Utilizare
Cursuri: 0
Publicare RED: 0
Publicare articole în reviste: 440
Servicii AI: 0
Proiect pentru amenajare selenară
Vă propun, stimați cititori, să reflectați la posibilitatea ca, în perspectivă, pe măsură ce specialiștii aflați pe Stația Spațială Internațională explorează Cosmosul și studiază posibilitatea vieții în spațiu, să se treacă la proiecte de mare anvergură, ca de exemplu amenajări cosmice care sunt benefice pentru Terra.
Pentru abordarea acestui subiect într-un cadru motivaţional adecvat, vă invit, stimaţi cititori, la un moment poetic de sensibilizare a sufletului faţă de astrul selenar. În acest scop, vă prezint un fragment din poezia „Sara pe deal” a lui Mihai Eminescu:
„Luna pe cer trece-aşa sfântă şi clară
Ochii tăi mari caută-n frunza cea rară
Stele nasc, umezi pe bolta senină
Pieptul de dor, fruntea de gânduri ţi-e plină”
Ce poate fi mai frumos pentru fiinţa umană decât ritualul iubirii în mijlocul naturii, unde planul uman-terestru se îmbină armonios cu planul universal-cosmic, care îndeamnă la tulburătoare meditaţii...
Cerul cu stele a fascinat omul din cele mai vechi timpuri, misterul Cosmosului fiind exprimat în folclor într-un limbaj figurat de metafore, alegorii, simboluri şi personificări, întâlnite în balada Miorița, precum și în povestiri fabuloase în care Soarele şi Luna sunt eroii unei iubiri cosmice. Pentru muritorii telurici, lumina blândă a Lunii pare privirea ocrotitoare a mamei celeste.
Astronomii au cu totul o altă părere despre formarea sistemului solar, a cărui origine este plasată cu circa 5 miliarde de ani în urmă, într-o colosală nebuloasă de gaz şi praf cosmic, aflată în mişcare de rotaţie şi supusă acţiunii de atracţie a forţelor gravitaţionale. Prin contracţie gravitaţională a rezultat o masă de materie centrală (Soarele) , înconjurată de un disc turtit în care au apărut vârtejuri, care au dus la formarea planetelor şi sateliţilor. Este de presupus că în acest proces cosmic au intervenit probabil şi ciocniri aleatorii, care explică unele anomalii: excentricitatea orbitelor, mişcarea retrogradă a unor sateliţi, formarea asteroizilor etc.
S-a constatat că, nu numai Soarele, ci şi alte stele(ex. 61 Lebăda) au planete care se rotesc în jurul lor sub acţiunea forţei gravitaţionale de atracţie , astfel încât se poate considera că formarea sistemelor planetare constituie mai degrabă o regulă, decât o excepţie în Univers.
Sistemul solar este format în principal din Soare, 8 planete mari (Mercur, Venus sau Luceafăr, Pământ sau Terra, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun) şi 5 planete pitice (Ceres, Pluto, Eris, Haumea, Makemake), care se mişcă împreună cu sateliţii lor naturali în acelaşi sens în jurul Soarelui, pe orbite eliptice situate aproximativ în acelaşi plan (numit plan ecliptic).
Inițial, Pluto a fost considerată cea de-a noua planetă, dar la 24 august 2006, după ce s-au descoperit și alte corpuri cerești transneptuniene, International Astronomical Union (Uniunea Astronomică Internațională) i-a reconsiderat acest statut.
Referitor la formarea Lunii, au fost propuse trei ipoteze: ruperea din protomasa terestră încă din perioada de început a Terrei, separarea din nebuloasa solară, împreună cu Pământul, ca un sistem binar, respectiv captarea în câmpul gravitaţional terestru a unui corp ceresc. Începând din anii '80, s-a conturat ipoteza că Luna s-a format acum 4,5 miliarde de ani, în urma ciocnirii dintre Pământ și un corp ceresc, denumit Theia, de mărimea planetei Marte. În acest eveniment cosmic, Theia s-a dezintegrat la impact, iar resturile rezultate s-au amestecat cu cele venite de pe Pământ, formând Luna.
Misiunile spaţiale efectuate pe Lună au pus în evidenţă vârsta comună şi compoziţia chimică similară cu cea a Pământului. S-a constatat că relieful selenar este alcătuit din munţi cu înălţimi de până la 8000 m şi depresiuni întinse ale scoarţei, lipsite de apă, precum şi cratere din care pornesc radiar şanţuri tectonice care ajung până la 2000 km lungime.
Luna este un corp ceresc fără lumină proprie, care reflectă spre Pământ doar o parte relativ redusă din radiaţia incidentă provenită de la Soare, datorită proceselor intense de absorbţie la suprafaţa acesteia.
Pentru un observator terestru, Luna (Fig. 1) prezintă aceeaşi emisferă vizibilă, datorită faptului că perioada sa de rotaţie - aproximativ de 27,3 zile terestre - coincide cu perioada de revoluţie, interval de timp în cursul căruia trece succesiv prin fazele de Lună nouă, primul pătrar, Lună plină, al doilea pătrar.
Fig. 1
Strălucirea Lunii depinde de configuraţia astronomică a acesteia cu Soarele şi Pământul: conjuncţie, opoziţie, cuadratură. În faza de Lună plină, strălucirea este maximă, iar discul selenar se vede în întregime, fiind iluminat total de razele solare. În primul şi al doilea pătrar, discul selenar-iluminat parţial de razele solare-este vizibil doar pe jumătate din suprafaţa sa, iar în faza de Lună nouă este invizibil, radiaţia solară fiind obturată de Pământ.
Din cauza intensităţii reduse a câmpului gravitaţional propriu, Luna nu reţine moleculele de gaze şi vaporii de apă, atmosfera selenară fiind practic inexistentă. Lipsa atmosferei şi a precipitaţiilor, variaţiile mari de temperatură de la zi la noapte, sau între zonele luminate şi cele neluminate, vântul solar şi impactul meteoriţilor sunt principalele condiţii în care s-a format stratul superficial denumit regolit, materie constituită dintr-un amestec de praf şi fragmente de roci de diverse dimensiuni, care pot atinge valori de ordinul metrilor sau chiar mai mult.
Rocile aflate pe suprafaţa Lunii sunt de natură eruptivă sau provin de la meteoriţi, aşa cum rezultă din informaţiile transmise de sateliţi sau obţinute prin analiza eşantioanelor aduse de cosmonauţii care au participat la programul Apollo - când s-a realizat aselenizarea unui modul lunar cu oameni la bord şi s-au efectuat ample cercetări cu aparatură ultramodernă. Ele pot fi grupate în două mari categorii: roci cristaline bazaltice, cu granulaţie fină sau medie, respectiv brescia- o rocă compactă formată prin conglomerarea de sol lunar. Compoziţia mineralogică şi chimică a fragmentelor existente pe suprafaţa Lunii depinde de cea a rocilor de provenienţă din substrat şi are un rol decisiv în stabilirea bilanţului energetic radiativ. Singurele elemente chimice care apar în concentraţii procentuale supraunitare sunt în ordine descrescătoare O,Si,Fe,Ca,Ti şi Mg, aflate în combinaţii chimice de tipul piroxenilor,olivinelor, cuarţului etc.
Investigaţiile efectuate cu ocazia misiunilor Apollo au arătat că valoarea albedoului selenar (fracţiunea din energia luminoasă incidentă radiată în mod difuz) depinde de compoziţia chimică a rocilor, în special de rapoartele Al /Si şi Mg /Si. În general, majoritatea silicaţilor aflaţi în pulbere au un albedou mai mare decât al particulelor opace, bogate în fier, de la suprafaţa solului selenar (Schaber,1980). Pe de altă parte, datorită reliefului selenar extrem de variat (munţi, depresiuni, cratere, şanţuri tectonice), discul selenar prezintă o strălucire neuniformă. Albedoul selenar are o valoare medie de 6…24%, fiind mai mare cu 3…14% în zonele înalte faţă de cele depresionare.
Modificarea strălucirii discului selenar este posibilă, într-un viitor apropiat sau mai îndepărtat, prin acoperirea părţii vizibile a Lunii cu materiale reflectorizante având proprietăţi de reflexie mult mai bune decât cele ale solului lunar. Aceste materiale trebuie să reziste la presiuni extrem de mici, precum şi la o radiaţie solară intensă şi la variaţii de temperatură cuprinse aproximativ în intervalul -160 oC şi +130 oC, corespunzătoare trecerii de la noaptea la ziua selenară. Lipsa atmosferei şi a hidrosferei pe Lună prezintă şi aspecte benefice, având în vedere că nu există precipitaţii şi curenţi de aer sau apă care să provoace procese de degradare a materialelor utilizate pentru amenajarea reflectorizantă a discului selenar. Dacă la aceste condiţii se adaugă faptul că solicitările mecanice sunt datorate doar gravitaţiei selenare, de şase ori mai mică decât cea terestră, atunci se justifică afirmaţia că “urmele paşilor cosmonauţilor şi ale vehiculelor lunare folosite în deplasări se vor conserva cel puţin 50 000 de ani “ (Ştefan Airinei, Pământul ca planetă).
În prezent se cunosc diverse materiale ieftine şi cu proprietăţi reflectătoare bune, care pot rezista un timp îndelungat în condiţiile existente pe Lună, ca de exemplu aluminiul sau varul. Stratul reflectorizant se poate obţine prin acoperirea, pe arii din ce în ce mai mari, a părţii vizibile a Lunii cu table subţiri din aluminiu, precum şi prin împrăştierea prafului de var cu pulverizatoare centrifugale. Suprafaţa care trebuie acoperită fiind foarte mare, este necesar ca grosimea stratului reflectorizant să fie cât mai mic posibilă, pentru a reduce consumul de materiale. Dintr-un metru cub de aluminiu se pot obţine table de 0,1 mm grosime, care permit acoperirea unei suprafeţe de 10 000 metri pătraţi, iar o tonă de praf de var este suficientă pentru a acoperi suprafeţe de 10…20 de ori mai mari.
Realizarea stratului reflectorizant cu mijloacele tehnice actuale se poate face numai în etape succesive care pot dura chiar şi sute de ani, însă acest interval de timp se poate reduce semnificativ prin dezvoltarea mijloacelor cosmice de transport –rachete, navete spaţiale, vehicule lunare. Pe baza unor studii riguroase de fezabilitate, corelate cu evoluţia tehnicii şi tehnologiei, se poate stabili dacă este avantajos ca materialele reflectorizante să fie aduse de pe Pământ cu ajutorul unor mijloace cosmice de transport sau pot să fie extrase direct din rocile lunare şi prelucrate cu maşini şi instalaţii automatizate. Calciul, element care formează diverse combinaţii chimice, se găseşte în cantităţi însemnate, atât pe Pământ cât şi pe Lună, însă aluminiul trebuie să fie adus de pe Pământ în stare prelucrată- sub formă de pachete din table subţiri, bine ambalate, pentru a asigura siguranţa transportului.
Deşi aplicarea metodei este dificilă în condiţiile tehnicii actuale şi presupune uriaşe eforturi materiale şi financiare, avantajele sunt incomensurabile pentru evoluţia civilizaţiei pe Pământ, deoarece modificarea strălucirii discului selenar asigură pentru o perioadă îndelungată de timp, nu numai îmbunătăţirea iluminării nocturne a suprafeţei terestre la scară globală, ci şi a climei şi dinamicii atmosferei, prin efectele benefice asupra bilanţului radiativ şi a distribuţiei gradienţilor termici şi de presiune.
Pe fața vizibilă a Lunii se pot amenaja suprafețe de mari dimensiuni (de ordinul miilor de hectare), care sunt acoperite cu un strat reflectorizant și au forma oglinzilor sferice, focarul acestora fiind situat pe Terra, cu scopul intensificării radiațiilor selenare și utilizării acestora pentru producerea de energie electrică. Această tehnologie este mai eficientă decât transmiterea energiei prin fascicule de microunde.
Necesitatea utilizării unor surse neconvenţionale de energie, regenerabile şi nepoluante, reprezintă o opţiune sigură pentru viitorul omenirii, în condiţiile dezvoltării şi integrării economice la nivel planetar, pentru a preveni situaţiile critice datorate epuizării rezervelor disponibile de cărbune, petrol şi gaze naturale. Intensificarea radiaţiei selenare ar permite locuitorilor Terrei reducerea considerabilă a consumului de energie electrică pentru iluminatul public, iar plimbările îndrăgostiţilor sub clar de lună ar deveni mai romantice.
În perspectivă, satelitul natural al Pământului, poate deveni o staţie intermediară pe traseele interplanetare, extrem de utilă în cucerirea spaţiului cosmic pentru aprovizionarea cu alimente şi combustibil. Realizarea unor habitate umane şi amenajarea suprafeţei Lunii, prin acoperirea unor zone cât mai extinse cu un strat reflectorizant, sunt deziderate pentru omenire care pot deveni realizabile prin participarea tuturor naţiunilor, precum şi a unor organisme şi organizaţii internaţionale.
Viitorul omenirii se află sub semnul dezvoltării tehnicii și tehnologiei, a schimbării modului de gândire și acțiune, a creativității și colaborării pe scară largă.
Dumnezeu să ocrotească Terra și pe locuitorii săi!
Bibliografie
1. Airinei Șt., Pămîntul ca planetă, Editura Albatros, București, 1982
2. Pal A., Ureche V., Astronomie, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982
3. Tudor V., Alma Lux, Editura Agora, Călăraşi, 2001
4. Tudor V., Intensificarea radiației selenare, iteach.ro, 2015
5. Ureche V., Universul, Editura Dacia, Cluj-Napoca,1987
Comentarii
Mi-a placut articolul dumneavoastra. In legatura cu aceasta tema, eu am gasit multe resurse educationale utile si interesante pe EuropeanSchoolnetAcademy, in cadrul cursului "Aerospace in Class".
Grațiela Vișan acum 2047 zile
Ministerul Educaţiei