Чому нам дійсно потрібен прискорювач частинок на Місяці?

В закладки
Аудио

Насправді, все не настільки божевільно, наскільки звучить.

У випуску Popular Mechanics за березень 1988 року, легендарний науковий фантаст, письменник, Айзек Азімов написав статтю, де він описував своє бачення того, як людство повернеться на Місяць.

У статті, Азімов уявляв 2028 рік. Люди, або лунатики жителі Місяця, як він їх називав, живуть та процвітають на нашому супутнику. Вони спорудили величезний радіотелескоп на зворотному боці Місяця, побудували дослідницькі станції, фабрики та оптичні обсерваторії. Все живиться від ядерної та сонячної енергії.

Азімов мріяв, що Місяць стане ідеальною науковою лабораторією, такою, що допоможе нам відкрити таємниці фізики елементарних частинок.

«Направлені у небеса, спеціальні детектори будуть аналізувати випромінювання астрофізичних об’єктів, а розташовані на поверхні Місяця прискорювачі заряджених частинок дадуть нам нове розуміння природи матерії.»

А.Азімов

Прискорювачі частинок використовують електричне поле для руху пучка заряджених частинок. Фізики використовують електромагніти для того, щоб направляти частинки як по прямій, так і по круговій ділянці.

Тепер, через тридцять два роки після першої ідеї Азімова, що він виклав на сторінках нашого журналу, фізик Микола Зайцев пояснює чому ж Місяць, насправді, є ідеальним місцем для прискорювача частинок.

Давайте розглянемо деякі переваги:

  • Вакуум: На Землі фізикам доводиться створювати вакуум у середовищі, в якому будуть рухатися заряджені частинки, щоб на їхньому шляху не зустрілися інші молекули газу і мікроскопічні часточки пилу. В Місяця немає атмосфери, лише вакуум. Умови, які так тяжко вдається досягти вченим тут, на Землі, вже присутні у середовищі Місяця.
  • Температура: Для того, щоб охолоджувати потужні магніти, які направляють заряджені частинки, прискорювачі повинні працювати при наднизьких температурах. Магніти необхідно охолоджувати кріогенними рідинами. Одні із найменших температур у Сонячній системі (а саме: -212 градусів по Цельсію) спостерігались у тіні місячних кратерів поблизу полюсів супутника.
  • Синхронне обертання: Окрім цього, одна сторона Місяця завжди повернута до Землі. Це було б ключовим моментом для детекторів на Землі, які б розташовувались так, щоб перехоплювати потік нейтрино.
  • Близькість: Ну, це найближчий до нас інший світ. Якщо ми збираємося коли-небудь розмістити прискорювач частинок на іншій планеті, то це повинен бути саме Місяць.

«Нейтрино та гравітаційні хвилі, а також інші екзотичні космічні прояви, буде набагато легше виявити та вивчити на Місяці, ніж на Землі,»

… це Азімов написав у 1988 році, ще до того, як більшість субатомних частинок були взагалі відкриті. Слідом за Азімовим, Зайцев припускає, що розробка та удосконалення прискорювача дозволить згенерувати нейтрино, які поширені у Всесвіті, але які жахливо складно виявити через їхню мізерну масу та нейтральний електричний заряд.

Зайцев також припускає, що прискорювач зможе направляти космічні промені (ворогів астронавтів та електричних систем) крізь атмосферу Землі до наземних приладів для їх вивчення.

«Направляючи їх на Землю ми зможемо краще вивчити фізику широких атмосферних злив (ШАЗ) та перевірити відповідні моделі, які є ключем до розуміння фізики космічних променів,» написав Зайцев. (Якщо це не сюжет фільму про Джеймса Бонда, тоді ми не знаємо чим ще, це може бути.)

Очевидним недоліком цих проектів є, звичайно, неймовірно висока їх вартість. Ми лише зараз, після 50-річного простою, робимо перші кроки для повернення на Місяць. А проекти наступних прискорювачів частинок, як завжди, відкладаються.

Інше занепокоєння Зайцева — це місяцетруси. Прискорювачі частинок неймовірно чутливі до зміщення. Поверхня Місяця вкрай сприйнятлива до струсів, тряски та хитавиці, спричинених зіткненнями із метеоритами, термічними циклами, а також приливними силами між Місяцем та Землею. Це складне середовище для точних інструментів.

Окрім того є радіація. Працівники на Місяці вже будуть вразливі до шкідливої космічної радіації, що йде на них. Але також вони будуть відкриті вторинній радіації, що йтиме під час експериментів.

Внутрішнє розміщення систем проекту «BEAR«, складової першого прискорювача частинок, який був запущений у космос.

Азімов був не один у своїх мріях побудувати позаземний прискорювач частинок. Лише рік потому, Національна лабораторія у Лос-Аламосі запустила експериментальний проект лінійного прискорювача BEAR. Це було перше вдале випробування низькоенергетичного лінійного прискорювача на орбіті.

Вчені вже досить давно мріяли про спорядження нашого найближчого сусіда різноманітними фантастичними технологіями. NASA, наразі, фінансує дослідження іншого проекту, про котрий згадував Азімов: радіотелескопу на Місяці.

Джерело перекладу


Від перекл.
Тут, на Alpha Centauri, є декілька статей на тему радіотелескопів на Місяці. Залишу посилання на ті, що мені відомі:
История и будущее телескопов на Луне
NASA построит километровый телескоп на Луне?!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

7
Войдите, чтобы видеть ещё 1 комментарий, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Знайка
Вечность назад

Хотя на Луне нет атмосферы, там есть летающая над поверхностью из-за электростатического отталкивания пыль. И ещё очень большой вопрос, что для ионного пучка в ускорителе более губительно, газ или пыль... Диаметр главного кольца Большого Адронного Коллайдера 8,5 км. И он уже есть, прекрасно работает, нет никакого смысла строить на Луне такой же, только ускоритель существенно большего размера. Есть ли вообще на Луне кратеры, способные обеспечить область, в которую никогда не падает солнечный свет, диаметром более 10 км?.. Ставить детекторы излучения, создаваемого ускорителем на Луне, на Земле?.. Это звучит "немого" бредово...

Марк Уотни
Вечность назад

Может на высокой околоземной орбите легче будет такой ускоритель частиц заделать. По принципу многомодульной станции. Ведь все равно все части ускорителя с земли нужно везти. Как думаете?

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.