A történet: A Lucifer-projekt állítólag a legnagyobb összeesküvéselmélet, amelybe a NASA esetlegesen részt vehet. Mivel a szonda a légkör ellenére esett le, a NASA azt remélte, hogy a légköri nyomások implosziót hoznak létre, nukleáris robbanást generálva ezzel láncreakciót indítva, és a gáz óriás egy második nap. Megbuktak. Tehát egy második kísérletben két év múlva a Cassini szondát (ismét plutóniummal megtöltve) mélyen a Saturn atmoszférájába dobják, így ez a kisebb gáz óriás sikeres lehet ott, ahol Jupiter kudarcot vallott.
A valóság: Amint azt röviden vizsgáltuk a Lucifer projekt: A Cassini a Saturnust második napgá változtatja-e? (1. rész), áttekintettük azokat a technikai problémákat, amelyek a Galileo és Cassini mögött álló nukleáris fegyverekként történő felhasználás mögött állnak. Számos okból nem hozhatnak létre robbanást, de a következők: 1) A szonda fűtésére és táplálására használt apró plutóniumpelletek különálló, sérülésmentes hengerekben vannak. 2) A plutónium van nem fegyverminőség, ami azt jelenti, hogy a 238Pu nagyon hatástalan hasadó üzemanyagot termel. 3) A szondák megégnek és szétesnek, tehát nem engedik bármilyen esély plutónium-darabok képezik a „kritikus tömeget” (emellett nincs esély arra, hogy a plutónium konfigurációt alakíthat ki egy impluzióval kiváltott eszköz létrehozására).
Rendben, tehát Galileo és Cassini nem tud nyers nukleáris fegyverekként használható. De mondd ha volt egy atomrobbanás a Saturn belsejében? Lehetséges, hogy láncreakciót okoz a magban, létrehozva egy második Napot?
- Lucifer projekt: A Cassini a Saturnust második napgá változtatja-e? (1. rész)
- Lucifer projekt: A Cassini a Saturnust második napgá változtatja-e? (2. rész)
Termonukleáris bombák
Ha a nukleáris fúzió nem tartható fenn egy csillagtestben, akkor a reakció nagyon gyorsan kioldódik. Tehát a Lucifer projekt azt javasolja, hogy a Cassini több száz mérföldre merüljön a Saturn légkörében, és felrobban egy nyers plutónium-üzemű hasadási robbanásként. Ez a robbanás láncreakciót vált ki, elegendő energiát teremtve ahhoz, hogy a fúziós gáz óriásán belül beinduljon.
Látom, honnan származik ez az ötlet, bár pontatlan. A fúziós bomba (vagy „termikus nukleáris fegyver”) hasadási triggert használ egy ellenőrizetlen fúziós reakció indításához. A hasadót úgy kell kialakítani, hogy felrobbanjon, mint egy normál hasadási bomba, hasonlóan az e sorozat 1. részében leírt robbantási eszközhöz. Robbanás közben hatalmas mennyiségű energiás röntgen képződik, amely felmelegíti a fúziós tüzelőanyagot körülvevő anyagot (például lítium-deuterid), és fázist vált át a plazmába. Mivel a nagyon forró plazma körülveszi a lítium-deuteridet (a nagyon zárt és nyomás alatt álló környezet) az üzemanyag tríciumot, nehéz hidrogén izotópot eredményez. A trícium ezután magfúzión megy keresztül, és hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel, amikor a trícium-magok együtt vannak kényszerítve, legyőzve a magok közötti elektrosztatikus erőket és a megolvadást. A fúzió nagy mennyiségben kötő energiát bocsát ki, még inkább, mint a hasadás.
Hogyan működik egy csillag?
Hangsúlyozni kell azt, hogy egy hőmag-eszközben a fúzió csak akkor érhető el, ha óriási hőmérsékletet érnek el egy nagyon szűk és túlnyomásos környezetben. Sőt, egy fúziós bomba esetén ez a reakció ellenőrizetlen.
Tehát hogyan tartják fenn a magfúziós reakciók egy csillagban (mint például a mi Napunk)? A fenti termonukleáris bomba példájában a trícium-fúziót az alábbiakkal érjük el tehetetlenségi szûrés (azaz gyors, forró és energetikai nyomás az üzemanyagra, amely fuzionálást okoz), de csillag esetén tartósan szükséges a szülés. Gravitációs szűkület szükséges a magfúziós reakciók bekövetkezéséhez a magban. A jelentős gravitációs korlátozáshoz a csillagnak minimális tömegére van szüksége.
Napunk (és a legtöbb más, mint a Napunknál kisebb csillag) magjában a magfúzió a proton-proton lánc (az alább látható). Ez egy hidrogénégető mechanizmus, ahol hélium képződik. Két proton (hidrogén atommag) egyesül, miután legyőzték az erősen taszító elektrosztatikus erőt. Ez csak akkor érhető el, ha a csillagtestnek elég nagy a tömege, ami növeli a gravitációs korlátozást a magban. Amint a protonok egyesülnek, deutériumot képeznek (2D) pozitron előállítására (elektronnal gyorsan megsemmisül) és egy neutrinora. A deutériummag ezután kombinálható egy másik protonnal, így könnyű hélium izotópot hoz létre (3Ő). Ennek a reakciónak a eredményeként gamma-sugarakat generálnak, amelyek fenntartják a csillag magjának stabilitását és magas hőmérsékletét (a Nap esetében a mag eléri a 15 millió kelvin hőmérsékletet).
Amint azt egy korábbi Space Magazine cikkben megvitatták, számos olyan bolygóképű test van, amely a "csillag "ké válás küszöb alatt van (és nem képes fenntartani a proton-proton fúziót). A híd a legnagyobb bolygók (azaz gáz óriások, mint például a Jupiter és a Szaturnusz) és a legkisebb csillagok között az úgynevezett barna törpék. A barna törpe kevesebb, mint 0,08 napelemes tömeg, és a nukleáris fúziós reakciók soha nem tartottak helyet (bár a nagyobb barna törpéknek a magjában rövid időn belül hidrogénfúzió állhatott). Maguk nyomása 105 millió atmoszféra, hőmérséklete 3 millió Kelvin alatt van. Ne feledje, hogy még a legkisebb barna törpe is körülbelül tízszer hatalmasabb, mint a Jupiter (a legnagyobb barna törpe kb. 80-szorosa a Jupiternek). Tehát a proton-proton lánc apró esélyének elkerülése érdekében szükségünk lenne egy nagy barna törpére, amely legalább 80-szor nagyobb, mint a Jupiter (több mint 240 Saturn tömeg), hogy még a reményt is fenntartjuk a gravitációs megkötés fenntartására.
Nincs esély arra, hogy Saturn képes fenntartani a magfúziót?
Sajnálom, nem. A Saturn egyszerűen túl kicsi.
Az a feltételezés, hogy a Szaturnuszban robbanó atommag (hasadási) bomba megteremti a feltételeket egy atomfúziós láncreakcióhoz (mint a proton-proton lánc), szintén a tudományos fantasztika birodalmában található. Még a nagyobb Jupiter gáz óriás is túl bűnös ahhoz, hogy fenntartsa a fúziót.
Láttam olyan érveket is, amelyek azt állítják, hogy a Saturn ugyanazon gázokból áll, mint a Nap (azaz hidrogén és hélium), tehát egy elszabadult láncreakció jelentése lehetséges, hogy csak egy gyors energiainjekcióra van szükség. A Saturn légkörében megtalálható hidrogén azonban az diatomikus molekuláris hidrogén (H2), nem pedig a szabad mag hidrogénmagjai (nagy energiájú protonok), amint a Nap magjában található. És igen, H2 nagyon tűzveszélyes (elvégre 1937-ben a hírhedt Hindenburgi léghajó katasztrófájáért volt felelős), de csak nagy mennyiségű oxigénnel, klórral vagy fluortartalommal keverve. Az Alas Saturn nem tartalmaz jelentős mennyiségű gázt.
Következtetés
Annak ellenére, hogy szórakoztató, a „Lucifer Project” valaki élénk képzeletének eredménye. 1. rész: „Lucifer projekt: A Cassini második napvá válik-e a Saturn?” bemutatta az összeesküvés és néhány olyan általános szempontra összpontosított, amelyek miatt a Galileo szonda 2003-ban egyszerűen csak a Jupiter légkörében égett fel, szétszórva a plutónium-238 kis pelletjeit. A következő hónapban felfedezett „fekete folt” egyszerűen egyike volt a sok dinamikus és rövid életű viharnak, amelyet gyakran láttak kialakulni a bolygón.
Ez a cikk egy lépéssel tovább ment, és figyelmen kívül hagyta azt a tényt, hogy Cassini számára lehetetlen volt, hogy bolygóközi atomfegyverré váljon. Mi lenne, ha ott lenne volt nukleáris robbanás a Saturna légkörében? Nos, úgy néz ki, hogy ez nagyon unalmas ügy. Merem merem mondani, hogy néhány élénk elektromos vihar keletkezhet, de a Földtől nem sok láthatnánk. Ami baljóslóbb eseményekkel kapcsolatos, valószínűtlen, hogy tartós károkat okozna a bolygó. Természetesen nem lenne fúziós reakció, mivel a Saturn túl kicsi és minden rossz gázt tartalmaz.
Nos, a Saturnnak csak úgy kell maradnia, ahogy van, gyűrűkkel és mindennel. Amikor Cassini két év múlva befejezi küldetését, várakozással tekintünk a tudományra, amelyet ilyen hihetetlen és történelmi törekvésekből halmozunk fel, ahelyett hogy félnénk a lehetetlentől…
Frissítés (augusztus 7.): Amint néhány alább olvasó rámutatott, a molekuláris hidrogén valójában nem volt az ok A Hindenburgi léghajó katasztrófája alapján az alumínium alapú festék okozta a robbanást, a hidrogént és az oxigént táplálta a tűz.
