Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Tag: Chiny

Chiny na Marsie, Mars w Chinach

Cóż tam, panie, w polityce? Chińczyki trzymają się mocno!? Oj mocno.
I to nie tylko w polityce, ale także w nauce. Chiny właśnie otwarły zaawansowany ośrodek w który będą symulowali warunki marsjańskie, kilka tygodni temu chiński lądownik Cheng4 wylądował na „odwrotnej” stronie Księżyca, a to dopiero początek!

W chińskim mieście Mang, położonym tuż przy granicy z Birmą, powstała bardzo zaawansowana makieta marsjańskiego miasta (bazy). W zasadzie tak zaawansowanej bazy nie ma chyba nigdzie indziej. Celem budowy tego ośrodka jest z jednej strony przyciągnięcie turystów i edukacja, z drugiej ćwiczenie ekspertów i symulowanie tego co czeka nas na czerwonej Planecie. W ośrodku będą także prowadzone badania naukowe, w tym badania człowieka. Równocześnie może w nim pracować około 60 osób.

Ośrodek otwarto w zeszły piątek, a koszt jego budowy wyniósł prawie 25 milionów dolarów. Pieniądze nie pochodziły jednak z kasy państwa. Wyłożył je prywatny donator.

Miejsce w którym ośrodek powstał, jego otoczenie, przypomina to czego można się będzie spodziewać na Marsie. Sucha, piaszczysto-kamienista okolica ułatwi prowadzenie treningów i urealni symulacje. Oczywiście na powierzchni Marsa będzie znacznie, znacznie trudniej, z powodu bardzo rzadkiej atmosfery, niskiego ciśnienia i nieporównywalnie większej amplitudy temperatury. I być może najważniejsze. na Marsie panuje wysoki poziom promieniowania kosmicznego, przed którym, na Ziemi chroni nas atmosfera i pole magnetyczne planety. Te różnice nie zmieniają jednak tego, że zdobycie Marsa przez człowieka musi być poprzedzone budowaniem ośrodków szkoleniowych i baz na Ziemi. Jest jeszcze jeden cel ich budowy. Takie miejsca inspirują młodych ludzi. A to bardzo ważne przy budowaniu planu podboju kosmosu. Te inspiracje u niektórych zostaną wykorzystane i rozwinięte w życiu zawodowym, a u innych przekonają że rozwój nauki i technologii ma ogromny sens.

Odwrócona strona Księżyca. Zdjęcie zrobione z pokładu lądownika Cheng4. Widać na nim łazik Yutu-2 zmierzający w kierunku krateru Aitken.

Kto pierwszy będzie na Marsie? Amerykanin? Chińczyk? A może zostanie zorganizowana wspólna misja? W to ostatnie najtrudniej mi uwierzyć. Chiński program kosmiczny rozwija się w zawrotnym tempie. Sukces goni sukces. Żeby to zrozumieć, musimy zdawać sobie sprawę z tego, że pierwszy Chińczyk znalazł się na orbicie dopiero w 2003 roku, 42 lata później niż pierwszy Rosjanin (Gagarin) i pierwszy Amerykanin (Shepard). Dzisiaj, Chiny dawno wyprzedziły Rosję i gonią Amerykę. Kilka tygodni temu, chiński lądownik Cheng4, wylądował na „odwrotnej” stronie Księżyca. W miejscu w którym wcześniej nikt nie lądował. To nie był błachy sukces. Odwrócona od Ziemi strona Księżyca jest jedynym miejscem w całym Układzie Słonecznym (a może i całym kosmosie), do którego nigdy bezpośrednio nie dotrą fale radiowe z Ziemi. A to oznacza, że komunikacja z Cheng4 musiała się odbywać za pomocą satelitów pośredniczących.

To lądowanie pokazuje, że dzisiaj Chińczyków stać już na oryginalność. Nie budują swojego programu kosmicznego na wzór i podobieństwo innych (choć na początku ich rozbiegu tak właśnie było). To jasne jak Słońce, że chcąc lądować na obcych globach, trzeba to poćwiczyć na naszym Księżycu. Jest najbliżej, więc jest oczywistym poligonem testowym. W kierunku Księżyca swoje sondy wysyłali Amerykanie, Rosjanie, ale także Chińczycy, Japończycy, Irańczycy, a w przyszłym miesiącu ma tam lecieć sonda izraelska. Na powierzchni globu lądowali Amerykanie i Rosjanie (Japończycy i Irańczycy swoje sondy rozbijali o powierzchnię Księżyca). Wszyscy jednak wybierali widoczną stronę naszego satelity. Choć nie wszystkie jej kawałki zostały zbadane, generalnie jest ona bardzo dobrze poznana. Chińczycy swoje pierwsze lądowanie także odbyli po widocznej stronie Księżyca, ale kolejne, to sprzed kilku tygodni, postanowili zrobić po stronie niewidocznej. Amerykanie czy Rosjanie lądowali na Srebrnym Globie wielokrotnie. Chińczycy teraz zrobili to po raz drugi. I podnieśli sobie poprzeczkę lądując tam, gdzie nikt inny nie wylądował. Samo lądowanie to jedno, ale misja ma bardzo ciekawy i oryginalny program naukowy. Łącznie z testowaniem czy na Księżycu mogłyby się rozwijać rośliny i zwierzęta.

Tamta strona Księżyca jest wciąż zagadką i choć sam satelita jest blisko Ziemi a jego zdjęcia (a więc i mapy) są bardzo wysokiej jakości, odwrócona strona Księżyca jest niezbadana. Biorąc pod uwagę, że jest inna niż ta strona którą widzimy, w pewnym sensie, Chińczycy wylądowali na zupełnie innym globie.

Co teraz? Jeszcze w tym roku na Księżyc poleci kolejna sonda, której celem będzie przywiezienie księżycowych próbek. W kolejnym roku zaplanowane jest lądowanie na Marsie. Z kolei za 2,5 roku, jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, na orbitę zostaną wyniesione i złożone elementy chińskiej stacji orbitalnej Tiangong. Stacji, która będzie miała stałą załogę.

Program kosmiczny Chin to typowy przykład syndromu młodszego brata. Młodsze rodzeństwo rozwija się szybciej i często dochodzi dalej, bo przyglądając się starszemu, nie popełnia błędów i korzysta z doświadczeń. Ma też większy rozmach i stać je na większą fantazję i oryginalność. Zdarza się, że takie podejście pozwala młodszemu prześcignąć starszego. Mimo tego, że ten starszy ma większe doświadczenie.

Brak komentarzy do Chiny na Marsie, Mars w Chinach

Fajerwerki – gra świateł

Podobno czarny proch wymyślili Chińczycy. Nie po to jednak by używać go na polu walki, ale by się nim bawić. Jak ? Budując sztuczne ognie.

Pierwsze fajerwerki budowano by odstraszać złe duchy. Spalano suszone łodygi bambusowe by wydawały charakterystyczne trzaski. Później wypełniano je różnymi substancjami. Rozrywka zaczęła się wraz z rozwojem chemii. A właściwie nie tyle rozwojem ile świadomością. Odkrywano coraz to nowe substancje czy związki, których wcześniej nikt nie podejrzewał o wybuchowe konotacje. Dziś wiele z nich znaleźć można w petardach, bombkach czy rakietach. W Polsce pokazy sztucznych ogni odbyły się po raz pierwszy w 1918 r., kilka dni po ogłoszeniu niepodległości. Trwały wtedy zaledwie 3 minuty. Pierwsze znane pokazy sztucznych ogni zorganizowano na dworze cesarskim w Chinach w roku 468 p.n.e.

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

To wszystko fizyka …

Wybuchające na niebie sztuczne ognie to jedna z lepszych ilustracji tzw. zasady zachowania pędu. To dokładnie ta sama reguła, która tłumaczy dlaczego wyskakując z pokładu łódki na brzeg czy molo powodujemy, że łódka zaczyna odpływać. No właśnie, dlaczego ? Bo – jak powiedziałby fizyk – w układzie w którym nie działają siły zewnętrzne, pęd układu musi zostać zachowany. Oczywiście w wyżej opisanym przykładzie z łódką i jej pasażerem działają siły zewnętrzne – siły oporu, ale są one małe i można je pominąć. Tak więc jeżeli pasażer łódki wskakuje z jej pokładu na molo – łódka zaczyna się poruszać w przeciwnym kierunku. Można by powiedzieć, że ruch łódki równoważy ruch jej pasażera. Im z większym impetem wyskoczy on z łódki, tym szybciej sama łódka zacznie odpływać w przeciwnym kierunku. Co to wszystko ma wspólnego z fajerwerkami ? Człowiek płynący na łódce to układ składający się z dwóch elementów. Petarda rozrywana nad naszymi głowami, to układ składający się z setek a może nawet tysięcy elementów. Ilość nie gra jednak tutaj roli. Fizyka pozostaje taka sama. Każdy wybuch jest w pewnym sensie symetryczny. Jeżeli kawałek petardy leci w prawo, inny musi – dla równowagi – lecieć w lewo. Jeden do przodu, to inny do tyłu. W efekcie malujące się na ciemnym niebie wzory mają kształty kul, okręgów czy palm. Zawsze są jednak symetryczne. Zawsze takie, że gdyby potrafić cofnąć czas, wszystkie te ogniste stróżki spotkałyby się w punkcie znajdującym się dokładnie w środku, pomiędzy nimi.

… czy może chemia ?

Najczęściej występującą barwą na pokazach sztucznych ogni jest pomarańcz i czerwień. Pojawiają się też inne kolory. Skąd się biorą ? Wszystko zależy od tego z czego zrobiona, a właściwie z dodatkiem czego zrobiona jest petarda. Jej zasadnicza część to środek wybuchowy, ale czar tkwi w szczegółach. I tak, za często występujący pomarańcz i czerwień odpowiedzialny jest dodany do materiału wybuchowego wapń i bar. Inny pierwiastek – stront powoduje, że eksplozja ma kolor żółty, z kolei związki boru i antymon, że zielony. Ale to dopiero początek kolorowej tablicy Mendelejewa. Bo płomienie może barwić także rubid – na kolor żółto fioletowy, cez na kolor fioletowo-niebieski i bar na kolor biały. Potas spowoduje, że niebo stanie się liliowe, a miedź, że niebieskie. W produkcji fajerwerków wszystkie chwyty są dozwolone – o ile wykonuje je specjalista pirotechnik. Bo o efekt toczy się gra. Tak więc mieszanie poszczególnych związków jest nie tyle wskazane, ile wręcz pożądane. Jedno jest pewne. Specjalista spowoduje, że w czasie pokazu na niebie będzie można podziwiać więcej barw niż w łuku tęczy. Będą się pojawiały dokładnie w tym momencie, w którym chce je przedstawić twórca sztucznych ogni. Niebo z liliowego, przez zielony może stać się krwisto czerwone, aż na końcu spłonie intensywnym pomarańczem. A wszystko wg wyliczonego co do ułamka sekundy scenariusza. Ale czy na pewno tylko o kolory chodzi ? Co z dymem ? Co z hukiem ?

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

To sztuka!

Prawdziwy mistrz dba nie tylko o efekty wizualne, ale także dźwiękowe w czasie pokazu fajerwerków.  Żeby petarda zdrowo nadymiła trzeba zaopatrzyć się w zapas chloranu potasu, laktozę i barwniki – w zależności od oczekiwanego koloru dymu. Petardy błyskowe będą wypełnione magnezem, a hukowe i świszczące będą zawierały duże ilości nadchloranów i soli sodu i potasu. Można też wyprodukować mieszaninę iskrzącą, a wtedy przyda się węgiel drzewny albo oświetlającą. W praktyce – szczególnie w ładunkach profesjonalnych – różnego rodzaju mieszanki stosuje się razem. Nie wszystkie, w jednym worku, ale ułożone w odpowiedniej kolejności.

Można zapytać jak zadbać o chronologię w czasie trwającej ułamki sekund eksplozji ? To jest właśnie sztuka. Ładunek pirotechniczny wygląda trochę jak cebula. Składa się z wielu warstw. Petarda najpierw musi wznieść się w powietrze. Ani nie za wysoko, ani za nisko. W pierwszym wypadku efekt wizualny będzie marny, a w drugim – gdy wybuchnie zbyt blisko widzów – może dojść do tragedii. Prawdziwa magia zaczyna się, gdy ładunek jest już wysoko nad głowami. Poszczególne warstwy zapalają się od siebie i w zaplanowanej wcześniej kolejności wybuchają. Widz z zapartym tchem podziwia gęste kule rozrastającego się we wszystkich kierunkach różnokolorowego ognia, albo błysk i kilka opadających w bezwładzie długich ognistych języków. Gdy wszystko wydaję się być skończone, nagle pojawiają się migoczące gwiazdki, albo wirujące wokół własnych osi ogniste bombki. Po nich jest ciemność i cisza. Do następnej eksplozji, innej niż poprzednia. Innej niż wszystkie poprzednie.

Sztuczne ognie można sprowadzić do chemii materiałów wybuchowych. Można też powiedzieć, że są wręcz encyklopedycznym przykładem znanej każdemu fizykowi zasady zachowania pędu. Ale tak naprawdę sztuczne ognie to czary.

Kolory sztucznych ogni:

karminowy: lit, bar i sód

szkarłatny: bar 

czerwono-żółty: wapń i bar

żółty: stront, śladowe ilości sodu i wapnia

biały: cynk i bar

szmaragdowy: miedź i tal

niebiesko-zielony: związki fosforu ze śladowymi ilościami kwasu siarkowego lub kwasu borowego, związki miedzi

jaskrawy zielony: antymon

żółto-zielony: bar i molibden

lazurowy: ołów, selen i bizmut

jasnoniebieski: arszenik

fioletowy/liliowy: niektóre związki potasu z dodatkiem sodu i litu

purpurowy: potas, rubid i cez

1 komentarz do Fajerwerki – gra świateł

Type on the field below and hit Enter/Return to search