Lugu: Luciferi projekt on väidetavalt suurim vandenõuteooria, kuhu NASA võiks olla kaasatud. Kuna proovivõttur langes atmosfääri ajal, lootis NASA, et atmosfäärirõhk tekitab plahvatuse, põhjustades tuumaplahvatuse, käivitades sellega ahelreaktsiooni, muutes gaasihiiglase teine Pühap. Nad ebaõnnestusid. Niisiis kukuvad nad teisel katsel kahe aasta pärast Cassini anduri (jällegi täis plutooniumiga) sügavale Saturni atmosfääri, nii et see väiksem gaasigigant võib õnnestuda seal, kus Jupiter ebaõnnestus ...
Reaalsus: Nagu lühidalt uuriti Projekt Lucifer: kas Cassini muudab Saturni teiseks päikeseks? (1. osa), vaatasime mõningaid tehnilisi probleeme, mis põhjustasid Galileo ja Cassini kasutamist tuumarelvades. Need ei saa mitmel põhjusel plahvatust tekitada, kuid peamised punktid on järgmised: 1) Sondide soojendamiseks ja toiteks kasutatavad pisikesed plutooniumi graanulid asuvad eraldi kahjustustekindlates silindrites. 2) plutoonium on mitte relvaklassi, mis tähendab, et 238Pu muudab väga ebaefektiivse lõhustuva kütuse. 3) Sondid põlevad ära ja lagunevad, keelates seetõttu mis tahes võimalus plutooniumi tükkideks, mis moodustavad „kriitilise massi“ (lisaks pole mingit võimalust, et plutoonium võiks moodustada konfiguratsiooni, et luua implanteerumisega käivitatav seade).
OK, nii Galileo ja Cassini ei saa kasutada toortuumarelvana. Aga ütle kui Saturnis toimus tuumaplahvatus? Kas see võib põhjustada ahelreaktsiooni tuumas, luues teise Päikese?
- Projekt Lucifer: kas Cassini muudab Saturni teiseks päikeseks? (1. osa)
- Projekt Lucifer: kas Cassini muudab Saturni teiseks päikeseks? (2. osa)
Termotuumapommid
Kui tuumasünteesi ei õnnestu tähekehas säilitada, eraldub reaktsioon kiiresti. Niisiis teeb Luciferi projekt ettepaneku, et Cassini sukelduks sadu miile Saturni atmosfääri ja plahvataks plahvatusohtliku plutooniumi abil. See plahvatus põhjustab ahelreaktsiooni, luues piisavalt energiat tuumasünteesi käivitamiseks gaasigigandi sees.
Ma näen, kust see idee on tulnud, kuigi see on ebatäpne. Tuumasünteesipomm (või “tuumarelv”) kasutab lõhustamispäästikut, et käivitada kontrollimatu termotuumareaktsioon. Lõhustiku päästik on konstrueeritud plahvatama nagu tavaline lõhkemispomm, sarnaselt selle seeria 1. osas kirjeldatule. Detoneerimise ajal toodetakse tohutul hulgal energeetilisi röntgenkiirte, mis kuumutab termotuumasünteesi ümbritsevat materjali (näiteks liitiumdeuteriidi), põhjustades faasi ülemineku plasmaks. Kuna liitiumdeuteriidi ümbritseb väga kuum plasma (a väga suletud ja survestatud keskkond) kütus tekitab triitiumi, raske vesiniku isotoobi. Triitium toimub seejärel tuumasünteesis, vabastades tohutul hulgal energiat, kuna triitiumi tuumad on koos sunnitud, ületades tuumade vahel olevad elektrostaatilised jõud ja sulandudes. Tuumasüntees vabastab suures koguses siduvat energiat, enam kui lõhustumisest.
Kuidas täht töötab?
Siinkohal tuleb rõhutada, et tuumaseadmes saab termotuumasünteesi saavutada ainult siis, kui väga piiratud ja survestatud keskkonnas saavutatakse tohutu temperatuur. Veelgi enam, termotuumapommi korral on see reaktsioon kontrollimatu.
Niisiis, kuidas toimub tuumasünteesi reaktsioonid tähes (nagu meie Päike)? Ülaltoodud termotuumapommi näites saavutatakse triitiumi liitmine läbi inertsiaalne kinnistamine (st kiire, kuum ja energeetiline rõhk kütusele, et põhjustada termotuumasünteesi), kuid tähe puhul on vajalik pidev suletud režiim. Gravitatsiooniline piiritlemine on vajalik tuumasünteesi reaktsioonide toimumiseks tuumas. Olulise gravitatsioonilise piiratuse saavutamiseks vajab täht minimaalset massi.
Meie Päikese (ja enamiku teiste Päikesest väiksemate tähtede) tuumas toimub tuumasüntees läbi prooton-prootoni ahel (pildil allpool). See on vesiniku põletamise mehhanism, kus tekib heelium. Kaks prootonit (vesiniku tuumad) ühinevad pärast väga tõrjuva elektrostaatilise jõu ületamist. Seda saab saavutada ainult siis, kui tähekeha mass on piisavalt suur, suurendades tuumas gravitatsioonilist piiramist. Kui prootonid ühinevad, moodustavad nad deuteeriumi (2D), tekitades positroni (hävib kiiresti elektroniga) ja neutriino. Seejärel saab deuteeriumituuma ühendada mõne teise prootoniga, luues seeläbi kerge heeliumi isotoobi (3Ta). Selle reaktsiooni tulemusel tekivad gammakiired, mis säilitavad tähe tuuma stabiilsuse ja kõrge temperatuuri (Päikese puhul saavutab tuuma temperatuur 15 miljonit kelvinit).
Nagu arutleti ühes eelmises kosmoseajakirja artiklis, on terve hulk planeedi kehasid, mis on allpool täheks saamise läve (ja mis ei suuda säilitada prootoni-prootoni sulandumist). Sild suurimate planeetide (st gaasihiiglaste, nagu Jupiter ja Saturn) ja väikseimate tähtede vahel on tuntud kui pruunid kääbused. Pruunid kääbused on vähem kui 0,08 päikesemassi ja tuumasünteesi reaktsioonid pole kunagi võimust võtnud (ehkki suuremate pruunide kääbuste tuumas võib vesiniku sulandumine olla lühike). Nende südamike rõhk on 105 miljonit atmosfääri temperatuuriga alla 3 miljoni kelvini. Pidage meeles, et isegi kõige väiksemad pruunid kääbused on umbes 10 korda massilisemad kui Jupiter (suurimad pruunid kääbused on umbes 80-kordsed Jupiteri massist). Nii et isegi väikese prooton-prootoni ahela tekkimise tõenäosuse jaoks oleks meil vaja suurt pruuni kääpi, mis on vähemalt 80 korda suurem kui Jupiter (üle 240 Saturni massi), et isegi seista lootuses säilitada gravitatsiooniline suletus.
Pole mingit võimalust, et Saturn suudaks tuumasünteesi säilitada?
Vabandust, ei. Saturn on lihtsalt liiga väike.
Arvestades, et Saturni sees plahvatav tuumapomm (pomm) võib luua tingimused tuumasünteesi ahelreaktsiooniks (nagu prooton-prootoni ahel), on jällegi ulme valdkond. Isegi suurem gaasigigant Jupiter on termotuumasünteesi jätkamiseks liiga peen.
Olen näinud ka argumente, mis kinnitavad, et Saturn koosneb samadest gaasidest nagu meie Päike (s.o vesinik ja heelium), seega põgenenud ahelreaktsioon on Võimalik, et vaja on ainult kiiret energia süstimist. Vesinik, mida võib leida Saturni atmosfäärist, on siiski kobediatomiline molekulaarne vesinik (H2), mitte Päikese tuumas leiduvad vabad vesiniku tuumad (kõrge energiaga prootonid). Ja jah, H2 on väga tuleohtlik (vastutas ju 1937. aastal kurikuulsa Hindenburgi õhulaeva katastroofi eest), kuid ainult siis, kui seda segatakse suure hulga hapniku, kloori või fluoriga. Alas Saturn ei sisalda märkimisväärses koguses ühtegi neist gaasidest.
Järeldus
Ehkki lõbus, on “Luciferi projekt” kellegi elava kujutlusvõime tulemus. Projekti Lucifer 1. osa: kas Cassini muudab Saturni teiseks päikeseks? tutvustas vandenõu ja keskendus mõnele üldisele aspektile, miks Galileo sond 2003. aastal Jupiteri atmosfääris lihtsalt põles, puistates sellega plutooniumi-238 väikesed graanulid laiali. Järgmisel kuul avastatud "must laik" oli lihtsalt üks paljudest dünaamilistest ja lühiajalistest tormidest, mida planeedil sageli näha arenes.
See artikkel on läinud sammu võrra kaugemale ja eiranud tõsiasja, et Cassinil oli võimatu saada planeetidevahelise aatomirelvana. Mis siis saab oli tuumaplahvatus Saturni atmosfääris? Noh, tundub, et see oleks üsna igav asi. Julgen väita, et võib tekkida mõni elav elektritorm, kuid me ei näeks Maalt palju. Mis puutub miski põnevamalt toimuvasse, siis on ülimalt ebatõenäoline, et planeet kahjustaks püsivalt. Liitumisreaktsiooni kindlasti ei toimuks, kuna Saturn on liiga väike ja sisaldab kõiki valesid gaase.
Noh, Saturn peab lihtsalt jääma selliseks, nagu ta on, heliseb ja kõik. Kui Cassini oma missiooni kahe aasta pärast lõpetab, võime oodata teadust, mida koguneme sellisest uskumatust ja ajaloolisest ettevõtmisest, selle asemel et peljata võimatut ...
Uuendus (7. august): Nagu mõned allpool toodud lugejad osutasid, polnud molekulaarne vesinik tegelikult see põhjus Hindenburgi õhulaeva katastroofi tagajärjel võis plahvatuse tekitada alumiiniumil põhinev värv, vesinik ja hapnik kütus tulekahju.
