Hikaye: Lucifer Projesi, NASA'nın dahil olabileceği en büyük komplo teorisi olduğu iddia ediliyor. Prob, atmosfere rağmen düştükçe, NASA, atmosferik baskıların bir patlamaya neden olacağını ve böylece bir nükleer patlamayı başlatarak gaz devini başlatacağını umuyordu. ikinci bir Güneş. Başarısız oldular. Böylece, ikinci bir denemede, Cassini sondasını (yine plütonyum yüklü) iki yıl içinde Satürn'ün atmosferine bırakacaklar, böylece bu küçük gaz devi Jüpiter'in başarısız olduğu yerde başarılı olabilir…
Gerçeklik: Kısaca araştırıldığı gibi Lucifer Projesi: Cassini Satürn'ü İkinci Güneşe Dönüştürecek mi? (Bölüm 1), Galileo ve Cassini'nin geçici nükleer silah olarak kullanılmasının arkasındaki bazı teknik sorunlara baktık. Birçok nedenden dolayı bir patlama oluşturamazlar, ancak ana noktalar şunlardır: 1) Probları ısıtmak ve çalıştırmak için kullanılan küçük plütonyum peletleri ayrı, hasara dayanıklı silindirlerde bulunur. 2) Plütonyum değil silah sınıfı, yani 238Pu çok verimsiz bir fisyonlanabilir yakıt yapar. 3) Problar yanacak ve parçalanacak, bu nedenle izin vermeyecektir herhangi bir şans “kritik kütle” oluşturan plütonyum topaklarının (ayrıca, plütonyumun patlama ile tetiklenen bir cihaz oluşturmak için bir konfigürasyon oluşturma olasılığı yoktur).
Tamam, Galileo ve Cassini olumsuz ham nükleer silah olarak kullanılabilir. Ama söyle Eğer Satürn'ün içinde nükleer patlama oldu mu? Çekirdekte ikinci bir Güneş oluşturarak zincir reaksiyonuna neden olabilir mi?
- Lucifer Projesi: Cassini Satürn'ü İkinci Güneşe Dönüştürecek mi? (Bölüm 1)
- Lucifer Projesi: Cassini Satürn'ü İkinci Güneşe Dönüştürecek mi? (Bölüm 2)
Termonükleer bombalar
Nükleer füzyon yıldız bir vücut içinde tutulamadığı sürece, reaksiyon çok hızlı bir şekilde fışkıracaktır. Lucifer Projesi, Cassini'nin Satürn atmosferine yüzlerce mil kalacağını ve plütonyum yakıtlı bir fizyon patlaması olarak patlayacağını öneriyor. Bu patlama bir zincirleme reaksiyona neden olacak ve gaz devinin içinde nükleer füzyonu tetikleyecek kadar enerji yaratacaktır.
Yanlış olmasına rağmen bu fikrin nereden geldiğini görebiliyorum. Füzyon bombası (veya "termonükleer silah") kontrolsüz bir füzyon reaksiyonunu başlatmak için bir fisyon tetikleyicisi kullanır. Fisyon tetiği, bu serinin 1. Bölümünde açıklanan patlama cihazına çok benzeyen normal bir fisyon bombası gibi patlayacak şekilde yapılmıştır. Patlatıldığında, füzyon yakıtını (lityum döterid gibi) çevreleyen malzemeyi ısıtarak, plazmaya faz geçişine neden olan büyük miktarlarda enerjik X-ışınları üretilir. Çok sıcak plazma lityum döteryumu çevrelediği için ( çok sınırlı ve basınçlı ortam) yakıt, ağır bir hidrojen izotopu olan trityum üretecektir. Trityum daha sonra nükleer füzyona uğrar, trityum çekirdekleri birlikte zorlandıkça büyük miktarlarda enerji açığa çıkarır ve çekirdekler ile kaynaşma arasındaki elektrostatik kuvvetlerin üstesinden gelir. Füzyon, fisyondan çok daha fazla miktarda büyük miktarda bağlanma enerjisi salar.
Bir yıldız nasıl çalışır?
Burada vurgulanması gereken nokta, termonükleer bir cihazda füzyona ancak çok sınırlı ve basınçlı bir ortamda çok yüksek sıcaklıklara ulaşıldığında ulaşılabilmesidir. Dahası, bir füzyon bombası durumunda, bu reaksiyon kontrolsüzdür.
Peki, bir yıldızda (Güneşimiz gibi) nükleer füzyon reaksiyonları nasıl sürdürülür? Yukarıdaki termonükleer bomba örneğinde, trityum füzyonu atalet hapsi (yani füzyona neden olmak için yakıt üzerinde hızlı, sıcak ve enerjik basınç), ancak bir yıldız durumunda, sürekli bir hapsetme modu gereklidir. Yerçekimi hapsi çekirdekte nükleer füzyon reaksiyonlarının meydana gelmesi için gereklidir. Önemli yerçekimi hapsi için yıldız minimum kütle gerektirir.
Güneşimizin çekirdeğinde (ve Güneşimizden daha küçük yıldızların çoğunda), nükleer füzyon proton-proton zinciri (aşağıda resmedilmiştir). Bu, helyumun üretildiği bir hidrojen yakma mekanizmasıdır. Yüksek itici elektrostatik kuvvetin üstesinden geldikten sonra iki proton (hidrojen çekirdeği) birleşir. Bu, ancak yıldız gövdesinin çekirdeğin kütleçekimsel tutulmasını artıracak kadar büyük bir kütleye sahip olması durumunda elde edilebilir. Protonlar birleştiğinde döteryum oluştururlar (2D), bir pozitron (hızlı bir şekilde bir elektronla imha) ve bir nötrino üretir. Döteryum çekirdeği daha sonra başka bir protonla birleşerek hafif bir helyum izotopu oluşturabilir (3O). Bu reaksiyonun sonucu, yıldızın çekirdeğinin stabilitesini ve yüksek sıcaklığını koruyan gama ışınları üretir (Güneş durumunda, çekirdek 15 milyon Kelvin sıcaklığa ulaşır).
Önceki bir Uzay Dergisi makalesinde tartışıldığı gibi, “yıldız” olma eşiğinin altında (ve proton-proton füzyonunu sürdüremeyen) bir dizi gezegensel cisim var. En büyük gezegenler (yani Jüpiter ve Satürn gibi gaz devleri) ile en küçük yıldızlar arasındaki köprü kahverengi cüceler. Kahverengi cüceler 0.08 güneş kütlesinden daha azdır ve nükleer füzyon reaksiyonları hiç tutulmamıştır (daha büyük kahverengi cücelerin çekirdeklerinde kısa bir hidrojen füzyonu periyodu olabilir). Çekirdeklerinin basıncı 10'dur.5 3 milyon Kelvin'in altındaki sıcaklıklara sahip milyon atmosfer. En küçük kahverengi cücelerin bile Jüpiter'den yaklaşık 10 kat daha büyük olduğunu unutmayın (en büyük kahverengi cüceler Jüpiter'in kütlesinin yaklaşık 80 katıdır). Bu nedenle, proton-proton zincirinin küçük bir şansı olsa bile, yerçekimi hapsini sürdürme umuduna bile dayanabilmek için Jüpiter'den (240 Satürn kütlesi üzerinde) en az 80 kat daha büyük olan büyük bir kahverengi cüceye ihtiyacımız var.
Satürn'ün nükleer füzyonu sürdürme şansı yok mu?
Üzgünüm hayır. Satürn çok küçük.
Satürn'ün içinde patlayan bir nükleer (fisyon) bombanın bir nükleer füzyon zinciri reaksiyonu için koşullar yaratabileceğini ima etmek (proton-proton zinciri gibi) yine bilim kurgu alanlarındadır. Daha büyük gaz devi Jüpiter bile füzyonu sürdürmek için çok cılız.
Satürn'ün Güneşimizle (yani hidrojen ve helyum) aynı gazlardan oluştuğunu iddia eden argümanlar gördüm, bu yüzden kaçak bir zincirleme reaksiyon dır-dir mümkün olan tek şey hızlı bir enerji enjeksiyonu. Ancak Satürn'ün atmosferinde bulunabilecek hidrojen iki atomlu moleküler hidrojen (H2), Güneş'in çekirdeğinde bulunan serbest hidrojen çekirdeklerini (yüksek enerjili protonlar) değil. Ve evet, H2 son derece yanıcıdır (sonuçta 1937'de meşhur Hindenburg hava gemisi felaketinden sorumluydu), ancak sadece büyük miktarda oksijen, klor veya flor ile karıştırıldığında. Alas Satürn, bu gazların önemli miktarlarını içermez.
Sonuç
Her ne kadar eğlenceli olsa da, “Lucifer Projesi” birinin canlı hayal gücünün ürünüdür. Bölüm Lucifer Projesi: Cassini Satürn'ü İkinci Güneşe Dönüştürecek mi? ” komployu tanıttı ve 2003'teki Galileo probunun neden Jüpiter'in atmosferinde yandığını ve plütonyum-238'in küçük peletlerini olduğu gibi dağıttığının bazı genel yönlerine odaklandı. Önümüzdeki ay keşfedilen “kara nokta”, gezegende sıkça görülen birçok dinamik ve kısa ömürlü fırtınadan biriydi.
Bu makale bir adım ileri gitti ve Cassini'nin gezegenler arası bir atom silahı olmasının imkansız olduğu gerçeğini görmezden geldi. Ya orada oldu atmosferinde nükleer bir patlama? Görünüşe göre oldukça sıkıcı bir olay olacak. Birkaç canlı elektrik fırtınasının üretilebileceğini söyleyebilirim, ancak Dünya'dan fazla bir şey göremeyiz. Daha uğursuz bir şey söz konusu olduğunda, gezegene kalıcı bir zarar verilmesi pek olası değildir. Satürn çok küçük olduğundan ve tüm yanlış gazları içerdiğinden kesinlikle füzyon reaksiyonu olmazdı.
Oh, Satürn sadece olduğu gibi kalmalı, halkalar ve her şey. Cassini iki yıl içinde görevini tamamladığında, imkansızı korkmak yerine böylesine inanılmaz ve tarihi bir çabadan biriktireceğimiz bilimi dört gözle bekleyebiliriz…
Güncelleme (7 Ağustos): Aşağıdaki bazı okuyucuların belirttiği gibi, moleküler hidrojen aslında sebep olmak Hindenburg zeplin felaketinde, patlama, hidrojen ve oksijeni kıvılcımlayabilen alüminyum bazlı boyaydı yakıtlı ateş.
