojami bei  rengiami ir kiti grandioziniai moksliniai eksperimentai, kurie turėtų dar labiau pagilinti žinias apie mus supančią visatą, gamtą ir mikrokosmosą.

Radijo akys danguje

„Senukas“ Hablo kosminis teleskopas labiau tinkamas gražiems atvirukams su kosmoso gelmių vaizdais daryti – toks įspūdis gali kilti pažvelgus į šiandien statomus du moderniausius pasaulio teleskopus.
Vienas jų – tiesioginis Hablo „įpėdinis“ Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWKT), kuris kol kas dar yra Žemėje. Po pastarųjų metų NASA biudžeto karpymo bei daugkartinio naudojimo erdvėlaivių programos uždarymo šis teleskopas tapo pačiu ambicingiausiu ir brangiausiu šios agentūros projektu. JWKT pradėtas projektuoti 1996-aisiais, o į orbitą jį planuojama paleisti tik 2018 m. – projekto sąmata siekia apie 8,7 mlrd. dolerių.
Webbo teleskopo veidrodžio, pagaminto iš auksu padengto berilio, plotas bus penkis kartus didesnis nei Hablo, tiesa, naujasis teleskopas „stebės“ infraraudonąją iš kosmoso atsklindančios šviesos spektro dalį. Tai leis teleskopui geriau matyti pro kosminių dulkių debesis, stebėti ne tokius ryškius kaip žvaigždės dangaus kūnus, pavyzdžiui, kitas planetas, tarpžvaigždinę medžiagą, prigesusias žvaigždes, kometas. Na, ir, žinoma, labai toli esančias žvaigždes, kurios yra dar labai jaunos, – taip mokslininkai daugiau sužinos apie visatos formavimąsi po Didžiojo sprogimo.
Kitas ne mažiau didelis projektas pradėtas įgyvendinti pernai metų pabaigoje, o jo pavadinimas trumpinamas iki gražaus moteriško vardo ALMA (angl. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Tai Čilėje esančioje Atakamos dykumoje, 5 km aukštyje, montuojamas radijo teleskopų rinkinys, sudarytas net iš 66 „antenų“, kurių diametras – 12 ir 7 metrai. Tai brangiausias ant žemės statomas teleskopas, kurio galutinė sąmata viršija 1,3 mlrd. dolerių. ALMA projektą, pradėtą apie 1998-uosius, planuojama baigti 2013-ųjų pradžioje.
Radijo teleskopams trukdo bet kokie atmosferiniai reiškiniai, todėl šis teleskopas statomas taip aukštai virš jūros lygio, be to, ekstremaliai sausoje Atakamos dykumoje. Visi 66 teleskopai nebus stacionarūs, o galės būti išdėlioti įvairiomis konfigūracijomis – nuo 150 metrų iki 16 kilometrų skersmens, iš jų gaunami signalai sudarys bendrą stebimos kosmoso vietos vaizdą.
ALMA stebimas elektromagnetinių bangų spektras leis „pažvelgti“ dar giliau nei Webbo teleskopas – pamatyti ypač šaltas ir toli esančias kosmoso vietas, tarkim, šaltus ir tamsius dujų debesis, iš kurių laipsniškai formuojasi žvaigždės. „Šiuo teleskopu galėsime stebėti planetų susidarymą, tirti astrochemijos procesus ir pamatyti šviesą iš jauniausių visatos galaktikų“, – džiaugiais viena projekto vadovų dr. Alison Peck.
Pakako vien dvylikos antenų, kad praėjusiais metais būtų gauta pirma nuotrauka. Tai už 70 mln. šviesmečių vykstantis Vabzdžio Antenų galaktikų susidūrimas. Jo vietoje susikaupė didžiuliai šaltų dujų debesys, kurių nebuvo įmanoma pamatyti jokiais kitais teleskopais.

Kaip įdėti Saulę į dėžutę?

Šiandien mes gaminame energiją, degindami iškastinį kurą ar skaidydami radioaktyviąsias medžiagas, tačiau energijos gauname palyginti nedaug, atliekų prisidarome sočiai, o kuro Žemėje lieka vis mažiau. Tuo tarpu Saulė „kūrena“ vandenilį, ir ši gigantiška elektrinė išskiria tokią energiją, kad jos pakanka visos mūsų sistemos planetoms „apšildyti“ bei aprūpinti kitomis energijos formomis. Saulės „jėgainė“ nuo Žemėje statomų skiriasi tuo, kad joje cheminiai elementai ne skyla, o susijungia, – kitaip tariant, įvyksta sintezės reakcija tarp vandenilio izotopų, kurios metu susiformuoja naujas elementas helis bei neutronai. Tačiau svarbiausia, kad vykstant reakcijai išsiskiria nepalyginti daugiau energijos nei branduolinės skilimo reakcijos metu: kelių gramų kuro mišinio pakanka tam, kad būtų sukurta tiek energijos, kiek gaunama sudeginus kelias tonas naftos. Todėl pasaulio mokslininkai jau ilgą laiką bando „uždegti“ miniatiūrinę saulutę dirbtinėmis sąlygomis – taip vienu šūviu išspręstume visas energetikos problemas.
Vienas ambicingiausių tokių bandymų yra eksperimentinis sintezės reaktoriaus projektas (angl. International Thermonuclear Experimental Reactor, arba ITER), kuris dar tik pradedamas statyti 192 ha plote Prancūzijos Provanso regione esančioje Kadarašo vietovėje. Šis tarptautinis projektas turėtų suvienyti ES ir dar šešių šalių pajėgas bei finansus, mat planuojama sąmata siekia rekordines aukštumas – apie 20 mlrd. dolerių. Projekto apmatai padėti dar šaltojo karo laikotarpiu, o realizuoti jis pradėtas prieš kelerius metus. Šiemet jau planuojama pradėti reikalingų pastatų statybą, o baigtas šis reaktorius turėtų būti tik 2038-aisiais.
Jau žinoma, kad reaktoriaus pagrindą sudarys padangos pavidalo kamera, kurioje bus sukuriamas vakuumas ir jame uždegama plazma iš vandenilio izotopų (deuterio ir tričio) mišinio. Plazma bus „pakabinta“ magnetiniame lauke, kad neprisiliestų prie reaktoriaus sienelių, ir pakaitinama iki 150 mln. laipsnių Celsijaus. Ši temperatūra yra dešimt kartų didesnė nei Saulės šerdyje, ir jos turėtų pakakti, kad įvyktų sintezės reakcija, – jos metu išsiskirtų didžiulis kiekis švarios energijos, kuri šildytų vandenį, o šis suktų elektros energiją gaminančias turbinas, kaip įprastoje elektrinėje.
„Patraukliausias faktas apie sintezės reakciją yra tas, kad turime beveik begalinius kuro klodus. Tokį reaktorių labai paprasta išjungti, be to, jis neišskirtų ilgai skylančių branduolinių atliekų“, – sintezės reaktoriaus pranašumus vardija dr. Davidas Campbellas, vienas ITER projekto vadovų.

Transliacija iš vandenyno gelmių

Vandenynas dengia beveik du trečdalius mūsų planetos, todėl tyrinėti tai, kas yra po vandeniu, svarbu ne ką mažiau, nei stebėti žvaigždes. Anksčiau mokslininkai turėdavo rengti ekspedicijas su laivais, kurie į jūros dugną nuleisdavo batiskafus, šiais būdavo filmuojamas povandeninis pasaulis, renkami dugno ar vandens mėginiai. Visa tai buvo pargabenama į laboratorijas ir tiriama iki kitos ekspedicijos.
Šiuolaikinės technologijos iš esmės keičia vandenyną tyrinėjančių mokslininkų darbo pobūdį – šiandien vandenyno gelmes, kaip ir žvaigždes, gali stebėti ir šimtai mėgėjų. Kalbame apie povandeninę „observatoriją“ NEPTUNE (angl. North-East Pacific Time-series Undersea Networked Experiment), esančią Ramiajame vandenyne prie Kanados krantų.
Šis projektas pradėtas 2007 m., kai vandenyno dugne buvo paklota apie 800 kilometrų šviesolaidžio bei maitinimo kabelių. Šis tinklas skirtas sujungti, valdyti bei gauti informaciją iš gausybės matavimo instrumentų, išdėstytų nuo 17 iki 2660 metrų gylyje, – jais matuojami vandens temperatūros pokyčiai, cheminė sudėtis, slėgis, srovių susidarymas, renkama seismologinė bei daugybė kitos informacijos.
Visus šiuos duomenis mokslininkai pasiekia internetu, sėdėdami savo laboratorijose. Stebėti vandenyno dugną ir daryti mokslinius atradimus gali kiekvienas internautas, sėdintis prie savo kompiuterio. Be to, 2008 m. mokslininkai paleido vandenyno dugnu ropojantį robotą, kuris filmuoja ir įrašo garsą, – taip buvo įamžinta įvairi vandenyno flora ir fauna. Ir šias transliacijas gali stebėti bet kas, panašiai kaip mes galime stebėti vaizdo transliacijas nuo Palangos tilto ar iš Seimo.
Šviesolaidinės technologijos tampa vis populiaresnės tarp okeanografų, mat, be NEPTUNE, veikia bei planuojami paleisti ir kiti panašūs projektai: šalia Kanados krantų veikianti VENUS observatorija, prie Monterėjaus krantų esanti MARS povandeninė laboratorija ar Kolumbijos upės žiotyse veikianti SATURN.
Beje, NEPTUNE projektas – vienas kukliausių tarp minimų šiame straipsnyje: jo sąmata siekia keliolika milijonų dolerių.

Daugiau šia tema:
Skelbimas

Komentuoti

Žurnalas "Veidas"

Pirk šį numerį PDF

"Veido" reitingai

Gimnazijų reitingas 2016
Pirk šį straipsnį PDF
Skelbimas

VEIDAS.LT klausimas

  • Kaip vertinate galimybę, kad S.Skvernelis vadovaus naujai Vyriausybei?

    Apklausos rezultatai

    Loading ... Loading ...