lanter571

Благодаря успешному запуску Falcon Heavy во вторник, SpaceX отправила вишневый Tesla Roadster в космос вместе с водителем-манекеном в костюме SpaceX. Что дальше? Сейчас этот Roadster направляется в сторону орбиты Марса, однако в будущем может вернуться к Земле — достаточно близко, что его смогут разглядеть любители телескопов, считает Том Нарита, астрофизик из Колледжа Святого Креста в Массачусетсе. И после столкновения с высокоскоростной космической пылью и радиацией космических лучей Roadster будет выглядеть немного иначе, чем во время запуска.

Когда вернется Roadster? Сложно сказать. Если ничто не собьет его с нынешней орбиты, автомобиль должен сделать петлю вокруг солнца и вернуться в те же окрестности, с которых начал, примерно через два с половиной года. Мы, земляне, его не увидим, потому что будем по другую сторону солнца. Через пять лет — вполне, но Нарита отмечает, что точные оценки сложно назвать, потому что мы плохо знаем текущую траекторию движения машины. Незапланированная траектория Roadster может вывести его на самую неожиданную орбиту. Также на траекторию может повлиять дегазация, говорит Рон Тернер, старший научный советник Института передовых концепций NASA.

«В автомобиле есть воздух, говорит Тернер. В вакууме космоса любые газы в подлокотниках сидений, дверях, бардачке и даже в оболочке рулевого колеса, все эти газы и водяной пар из атмосферы Земли в конечном итоге выйдут наружу».

И когда эти газы выйдут, они растолкают Roadster в разных направлениях. Тернер считает, что через пять лет мы снова увидим Roadster, но эти пять лет могут превратиться в семь с половиной, десять или даже одиннадцать. Увидим-то мы его точно, вопрос — когда и на какой орбите.

Как он будет выглядеть?

Скорее всего, слегка обветренным. «Представьте, что вы нашли артефакт, какой-нибудь «Титаник» в океане. Конечно, он не останется в своей первоначальной форме».

Roadster будет растерзан двумя вещами. Первая — это постоянная «пескоструйная» обработка микрометеоритами, которые несутся через космос с огромной скоростью. «Эти крошечные пылинки весом в доли грамма врезаются в автомобиль на скорости в 20 километров в секунду», говорит Тернер. «Они будут испарять и размывать краску и оставлять следы на металле». Через десятки лет Tesla потеряет свой насыщенный вишневый цвет».

Вторая сила, которая будет действовать на авто, — это излучение. «Все, что касается пластика или резины, будет ухудшаться из-за космического излучения, поскольку энергия космических лучей нарушает химические связи», говорит Нарита. Излучение плохо воздействует на углеродные связи, например, в пластике и резине. «Металлическая структура сама по себе будет в порядке и проживет сотни тысяч лет». Но пластмассовые и резиновые части машины вроде руля и сидений будут сожраны излучением.

Также у автомобиля есть шанс врезаться во что-нибудь побольше, хоть и очень небольшой. В космосе намного более пусто, чем нам кажется. Даже в поясе астероидов невелика вероятность с чем-то столкнуться. Но если автомобиль все-таки столкнется с астероидом, ему конец.

Итог?

Хотя Tesla Roadster, отправленный в космос, вряд ли столкнется с астероидом, он будет сильно потрепан по возвращении домой.

«Однажды кто-то найдет реликвию, напоминающую автомобиль или кусок металла, слегка припорошенного измельченным пластиком и резиной», говорит Нарита. «Но к тому моменту это будет инертный кусок космического мусора».

источник : https://hi-news.ru/auto/pyl-meteority-i-kosmicheskie-luchi-u...

Вопреки законам классической механики, мы научились передавать информацию быстрее скорости света. Выяснили, как обмениваются данными кубиты и почему нельзя телепортировать материальный объект.

Загадочный квантовый мир

В квантовом мире информацию измеряют кубитами. В отличие от классических битов, они способны пребывать одновременно в двух состояниях — логических нуле и единице — до того момента, пока их не измерят, вернее, не прочтут информацию.

Роль кубита выполняет искусственный атом с двумя уровнями энергии. Если атом находится на нижнем энергетическом уровне, состояние системы — логический ноль, на верхнем — логическая единица. Физически кубит можно воплотить в фотоне, молекуле, ионе, атоме, квантовой точке — во всем, что излучает и поглощает кванты электромагнитной энергии. К примеру, сверхпроводящие кубиты представляют собой электрическую цепь из тонких слоев металла, охлажденного до сверхнизких температур, между которыми через тонкие слои изолятора туннелируют пары электронов.

Поскольку речь идет о квантовом мире, нельзя сказать, в каком состоянии находится электрон в кубите в каждый момент времени. Это открывает возможности для телепортации — передачи чего-либо в пространстве.

"Для квантовой телепортации необходимы три кубита в состоянии суперпозиции. Допустим, нам нужно передать информацию с первого элемента на третий, причем взаимодействовать, то есть находиться рядом, они не должны. Тогда третий и второй кубиты запутывают с помощью логической операции — их состояния становятся взаимозависимыми, а сами они называются запутанными. И если состояние одного из них измерить, то состояние второго автоматически будет противоположным. Все равно что бросить в ящик черный и белый шарики, а потом наугад извлечь один из них: цвет второго будет известен со стопроцентной вероятностью", — рассказывает Илья Беседин, инженер лаборатории "Сверхпроводящие метаматериалы" НИТУ "МИСиС".

Затем второй кубит должен провзаимодействовать с первым. Есть два основных способа заставить их "пообщаться". Во-первых, резонансную частоту одного атома изменяют так, чтобы она совпала с частотой другого, после чего возбуждение с одного переходит на другой через электрическое поле. Второй вариант — на систему воздействуют микроволновым излучением, чтобы коэффициент поглощения одного атома зависел от состояния другого. После того как кубиты "пообщались", их состояния считывают.

По сути, в этот момент кубиты превращаются в классические биты с известной информацией. Затем над третьим кубитом проводят логическую операцию, и он оказывается в состоянии первого. Напомним, что первый и третий кубиты никогда не взаимодействовали, если не считать косвенного "общения" через второй кубит. К тому же третий контактировал со вторым до того, как тот обменялся информацией с первым.

Запутались? Тогда представьте, что вы получили пятерку за экзамен и поделились радостью с папой. После чего отправились к маме и рассказали ей то же самое. А она сообщила вам, что поцарапала машину. И после вашего разговора папа неведомым образом узнает об этой неприятности. Квантовую механику понять трудно — лучше просто смириться с ее законами.

С Теорией относительности не поспоришь

С помощью квантовой телепортации можно передать информацию на дальние расстояния. Рекорд пока принадлежит китайским ученым, отправившим данные с Земли на спутник за 1400 километров. Причем сами по себе кубиты обмениваются данными мгновенно, даже быстрее скорости света.

Ученые подтвердили это, одновременно измерив состояние двух запутанных кубитов в разных местах. Оказалось, они действительно "чувствуют" изменения друг друга быстрее, чем движется свет.

Чтобы вытащить информацию из кубита, его нужно раскодировать, используя классические биты, скорость передачи которых не может превысить скорость света. Таким образом, хоть квантовый мир и предоставляет невероятные возможности, люди, ввиду своей классической природы, порой просто не могут воспользоваться ими в полной мере.

"Зато квантовая телепортация отлично подойдет для зашифрованной передачи данных. Конечно, информацию можно зашифровать и с помощью классических алгоритмов. Но у такого метода есть слабое место: обмен ключами. При наличии достаточных вычислительных мощностей перехваченную шифровку всегда можно прочитать", — говорит эксперт.

А протоколы на основе квантовой телепортации позволяют математически доказать, что квантовая линия не прослушивается. Как только к ней подключается посторонний, качество передачи квантового состояния значительно ухудшается, вне зависимости от технической оснащенности взломщика. И обе стороны сразу обнаруживают, что их разговор больше не приватный.

Телепорта не будет?

Чтобы поделиться с другом смешным видео, у вас обоих должны быть компьютеры или смартфоны. То же и с телепортацией данных между кубитами: чтобы передать состояние, необходимы кубит-передатчик и кубит-приемник, причем уже расположенный в нужном месте. То есть прежде чем отправить данные, необходимо физически переместить объект, который их примет. А осуществлять такое мы умеем пока только классическим образом: по известной траектории — из точки "А" в точку "Б". И отнюдь не мгновенно.

А что с телепортацией какого-либо материального объекта целиком — к примеру, человека? Ведь в конечном счете материя состоит из атомов, то есть квантовых систем, между которыми возможна передача информации. Для этого придется телепортировать данные обо всех атомах тела на иные атомы, расположенные в другом месте, и тем самым воссоздать человека.

Но для каждого акта передачи необходимо сложное техническое оснащение. В человеке весом около 70 килограммов — 6,7*1027 атомов. Передать информацию обо всех частицах со стопроцентной точностью невероятно сложно — и на данный момент технически неосуществимо. Но все же телепортация материального объекта — задача слишком привлекательная, чтобы от нее отказаться.

ИСТОЧНИК : https://ria.ru/science/20180214/1514555972.html?referrer_blo...

Компания SpaceX только что осуществила первый и успешный запуск своей сверхтяжелой ракеты Falcon Heavy. В качестве первой «полезной нагрузки» носитель отправил в космос пожертвованный самим Илоном Маском электрический родстер Tesla, а в качестве первого пассажира – манекен, получивший имя Starman, который вместе с машиной сейчас летит в сторону марсианской орбиты.

Безусловно, событие историческое. Но не все оказались ему рады. Если оставить тех, кто считает, что этим самым запуском Маск просто решил покрасоваться перед инвесторами компании, есть еще и те, кто считает, что с этим запуском Маск пополнил и без того растущую свалку космического мусора, кружащего и вокруг Земли, и вокруг Красной планеты. И сейчас как никогда требуется особое внимание к этой проблеме.

В настоящий момент на орбите Земли находятся более 500 000 частей космического мусора. Самого разного. Большая его часть представляет собой части спутников, а также ракет, которые человечество запускало в течение более 60 последних лет. Примерно 20 000 единиц этого мусора являются видимыми. Это объекты размером от 10 сантиметров и больше, согласного Стюарту Грею, преподавателю по механической и аэрокосмической технике из шотландского Университета Стратклайда.

«Среди видимых объектов более половины являются результатом столкновений спутников. Примерно четверть представляет собой части космических аппаратов (1500 из которых по-прежнему функциональны), а на оставшуюся часть приходятся остатки ракет и другой мусор, оставшийся от космических запусков», — рассказал Грей порталу Futurism.

В реальности картина космического мусора выглядит еще более удручающей.

«Если говорить о массе всех этих объектов, то выходит, что на орбите Земли сейчас находится около 8000 метрических тонн рукотворных материалов», — добавил Грей.

Программа переработки

На орбите скопилось столько мусора, что он угрожает будущим космическим миссиям. А что, если рассмотреть космический мусор под другим углом? В конце концов, большая его часть состоит из весьма дорогостоящих материалов, из которых производились ракеты и спутники. Можно ли рассматривать космический мусор в качестве потенциального ресурса для утилизации и последующего использования?

«Объекты сделаны из весьма специфических материалов, весьма дорогих в производстве, и поэтому вполне логично было бы рассмотреть возможность их повторного использования. Вопрос заключается в том, каким образом мы можем собрать эти “ресурсы”?», — прокомментировал Грей.

Проблема в том, что эти объекты не просто висят на орбите, они двигаются с очень высокой скоростью, примерно 7 километров в секунду. Конечно же, это серьезно усложняет задачу по их поимке. Строить космические аппараты, способные без проблем догонять такой высокоскоростной космический мусор, будет нецелесообразно. Овчинка, как говорится, не будет стоить выделки.

Но это не означает, что нам следует просто забыть о мусоре и оставить его там, где он находится. Существует уже несколько проектов, направленных на расчистку нашей орбиты.

«Механизмы поимки, разработка которых сейчас ведется, построены на очень простых методах, которые применялись еще нашими предками при ловле диких животных. Речь идет о гарпунах и сетях», — объясняет Грей.

«Конечно, требуется провести проверку этих механизмов на орбите, но несколько миссий уже запланированы на ближайшее будущее. Например, одной из таких миссий является e.Deorbit Европейского космического агентства».

Ученые и инженеры программы инновационных концептов (NIAC) американского космического агентства NASA предлагают нечто аналогичное: использовать высокотехнологичный космический аппарат тоньше человеческого волоса, который будет захватывать и удерживать космический мусор как сеть. Другие предлагают уничтожать космический мусор лазерами. Но все эти концепты, как отмечает Грей, по-прежнему имеются пока лишь только на бумаге.

К счастью, у нас пока еще есть время. Космический мусор, находящийся на более высокой околоземной орбите, будет какое-то время там оставаться.

«В то время как объекты, находящиеся на низкой околоземной орбите, сойдут с нее в течение нескольких месяцев или лет, объекты, находящиеся на более высоких орбитах, например, те же спутники глобальной навигации, располагающиеся на средней высоте, а также спутники на геостационарной орбите, будут в случае чего находиться там еще сотни и даже тысячи лет», — объясняет Грей.

Ирония в том, что мы продолжаем и будет продолжать вносить свой вклад в пополнение космической свалки, хотя сами думаем, как же от нее избавиться. Найдется или нет способ превратить космический мусор в полезные ресурсы для дальнейшего использования, необходимо найти решение избавиться от проблемы. И лучше раньше, а то потом может быть уже поздно.

По материалам: https://hi-news.ru/technology/pomimo-elektromobilya-raketa-f...