Η ιστορία: Το έργο Lucifer θεωρείται η μεγαλύτερη θεωρία συνωμοσίας που θα μπορούσε ενδεχομένως να εμπλακεί η NASA. Καθώς ο ανιχνευτής έπεσε μέσω της ατμόσφαιρας, η NASA ήλπιζε ότι οι ατμοσφαιρικές πιέσεις θα δημιουργούσαν μια έκρηξη, δημιουργώντας μια πυρηνική έκρηξη ξεκινώντας έτσι μια αλυσιδωτή αντίδραση, μετατρέποντας τον γίγαντα αερίου σε ένας δεύτερος ήλιος Απέτυχαν. Έτσι, σε μια δεύτερη προσπάθεια, θα ρίξουν τον καθετήρα Cassini (πάλι, φορτωμένος με πλουτώνιο) βαθιά στην ατμόσφαιρα του Κρόνου σε δύο χρόνια, έτσι ώστε αυτός ο μικρότερος γίγαντας αερίου να μπορεί να πετύχει όπου ο Δίας απέτυχε…
Η πραγματικότητα: Όπως ερευνήθηκε εν συντομία στο Project Lucifer: Θα μετατρέψει ο Κασίνι τον Κρόνο σε δεύτερο ήλιο; (Μέρος 1), εξετάσαμε μερικά από τα τεχνικά προβλήματα πίσω από τα Galileo και Cassini που χρησιμοποιούνται ως αυτοσχέδια πυρηνικά όπλα. Δεν μπορούν να προκαλέσουν έκρηξη για πολλούς λόγους, αλλά τα κύρια σημεία είναι: 1) Μικροί σβόλοι από πλουτώνιο που χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση και την τροφοδοσία των ανιχνευτών βρίσκονται σε ξεχωριστούς, ανθεκτικούς στη φθορά κυλίνδρους. 2) Το πλουτώνιο είναι δεν ποιότητας όπλου, που σημαίνει ότι το 238Pu παράγει ένα πολύ αναποτελεσματικό σχάσιμο καύσιμο. 3) Οι ανιχνευτές θα καούν και θα διαλυθούν, επομένως δεν επιτρέπονται οποιαδήποτε πιθανότητα των κομματιών του πλουτωνίου που σχηματίζουν «κρίσιμη μάζα» (εκτός αυτού, δεν υπάρχει πιθανότητα το πλουτώνιο να μπορούσε ενδεχομένως να σχηματίσει μια διαμόρφωση για τη δημιουργία μιας συσκευής που προκαλείται από έκρηξη).
Εντάξει, έτσι ο Γαλιλαίος και ο Κασίνι δεν μπορώ να χρησιμοποιηθούν ως ακατέργαστα πυρηνικά όπλα. Αλλά πες αν υπήρξε μια πυρηνική έκρηξη μέσα στον Κρόνο; Θα μπορούσε να προκαλέσει αλυσιδωτή αντίδραση στον πυρήνα, δημιουργώντας έναν δεύτερο Ήλιο;
- Project Lucifer: Θα μετατρέψει ο Κασίνι τον Κρόνο σε δεύτερο ήλιο; (Μέρος 1)
- Project Lucifer: Θα μετατρέψει ο Κασίνι τον Κρόνο σε δεύτερο ήλιο; (Μέρος 2ο)
Θερμοπυρηνικές βόμβες
Εκτός αν η πυρηνική σύντηξη μπορεί να διατηρηθεί μέσα σε ένα αστρικό σώμα, η αντίδραση θα ξεθωριάσει πολύ γρήγορα. Έτσι, το έργο Lucifer προτείνει ότι ο Cassini θα βυθιστεί εκατοντάδες μίλια στην ατμόσφαιρα του Κρόνου και θα εκραγεί ως μια ακατέργαστη έκρηξη σχάσης που τροφοδοτείται από πλουτώνιο. Αυτή η έκρηξη θα προκαλέσει αλυσιδωτή αντίδραση, δημιουργώντας αρκετή ενέργεια για να προκαλέσει πυρηνική σύντηξη μέσα στον γίγαντα αερίου.
Μπορώ να δω από πού προέρχεται αυτή η ιδέα, παρόλο που είναι ανακριβής. Η βόμβα σύντηξης (ή «θερμοπυρηνικό όπλο») χρησιμοποιεί ένα σκανδάλη σχάσης για να ξεκινήσει μια ανεξέλεγκτη αντίδραση σύντηξης. Η σκανδάλη σχάσης είναι κατασκευασμένη για να εκραγεί σαν μια κανονική βόμβα σχάσης όπως η συσκευή έκρηξης που περιγράφεται στο Μέρος 1 αυτής της σειράς. Όταν πυροδοτούνται, παράγονται τεράστιες ποσότητες ενεργητικής ακτινογραφίας, θερμαίνοντας το υλικό που περιβάλλει το καύσιμο σύντηξης (όπως το λιθίου δευτερίδιο), προκαλώντας τη μετάβαση φάσης σε πλάσμα. Δεδομένου ότι πολύ ζεστό πλάσμα περιβάλλει το δευτέριο λιθίου (στο a πολύ περιορισμένο και υπό πίεση περιβάλλον) το καύσιμο θα παράγει τρίτιο, ένα βαρύ ισότοπο υδρογόνου. Στη συνέχεια, το τρίτιο υφίσταται πυρηνική σύντηξη, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας καθώς οι πυρήνες του τριτίου εξαναγκάζονται μαζί, ξεπερνώντας τις ηλεκτροστατικές δυνάμεις μεταξύ πυρήνων και τήξης. Το Fusion απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες δεσμευτικής ενέργειας, περισσότερο από τη σχάση.
Πώς λειτουργεί ένα αστέρι;
Το σημείο που πρέπει να υπογραμμιστεί εδώ είναι ότι σε μια θερμοπυρηνική συσκευή, η σύντηξη μπορεί να επιτευχθεί μόνο όταν επιτευχθούν τεράστιες θερμοκρασίες μέσα σε ένα πολύ περιορισμένο και υπό πίεση περιβάλλον. Επιπλέον, στην περίπτωση μιας βόμβας σύντηξης, αυτή η αντίδραση είναι ανεξέλεγκτη.
Λοιπόν, πώς διατηρούνται οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης σε ένα αστέρι (όπως ο Ήλιος μας); Στο παραπάνω παράδειγμα θερμοπυρηνικής βόμβας, η σύντηξη τριτίου επιτυγχάνεται αδρανειακός περιορισμός (δηλαδή, γρήγορη, ζεστή και ενεργητική πίεση στο καύσιμο για να προκαλέσει σύντηξη), αλλά στην περίπτωση ενός αστεριού, απαιτείται ένας συνεχής τρόπος περιορισμού. Βαρυτικός περιορισμός απαιτείται για να εμφανιστούν στον πυρήνα αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης. Για σημαντικό περιορισμό βαρύτητας, το αστέρι απαιτεί ελάχιστη μάζα.
Στον πυρήνα του Ήλιου μας (και τα περισσότερα άλλα αστέρια μικρότερα από τον Ήλιο μας), η πυρηνική σύντηξη επιτυγχάνεται μέσω του αλυσίδα πρωτονίων-πρωτονίων (απεικονίζεται παρακάτω). Αυτός είναι ένας μηχανισμός καύσης υδρογόνου όπου παράγεται ήλιο. Δύο πρωτόνια (πυρήνες υδρογόνου) συνδυάζονται αφού ξεπεράσουν την εξαιρετικά αποκρουστική ηλεκτροστατική δύναμη. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μόνο εάν το αστρικό σώμα έχει αρκετά μεγάλη μάζα, αυξάνοντας τον βαρυτικό περιορισμό στον πυρήνα. Μόλις τα πρωτόνια συνδυάσουν, σχηματίζουν δευτέριο (2Δ), παράγοντας ένα ποζιτρόνιο (γρήγορα εκμηδενίζεται με ένα ηλεκτρόνιο) και ένα νετρίνο. Ο πυρήνας του δευτερίου μπορεί στη συνέχεια να συνδυαστεί με ένα άλλο πρωτόνιο, δημιουργώντας έτσι ένα ισότοπο ελαφρού ηλίου (3Αυτός). Το αποτέλεσμα αυτής της αντίδρασης δημιουργεί ακτίνες γάμμα που διατηρούν τη σταθερότητα και την υψηλή θερμοκρασία του πυρήνα του αστεριού (στην περίπτωση του Ήλιου, ο πυρήνας φτάνει σε θερμοκρασία 15 εκατομμυρίων Kelvin).
Όπως συζητήθηκε σε προηγούμενο άρθρο του Διαστημικού Περιοδικού, υπάρχει μια σειρά πλανητικών σωμάτων κάτω από το κατώφλι του να γίνει «αστέρι» (και δεν είναι σε θέση να διατηρήσει τη σύντηξη πρωτονίων-πρωτονίων) Η γέφυρα μεταξύ των μεγαλύτερων πλανητών (δηλαδή γίγαντες αερίου, όπως ο Δίας και ο Κρόνος) και τα μικρότερα αστέρια είναι γνωστά ως καφέ νάνοι. Οι καφέ νάνοι είναι λιγότεροι από 0,08 ηλιακές μάζες και οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης δεν έχουν γίνει ποτέ (αν και οι μεγαλύτεροι καφέ νάνοι μπορεί να είχαν μια σύντομη περίοδο σύντηξης υδρογόνου στους πυρήνες τους). Οι πυρήνες τους έχουν πίεση 105 εκατομμύρια ατμόσφαιρες με θερμοκρασίες κάτω των 3 εκατομμυρίων Kelvin. Λάβετε υπόψη, ακόμη και οι μικρότεροι καφέ νάνοι είναι περίπου 10 φορές πιο ογκώδεις από τον Δία (οι μεγαλύτεροι καφέ νάνοι είναι περίπου 80 φορές η μάζα του Δία). Έτσι, ακόμη και για μια μικρή πιθανότητα εμφάνισης της αλυσίδας πρωτονίων-πρωτονίων, χρειαζόμαστε έναν μεγάλο καφέ νάνο, τουλάχιστον 80 φορές μεγαλύτερο από τον Δία (πάνω από 240 μάζες Κρόνου) για να αντέξουμε ακόμη και την ελπίδα να διατηρήσουμε τον βαρυτικό περιορισμό.
Δεν υπάρχει πιθανότητα ο Κρόνος να διατηρήσει την πυρηνική σύντηξη;
Συγνώμη όχι. Ο Κρόνος είναι πολύ μικρός.
Υπονοώντας ότι μια πυρηνική βόμβα (σχάση) που εκρήγνυται μέσα στον Κρόνο θα μπορούσε να δημιουργήσει τις προϋποθέσεις για μια αντίδραση πυρηνικής σύντηξης (όπως η αλυσίδα πρωτονίων-πρωτονίων) βρίσκεται, πάλι, στα πεδία της επιστημονικής φαντασίας. Ακόμη και ο μεγαλύτερος γίγαντας φυσικού αερίου Δίας είναι πολύ αδύνατος για να διατηρήσει τη σύντηξη.
Έχω επίσης δει επιχειρήματα που ισχυρίζονται ότι ο Κρόνος αποτελείται από τα ίδια αέρια με τον Ήλιο μας (δηλαδή υδρογόνο και ήλιο), έτσι μια αλυσιδωτή αντίδραση είναι είναι δυνατόν, το μόνο που χρειάζεται είναι μια γρήγορη έγχυση ενέργειας. Ωστόσο, το υδρογόνο που βρίσκεται στην ατμόσφαιρα του Κρόνου είναι διατομικό μοριακό υδρογόνο (Η2), όχι οι ελεύθεροι πυρήνες υδρογόνου (πρωτόνια υψηλής ενέργειας) όπως βρίσκονται στον πυρήνα του Ήλιου. Και ναι, Χ2 είναι πολύ εύφλεκτο (εξάλλου ήταν υπεύθυνο για την περίφημη καταστροφή του αεροδρομίου Hindenburg το 1937), αλλά μόνο όταν αναμιγνύεται με μεγάλη ποσότητα οξυγόνου, χλωρίου ή φθορίου. Το Alas Saturn δεν περιέχει σημαντικές ποσότητες από αυτά τα αέρια.
συμπέρασμα
Αν και διασκεδαστικό, το "The Lucifer Project" είναι το προϊόν της ζωντανής φαντασίας κάποιου. Μέρος 1 του «Έργου Lucifer: Θα μετατρέψει ο Κασίνι τον Κρόνο σε δεύτερο ήλιο;» εισήγαγε τη συνωμοσία και επικεντρώθηκε σε ορισμένες από τις γενικές πτυχές για τους οποίους ο έλεγχος Galileo το 2003 απλά κάηκε στην ατμόσφαιρα του Δία, διασκορπίζοντας τα μικρά σφαιρίδια του πλουτωνίου-238 όπως το έκανε. Η «μαύρη κηλίδα» όπως ανακαλύφθηκε τον επόμενο μήνα ήταν απλώς μια από τις πολλές δυναμικές και βραχύβιες καταιγίδες που συχνά φαίνεται να αναπτύσσονται στον πλανήτη.
Αυτό το άρθρο έχει προχωρήσει ένα βήμα παραπέρα και αγνόησε το γεγονός ότι ήταν αδύνατο για τον Κασίνι να γίνει ένα διαπλανητικό ατομικό όπλο. Τι γίνεται αν υπάρχει ήταν μια πυρηνική έκρηξη στην ατμόσφαιρα του Κρόνου; Λοιπόν, φαίνεται ότι θα ήταν μια πολύ βαρετή υπόθεση. Τολμώ να πω ότι μπορεί να δημιουργηθούν μερικές ζωντανές ηλεκτρικές καταιγίδες, αλλά δεν θα μπορούσαμε να δούμε πολλά από τη Γη. Όσο για κάτι πιο απαίσιο που συμβαίνει, είναι πολύ απίθανο να υπάρξει μόνιμη ζημιά στον πλανήτη. Σίγουρα δεν θα υπήρχε αντίδραση σύντηξης καθώς ο Κρόνος είναι πολύ μικρός και περιέχει όλα τα λάθος αέρια.
Λοιπόν, ο Κρόνος θα πρέπει απλώς να μείνει όπως είναι, δαχτυλίδια και όλα. Όταν η Cassini ολοκληρώνει την αποστολή της σε δύο χρόνια, μπορούμε να προσβλέπουμε στην επιστήμη που θα συγκεντρώσουμε από μια τόσο απίστευτη και ιστορική προσπάθεια παρά να φοβόμαστε το αδύνατο…
Ενημέρωση (7 Αυγούστου): Όπως επεσήμαναν ορισμένοι αναγνώστες παρακάτω, το μοριακό υδρογόνο δεν ήταν στην πραγματικότητα αιτία της καταστροφής του αεροδρομίου Hindenburg, ήταν το χρώμα με βάση το αλουμίνιο που μπορεί να πυροδότησε την έκρηξη, το υδρογόνο και το οξυγόνο τροφοδοτείται η φωτιά.
