M – ARES HUMANITY’S NEXT DESTINATION

 

This Is Every Place In The Solar System Ever Occupied Entirely By Robots

Is Mars really the only planet solely inhabited by robots? Yes, but no. The truth behind this meme is an excellent opportunity to investigate just how adventurous our robotic explorers are in visiting all sorts of places we squishy humans haven’t.

Starting from the basics: at this exact moment in time, Mars is the only planet we know of with on-the-ground robotic explorers and no other confirmed life. If we use that as our definition, the statement is entirely true. Although the Spirit Rover went silent at Troy Hill and is presumed dead, both Opportunity and Curiosity continue to rove around the red planet. As long as theMars 2020 rover arrives to start exploring before both the current inhabitants die, Mars will continue to be a planet inhabited entirely by robots until the Next Giant Leap, Mars One, or some other deep space mission successfully delivers the first (live) human explorers.

Would the declaration still be true if the rovers died? After all, Mars has quite a few residents within its gravitational influence, from the newly-arrived MAVEN and Mangalyaan to the longtime workhorses Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, and Mars Express. But, Mars isn’t the only planet with robotic visitors loitering in orbit!

This Is Every Place In The Solar System Ever Occupied Entirely By RobotsEXPAND

The many satellites of Mars will be hiding behind the planet when comet Siding Spring dashes past. Image credit: NASA

Working from inside-out, Mercury received its first visitor in 2011, with MESSENGER settling into orbit. Venus currently has the Venus Express, and with a bit of luck, may be joined byAkatsuki in November 2015. Skipping the Earth, as we’re inhabited by more than just robots, and the moon, which isn’t a planet, the next stop is the very-busy Mars with its host of robots. Beyond the asteroid belt, Saturn still has Cassini working hard. At the moment, Jupiter is a robot-graveyard with shrapnel from Galileo lost within the clouds, but Juno is due to arrive in July 2016. Uranus and Neptune are most certainly unoccupied by robots, the subject of cursory flybys but no long-term visitors and no upcoming missions. If we generously include Pluto as a planet, although it’s currently unoccupied and hasn’t even had a real flyby, New Horizons is rapidly creeping up on the dwarf planet with a scheduled arrival in 2015. Alas, the probe will not be making an orbital insertion. Instead, it will be just a fleeting flyby before New Horizons continues on to a To Be Decided target even farther away.

If we declare that any planet with long-term robotic visitors within its gravitational influence is inhabited by robots, Mars is joined by Mercury, Venus, and Saturn. Already, half the planets in our solar system are inhabited by robots. Now I’m hoping the existing probes will all hold on and keep functioning until Jupiter can be added to the list!

This Is Every Place In The Solar System Ever Occupied Entirely By Robots

The first colour photograph from the surface of Venus, taken by the Venera 13 probe. Image credit: Roscosmos/NASA

If we exclude all these satellites and declare that “inhabited” requires a ground-presence, Mars is once again the only known planet currently inhabited exclusively by robots. Yet, even by this strict standard, it isn’t the only planet in our solar system to ever have robotic inhabitants. The gas giants will be perpetually excluded due to their lack clearly identifiable “ground,” and Mercury never had a ground lander. But Venus, our sister planet and object lesson in feedback mechanisms gone horribly awry, holds the title for being downright murderous towards robotic invaders.

The first several Venera probes launched by the Soviet Union were crushed by the planet’s intense atmosphere before their robotic corpses hit the surface, but the 7th, attempt successfully survived entry to tattle about surface temperatures for a full 23 minutes before succumbing to the hostile environment. Now they’d mastered the knack of preparing their robotic explorers for a planet that clearly hated company, the Soviet space program sent more and more landers, photographing the surface and probing the soil (or a lens cap). While Venus was never occupied for more than an hour at a time, it was, at least briefly, inhabited exclusively by robots. Not only that, but its first inhabitant, Venera 7, arrived two years earlier and lasted 95 times longer than the first inhabitant of Mars, the Mars 3 lander.

This Is Every Place In The Solar System Ever Occupied Entirely By Robots

Concept art of Philae on the surface comet 67P/Churyumov–Gerasimenko. The probe will attempt landing on November 12th. Image credit: ESA

The declaration also hinges on our definition of a planet: if we expand out to any objects within our solar system, quite a few places have robotic inhabitants. The Sun is by any definition very distinctly a star and not a planet, yet has an entire horde of orbiting satellites. After lingering at asteroid Vesta, Dawn is en-route to dwarf planet Ceres. Meanwhile, Rosetta is not just in orbit around a comet, but soon its Philae lander will attempt to actually land on and drill into the dirty mass of rock and ice. While nothing is on them at the moment, Saturn’s moon Titan was briefly inhabited by the Huygens probe, and Jupiter’s moon Europa may soon be getting its own explorer.

While we’ve done alright with our puny, fleshy bodies by reaching the moon and keeping aspace station continually inhabited for years, we’ve done an excellent job of spreading robots throughout the solar system. Some of those places still have robots, while others are robot ghost planets with only the memories of explorers from long ago. Yes, Mars is at this very moment the only known planet occupied entirely by robots, but that won’t always be true.

And, of course, we could always stumble upon a planet inhabited by the robotic representatives of yet-to-be-discovered alien lifeforms.

Hat tip to my charming brother who asked me to fact-check the meme.

Mika McKinnon

SOURCE  http://space.io9.com/

Posted in NEWS FROM SYNPAN | Tagged , , , , , | Leave a comment

Cουπερνόβα – ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΙ ΑΣΤΕΡΕΣ (E)

(CYNECHEIA APO  15/01/14)

1.4.2 Περιστρεφόμενοι μεταβλητοί αστέρες
Αυτού του τύπου οι αστέρες μεταβάλλουν την λαμπρότητά τους λόγω του μαγνητικού τους πεδίου. Έχουν ταξινομηθεί σε τρεις μεγάλες κατηγορίες, (1) αστέρες τύπου α2 Canum Venaticorum, (2) αστέρες τύπου BY Draconis, (3) μεμονωμένοι Pulsars.
1.4.2.1 Αστέρες τύπου α2 Canum Venaticorum – μαγνητικοί μεταβλητοί αστέρες
Κύριο χαρακτηριστικό αυτών των αστέρων είναι ότι η μεταβλητότητά τους συνίσταται στην περιοδική μεταβολή του μαγνητικού τους πεδίου, που δεν  συνοδεύεται με μια αντίστοιχη μεταβολή της φαινόμενης λαμπρότητάς τους, η οποία παραμένει σχεδόν αμετάβλητη. Οι αστέρες αυτού του τύπου είναι συγχρόνως φωτομετρικά και φασματοσκοπικά μεταβλητοί, όμως οι μεταβολές που παρουσιάζουν είναι πολύ μικρές.
Αυτοί οι μεταβλητοί αστέρες τις περισσότερες φορές είναι φασματικού τύπου Α, με χαρακτηριστικά έντονες φασματικές γραμμές μετάλλων (Si, Mn, Cr, Sr, Eu κ.α), σπανιότεροι είναι οι γίγαντες αστέρες τύπου Μ, όπως και οι χημικά ιδιόμορφοι αστέρες φασματικού τύπου S. Συγκεκριμένα, το εύρος των φασματικών τύπων που ανήκει η πλειοψηφία αυτών των αστέρων, κυμαίνεται από B9 έως Α5. Περίπου το 15%-20% των αστέρων τύπου Α, ανήκουν στην υποομάδα Αm και το 2%-5% στην υποομάδα Αp. Oι Ap αστέρες εμφανίζουν ισχυρά μαγνητικά πεδία της τάξης των 10000 Gauss, μεταβάλλουν φασματοσκοπικά τις ακτινικές τους ταχύτητες, παρουσιάζουν μικρές μεταβολές της λαμπρότητας της τάξης των 0.01 – 0.2 mag και μεταβάλλουν επίσης και την πολικότητα του μαγνητικού τους πεδίου. Οι μεταβολές αυτές συνήθως ακολουθούν την ίδια περίοδο, όμως σε κάποιες περιπτώσεις η περίοδος των φασματικών και φωτομετρικών μεταβολών είναι η μισή της περιόδου μεταβολής του μαγνητικού πεδίου. Οι περίοδοι κυμαίνονται από 5 – 9 days και οι καμπύλες φωτός γενικά είναι ημιτονοειδείς.
Ο κυριότερος αντιπρόσωπος αυτών των αστέρων είναι ο α2 Canum Venaticorum, του οποίου το μαγνητικό πεδίο στους πόλους του μεταβάλλεται κατά πολλές χιλιάδες Gauss σε περίοδο 5.5 days.
Ένα δεύτερο χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ο αστέρας HD 215441 του οποίου το μαγνητικό πεδίο μεταβάλλεται ανώμαλα από 12000 έως 34000 Gauss. Με την εξήγηση αυτού του φαινομένου ασχολήθηκε ο Αμερικανός αστρονόμος Horace Babcock, ο οποίος κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η μεταβολή του πολικού μαγνητικού πεδίου των αστέρων αυτών οφείλεται σε μια υδρομαγνητική ανάπαλση που δημιουργείται στα επιφανειακά στρώματά τους.

image

Σχ.1.27 Τα παραπάνω διαγράμματα φάσης είναι του αστέρα α2 CVn και δείχνουν
τη μεταβολή της λαμπρότητάς του και συγχρόνως του μαγνητικού του πεδίου
(Θεοδοσίου & Δανέζης 1999).

1.4.2.2 Αστέρες τύπου ΒΥ Draconis
Κύριο χαρακτηριστικό αυτών των αστέρων είναι η μεταβολή της λαμπρότητάς τους λόγω ύπαρξης κηλίδων στην φωτόσφαιρά τους. Όπως άλλωστε γνωρίζουμε και από τον ήλιο, οι κηλίδες είναι τοπικές αναδιπλώσεις των μαγνητικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου του αστέρα. Αυτές οι αναδιπλώσεις οφείλονται στην διαφορική περιστροφή των αστέρων, καθώς οι μαγνητικές γραμμές ακολουθούν την κίνηση του πλάσματος κατά την περιστροφή. Πρόκειται για περιοχές με θερμοκρασία 500-1000 Κ μικρότερη από την φωτόσφαιρα του αστέρα με ισχυρότατα μαγνητικά πεδία της τάξης των μερικών χιλιάδων Gauss. Όπως γνωρίζουμε, η ύπαρξη κηλίδων στον ήλιο μεταβάλλει απειροελάχιστα την λαμπρότητά του. Δεν συμβαίνει όμως το ίδιο στους αστέρες τύπου BY Draconis,όπου οι κηλίδες καλύπτουν το 30%-40% της επιφάνειας του αστέρα, με αποτέλεσμα την έντονη μεταβολή της λαμπρότητάς τους.
Πιστεύεται ότι ο χρόνος ζωής των κηλίδων στις φωτόσφαιρες αυτών του τύπου αστέρων, ισοδυναμεί με αρκετές ιδιοπεριστροφές του αστέρα, όπως ακριβώς και στον ήλιο, με αποτέλεσμα να έχουμε σχεδόν περιοδικές καμπύλες φωτός. Αυτές οι καμπύλες συνήθως παρουσιάζονται με έντονο και ομαλό ελάχιστο, που όμως διαρκεί όσο η μισή περίοδος. Αυτό εξηγείται με την ιδιοπεριστροφή του αστέρα. Η μεγάλης έκτασης κηλίδα, ή μια μεγάλη ομάδα από μικρότερες κηλίδες, που εμφανίζονται στην φωτόσφαιρα του αστέρα, άλλοτε προβάλλονται στον αστρικό δίσκο, και άλλοτε βρίσκονται στα χείλη ή στην «αόρατη» προς εμάς πλευρά του αστέρα. Η τόσο μεγάλη διάρκεια του ελαχίστου της λαμπρότητας προφανώς οφείλεται στο ποσοστό κατάληψης του αστρικού δίσκου από αυτές τις κηλίδες. Σε άλλες περιπτώσεις έχει παρατηρηθεί παύση της μεταβολής της λαμπρότητας, φαινόμενο το οποίο προφανώς οφείλεται στην παύση της δραστηριότητας του αστέρα.
Οι αστέρες τύπου BY Draconis συναντώνται στην βιβλιογραφία και ως αστέρες εκλάμψεων. Ο λόγος είναι ότι πολλοί αστρονόμοι πιστεύουν ότι υπάρχει και χρωμοσφαιρική δραστηριότητα, όπως στους αστέρες εκλάμψεων, όμως, αφ’ ενός δεν γνωρίζουμε αν έχει σχέση με τις κηλίδες, και αφ’ ετέρου φασματοσκοπικές παρατηρήσεις στις γραμμές Η και Κ του ασβεστίου δεν έχουν επιβεβαιώσει την ύπαρξη της. Επίσης ένα δεύτερο κύριο και κοινό χαρακτηριστικό, με τους αστέρες εκλάμψεων είναι ότι η πλειοψηφία τους είναι μέλη στενών διπλών συστημάτων.

1.4.2.3 Μεμονωμένοι Pulsars (radiopulsars)
Όπως γνωρίζουμε από την αστρική εξέλιξη, ο pulsar είναι το τελικό στάδιο εξέλιξης ενός αστέρα μεγάλης μάζας, που λόγω βίαιου γεγονότος (supernova) ή λόγω έντονων αστρικών ανέμων είχε μεγάλη απώλεια μάζας. Η μάζα του πυρήνα του αστέρα μετά την απώλεια, είναι της τάξης των 1image έως 3image και η ακτίνα του της τάξης των μερικών χιλιομέτρων. Μετά την απώλεια μάζας η εναπομένουσα ύλη καταρρέει προς το κέντρο του αστέρα, αυξάνοντας δραματικά την πυκνότητά του και την θερμοκρασία του. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την επιτάχυνση των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε σχετικιστικές ταχύτητες, και την ένωση τους με πρωτόνια παρά-γοντας έτσι νετρόνια. Σε αυτή τη κατάσταση η ύλη δεν μπορεί να συμπιεστεί άλλο και αποτελείται από εκφυλισμένο  αέριο νετρονίων, η πίεση του οποίου εξισορροπεί τις βαρυτικές δυνάμεις. Οι αστέρες αυτοί ονομάζονται αστέρες νετρονίων και κύριο χαρακτηριστικό τους είναι οι ταχύτατες ιδιοπεριστροφές και το ισχυρό μαγνητικό πεδίο τους. Μία κατηγορία αστέρων νετρονίων είναι οι pulsars οι οποίοι παρουσιάζουν εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία, της τάξης των 1012 Gauss, και λόγω της ιδιοπεριστροφής τους εκπέμπουν ραδιοπαλμούς με αυστηρή περιοδικότητα.

image
Σχ.1.28 Το μαγνητικό πεδίο ενός Pulsar
(Θεοδοσίου & Δανέζης 1999).

Η θεωρητική πρόβλεψη των αστέρων νετρονίων είχε γίνει ήδη από τη δεκαετία του 1930, όμως η παρατηρησιακή επαλήθευση έγινε σχεδόν τέσσερις δεκαετίες αργότερα, και συγκεκριμένα έως το 1967 όπου η αγγλίδα αστρονόμος Susan Jocelyn Bell δουλεύοντας στο ραδιοτηλεσκόπιο του Cambridge ανακάλυψε την πρώτη παλλόμενη ραδιοπηγή στον αστερισμό της αλώπεκος.
Ένα χρόνο αργότερα ο Thomas Gold απέδειξε ότι οι pulsars είναι μαγνητικοί αστέρες νετρονίων, που περιστρέφονται ταχύτατα γύρω από τον άξονά τους εκπέμποντας μια στενή δέσμη ραδιοσημάτων, πράγμα που επιβεβαιώθηκε από τις παρατηρήσεις.
Τα ηλεκτρόνια στην επιφάνεια του αστέρα κινούνται επιταχυνόμενα λόγω του ισχυρότατου μαγνητικού πεδίου κατά μήκος των δυναμικών γραμμών (σχ. 1.28). Σύμφωνα με την θεωρία των «μαγνητικών καθρεπτών» τα ηλεκτρόνια κινούμενα προς τους μαγνητικούς πόλους επιβραδύνονται, φτάνουν στον πόλο του αστέρα, και εν συνεχεία ανακλώνται και κινούνται επιταχυνόμενα και πάλι κατά μήκος των δυναμικών γραμμών προς τον άλλο πόλο κ.ο.κ.
Αυτή ακριβώς η επιβράδυνση η οποία συνεπάγεται απώλεια κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων κοντά στους πόλους έχει και ως αποτέλεσμα τη εκπομπή ακτινοβολίας στα ραδιοφωνικά μήκη κύματος. Συμπεραίνουμε ότι τα φωτεινά σήματα που λαμβάνουμε εμείς προέρχονται αυστηρά από τους μαγνητικούς πόλους του αστέρα. Επομένως λόγω της ταχείας περιστροφής τους, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται από τους μαγνητικούς πόλους του αστέρα σαρώνει το διάστημα σαν φάρος. Ο λόγος που έχουμε αυστηρή περίοδο είναι ότι η γη λαμβάνει σήματα μόνο όταν βρίσκεται στην οπτική ευθεία με έναν από τους δύο πόλους του αστέρα.

 image

Σε αυτή τη κατηγορία που περιγράψαμε αναφέρουμε μόνο για τους μεμονωμένους pulsars. Τέτοιου τύπου αστέρες συναντώνται σε διπλά συμπαγή συστήματα ακτίνων–Χ, και ανήκουν σε υποκατηγορία των εκρηκτικών μεταβλητών που θα περιγραφεί σε επόμενη παράγραφο.

1.4.3 Εκρηκτικοί μεταβλητοί αστέρες
Αυτή η κατηγορία μεταβλητών αστέρων περιέχει αρκετές υποκατηγορίες. Κύριο χαρακτηριστικό αυτών των αστέρων είναι η απουσία περιοδικότητας στις μεταβολές της λαμπρότητας, και σε κάποιες περιπτώσεις το μεγάλο πλάτος αυτής της μεταβολής. Οι υποκατηγορίες είναι οι εξής : (1) Υπερκαινοφανείς αστέρες, (2) Κατακλυσμικοί μεταβλητοί αστέρες, αστέρες τύπου U Geminorum και SS Cygni, αστέρες τύπου Z Camelopardalis (3) Συμπαγή συστήματα εκπομπής ακτίνων Χ, μικρής και μεγάλης μάζας, (4) Συμβιοτικοί αστέρες, (5) αστέρες τύπου UV Ceti, (6) Αστέρες τύπου Wolf-Rayet και P Cygni.

1.4.3.1 Yπερκαινοφανείς αστέρες (Supernova)
Η έκρηξη υπερκαινοφανούς αποτελεί όπως πιστεύουμε το δεύτερο πιο βίαιο γεγονός στο σύμπαν μετά το Big Bang. Προέρχεται από αστέρες μεγάλης μάζας, με περίπου 10Mκατά την παραμονή τους στην κύρια ακολουθία. Μετά την καύση όλων των αποθεμάτων πυρηνικής ενέργειας στο εσωτερικό του αστέρα, δεν υπάρχει τίποτα πλέον να συγκρατήσει τις βαρυτικές δυνάμεις των εξωτερικών στρωμάτων, με συνέπεια να ξεκινήσει η βαρυτική κατάρρευση προς τον πυρήνα του αστέρα. Λόγω αυτής της απότομης κατάρρευσης, η θερμοκρασία του πυρήνα αυξάνεται δραματικά και παίρνει τιμές της τάξης των 8×109 K με αποτέλεσμα την φωτοδιάσπαση του σιδήρου σύμφωνα με την αντίδραση 564262134FehvHen+→+. Ο σίδηρος είναι ο σταθερότερος ατομικός πυρήνας, και η προηγούμενη αντίδραση είναι ενδόθερμη, και η ενέργεια που απορροφά προέρχεται από την περαιτέρω βαρυτική συστολή του άστρου, με μορφή βαρυτικής ενέργειας. Αυτή η απορρόφηση είναι τόσο απότομη, ώστε η συστολή διαρκεί μόλις δέκα δευτερόλεπτα, και επιφέρει ολοκληρωτικές μεταβολές στην επιφάνεια του αστέρα. Η αύξηση της θερμοκρασίας είναι τόσο μεγάλη ώστε η έκρηξη της ύλης γύρω από τον πυρήνα συμπαρασύρει και τα εξωτερικά του στρώματα. Πρόκειται λοιπόν για μια επιβολή της πίεσης της ακτινοβολίας έναντι των βαρυτικών δυνάμεων.
Τα τελευταία 2000 χρόνια έχουν εμφανιστεί και καταγραφεί στον γαλαξία μας 14 υπερκαινοφανείς, ενώ συνολικά έχουν καταγραφεί πάνω από 600 σε άλλους γαλαξίες.

Ο λόγος της μικρής συχνότητας εμφάνισης υπερκαινοφανών στον δικό μας γαλαξία είναι η απορρόφηση της εκλυόμενης ακτινοβολίας από την μεσοαστρική σκόνη στον δίσκο του γαλαξία. Η έκταση μιας τέτοιας έκρηξης είναι πολύ μεγάλη και οι παρατηρήσεις σε άλλους γαλαξίες έχουν δείξει ότι η λαμπρότητα ενός υπερκαινοφανούς είναι 108-109 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου, κατά την περίοδο της έκρηξης και αυτό έχει ως αποτέλεσμα, η λαμπρότητα του υπερκαινοφανούς να υποσκιάζει την λαμπρότητα ολόκληρου του γαλαξία. Αν και η ίδια η στιγμή της έκρηξης θα πρέπει να θεωρείται ως ένα εξαιρετικό γεγονός, η παρατήρηση των υπολειμμάτων τέτοιων εκρήξεων είναι σχετικά πιο απλή περίπτωση διότι διαρκούν πολύ περισσότερο και εκπέμπουν σε  μήκη κύματος που υπόκεινται σε μικρότερη απορρόφηση από την μεσοαστρική σκόνη, όπως τα ραδιοκύματα και οι ακτίνες–Χ. Έτσι όλοι οι ιστορικοί υπερκαινοφανείς έχουν αφήσει πίσω τους υπολείμματα τα οποία συνεχίζουν να εκτονώνονται μέχρι και σήμερα.
Οι υπερκαινοφανείς χωρίζονται σε δύο υποκατηγορίες τους S/N τύπου Ι και τύπου ΙΙ (παρακάτω σχήμα) Οι υπερκαινοφανείς τύπου Ι παρουσιάζουν απότομη αύξηση της λαμπρότητας μέχρι κάποιο μέγιστο και εν συνεχεία εξασθενούν εκθετικά. Οι καμπύλες φωτός όλων αυτών των υπερκαινοφανών είναι πανομοιότυπες και απουσιάζουν οι γραμμές υδρογόνου από το φάσμα τους. Πιστεύεται ότι η γεννεσιουργός αιτία αυτής της έκρηξης είναι ο μεγάλος ρυθμός πρόσπτωσης ύλης στην επιφάνεια λευκών νάνων μελών διπλών συστημάτων, με αποτέλεσμα η μάζα τους να ξεπεράσει το όριο Chandrasekhar και να δημιουργηθεί η έκρηξη. Οι υπερκαινοφανείς τύπου ΙΙ προέρχονται από την καταστροφική έκρηξη ενός αστέρα μεγάλης μάζας. Η έκρηξη οδηγεί σε μια μεγάλη αύξηση της λαμπρότητας, που φθάνει ορισμένες φορές έως -18 mag

image

Σχ.1.30 Φωτομετρικές καμπύλες των τύπων των Υπερκαινοφανών  Αστέρων τύπου Ι και ΙΙ (Θεοδοσίου & Δανέζης 1999).
(απόλυτο βολομετρικό μέγεθος). Εν συνεχεία η λαμπρότητα ακολουθεί μια φθίνουσα πορεία και ελαττώνεται εκθετικά κατά 6-8 mag/yr. Το φάσμα τους παρουσιάζει γραμμές εκπομπής του υδρογόνου και άλλων βαρύτερων στοιχείων. Παρ’ όλα αυτά οι καμπύλες φωτός διαφέρουν σε κάθε περίπτωση, και λόγω αυτού του γεγονότος δημιουργήθηκαν δύο επιπλέον υποκατηγορίες, τους Υπερκαινοφανείς τύπου ΙΙ-L, στους οποίους μετά το μέγιστο της λαμπρότητας ακολουθεί εκθετική πτώση, και τους Υπερκαινοφανείς τύπου ΙΙ-P, στους οποίους το μέγιστο παρατείνεται και η καμπύλη φωτός παρουσιάζει ένα πρόσκαιρο πλάτωμα.

image
Εικ.1.2 & 1.3 Στις παραπάνω φωτογραφίες απεικονίζονται τα υπολείμματα των
υπερκαινοφανών sn1987a (αριστερά) και ο CasA (δεξιά) (http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/).
Τα κελύφη των υπερκαινοφανών χωρίζονται και αυτά σε δύο κατηγορίες ανάλογα με το σχήμα τους. (1) Κελυφωτά υπολείμματα τα οποία είναι σχεδόν σφαιρικά συμμετρικά γύρω από το κέντρο της έκρηξης και (2) Πλήρη υπολείμματα τα οποία παρουσιάζουν μη θερμική εκπομπή από όλο τον όγκο τους και πηγή της ενέργειάς του αποτελεί ένας νέος και δραστήριος pulsar.

(ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ)

Alexios Liakos (M.Sc.)

National and Kapodistrian University of Athens, Faculty of Physics,
Dept. of Astrophysics, Astronomy and Mechanics

Posted in NEWS FROM SYNPAN | Tagged , , , | Leave a comment

SPACE DEBRIS AROUND G®AIA (B)

(BEING CONTINUED FROM 16/01/14)

C)Space Debris Elimination (SpaDE)

Daniel Gregory
Raytheon BBN Technologies

NIAC Fellowships icon

› Phase I Final Report (PDF)
The amount of debris in low Earth orbit (LEO) has increased rapidly over the last twenty years. This prevalence of debris increases the likelihood of cascading collisions that cause the debris generation rate to outstrip the rate at which debris deorbits, falling into the atmosphere and burning up. This accumulation creates debris belts that render many orbits unusable. Current strategies emphasize debris mitigation, as there is no practical method for debris removal. Raytheon BBN Technologies (BBN) and the University of Michigan will study the Space Debris Elimination (SpaDE) system to remove debris from orbit by firing focused pulses of atmospheric gases into the path of targeted debris. These pulses will increase drag sufficiently to cause the deorbit rate to exceed the debris generation rate. The pulses themselves will fall back into the atmosphere, leaving no residual trace in orbit to interfere with LEO satellites. In contrast to other proposed methods, SpaDE is failsafe, in that it places no solid material in orbit where a malfunction could create new debris.
This project will conduct technology risk reduction analyses and modeling. The research will produce an academic paper and presentation describing the technical results and providing the foundation for future work, to include prototyping, field experiments and ultimately deployment of a SpaDE system.

SOURCE  http://www.nasa.gov/

D)SPACE DEBRIS AND PRESENT ACTIVE DEBRIS  REMOVAL TECHNIQUES

OUTLINE
INTRODUCTION TO SPACE DEBRIS
ACTIVE DEBRIS REMOVAL CONCEPT
ACTIVE DEBRIS REMOVAL TECHNIQUES
CHALLENGES IN INSTITUTING EFFECTIVE SPACE DEBRIS REMOVAL

image

The source of space debris could be expired satellites, spent rocket upper stages, fragments from explosions and collisions, paint flakes, chunks of slag from solid rocket motors, remnants of old science experiments and a variety of small particles.

Three categories of space debris, depending on their size:
Category I (<1cm)
make significant damage to vulnerable parts of a satellite, shielding
Category II (1-10 cm)
seriously damage or destroy a satellite in a collision, no effective shielding
Category III (>10cm)
destroy a satellite in a collision, can be tracked(in GEO >1m), evasive maneuvers

Space Surveillance Network (SSN)

image

Estimated amount of orbital debris, by size
The table is based on data from European Space Agency MASTER 2005 debris environment, plus estimation of debris from the breakup events from 2006 to 2008.

A)currently more than 15,000 objects are tracked and kept in a catalog by SSN

B)space debris number is much more than catalog

image

image

image

image

image

image

image

Laser

Ground- and air-based laser

provide a very high power

technology is mature

energy lose significantly by the atmospheric absorption

could not be move freely in a huge range

Space-based laser

no negative atmospheric effects

be able to track and target debris with a much larger field of view

focus on targets for longer periods of time

the cost is much larger to build, lunch and operate

can be a space-based weapon system

A US project named ORION is aimed on the effectiveness of using ground-based laser to clear up the space debris in LEO. For most LEO debris, the change of its velocity can be completed in a single transit of the debris.

In 2000 the US invested $ 200 million to research the ground-based laser experiment to clean up debris, and intended to have the experiment in 2003. 13

image

image

Capture vehicle and ROGER project
The Robotic Geostationary Orbit Restorer, ROGER project which started in 2002 by European Space Agency (ESA), is a new concept for an in-orbit roving debris removal system. ROGER can be tasked to approach and capture a redundant or non-operational satellite in the Geostationary (GEO) orbit and tow it into a parking or graveyard orbit(GYO).
Different configurations of the ROGER spacecraft have been identified. These differ not only in the basic satellite bus but mainly in the means used to “capture” a target satellite.

image

image

Capture vehicle and ROGER project

The technical challenges
1.the ability to safely capture a target
2.the number of target satellites within a multiple target mission is limited
3.control both the ROGER satellite and the tandem “ROGER plus target satellite”
4.capability of dextrous robotics
5.the supervision, control and eventually tele-manipulation of ROGER from ground

CHALLENGES IN INSTITUTING EFFECTIVE SPACE DEBRIS REMOVAL
•ADR technology require substantial time and money to develop and deploy (It costs around $10,000 per kilogram to lunch anything into orbit)
•a lack of clear policy on international level
•the similarities between space debris removal systems and space weapons
•starting the process of active debris removal

ZHANG ZE (张泽)
SCHOOL OF ASTRONAUTICS, BEIHANG UNIVERSITY

SOURCE  2011 Beijing Space Sustainability Conference October 13-14, 2011,Beijing

(TO BE CONTINUED)

Posted in NEWS FROM SYNPAN | Tagged , , , , | Leave a comment

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΕΝΟ-ΠΟΙΗΣΙΣ ΤΟΥ ΟΛΟΥ ΠΑΝΤΟΣ ΔΙΑ ΖΕΥ ΞΕΩΣ ΤΩΝ ΞΕΙΝΩΝ (2τελ)

(ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΑΠΟ 17/01/14)

Σύμφωνα με τον Βασίλειο, χώρος, χρόνος και ύλη δημιουργήθηκαν ακαριαία από τον Θεό. Πρόκειται για την ερμηνεία του της φράσης «εν αρχή εποίησεν ο Θεός τον ουρανόν και την γην», καθώς χρησιμοποιεί μιαν άλλη μετάφραση της φράσης αυτής, τη μετάφραση του Ακύλα, που αντικαθιστά το «εν αρχήν» με το «εν κεφαλαίω» που για τον Βασίλειο σημαίνει «ακαριαίως, εις ελάχιστον διάστημα». Το τι ακολούθησε από κει και πέρα είναι γνωστό από το βιβλίο της Γένεσης, το πριν όμως δεν αναφέρεται πουθενά. Σύμφωνα με τον Βασίλειο , δεν γνωρίζουμε τίποτε για το πριν, γιατί πρόκειται για γνώση ακατάλληλη προς αποκάλυψη, καθώς είμαστε ακόμη ως νήπια μπροστά στη συνολική γνώση.
Σχετικά με τη μορφή του δημιουργημένου σύμπαντος, ο Βασίλειος, όπως αναφέραμε, ακολουθεί την ελληνική αστρονομία ερμηνεύοντας με αυτή την οπτική τα κείμενα. Ετσι, ερμηνεύει μεταφορικά το εδάφιο των ψαλμών που αναφέρεται στη στήριξη της γης «εγώ εστερέωσα τους στύλους αυτής», εξηγώντας ότι οι στύλοι σημαίνουν τη δύναμη που συγκρατεί τη γη στο κέντρο του κόσμου. Οσον αφορά αυτή τη δύναμη, ακολουθεί πιστά την ελληνική αστρονομία αναφέροντας την άποψη του Εμπεδοκλή ότι μιας και η γη ισαπέχει απ’όλα τα σημεία της ουράνιας σφαίρας ,δεν υπάρχει καμία προνομιούχα κατεύθυνση προς την οποία θα μπορούσε να κινηθεί, καθώς και τη θέση του Αριστοτέλη ότι ο φυσικός τόπος των βαρέων είναι στο κέντρο. Οσο για τη φράση της Βίβλου που αφορά πάλι τη γη «επί των θαλασσών εθεμελίωσεν αυτήν», την ερμηνεύει λέγοντας ότι «γύρω από τη γη διαχέεται παντού το ύδωρ».
Σχετικά τώρα με την ύλη, ο Βασίλειος δεν μπορεί να ακολουθήσει την ελληνική αστρονομία που θεωρεί τα ουράνια σώματα και τον αιθέρα άφθαρτα. Συνάμα, έχει να αντιμετωπίσει τη διδασκαλία των γνωστικών που αναπτύχθηκε τον δεύτερο αιώνα και υποστήριζε την αιωνιότητα της ύλης, καθώς, σύμφωνα με αυτούς, ο αγαθός Θεός επέδρασε στην προϋπάρχουσα ύλη η οποία εμπεριείχε το κακό και έφτιαξε τον κόσμο. Ετσι εξηγούσαν και την αιτία του προπατορικού αμαρτήματος, καθώς ένας αγαθός Θεός δεν θα μπορούσε παρά να φτιάξει έναν αγαθό άνθρωπο. Ο Βασίλειος επιμένει στη δημιουργία της ύλης εκ του μηδενός από το Θεό, καθώς ο Θεός «κατέβαλε τις αφορμές και τις αιτίες και τις δυνάμεις των όντων μαζί».
Σύμφωνα με τη Γένεση ο κόσμος δεν είχε εξ’αρχής τη μορφή που έχει σήμερα, καθώς «η δε γη ην αόρατος και ακατασκεύαστος». Το εδάφιο αυτό προσέφερε επιχειρήματα στους γνωστικούς μιας το ερμήνευαν ως η γη να προϋπήρχε της δημιουργίας με τη μορφή ακατέργαστης ύλης. Εδώ ο Βασίλειος δίνει μια απλουστευτική ερμηνεία, υποστηρίζοντας ότι το «ακατασκεύαστος» σημαίνει πως η γη δεν είχε ακόμη τον φυσικό της   πλούτο, δηλαδή τη φυτά, και το «αόρατος» πως δεν φαινόταν είτε επειδή σκεπαζόταν από το νερό είτε λόγω του αρχικού σκότους. Η ερμηνεία του Γρηγορίου Νύσσης είναι διαφορετική και επηρεασμένη από την ελληνική φυσική, καθώς υποστηρίζει ότι η γη ήταν αόρατη επειδή οι ποιότητες των στοιχείων, οι οποίες είναι αυτές που δίνουν το χρώμα και τις άλλες ιδιότητες που διακρίνουμε δια της οράσεως δεν είχαν ακόμα διαχωριστεί. Οσο για τη λέξη «ακατασκεύαστος» σημαίνει για τον Γρηγόριο ότι η ύλη βρισκόταν σε πρωτογενή μορφή, δεν είχε ακόμη «πυκνωθεί με τις σωματικές ιδιότητες». Ο Γρηγόριος προτείνει μια φυσική όπου η ύλη όταν δημιουργήθηκε είχε μια ενιαία μορφή και στη συνέχεια διαχωρίστηκαν τα στοιχεία που αποτελούν το σημερινό φυσικό κόσμο.
Το φως και το σκότος θα απασχολήσουν ιδιαίτερα την χριστιανική κοσμολογία, καθώς το πρώτο ταυτίζεται συνήθως με τον Θεό και το δεύτερο συμβολίζει συνήθως το κακό. Οι Μανιχαϊστές, βασιζόμενοι στη φράση της Γένεσης «και είπεν ο Θεός, γεννηθήτω φως», υποστήριζαν ότι το σκότος, δύναμη του κακού, είναι αυθύπαρκτο, προϋπήρχε δηλαδή της δημιουργίας και αντιστρατεύεται την αγαθότητα του Θεού. Ενάντια σ’αυτή την άποψη, ο Βασίλειος λέει ότι το σκότος δεν είναι ύπαρξη, αλλά απουσία φωτός, «παθητική κατάσταση της ατμόσφαιρας» και δημιουργήθηκε όταν Θεός έφτιαξε τον ουρανό, ο οποίος απέκοψε τον κόσμο από το εξωτερικό, θείο, φως. Εξω από τον κόσμο επικρατεί λοιπόν μια κατάσταση παρόμοια με αυτήν που υπήρχε πριν τη δημιουργία όπου βασιλεύει το θείο φως, απρόσιτο, καθώς είναι εκτός των ορίων του κόσμου. Με το «γεννηθήτω φως», ο Θεός, κατά τον Βασίλειο φώτισε ακαριαία τον κόσμο με το θείο φως, η ταχύτης του οποίου μοιάζει λοιπόν να είναι άπειρη.
Η ερμηνεία του Γρηγορίου Νύσσης της φράσης «γεννηθήτω φως», είναι διαφορετική και σαφώς επηρεασμένοι από την ελληνική φυσική. Το φως, την περίοδο της δημιουργίας που βασίλευε το σκότος υπήρχε, αλλά ήταν κρυμμένο στα μόρια της ύλης. Αυτό το αιχμαλωτισμένο από τα μόρια φως επρόβαλλε από την ύλη με την εντολή του Θεού και έτσι φωτίστηκε ο κόσμος.
Σύμφωνα με τη Γένεση, αμέσως μετά το φωτισμό του κόσμου αλλά πριν τη δημιουργία των αστέρων, «διεχώρισεν ο Θεός ανά μέσον του φωτός και ανά μέσον του σκότους. Και εκάλεσεν ο Θεός το φως ημέραν και το σκότος εκάλεσεν νύκτα». Σε μια εποχή που ο ήλιος δεν υπήρχε ακόμη, η έννοια της ημέρας και της νύχτας δεν έχει νόημα για την ελληνική αστρονομία. Η ερμηνεία που δίνει ο Βασίλειος, είναι ότι ατή η προ του φωτισμού του ηλίου μέρα και νύχτα δεν οφειλόταν στην περιφορά του ήλιου γύρω από τη γη, αλλά σε ένα είδος παλμού του φωτός, το οποίο  «διεχύνετο και πάλιν συνεστέλλετο», σύμφωνα με το πρόγραμμα που όρισε ο Θεός. Η ερμηνεία του Γρηγορίου Νύσσης είναι πάλι διαφορετική και πάλι επηρεασμένη από την ελληνική φυσική. Το φως, έχει κατ’αυτόν τις αριστοτελικές ιδιότητες του πυρός, δηλαδή φυσική κίνηση προς τα επάνω και όπως όλα τα στοιχεία ροπή προς τη συγκέντρωση των ομοίων. Μόλις λοιπόν εκτοξεύτηκε από τα ετεροφυή στοιχεία, ταυτόχρονα ακολούθησε ανοδική κίνηση προς τον ουρανό και συγκεντρώθηκε. Όταν όμως έφθασε στα όρια της κτίσης, τα οποία είναι σφαιρικά, αναγκαστικά απέκτησε κυκλική τροχιά και έτσι δημιουργήθηκε η ημέρα και η νύχτα από την ακόμα ακατασκεύαστη γη, της οποία η «παχύτερη φύσης» δημιουργούσε σκιά προς την αντίθετη κατεύθυνση από τις ακτίνες του περιοδεύοντος πυρός.
Σύμφωνα με τη Γένεση, αφού έγινε ο ουρανός και η γη και δημιουργήθηκε το φως και το νυχθήμερο, έγινε το στερέωμα για να διαχωρίσει τα ουράνια ύδατα από τα γήινα. «Γενηθήτω στερέωμα εν μέσω του ύδατος, και έστω διαχωρίζων ανά μέσον ύδατος και ύδατος». Εδώ επεισέρχονται δύο στοιχεία εντελώς ξένα για την ελληνική αστρονομία, τα ουράνια ύδατα και το στερέωμα.
Κατ’αρχήν, όσον αφορά το στερέωμα, ο Βασίλειος το εκλαμβάνει ως μια στέρεη σφαίρα, κάτω από αυτήν που ορίζει τον κόσμο, η οποία συγκρατεί στο πάνω μέρος της τα ουράνια ύδατα, τα οποία είναι της ίδιας μορφής με τα γήινα. Σε αυτή την περίπτωση, το στερέωμα ταυτίζεται με την όγδοη σφαίρα της ελληνικής αστρονομίας, και πάνω από αυτήν υπάρχει η ένατη, τα όρια της κτίσης. Κατ’αναλογία με τον Πτολεμαίο, αυτή η ένατη σφαίρα θα μπορούσε να ταυτιστεί με την σφαίρα της κίνησης πάνω από αυτή των απλανών. Οσο για τα ουράνια ύδατα, η χρησιμότητά τους επιδέχεται φυσική ερμηνεία. Συμφωνώντας, χωρίς βέβαια να το αναφέρει, με τους Στωϊκούς, ο Βασίλειος πιστεύει ότι το πυρ καταναλώνει το ύδωρ. Τα ουράνια ύδατα συνιστούν λοιπόν την υδάτινη αποθήκη που έχει προβλέψει ο Θεός για να επαρκέσει το στοιχείο αυτό μέχρι το προκαθορισμένο τέλος του κόσμου.
Εδώ επίσης η ερμηνεία του Γρηγορίου Νύσσης είναι εντελώς διαφορετική. Το στερέωμα ταυτίζεται με τη σφαίρα της κτίσης και δεν είναι από στέρεο υλικό, αλλιώς θα ήταν βαρύ, άρα κατωφερές κατά την ελληνική φυσική. Ονομάζεται έτσι για να διαχωριστεί από τα νοητά σώματα καθώς καθετί ανήκει στον αισθητό κόσμο λέγεται στερεό. Οσο για τα ουράνια ύδατα αυτά είναι νοητά, ανήκουν στον κόσμο του Θεού και όχι της δημιουργίας.
Σύμφωνα με τη Γένεση, οι φωστήρες δημιουργήθηκαν στο στερέωμα την τέταρτη μέρα, όταν η γη είχε φανερωθεί και εμπλουτιστεί με τα  γεννήματά της. Ο Βασίλειος ερμηνεύει αυτή τη φάση, λέγοντας ότι τη στιγμή αυτή δημιουργήθηκαν οι φορείς του φωτός, καθώς δεν διακρίνει ποτέ το θείο φως από αυτό της κτίσης. Εδώ ο Βασίλειος απομακρύνεται από την ελληνική αστρονομία, υποστηρίζοντας ότι όλα τα ουράνια σώματα, ακόμα και η σελήνη, είναι αυτόφωτα, και η διαφορά λαμπρότητας έχει σχέση κυρίως με το μέγεθος. Αυτή η κατάφορη απόκλιση από την ελληνική αστρονομία πιθανόν να έχει ως κίνητρο την ηθελημένη υποβάθμιση του ηλίου, παραδοσιακής θεότητας όλων των προηγούμενων πολιτισμών. Απεναντίας ο Γρηγόριος Νύσσης, ακολουθεί πιο κοντά την ελληνική παράδοση, καθώς παραδέχεται και τον ετεροφωτισμό και τις τεράστιες διαστάσεις του σύμπαντος σε σχέση με την απόσταση ηλίου-γης, καθώς θεωρεί ότι ο ήλιος βρίσκεται σε κεντρικό σημείο του κόσμου. Οσο για τη φύση των αστέρων θεωρεί ότι είναι φτιαγμένα από μόρια φωτός, με τη διαφορά ότι καθώς τα μόρια αυτά δεν είναι όλα της ιδίας φύσης, συσσωματώθηκαν κατά υποκατηγορίες, τα λαμπρότερα αποτέλεσαν τον ήλιο, τα λιγότερο λαμπρά τη σελήνη. Ετσι, η σελήνη, εκτός από τον ετεροφωτισμό της από τον ήλιο, εκπέμπει και ένα αμυδρό γηγενές φως. Οσο για τους απλανείς, υποστηρίζει ότι το μέγεθός τους δεν διαφέρει του ηλίου, απλώς βρίσκονται πάρα πολύ μακριά.
Στην κοσμολογία του Βασιλείου και του Γρηγορίου Νύσσης τα ουράνια σώματα είναι γενικώς σφαιρικά καθώς σφαιρικός είναι και ο ουρανός και το στερέωμα. Οσον αφορά την κίνηση των ουρανίων σωμάτων, αυτή είναι γενικώς κυκλική, χωρίς όμως πουθενά να γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στην ομαλή κυκλική κίνηση που είναι βασικό στοιχείο της ελληνικής αστρονομίας. Από αυτή την άποψη, η χριστιανική κοσμολογία τείνει να αίρει μια τροχοπέδη για την ανατροπή του αστρονομικού συστήματος, η οποία δεν είναι τόσο η διαφορά μεταξύ ηλιοκεντρικού η γεωκεντρικού συστήματος, αλλά μεταξύ κύκλων και ελλείψεων.
Η κοσμολογία του Μεγάλου Βασιλείου, του Γρηγορίου Νύσσης και των σχολιαστών και συνεχιστών τους, συνιστά μία μόνο πτυχή της χριστιανικής κοσμολογίας, που θα μπορούσαμε να ονομάσουμε λογία. Υποστηρίζεται από ανθρώπους με υψηλή μόρφωση, οι οποίοι καταλαμβάνουν υψηλά αξιώματα στην ανατολική και στη δυτική εκκλησία. Αυτή η κοσμολογία επιτρέπει την απρόσκοπτη διάδοση της αστρονομίας του Πτολεμαίου και των συνεχιστών του στη διάρκεια του Μεσαίωνα στη χριστιανική ανατολή και δύση. Επί αιώνες, κοσμολογικές συζητήσεις και αστρονομία αφορούν πλέον διαφορετικούς τομείς, οι πρώτες εμπίπτουν στη θεολογία και η δεύτερη στα μαθηματικά. Στο Βυζάντιο, όπου η αστρονομία  ανθεί στους κύκλους των λογίων και αξιωματούχων, η επιστήμη αυτή αφορά μόνο μαθηματικούς υπολογισμούς θέσεων σε ένα σύστημα το οποίο θεωρείται δεδομένο. Οσα αφορούν ένατους, δέκατους και άλλους ουρανούς, μηχανισμούς κίνησης των άστρων, ουράνια ύδατα κλπ κοσμολογικά, βρίσκονται πλέον μόνο σε κείμενα θεολόγων.
Πλάι σε αυτή τη λογία χριστιανική κοσμολογία εμφανίζεται όμως και μία άλλη, την οποία θα μπορούσαμε να ονομάσουμε απλοϊκή, λόγω της διάδοσής της στα λιγότερο μορφωμένα στρώματα των κοινωνιών της ύστερης αρχαιότητας και του Μεσαίωνα. Η κοσμολογία αυτή είναι επηρεασμένη από τις απλοϊκές ασιατικές κοσμολογίες, οι οποίες βασίζονται στην άμεση αντίληψή μας για τον κόσμο και συγχρόνως τον παρουσιάζουν με τρόπους θρησκευτικού συμβολισμού.
Οι απλοϊκές αυτές κοσμολογικές αντιλήψεις παρουσιάζονται σποραδικά στους διάφορους βίους αγίων, οι οποίοι ανέκαθεν αποτελούσαν λαϊκά αναγνώσματα, αλλά και σε πιο ειδικά κείμενα, και συνιστούν τις κοσμολογίες της σχολής της Αντιοχείας που αναφέραμε προηγουμένως. Το πιο σημαντικό και πλήρες των κειμένων αυτής της σχολής που έχουν σωθεί, είναι η Χριστιανική τοπογραφία που έγραψε ένας νεστοριανός τον 6ο μ.Χ. αιώνα, ο Κοσμάς Ινδικοπλεύστης.
Ο Κοσμάς δεν δέχεται καμιά αντίληψη της ελληνικής αστρονομίας. Γι’αυτόν η γη είναι επίπεδη, ο ουρανός σε σχήμα θόλου και ο κόσμος σε σχήμα ναού. Η κοσμολογία του ακολουθεί ένα θρησκευτικό συμβολισμό, όπου όλα τα μέρη του κόσμου έχουν κάποια αντιστοιχία με σύμβολα της ιουδοχριστιανικής θρησκείας. Η νύχτα δημιουργείται από ένα όρος το οποίο βρίσκεται στον βορρά της επίπεδης γης, πίσω από το οποίο κρύβεται ο ήλιος κατά την ημερήσιά του κίνηση. Μάλιστα, υποστηρίζει τη θέση του αυτή χρησιμοποιώντας μαρτυρίες ταξιδιωτών, οι οποίοι έχοντας προχωρήσει αρκετά προς βορρά, είδαν το ήλιο να μη δύει τη νύχτα. Οσο για την κίνηση των άστρων στον ουράνιο θόλο, οφείλεται σε Αγγέλους οι οποίοι τα σπρώχνουν. Εκτός από την κοσμολογία, ο Ινδικοπλεύστης έχει συνολική άποψη για τη φυσική λειτουργία του κόσμου, την οποία αναπτύσσει σε δημόσιες διαλέξεις που οργανώνει στην Αλεξάνδρεια ενάντια στον εκπρόσωπο της ελληνικής επιστήμης Φιλόπονο, όπου «αποδεικνύει» πειραματικά ότι η κλασική γεωμετρική οπτική δεν είναι σωστή, μιας και η σκιά μιας μικρής σφαίρας δεν φαίνεται κωνική, παρόλο ότι αυτή η σφαίρα είναι πολύ μικρότερη από τον ήλιο.
Η κοσμολογία του Κοσμά καθώς και οι άλλες κοσμολογίες που δεν ακολουθούν την ελληνική αστρονομία, αν και ευρύτατα διαδεδομένες σε όλη τη διάρκεια του μεσαίωνα, ποτέ δεν αποτέλεσαν αντικείμενο  αστρονομικών διαμαχών. Οι αστρονόμοι όλων των εποχών, κληρικοί ή λαϊκοί, ακολούθησαν πιστά τις βασικές γραμμές της ελληνικής αστρονομίας, η οποία ήταν η μόνη σε θέση να προσφέρει πίνακες θέσεων των ουρανίων σωμάτων και να προβλέψει τις εκλείψεις.
Οι πίνακες αυτοί, είτε του ίδιου του Πτολεμαίου, είτε οι μεταγενέστεροι των αράβων, περσών και Λατίνων, πάντα βέβαια βασισμένοι στις ίδιες αρχές, ήταν εντελώς απαραίτητοι για τις αστρολογικές προβλέψεις που δίχως αυτές οι Βυζαντινοί, άραβες ή Λατίνοι ηγεμόνες σπάνια τολμούσαν να πάρουν κάποια απόφαση. Ενώ η εκκλησία συχνότατα καταδίκασε την τέχνη αυτή, πολλοί κληρικοί, και μάλιστα ανώτατοι, ασχολήθηκαν με αστρολογικές προβλέψεις. Για πολλούς αιώνες, το ζωηρό ενδιαφέρον για τη μαθηματική αστρονομία οφείλεται λοιπόν σχεδόν αποκλειστικά στην αστρολογία. Θα χρειαστούν οι νέες αναζητήσεις της αναγέννησης για να υπάρξουν εκ νέου κοσμολογικές συζητήσεις, όπως τον καιρό του Αρίσταρχου, εκτός θεολογίας.

ΤΕΛΟΣ

 

image

Posted in NEWS FROM SYNPAN | Tagged , , | Leave a comment

RADIATION SHIELDING IN SPACE EXPLORATION–(D) RADIATION SHIELDING OF COMPOSITE SPACE ENCLOSURES

(BEING CONTINUED FROM 22/01/14)

V. EXPERIMENTAL TECHNIQUE
The work has focused on the preparation,dispersion, adhesion and orientation of nanofillers
into composite laminate for obtaining the required  functionality. The target has been to optimize the two
technologies proposed for this integration (direct  resin bulk doping and buckypaper manufacturing for
later resin infiltration) in order to obtain:

· An optimal and stable dispersion of nanofillers  into the final laminate
· A suitable nanofiller/resin interfacial bonding 
· Preservation of the integrity of  nanoreinforcements during integration process.

As aforementioned, two approaches to integrate the  nanomaterials in the composite structure have been
followed:

· Bulk doping strategy: Dispersion techniques such  as three roll mill, high shear mechanical stirring,
etc. have been studied in order to obtain the best  dispersion of nanofillers into the resin and good
interfacial bonding. Once the resin is doped,laminates have been manufactured by hand layup
and autoclave curing. With this approach the  maximum nanofiller loading level is determined
mainly by the initial viscosity of the resin.

image
Figure 6: Doped resine:30% tungsten and 0,5%CNT.

From the studies performed, it can be observed  that the epoxy resin can be doped with high
percentage of W particles keeping  manufacturability parameters (viscosity around  4000-5000cp). A maximum content of 0,5%
CNT and 30% W can be achieved when  combining both fillers to dope the epoxy resin.

· Buckypaper (BP) strategy: The method for  production of buckypapers has been based on a
multiple-step process that includes dispersion of  CNTs/tugsten nanofillers in a solvent and
filtration processes; ultrasonication, mechanical  stirring and the use of surfactants to obtain a
stable nanofiller suspension before filtering. The  manufactured buckypaper have been integrated
into prepreg lay-up for later curing in autoclave.
Comparing with bulk doping approach, localized  higher nanofiller content can be obtained with
buckypaper.

image

Figure 7: Buckypaper: 6 % MWNT – 94% of Wparticles.

A high CNT loading can be obtained with BP.
These are porous materials; therefore, a good  impregnation with epoxy resin is assured. On the
other hand, high contents of CNT in combination of W nanoparticles can be obtained (50 %
CNT+50 % W). Thanks to the CNT network Wnanoparticles decantation is not produced
In both approaches, doped laminate coupons with  different percentage of nanofillers have been
manufactured with the following stacking sequence  [0, +45, 90, -45,Central layer (doped resin or BP),-45,
90, 45, 0] to be used in subsequent testing activities.
In Figure 8 and in Figure 9, a detail of the  manufactured laminates is presented. Reference
coupons without any nanofiller inclusions have also  been fabricated for reference purposes.

image

Figure 8: Doped resin. TEC 2: 88%W.

 

image

Figure 9: Buckypaper 6%CNT/94%W.
In Table 2 the samples manufactured are detailed:

image

Table 2: Manufactured samples.

G. Atxaga1TECNALIA, Spain, garbine.atxaga@tecnalia.com
J. Marcos2, M. Jurado3, A. Carapelle4, R. Orava5

1 TECNALIA. Transport Unit, Spain, garbine.atxaga@tecnalia.com
2 TECNALIA. Transport Unit, Spain, jesus.marcos@tecnalia.com
3 TECNALIA. Transport Unit, Spain, mariaje.jurado@tecnalia.com
4 CSL, Belgium, a.carapelle@ulg.ac.be
5 Sensor Center, Finland, risto.orava@sence.fi

(TO BE CONTINUED)

Posted in NEWS FROM SYNPAN | Tagged , , , , | Leave a comment

Χρύσανθος Νοταράς, ο αστρονόμος (Θ)

(CYNECHEIA APO  10/01/14)

Κεφάλαιο ΣΤ΄ Περί τῶν διαφόρων Μαθηματικῶν Μέτρων
Στο κεφάλαιο αυτό δίνει ορισμούς και αντιστοιχίες των διαφόρων μέτρων «τί εἶναι μέτρον, καί τᾶς διαφορᾶς αὐτοῦ κατά τήν χρῆσιν τῶν διαφόρων ἐπισημοτέρων ἐθνῶν, διά νά μήν ἀκολουθεῖ σύγχυσις143». Ενδεικτικά, αναφέρουμε τα εξής (αυτά που χρησιμοποιούμε στην παρούσα εργασία) (ως μέτρο παίρνει τον «ένα κόκκο κριθαριού» – σ.σ. το πλάτος ενός κόκκου είναι περίπου: 2,266mm, όπως αυτό προέκυψε με μια απλή διαίρεση του μήκους του γεωμετρικού ποδιού, που ο ίδιος το έχει σχεδιάσει στη σελίδα 92 του βιβλίου του, με το πλήθος των κόκκων που αντιστοιχούν σ’ αυτό):

α) 1 Δάκτυλος = 4 κόκκοι, τοποθετημένοι κατά πλάτος, ο ένας δίπλα στον άλλον = 9,064mm.
β) 1 πόδι (σ.σ. γεωμετρικό;) = 16 δάκτυλα = 64 κόκκους κριθαριού = 14,5cm.
γ) 1 Γεωμετρικό βήμα = 5 πόδια = 72,5cm.
δ) Στάδιο = 125 γεωμετρικά βήματα = 90,6m
ε) Μίλι = 8 Στάδια = 1000 βήματα = 724,8m
στ) Η Γαλλική Λεύκα (σ.σ. ίσως Λεύγα) = 1500 βήματα = 1,088km
ζ) Η Γερμανική Λεύκα = 4000 βήματα = 4 Μίλια = 2,9km
η) Σφαιρική Λεύκα = 5 Μίλια = 3,624km.

Κεφάλαιο Ζ΄ Περί τοῦ μεγέθους τῆς Γῆς ἀπολύτως καί καθ’ ἑαυτήν θεωρουμένης
Στο κεφάλαιο αυτό ο Χρύσανθος, αφού πρώτα μιλήσει για τις δυσκολίες της ακριβούς καταμέτρησης της Γης (…το διάστημα της Γης δεν είναι σαν του ουρανού, καθώς έχει όρη, κοιλάδες, φαράγγια …) στη συνέχεια επαναλαμβάνει τις γνώμες των μαθηματικών και αστρονόμων από τα παλιά χρόνια ως τότε, για το μέγεθος της Γης (την περίμετρό της), την ισοδυναμία μιας μοίρας της Γης με μονάδες μήκους, τη διάμετρο της Γης, την ημιδιάμετρο, την κυρτή επιφάνεια της Γης, παραθέτοντας και τους ανάλογους πίνακες, ούτως ώστε «βλέποντες τας πλέον αξίας λόγου, να εκλέξωμεν την δοκιμιωτέραν».
Συγκεκριμένα αναφέρεται στον Αριστοτέλη, τον Ίππαρχο, τον Ερατοσθένη, τον Πτολεμαίο (Πτολεμαίος: ημιδιάμετρος: 28636,1/11 στάδια = 5455,18 km, ενώ σημερινή τιμή για ισημερινή ακτίνα Γης: 6.378.140±5m), στους Αλφραγάνο, Αλμαίονα, τον Fernel, και νεώτερους αστρονόμους. Παραθέτει και σχετικούς πίνακες. «Πλην άπαντες σχεδόν οι Αστρονόμοι προκρίνουσι και μεταχειρίζονται την Γνώμην του Πτολεμαίου ως αληθεστέραν». Αναφέρει ακόμη και τον Τύχωνα144. Και συνεχίζει: «εσημειώσαμεν ενταύθα τάς διαφόρους Δόξας των Αστρονόμων περί του μεγέθους της Γης, δια να ηξεύρωμεν την γνώμην των Σοφών …, όμως όχι να βεβαιώσωμεν και κατ’ ακρίβειαν το αληθές, διότι τά αληθή των όντων Μέτρα τα ηξεύρει μόνος ο Πλάστης αυτών, ως Μέτρον ών Πάντων …Έπειτα και η αρχή των Μέτρων είναι αόριστος, διότι οι κόκκοι της κριθής άλλοι είναι μείζονες, και άλλοι ελάττονες, κατά τα διάφορα κλίματα, και την αγαθήν ή πονηράν Γην».
Καταλήγει το κεφάλαιο με το εξής πόρισμα: Από την ημιδιάμετρο της Γης «συνάγουσιν οἱ ἀστρονόμοι τήν ἀπόστασιν τῶν πλανητῶν, καί τῶν ἀπλανῶν ἀστέρων, καθώς καί τό μέγεθος αὐτῶν, τόσον ἀπό τοῦ κέντρου τῆς Γῆς, ὅσο καί ἀναμεταξύ τῶν».
Κεφάλαιο Η΄ Περί τοῦ μήκους τῆς Γῆς
Παρατηρεί πως «η αρχή των Μεσημβρινών κύκλων του μήκους» (ο 1ος Μεσημβρινός) διέρχεται από τις νήσους Μακάρες, τα μετέπειτα ονομαζόμενα «Κανάρια Νησιά», κάτι που φαίνεται και στον παγκόσμιο χάρτη της «Εισαγωγής …». Μερικοί όμως γεωγράφοι «υπό φιλοδοξίας μάλλον κινηθέντες» δεν φύλαξαν τον αρχαίο αυτό Μεσημβρινό και τον μετακίνησαν σε άλλα μέρη προκαλώντας σύγχυση.
Ο λόγος για τον οποίο ονομάσανε «μήκος» την απόσταση από τη Δύση προς την Ανατολή, είναι το γεγονός ότι όταν το ονόμασαν, απ’ το γνωστό μέρος της Γης, το διάστημα Ανατολής – Δύσης ήταν μεγαλύτερο από το Βορρά – Νότου. Επίσης,

«το πλάτος είναι ακίνητον, διότι πανταχόθεν εξίσου απέχει από τον Ισημερινόν προς τους πόλους, το δε Μήκος είναι κινητόν», λόγω της περιστροφής της Γης, κι έτσι υπήρξε η ανάγκη για «Πρώτο Μεσημβρινό». Σήμερα, ως πρώτο μεσημβρινό παίρνουμε αυτόν που διέρχεται από το Greenwich του Λονδίνου. Άρα, το γεωγραφικό μήκος των Καναρίων νησιών είναι διάφορο του μηδενός. Τα Κανάρια νησιά όμως, καταλαμβάνουν μια έκταση 500km από Ανατολή προς Δύση. Τα γεωγραφικά μήκη των άκρων είναι: 13ο 20΄ Δ και 18ο 10΄ Δ (πολύ κοντά στην τιμή του Χρυσάνθου, όπως θα δούμε παρακάτω). Για να βρούμε ακριβώς τον πρώτο μεσημβρινό που χρησιμοποιεί ο Χρύσανθος πρέπει να ανατρέξουμε στον χάρτη που μας δίνει ο ίδιος, στις πρώτες σελίδες της «Εισαγωγής εις τα Γεωγραφικά …». Από εκεί βλέπουμε ότι κάθε ημισφαίριο φέρει 17 μεσημβρινούς + τους περιφερειακούς κύκλους. Άρα οι 180ο του ημισφαιρίου χωρίζονται σε 18 ζώνες: οπότε κάθε μεσημβρινός απέχει απ’ τον προηγούμενο 10ο. Απ’ το Λονδίνο (Αστεροσκοπείο του Greenwich) φαίνεται να περνάει ο 2ος μεσημβρινός. Άρα το γεωγραφικό μήκος των Κανάριων νησιών προκύπτει 20ο δυτικά του σημερινού «πρώτου μεσημβρινού». Έτσι, για παράδειγμα, αν έχουμε στους πίνακες του Χρυσάνθου μια πόλη145 με γεωγραφικό μήκος: 51ο, τότε το πραγματικό (σημερινό) γεωγραφικό μήκος αυτής της πόλης είναι: 51ο – 20ο = 31ο (σύμφωνα με τους πίνακες του Χρυσάνθου). (αυτήν την μετατροπή πρέπει να την κάνουμε κάθε φορά που έχουμε μια τιμή από το Χρύσανθο – ο οποίος απ’ ότι φαίνεται έχει ως πρώτο μεσημβρινό των Κανάριων νησιών – για το γεωγραφικό μήκος ενός τόπου, και θέλουμε να δούμε την ανάλογη σύγχρονη τιμή). Άρα και οι πόλεις που δίνει ο Χρύσανθος στους πίνακες, στο τέλος του βιβλίου του «Εισαγωγή  …», θα έπρεπε να έχουν γεωγραφικό μήκος ως προς τον «αο μεσημβρινό των Καναρίων νησιών» …Άρα από τις ανατολικές του μεσημβρινού πόλεις, αφαιρούμε τις μοίρες που απέχουν, κατά μήκος, τα Κανάρια νησιά από το Greenwich.

Κεφάλαιο Θ΄ Περί τοῦ πλάτους τῆς Γῆς
Δίνει τον ορισμό του πλάτους κατά τους γεωγράφους, ως το περιεχόμενο διάστημα (ή το τόξο του τόπου, μέχρι τον Ισημερινό, που περνάει απ’ το μεσημβρινό) από τον Ισημερινό κύκλο έως τον ένα και τον άλλο Πόλο. Το πλάτος είναι ίσο με το ύψος του Πόλου.

Κεφάλαιο Ι Περί τῆς εὑρέσεως τῆς ἀναμεταξύ Διαστάσεως δυό τόπων, ἤ πόλεων
Αναφέρεται στη διαδικασία ευρέσεως της αποστάσεως δύο τόπων.
Τμήμα Δ΄
Κεφάλαιο Α΄ Περί τῶν γεωγραφικῶν Πινάκων, οἵτινες καί Μάππαι, καί Χάρται κοινότερον λέγονται
Παρατηρεί πως οι Γεωγράφοι κάνουν αρχή των χαρτών από τα δυτικότερα μέρη. Αναφέρεται στον παγκόσμιο χάρτη που εξέδωσε το 1700, πως ο χάρτης «χρησιμεύει πολλά εἰς ὅσους μετέρχονται τά Γεωγραφικά, να ηξεύρωσι τήν θέσιν τῶν μερῶν τῆς Γῆς ἐπάνω εἰς τήν Σφαίραν Ἀστρονομικῶς κειμένης …διότι ἄν καλά καί οἱ Πίνακες παριστώσι καλύτερα τά καθέκαστα μέρη, καί τᾶς ἐπαρχίας, πλήν τήν θέσιν αὐτῶν φανερώνει σαφέστερον ἡ Σφαίρα».
Κεφάλαιο Β΄ Πῶς δύναταί τίς εὐρείν Ἀπόστασιν πόλεως τινός χρησιμεύουσαν εἰς καταγραφήν τόπου, ἤ πόλεως ἐπί Σανίδος, ἤ χάρτης
Αναφέρεται στις μεθόδους που χρησιμοποιούν οι Γεωγράφοι για να βρουν τις αποστάσεις των τόπων, αλλά και οποιοσδήποτε άλλος.
Θεωρεί απαραίτητο να γνωρίζουν «τουλάχιστον τᾶς δείξεις, ὅπου παραδίδει ὁ Εὐκλείδης …καί μάλιστα τῶν ἀναλογιῶν προσέτι καί τᾶς Ἀριθμητικᾶς απλάς Μεθόδους …ὅτι πρώτον πρέπει νά ἔχωσιν Ἀστρονομικά ὄργανα ἀκριβῶς καί μεθοδικῶς κατεσκευασμένα».
Κεφάλαιο Γ΄ Πῶς καταγράφονται τά κλίματα, ἤτοι τίνι τρόπω γίνεται χωρογραφία εἰς τούς πίνακας
Σημειώνει τους τρόπους που μπορεί να χρησιμοποιήσει ένας που θέλει να καταγράψει στο χάρτη διαφόρους τόπους ή χώρες.

Κεφάλαιο Δ΄ Περί τῆς χρήσεως τοῦ ὀργάνου
Αναφέρεται στον τρόπο που θα χρησιμοποιήσει ο σχεδιαστής το όργανο για την καταγραφή των τόπων.
Κεφάλαιο Ε΄ Περί τοῦ πώς δεῖ εὐρίσκειν τά ἀπ’ ἀλλήλων τῶν θεωρηθέντων τόπων διαστήματα
Σημειώνει και παραδείγματα.
Κεφάλαιο ΣΤ΄ Περί τῶν τεσσάρων του Κόσμου Μερῶν
Λόγος για τα τέσσερα σημεία του ορίζοντα, Ανατολή, Δύση, Μεσημβρία και Άρκτο, με ενδιάμεσους χαρακτηρισμούς.
Κεφάλαιο Ζ΄ Περί τῶν Ἀνέμων
Παραθέτει και σχετικό πίνακα με την ονομασία των ανέμων και άλλον με τις τουρκικές ονομασίες.

image

31. Απ’ το βιβλίο του Χρυσάνθου, “Εισαγωγή…”.

Κεφάλαιο Η΄ Διαίρεσις τῆς Σφαίρας, ἤτοι τοῦ Συστήματος της Γῆς, καί τῆς θαλάσσης
Σε τι διαιρείται η γη και η θάλασσα. Παραθέτει και τους ορισμούς αυτών των μερών.
Κεφάλαιο Θ΄ Διαίρεσις τῆς Γῆς
Γίνεται λόγος για τη διαίρεση της γης σε Ηπείρους: Ευρώπη, Ασία, Αφρική και Αμερική. Θεωρεί όμως απαραίτητο, να σημειώνει ο Γεωγράφος: α) τα φυσικά, δηλαδή την ποιότητα των στοιχείων, τα μέταλλα, τα σπήλαια, τα φυτά, τα άνθη, τα ζώα κ.ά. που είναι εξαιρετικά σε κάθε τόπο και β) τα ανθρώπινα, δηλαδή το χρώμα των ανθρώπων, τις τέχνες τους, τα χαρακτηριστικά τους, τις θρησκείες, τα πολιτεύματα κ.α.
Στο τέλος του κεφαλαίου αναφέρεται και σε άλλη διαίρεση της γης, στον παλαιό κόσμο, το νέο και τον Άγνωστο.

Κεφάλαιο Ι΄ – Κεφάλαιο Ι Η΄
Αναφέρονται στην Ευρώπη, Ασία, Αφρική και Αμερική.
Κεφάλαιο ΙΘ΄ Ἄν οἱ παλαιοί ἐγνώρισαν τήν Ἀμερικήν
Στο κεφάλαιο αυτό παραθέτει φράσεις των Ελλήνων συγγραφέων, όπως του Πλάτωνα, Αριστοτέλη, ή Θεόφραστου και άλλες, σχετικές με τη γνώση της ύπαρξης της Αμερικής ή όχι για να καταλήξει πως οι αρχαίοι Έλληνες γνώριζαν την ύπαρξη της Αμερικής. Συγκεκριμένα για τον Αριστοτέλη σημειώνει: «Ως τε φανερόν είναι ότι ο Αριστοτέλης Νήσους πολλάς και άλλας εννόησεν έξω της καθ’ ημάς οικουμένης και μείζονας αυτής την τε Αμερικήν και Μαγγελινήν, και ίσως άλλας αδήλους ημίν έτι κειμένας υπό τον Βόρειον και Νότιον πόλον»146.
Τμήμα Ε΄
Τα κεφάλαια αυτού του τμήματος έχουν τις εξής επικεφαλίδες:
Α΄ Διαίρεσις τῆς θαλάσσης
Β΄ Περί τῶν κόλπων τῆς θαλάσσης
Γ΄ Περί τῆς Μεσογείου θαλάσσης
Δ΄ Περί πλοίων, καί πλοός τῆς θαλάσσης
Μετά το Ε΄ τμήμα, παραθέτει από τη σελίδα 163 – 176, σε 14 σελίδες, κατάλογο του γεωγραφικού μήκους και πλάτους των επισήμων πόλεων και νήσων, τα περισσότερα απ’ τα οποία, τα βρήκε από τους πίνακες των παλαιών. Σημειώνει: «καθώς διά παραδόσεως ευρέθησαν κατά τους Γεωγραφικούς Πίνακας». Επίσης, σε προηγούμενο μέρος του βιβλίου του ανέφερε: « …πρέπει να ευρεθή το Μήκος, και Πλάτος εκ των Γεωγραφικών πινάκων του Πτολεμαίου ή του Αππιανού ή άλλων γεωγράφων», οπότε βλέπουμε και κάποιες πηγές, οι οποίες αποτελούν το «διά παραδόσεως». Λόγω των ατελέστερων μέσων (οργάνων, γνώσεων, …) που διέθεταν οι παλαιοί γεωγράφοι, τα όποια σφάλματα στις μετρήσεις, είναι δικαιολογημένα. Σημειώνει και ο Χρύσανθος πως η παρούσα μοιρογραφία του μήκους και του πλάτους δεν είναι ακριβέστατη αλλά πολύ κοντά στην αλήθεια, «διά το ομολογούμενον των παραδόσεων και το σύμφωνον των Γεωγραφικών πινάκων». Αξίζει να σημειωθεί το ότι και ο ίδιος έχει κάνει κάποιες μετρήσεις γεωγραφικού πλάτους (σ.σ. όχι μήκους – ίσως να μέτρησε και το γεωγραφικό μήκος, αλλά επειδή το βρήκε να έχει μεγάλη απόκλιση απ’ τις (λανθασμένες;) παρατηρήσεις των «Παλαιών», το απέρριψε), τις οποίες και αναφέρει. Φαίνεται πως στις διάφορες πόλεις που πήγαινε, έκανε και τις μετρήσεις του. π.χ. Ιεροσόλυμα, Μόσχα, Κίεβο, Κωνσταντινούπολη.

Ενδεικτικά αναφέρουμε τις εξής: (σύμφωνα με την εξής σειρά: α) όνομα πόλης, β) τιμή Χρυσάνθου για το γεωγραφικό μήκος (-20ο για αντιστοιχία με της σημερινής εποχής τον πρώτο μεσημβρινό), σύγχρονη τιμή γεωγραφικού  μήκους147, γ) τιμή Χρυσάνθου για το γεωγραφικό πλάτος, σύγχρονη τιμή γεωγραφικού πλάτους):
1) α) Αθήνα, β) 50ο 12΄ (30ο 12΄), 23ο 43΄48΄΄Ε (σφάλμα: 21%), γ) 38ο 51΄, 37ο58΄48΄΄Ν (σφάλμα: 2,3% – πολύ μικρό).
2) α) «Βυζάντιον της Θράκης», β) 55ο 30΄ (35ο 30΄), 28ο 57΄36΄΄ (σφάλμα: 18,5%), γ) 41ο, 41ο 1΄6΄΄ (σφάλμα: 0,04% => 0%) (οι «παλαιοί» για το πλάτος έδιναν: 43ο (σφάλμα: 4,6%), οι «Νύν … και οι Οθωμανοί»: 41ο (δεν δίνει τη δική του μέτρηση αλλά των «Νύν …και των Οθωμανών» ως την επίσημη μέτρηση). «Ημείς όμως λαβόντες τούτο εν τη ημετέρα Σεβασμία Μονή, ήτοι τω Μετοχείω του Αγίου, και Ζωοδόχου Τάφου, κειμένω εντός του Διπλοφαναρίου, και εν αυταίς ταις ισημερίαις, και άλλοις καιροίς διά πολλών Μεθόδων, και μάλιστα διά τεταρτημορίου ακριβώς διηρημένου, ποδός σχεδόν ενός (σ.σ. πολύ μεγάλο!) (όπερ ωνησάμεθα εν Παρισίοις) εύρομεν αυτό Μοιρών 41 και Λεπτών αεί αναμεταξύ των 26 και 35» (σφάλμα των 30΄: 1,16% – πολύ μικρό!).
3) α) Θεσσαλονίκη της Μακεδονίας, β) 47ο 50΄ (27ο 50΄), 22ο 56΄24΄΄Ε (σφάλμα: 17%), γ) 42ο 10΄, 40ο 38΄ 24΄΄Ν (σφάλμα: 3,6%).
4) α) Ιερουσαλήμ: «το μήκος ταύτης εύρηται ασύμφωνον παρά τοις Γεωγράφοις, ως και άλλων πόλεων. τινές γαρ λέγουσιν είναι μοιρών 69 (σ.σ. 49ο, σφάλμα: 28%). Τινές δε μόνον 66 (σ.σ. 46ο, σφάλμα: 23,6%) το δε πλάτος εύρηται παρ’ Ημών εν αυτή τη Αγία Πόλει Μοιρών 31 και Λεπτών 30» (σφάλμα: 0,94%, καθώς οι σύγχρονες τιμές είναι: Γεωγραφικό μήκος: 35ο 9΄36΄΄Ε και Γεωγραφικό Πλάτος: 31ο 48΄Ν).
Απ’ τα παραπάνω, βγάζουμε τα εξής συμπεράσματα: 1) Οι παλαιοί (εκτός κι αν αυτός που κάνει την παρούσα εργασία, αγνόησε κάποιες παραμέτρους) κάνουν ένα συστηματικό σφάλμα ~20%, κατά τη μέτρηση του γεωγραφικού μήκους των διαφόρων πόλεων. Πιθανοί λόγοι: α) Αν οι «Παλαιοί» (γιατί, δεν είναι μόνο ο Πτολεμαίος), που λέει ο Χρύσανθος, χρησιμοποιούσαν διαφορετικό «1ο Μεσημβρινό» από αυτόν που χρησιμοποιεί ο Χρύσανθος, δηλαδή των Κανάριων νησιών (έχουμε μιλήσει προηγουμένως γι’ αυτό), και δεν το πρόσεξε όταν έφτιαχνε τους πίνακές του, για να κάνει την απαραίτητη διόρθωση (εκτός κι αν δεν ήξεραν με πόσες μοίρες πρέπει να ισούται αυτή η διόρθωση) τότε δικαιολογούνται οι μεγάλες αποκλίσεις απ’ την πραγματικότητα. (ακόμη, μπορεί να νόμιζαν την εποχή του Χρυσάνθου, ότι χρησιμοποιούν τον ίδιο πρώτο μεσημβρινό με τους «παλαιούς»).

Στη συνέχεια, υποθέτοντας, ότι ο Χρύσανθος παίρνει τα δεδομένα του, για το γεωγραφικό μήκος των τόπων, μόνο από τον Πτολεμαίο (άρα κάνουμε διόρθωση -25ο και όχι -20ο) προκύπτει το εξής: Το μέσο σφάλμα, «Πίνακα Χρυσάνθου» – «Σημερινής εποχής», όσον αφορά το γεωγραφικό μήκος είναι: 6,8% (άρα ο Χρύσανθος χρησιμοποιεί δεδομένα του Πτολεμαίου) (ανέβηκε απ’ τα Ιεροσόλυμα το σφάλμα). Έτσι, αφού «έπεσε» το μεγάλο σφάλμα, 20%, μπορούμε να αναφερθούμε και σε πιο επουσιώδεις παράγοντες σφάλματος: β) σφάλματα που οφείλονται τόσο στο ανακριβές (για τα σημερινά δεδομένα) σύστημα αναφοράς που χρησιμοποιούσε ο χαρτογράφος, όσο και γ) στην παραμορφωμένη γήινη σφαίρα (π.χ. το μήκος της Μεσογείου κατά τον Πτολεμαίο εμφανίζεται να είναι 68,5ο, αντί του ορθού των 41,5ο). δ) Επίσης, και ο υπολογισμός των επιμέρους συντεταγμένων τόπων σε διάφορες περιοχές παρουσιάζει άνιση ακρίβεια (π.χ. τόποι παράκτιοι και προσιτοί σε  ναυτικούς έχουν μεγαλύτερη ακρίβεια στις σχετικές τους θέσεις από ότι οι ηπειρωτικοί τόποι).

(CYNEXIZETAI)  

Νικολάου Κυριακού

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ
ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ
ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ
ΤΟΜΕΑΣ ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗΣ, ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

143 Φαίνεται η ανάγκη επιβολής ενός ενιαίου συστήματος μονάδων μέτρησης, κάτι που έγινε στις αρχές του 20ου αι., ενώ στην Ελλάδα εφαρμόστηκε το 1956.

144 Tycho Brahe (1546 – 1601). Δανός αστρονόμος, που αν και δεν διέθετε τηλεσκόπιο έκανε πολυάριθμες αστρονομικές έρευνες με γυμνό μάτι. Έκανε κατάλογο 777 αστέρων και κράτησε σημειώσεις για τον καθένα από αυτούς, τις οποίες κληρονόμησε ο μαθητής του, Κέπλερ. Υπολόγισε για πρώτη φορά τη διάθλαση του φωτός των αστέρων. Ίδρυσε αστεροσκοπείο στο νησί Βεν κοντά στην Κοπενχάγη και το ονόμασε «Ουρανία», από τη φερώνυμη μούσα την προστάτιδα της αστρονομίας, η οποία απεικονίζεται πάντα με μια ουράνια σφαίρα στο χέρι. Το 1572 παρατήρησε ξαφνικά έναν υπερκαινοφανή αστέρα, που έκτοτε έλαβε το όνομα σουπερνόβα Τύχωνος. Με τη μελέτη του, κλονίστηκε η εμπιστοσύνη του προς τον Αριστοτέλη και τον Πτολεμαίο, οι οποίοι ήθελαν το σύμπαν αναλλοίωτο. Έτσι, διετύπωσε το σύστημά του, που είναι ένας συνδυασμός του γεωκεντρικού με το ηλιοκεντρικό σύστημα. («Λεξικό Αστρονομίας»).

145 Ο Χρύσανθος, στο τέλος του παρόντος βιβλίου, μας δίνει 251 τόπους – πόλεις, μαζί με τις γεωγραφικές τους συντεταγμένες. Ο πρώτος που συνέγραψε παρόμοιο κατάλογο, ήταν ο Πτολεμαίος, ο οποίος, στο έργο του «Γεωγραφική Υφήγησις», μας δίνει πίνακες τοπωνυμίων, με τις γεωγραφικές τους συντεταγμένες (για περίπου 8000 τόπους). (Το έργο του Πτολεμαίου άρχισε να αναθεωρείται μόλις κατά το 17ο και 18ο αι.). Έτσι, στη γεωγραφία του Πτολεμαίου, για πρώτη φορά καθορίζονται οι θέσεις των διαφόρων πόλεων με τις γεωγραφικές συντεταγμένες τους. Δεν μας είναι όμως γνωστός ο τρόπος με τον οποίο προσδιορίστηκαν αυτές οι συντεταγμένες. Αυτό που γνωρίζουμε είναι ότι όριζε το σύστημα των συντεταγμένων του, ακριβώς όπως ορίζουμε κι εμείς το δικό μας, μόνο που: 1) Ο κύκλος του Ισημερινού (για τη μέτρηση του πλάτους) βρισκόταν περίπου στη θέση του σημερινού Ισημερινού. Έτσι, οι μετρήσεις που δίνει ο Πτολεμαίος για το γεωγραφικό πλάτος, μπορεί να εμφανίζονται διαφορετικές από τις σημερινές [(ένας απ’ τους λόγους – και μάλλον ο πιο πιθανός, καθώς οι μετρήσεις του πλάτους (όπως φαίνεται απ’ τους πίνακες, για τους «Παλαιούς»), όχι μονο διαφέρουν με τις σύγχρονες, αλλά ακόμη και με εκείνες της εποχής του Χρυσάνθου. Οι μετρήσεις της εποχής του Χρυσάνθου, βρίσκονται πολύ πιο κοντά στη σημερινή εποχή, απ’ ότι εκείνες των «Παλαιών». (πιθανό) Συμπέρασμα: την εποχή του Χρυσάνθου, γνώριζαν με μεγαλύτερη ακρίβεια τη θέση του Ισημερινού, απ’ ότι την εποχή του Πτολεμαίου. – οι υπόλοιποι πιθανοί παράγοντες σφάλματος βρίσκονται στο σχετικό κεφάλαιο της παρούσης εργασίας)], γιατί ο Πτολεμαίος έβαζε σε διαφορετική θέση τον Ισημερινό (την αρχή μέτρησης του γ. πλάτους), απ’ ότι εμείς σήμερα. Πράγματι, απ’ τους πίνακες του Χρυσάνθου, διαπιστώνουμε ότι οι «Παλαιοί» (Πτολεμαίος, …) κάνουν ένα μέσο σφάλμα, στη μέτρηση του πλάτους: 3,5%, ενώ ο Χρύσανθος και οι «Νύν»: 0,7%. 2) Όπως προέκυψε, ο Χρύσανθος παίρνει σαν πρώτο μεσημβρινό αυτόν που περνάει απ’ τα Κανάρια Νησιά, δηλαδή 20ο δυτικά απ’ τον σημερινό. Βλέποντας στους πίνακές του, διαπιστώνουμε πως δεν έχει κάνει ούτε ο ίδιος, αλλά ούτε και οι «Νύν», κάποια μέτρηση του γεωγραφικού μήκους. (Αν έκαναν θα μας την έδινε). Οπότε όλες οι τιμές του γ. μήκους που δίνει για τις διάφορες πόλεις, προέρχονται αποκλειστικά από τους «παλαιούς» (εκτός κι αν οι «Νυν» ή ο Χρύσανθος, βρήκαν το μήκος, αλλά λόγω της μεγάλης του απόκλισης από τους «Παλαιούς», το απέρριψαν – λίγο απίθανο). Αν ο «παλαιός» είναι ο Πτολεμαίος γνωρίζουμε ότι: Στους μεσημβρινούς, η αρχή μέτρησης του γεωγραφικού μήκους βρισκόταν περίπου 25ο δυτικά του σημερινού πρώτου μεσημβρινού, ενώ για το Χρύσανθο 20ο. Οπότε, ακόμη κι αν κάνουμε τη διόρθωση των 20ο, για τον Χρύσανθο, είναι σαν να μην την κάνουμε, καθώς ΔΕΝ είναι ο Χρύσανθος αυτός που πήρε τις μετρήσεις. Αν είμασταν σίγουροι ότι όλες οι μετρήσεις είναι του Πτολεμαίου, τότε θα κάναμε τη διόρθωση: πχ αν στους πίνακες του Χρυσάνθου έχουμε γ. μήκος 51ο, τότε η σωστή διόρθωση (για αντιστοιχία με τη σημερινή εποχή) θα ήταν: 51ο – 25ο = 26ο.

146 Ο καθηγητής Αιγινίτης τονίζει ότι οι θαλασσοπόροι του 15ου αι., μελετούσαν τους αρχαίους Έλληνες και έτσι οι αρχαίοι συνέβαλαν στο να αποφασιστεί το ταξίδι που οδήγησε στην ανακάλυψη του Νέου Κόσμου (Κωτσάκη Δ., Διδάσκαλοι του Γένους και Αστρονομία, σ. 51).

147 Τις σύγχρονες τιμές για το γεωγραφικό μήκος και πλάτος των πόλεων, που δίνουμε, τις πήραμε απ’ το Διαδίκτυο (βλ. Βιβλιογραφία).

Posted in NEWS FROM SYNPAN | Tagged , , | Leave a comment

SATELLITES NEA (III)

(BEING CONTINUED FROM  14/01/14)

A)Microsatellites: Making light work of orbit and attitude control

Microsatellites have to be very light — every gram counts. The same applies to the gyroscopes used to sense the satellite’s orientation when in orbit. A novel prototype is seven times lighter and significantly smaller than earlier systems.

When you observe the sky on a clear night, the twinkling objects you see may not only be stars but also human-made satellites. Occasionally visible from Earth, these orbiting spacecraft come in different sizes, from large telecommunications and TV satellites to the smaller scientific satellites that serve as space laboratories. The measuring instruments they carry on board send back data to researchers on the ground for use in various projects. An example is the TET satellite, which scientists are using to test the capacity of new measuring systems to withstand the inhospitable conditions of space missions. If they pass these tests, they can be incorporated in other small satellites.

One such system is the gyroscope developed by researchers at the Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM in Berlin in collaboration with the engineering specialists at Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH. Satellites use gyroscopic sensors to determine their orientation relative to their orbital position as a backup system if their star tracker is inoperative or if star visibility is degraded. Such attitude control systems require at least three gyroscopes, one for each direction of movement. They measure the satellite’s rate of rotation and calculate its orientation on the basis of the most recent reliable data supplied by the star tracker.

The gyroscopes must be able to withstand the extreme temperature fluctuations encountered in low Earth orbit — where temperatures range between minus 40 and plus 80 degrees Celsius — without damage, and remain operable for several years despite the high solar radiation. A further requirement is that they should be as small and light as possible, because payload capacity is limited and every gram saved on the launch pad immediately translates into lower costs. Finally, the gyroscopes must be energy-efficient, because microsatellites only have a tiny solar panel to generate the power they need.

No larger than a wallet

“Our gyroscope withstands the inhospitable conditions of space, and is also significantly smaller, lighter, and consumes less energy than comparable solutions,” says Michael Scheiding, managing director of Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH. Instead of the usual 7.5 kilograms, it weighs in at a little less than one kilo. And the scientists have also significantly reduced its volume. While similar devices are usually about the size of a shoe box, the new gyroscope measures just 10 by 14 by 3 centimeters, i.e. no larger than a wallet. The researchers’ ultimate aim is to halve the size of the system yet again. Another advantage is that it requires approximately half as much energy as comparable devices.

How did the researchers achieve this result? To find out, it is necessary to take a look inside the fiber-optic gyroscope. Its main component is a fiber coil, a core with one to two kilometers of fiber wrapped around it. The longer the fiber, the more accurate the gyroscope. “We have reduced the length of the fiber to 400 meters, but can still obtain the same level of accuracy,” says Marcus Heimann, a researcher at IZM. “One of the things we did to achieve this was to select more efficient optical components.” The splice points between the different fibers that link the light source, the detector, and the coil have also been optimized. The scientists will be presenting their prototype at the Sensor + Test trade show in Nürnberg from June 3 to 5 (Hall 12, Booth 12-537). Visitors can test how accurately the gyroscope determines the rate of rotation by making it rotate on a turntable.

The new gyroscope could one day help a satellite bus like this with attitude detection: the platform of the approximately one-meter long TET-1 satellite.

Credit: © Astro Feinwerktechnik Adlershof GmbH


 

Story Source:

The above story is based on materials provided by Fraunhofer-Gesellschaft

 

B)India puts satellite into orbit around Mars

India triumphed in its first interplanetary mission, placing a satellite into orbit around Mars on Wednesday and catapulting the country into an elite club of deep-space explorers.

In scenes broadcast live on Indian TV, scientists broke into wild cheers as the orbiter’s engines completed 24 minutes of burn time to manoeuvre the spacecraft into its designated place around the red planet.

“We have gone beyond the boundaries of human enterprise and innovation,” Prime Minister Narendra Modi said in a live broadcast from the Indian Space and Research Organization’s command centre in the southern tech hub of Bangalore.

“We have navigated our craft through a route known to very few,” Modi said, congratulating the scientists and “all my fellow Indians on this historic occasion.”

Scientists described the final stages of the Mars Orbiter Mission, affectionately nicknamed MOM, as flawless. The success marks a milestone for the space program in demonstrating that it can conduct complex missions and act as a global launch pad for commercial, navigational and research satellites.

INDIA-MARS

Indian Space Research Organization (ISRO) scientists and engineers watch Prime Minister Narendra Modi, left, on screens after India’s Mars orbiter successfully entered at their Spacecraft Control Center in the southern Indian city of Bangalore. (Abhishek N. Chinnappa/Reuters)

Reaching the fourth planet from the sun is a major feat for the developing country of 1.2 billion people, most of whom are poor. At the same time, India has a robust scientific and technical educational system that has produced millions of software programmers, engineers and doctors.

India describes MOM as the first successful Mars mission on a maiden attempt by any country, although the European Space Agency, a consortium of several nations, also did it on its first Mars mission in 2003.

Rival China is also expanding its space exploration program with a space station in orbit and the landing of a lunar rover on the moon earlier this year, although it has not sent a satellite to Mars.

Astronomy students who gathered at the Nehru Planetarium in New Delhi for Mars-themed learning activities and games were elated by the mission’s success.

“I am proud to be born in a country that can do anything and succeed,” said Kashish, 12, who uses only one name.

Another 12-year-old, Mansha Khanna, said she was so inspired she wanted to become “a scientist or an astronaut, and do research about other planets.”

Mars orbit attempts have been mostly unsuccessful

Getting a spaceship successfully into orbit around Mars is no easy task. More than half the world’s previous attempts — 23 out of 41 missions — have failed. India wanted this spacecraft, also called Mangalyaan, meaning “Mars craft” in Hindi, to be a global advertisement for its ability in designing, planning and managing a difficult, deep-space mission.

India has already conducted dozens of successful satellite launches, including sending up the Chandrayaan-1 lunar orbiter, which discovered key evidence of water on the moon in 2008. And it plans new scientific missions, including putting a rover on the moon.

But India “is likely to be somewhat limited because we can’t afford to spend that much money in pure science exploration and in an exercise of the imagination,” said D. Raghunandan of the Delhi Science Forum, a group that promotes the study of science.

The space agency’s focus will remain on developing technologies for commercial and navigational satellite applications — services that could bring in significant revenues from companies or governments seeking to place their own satellites or research equipment in space.

“If we’re going to earn money, we’re going to do it on that,” Raghunandan said.

U.S. space agency NASA, which has conducted 15 successful missions to Mars, including a spacecraft that arrived in orbit on Sunday, congratulated India in a Twitter message welcoming MOM to studying the red planet.

India’s 1,350-kilogram orbiter will now circle the planet for at least six months, with solar-powered instruments gathering scientific data that may shed light on Martian weather systems as well as what happened to the water that is believed to have existed once on Mars.

Data can be compared to concurrent NASA mission

It also will search Mars for methane, a key chemical in life processes on Earth that could also come from geological processes. None of the instruments will send back enough data to answer these questions definitively, but experts say the data will help them better understand how planets form and what conditions might make life possible.

“It’s yet another source of information. Mars is gradually unveiling its secrets to science and humanity, and the Indian mission is yet another means of unveiling this enigma that Mars presents,” said space expert Roger Franzen, the technical program manager at the Australian National University’s Research School of Astronomy and Astrophysics.

Scientists said it was helpful that MOM’s data will reflect the same time period as data being collected by NASA’s newest Maven mission, allowing the two data sets to be compared for better understanding.

The U.S. has two more satellites circling the planet at the moment, as well as two rovers rolling across the rocky Martian surface.

India was particularly proud that MOM was developed with homegrown technology and for a bargain price of about $75 million US — a cost that Modi quipped was lower than many Hollywood movie budgets. NASA’s much larger Maven mission cost nearly 10 times as much, at $671 million.

“Today not only has a dream come true, but we have created history for India, for ISRO, and for the world,” said Vipparthi Adimurthy of the Indian Institute of Space Science and Technology.

© The Associated Press, 2014
The Canadian Press

C)65th International Astronautical Congress | Cubesat Revolution, Spotty Compliance with Debris Rules Fuel Dangerous Congestion in Low Earth Orbit

TORONTO — The world’s rocket and satellite owners are doing a mediocre job in respecting debris-mitigation rules, especially in low Earth orbit, where debris proliferation is the ugly underside of the fast-growing small-satellite and microsatellite market, government and industry officials said.

Twelve years after a grouping of the world’s space powers published what it thought were modest guidelines asking that satellite and rocket owners take steps to remove their hardware from low Earth orbit within 25 years after its mission, a sizable portion of them are paying little attention to the rule.

The French space agency, CNES, studied 12 years of debris-mitigation practices, 2000-2012, and found that 40 percent of satellites and rocket bodies are left in low Earth orbit at altitudes high enough to make it impossible for them to re-enter within the 25-year window specified in the rules.

“There is no clear trend toward improvement over the years,” said Juan Carlos Dolado Perez of CNES, who presented the results of the study at the 65th International Astronautical Congress here. “There is still a real effort to be done.”

Raising or lowering a satellite or rocket stage’s orbit to remove it from the busiest orbital highways takes fuel, which a satellite owner would prefer to use to extend mission life. Launch services providers would like to use that energy to carry more satellite payload.

Bad enough when satellite operations deal mainly with multimillion-dollar spacecraft, the situation threatens to get worse as Moore’s Law — which predicts that the number of transistors on a computer microprocessor will double every two years or so  — enables ever-smaller nests of technologies to be placed on small-satellite platforms for a price that universities and startup companies can afford.

The owners of some of these satellites have not registered with the International Telecommunication Union even though the spacecraft are broadcasting signals, creating potential interference issues. Many are launched in groups, on shoestring budgets, with no onboard propulsion to assure they can be sufficiently lowered at the end of their operating lives to meet the 25-year rule.

“Most [debris] mitigation guidelines were not meant for these very small satellites,” said Heiner Klinkrad, director of the European Space Agency’s Space Debris Office in Darmstadt, Germany. “Cubesats are slipping through the net. They are all going to the same altitudes, which means they will constitute a kind of curtain, which increases collision risks.”

Objects deployed from the international space station, or near the station’s 400-kilometer altitude, will naturally be drawn into Earth’s atmosphere and destroyed well within 25 years. It is at higher altitudes, above 500 kilometers, where lies the problem.

“Many of the cubesats are going to altitudes higher than 500 kilometers,” said Marcello Valdatta of the University of Bologna, Italy. He said the rules regarding cubesats — a generic term for satellites usually weighing less than 2 kilograms — are vague. 

The only solution may be to design an inexpensive, lightweight “plug and fly” kit that would deploy at the end of the cubesat’s life, creating drag and forcing its atmospheric re-entry within 25 years.

Several researchers, presenting the results of their analysis of what has been happening with the microsatellites launched in recent years — the relatively high failure rates in orbit, the mounting debris — adopted an almost apologetic tone, saying they did not want to smother a young and dynamic industry with regulations.

“It’s not about bashing the cubesat community at all,” said Hugh G. Lewis of Britain’s University of Southampton, who studied the orbits and disposition of cubesats in recent years as part of a project funded by the European Commission’s Framework Seven Program for Research.

Lewis’ data came from ESA’s catalog of orbital objects and from work done by T.S. Kelso, senior research astrodynamicist at Analytical Graphics’ Center for Space Standards and Innovation in Colorado Springs, Colorado.

The data point to more than 350,000 “conjunctions,” or close encounters in which a cubesat and another space object came to within 5 kilometers of each other, between 2005 and June of this year. As the number of cubesats in orbit has increased, so has the number of conjunctions involving them. 

Only 1 percent of conjunctions in 2007 involved a cubesat, Lewis said. For the first nine months of 2014, cubesats accounted for 5 percent of the total.

Depending on a satellite’s size and shape, it is all but certain to remain in orbit more than 25 years after retirement if its altitude is above 650 kilometers.

Some 160 cubesats were launched between 2003 and 2013. Their launch rate has increased sharply since then. One-third of them operate in orbits that are too high to meet the 25-year rule, and in many cases they could not meet a 50-year rule, Lewis said.

Phil Smith, senior analyst at the Tauri Group space consultancy of Alexandria, Virginia, in a presentation on the dynamism of the cubesat sector — a 300 percent increase in launches between 2012 and 2013, and a 63 percent increase, to 150 satellites, expected in 2014 — agreed that many of these satellites are heading into orbits that are inconsistent with the 25-year rule. 

Several speakers said cubesat owners will need to come up with a debris-mitigation solution on their own, or face the risk that an in-orbit collision in a popular orbit for weather or science or military satellites leads to government regulations that could cripple the industry.

The proliferation of cubesats and nanosats was also a subject of discussion at the Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies conference in Maui, Hawaii, in September, where experts considered the question of whether a licensing regime is needed. 

“We have to operate safely, but not stifle the innovation,” said Josef Koller, space policy adviser for the deputy assistant secretary of defense for space policy.

U.S. Strategic Command, which provides space situational awareness information for the Defense Department, has said it can track items as small as about 10 centimeters, the standard length of the side of a cubesat. While a new ground-based S-band radar known as the Space Fence is expected to enable Strategic Command to track even smaller objects, it is not yet clear how many cubesats would be added to the catalog.

One issue is that because cubesats are often launched in tandem into close-proximity orbits, it can be difficult to distinguish one from another.

The Secure World Foundation, a nonprofit organization dedicated to space sustainability, plans to develop a handbook for new operators in the next year — rules of the road that, if adopted by organizations from universities to governments, would help reduce the threat.

The book is necessary because some cubesat owners “may not have a lot of experience in doing this in a responsible manner,” said Brian Weeden, technical adviser at the Secure World Foundation.

By Peter B. de Selding

SpaceNews staff writer Mike Gruss contributed to this article from Maui, Hawaii.

(TO BE CONTINUED)

Posted in NEWS FROM SYNPAN | Tagged , , , , | Leave a comment