Mamy najbardziej szczegółowe zdjęcia Słońca w historii
Amerykańska Narodowa Fundacja Nauki (NSF) chwali się najbardziej szczegółowymi zdjęciami Słońca, jakie kiedykolwiek udało się wykonać. Fotografie to dzieło nowego instrumentu badawczego Daniel K. Inouye Solar Telescope, który właśnie rozpoczął pracę. To największy na Ziemi teleskop wyspecjalizowany w badaniu Słońca. Apertura jego lustra wynosi imponujące 424 centymetry. To aż dwuipółkrotnie więcej niż drugiego największego Goode Solar Telescope.
Inouye Solar Telescope stoi na szczycie Haleakala na Hawajach. Pierwsze wykonane przezeń zdjęcia pokazują powierzchnię naszej gwiazdy w niespotykanej dotychczas rozdzielności. Widzimy na nich, że Słońce pokryte jest „ziarnami” obszarów gotującej się plazmy. Taki wzorzec pokrywa całą jego powierzchnię. Na fotografii widzimy ciasno ułożone „komórki” – każda z nich ma powierzchnię dwukrotnie większą od powierzchni Polski – które są dowodem na intensywny transport ciepła z wnętrza gwiazdy ku jej powierzchni. Gorąca plazma wypływa na powierzchnię, schładza się i ponownie zanurza wgłąb Słońca. Do zanurzania się dochodzi w miejscach widocznych ciemnych linii. Cały ten proces zwany jest konwekcją.
Od kiedy NSF zaczęła budować ten teleskop, z niecierpliwością czekaliśmy na pierwsze obrazy. Teraz możemy pokazać zdjęcia i materiały wideo. To najbardziej szczegółowe obrazy naszego Słońca w historii. Inouye Solar Telescope stworzy mapę pól magnetycznych korony słonecznej, miejsca, w którym zachodzą procesy mające wpływ na życie na Ziemi. Polepszy on nasze rozumienie pogody kosmicznej i pomoże lepiej przewidywać burze na Słońcu, stwierdził France Cordova, dyrektor NSF.
W każdej sekundzie Słońce spala około 5 milionów ton paliwa. Minimalna część energii z tego procesu trafia na Ziemię. W latach 50. ubiegłego wieku naukowcy zauważyli, że od naszej gwiazdy wieje wiatr słoneczny. Stwierdzili również, że żyjemy wewnątrz atmosfery Słońca. Jednak o zjawiskach w niej zachodzących wciąż niewiele wiemy.
Jeśli chodzi o atmosferę ziemską, to jesteśmy w stanie z dużym prawdopodobieństwem przewidzieć, czy i gdzie będzie padało. W odniesieniu do pogody kosmicznej takich umiejętności nie mamy. Nasze możliwości przewidywania pogody kosmicznej są o co najmniej 50 lat opóźnione w stosunku do umiejętności przewidywania pogody na Ziemi. Musimy zrozumieć zjawiska fizyczne stanowiące podstawę pogody kosmicznej, a ta zaczyna się na Słońcu. Teleskop Słoneczny Inouye będzie je badał przez następne dekady, dodaje Matt Mountain, prezydent Association of Universities for Research in Astronomy, które zarządza teleskopem.
Daniel K. Inouye Solar Telescope to imponujące urządzenie. Już samo kierowanie 4-metrowego lustra w stronę Słońca wiąże się z dostarczeniem doń olbrzymiej ilości ciepła, które trzeba w jakiś sposób usunąć. Teleskop korzysta ze specjalnego systemu chłodzącego, na który składa się ponad 11 kilometrów rur z chłodziwem, od którego część ciepła jest odbierana przez lód, tworzący się na szczycie w ciągu nocy.
Kopuła nad teleskopem została wykonana z cienkich chłodzących płyt stabilizujących temperaturę wokół teleskopu, a specjalny system osłon pozawala na regulowanie przepływu powietrza i zapewnia cień. Specjalny wysoko zaawansowany zespół chłodzący składający się z metali i chłodziwa otacza główne lustro, blokując większość zbieranej przez nie energii. Teleskop wykorzystuje też zaawansowane układy optyczne kompensujące zakłócenia wywoływane obecnością ziemskiej atmosfery.
Prace nad teleskopem rozpoczęły się ponad 20 lat temu. Jego budowa ruszyła w styczniu 2013 roku, a we wrześniu gotowy był już budynek teleskopu. W sierpniu 2017 na miejsce dostarczono główne lustro. W 2019 roku urządzenie zostało testowo uruchomione, a w styczniu 2020 rozpoczęło pracę i dostarczyło wyjątkowe zdjęcia.
Komentarze (9)
Sławko, 30 stycznia 2020, 16:19
A czy tego ciepła z teleskopu nie można by było wykorzystać np. do produkcji energii elektrycznej zasilającej stację, zamiast topić lód na szczycie góry? Czy zamiast kłaść 11 km rur nie lepiej byłoby zainwestować w jakieś agregaty zamieniające ciepło na prąd? Kiedy ludzie zaczną myśleć racjonalnie, ekonomicznie i ekologicznie?
Jajcenty, 30 stycznia 2020, 16:30
Nie wystarczy energia, trzeba jeszcze energii o odpowiedniej temperaturze. To coś z entropią - źródła niskotemperaturowe mają jej za dużo
Zgaduję że teleskop nie chce robić jako teleskop w temperaturach użytecznych energetycznie - musiałbyś dopuścić do rozgrzania lustra do coś ponad 400K żeby mieć parę i to słabą.
Sławko, 30 stycznia 2020, 16:52
Nie tylko parę można zamieniać na energię elektryczną.
Swoją drogą, to chyba za mało pracujemy (jako ludzkość) nad wymyśleniem lepszej metody zamiany ciepła w elektryczność niż za pomocą pary i turbin.
Jajcenty, 30 stycznia 2020, 19:11
No tak, ale tam mamy zaledwie 13KW w postaci letniej wody (zgaduję) nic poza hodowlą glonów na ropę nie przychodzi mi do głowy. To co? Mały konkurs? Jak wykorzystać trochę letniej wody? Może do okolicznych pryszniców?
Sławko, 30 stycznia 2020, 20:00
Trochę pomyślałem i pogooglałem. Silnik Stirlinga + jakaś prądnica, zjawisko Peltiera (ogniwo Peltiera), zjawisko Thomsona i zjawisko Seebecka (termopara). I to chyba wszystko. Ogólnie przyznaję, słabo to wygląda.
Jajcenty, 30 stycznia 2020, 21:10
O! Silnik Stirlinga to zdecydowanie mój faworyt, ale kiedyś, już nie pamiętam kto, tu na KW mi nawrzucał, że Stirling wymaga ~500K do w miarę efektywnej pracy. Ja tam oczami wyobraźni widzę pola silników zasilanych koncetratem słonecznym z soczewek czy zwierciadełek parabolicznych. Co do reszty, to energetycznie chyba mocno pod kreską, niestety.
cyjanobakteria, 30 stycznia 2020, 21:56
Chciałem właśnie zauważyć, że autor trochę przesadził z olbrzymimi ilościami ciepła. Chodziło chyba o to, że to są relatywnie spore ilości ciepła jak na teleskop. Powierzchnia lustra to 12.56 m2, co przy założeniu 1000 W/m2 daje wspomniane 12 kW. Z tego co się orientuję, to ogniwo Peltiera ma bardzo słabą wydajność rzędu 5-10%
Zerknąłem z ciekawości na Alledrogo i pierwszy z brzegu kolektor o powierzchni 2 m2 kosztuje 5k PLN. Taki budżet to mają tam na kawę
andrzejkm, 31 stycznia 2020, 13:50
Tak, a pod startującymi rakietami SpaceX tez powinny być jakies wymienniki ciepła odzyskujące energię. Nie wszystko jest ekonomicznie uzasadnione w taki sposób jak nam się wydaje.
M61, 1 lutego 2020, 10:42
Ale to przecież nie jest tak, że cała energia cieplna, jest absorbowana w zwierciadle. Zwierciadło skupia promień słoneczny na małej powierzchni i tam występuje znaczne podgrzanie, które trzeba schłodzić. Jednakże brak jakichkolwiek parametrów umożliwia jedynie gdybanie, a stwierdzenie o ogromnych ilościach ciepła, skutecznie i z wysoką sprawnością podgrzewa atmosferę