niedziela, 19 czerwca 2022

Kanapowy Inżynier 4 - Avatar


Dawno, dawno temu, James Cameron nakręcił film “Avatar”, zarobił wszystkie pieniądze świata, obiecał ciąg dalszy i zniknął. Aż tu nagle, kiedy chyba nikt już nie czekał, wyskoczył ze zwiastunem kontynuacji. Dzisiejszy wpis nie będzie konkretnie o filmie z 2008 ani o kontynuacji, która wejdzie do kin czternaście lat później. Postanowiłem poświęcić go statkowi kosmicznemu, który kursuje między Ziemią o Pandorą. Choć na ekranie pojawia się na jakieś trzydzieści pięć sekund, w tym przez dwadzieścia pięć w pełnej krasie (trzy ujęcia), to jeden z najlepiej przemyślanych designów jakie widziało kino SF.

Przemyślano tu niemal wszystko, oraz dołożono starań by unikać stosowania nierealistycznych technologii. W zasadzie można powiedzieć, że twórcy odnieśli sukces. Ze sporym naciskiem na Camerona, bo już w jego “scriptmencie” (połączenie słów “script” oraz “treatment” czyli coś między skrótem a scenariuszem), liczącym 114 stron pojawia się I.S.V. PROMETHEUS i widać, że sporo z tego wymyślił sobie już wtedy. W tekście z 1995 roku (gdy Cameron jeszcze nie wierzył, że coś takiego w ogóle da się nakręcić) na orbicie wokół Pandory spędzaliśmy dobrych sześć stron… Zabawne, że ostatecznie zostało z tego raptem pół minuty.

Jeśli w ogóle interesuje Was osobny tekst o tym jak mógł wyglądać “Avatar” według wizji z 1995 roku, to dajcie znać. Wiele poprawiono, wiele przepadło, ogólnie podglądanie produkcji tego filmu była szalenie ciekawym doświadczeniem.

Zacznijmy może od tego co wpierw rzuca się w oczy, gdy Venture Star sunie w kierunku widza - wielkie żarzące się czerwienią radiatory. Spróbujcie wymienić pięć filmów SF, gdzie statki kosmiczne były wyposażone w wymienniki ciepła. Powodzenia. Tymczasem jest to bardzo istotny element w kosmosie, gdzie nie ma powietrza i nie ma jak łatwo pozbyć się zbędnego ciepła. W przypadku promów kosmicznych wielkie drzwi ładowni stanowiły radiatory. ISS poza ogromnymi ciemnymi panelami słonecznymi posiada też całkiem spore białe harmonijki (na pewno je widzieliście, niemal na pewno nie pamiętacie). Zatem w Avatarz już na starcie widz dostaje po oczach realizmem.

Kolejny element rzucający się w oczy to duże sferyczne zbiorniki. Znajduje się tam paliwo. A raczej aparatura do przechowywania paliwa. Słówko o skali - ISV Venture Star ma ponad 1600 metrów długości. Średnice tych kul przekraczają sto metrów. Rozmiar pozwala na odpowiednią izolację i utrzymanie paliwa - schłodzonego do kriogenicznych temperatur wodoru oraz umieszczonej w pułapkach magnetycznych antymaterii.

Wreszcie docieramy do napędu. Dwie dysze, tuż za wymiennikami ciepła ciągną za sobą statek (o tym za chwilę). Są odchylone o kilka stopni, tak żeby nie strumień plazmy nie spopielił statku, pasażerów i ładunku. W tym miejscu muszę wspomnieć o pewnej różnicy w tym jak rozwiązano napęd w wersji z 1995 i 2008 roku. Większość tej notki opieram o materiały z sieci, które są w miarę spójne względem siebie. Nie idą one jednak w parze z tym co można przeczytać w oficjalnej publikacji “Avatar: A Confidential Report on the Biological and Social History of Pandora” - fajnym, książkowym suplemencie, opisującym faunę i florę Pandory, kulturę Na’vi ludzki sprzęt itd. Możemy tam też przeczytać, że statek używa hybrydowego napędu. Opuszczając układ słoneczny korzysta z antymaterii, anihilującej z materią, cała masa zostaje zamieniona na czystą energię - choć fotony nie mają masy, to mają pęd więc można nimi rozpędzać statek. Ponadto do strumienia dorzuca się wodór, co wzbogaca plazmę. Strumień miał 30 kilometrów długości i uchodził za jeden z najpiękniejszych widoków jakie można było zobaczyć na nocnym niebie. Oczywiście ukierunkowanie strumienia zapewniają silne pola magnetyczne. Po pierwszych wyprawach na Pandorę stało się to łatwiejsze dzięki unobtainium.

Hamowanie odbywało się z użyciem fuzji jądrowej, na Pandorze natomiast ludzie zbudowali rafinerię deuteru, żeby móc zatankować przed odlotem (Scriptment z 1995). Tymczasem internetowe materiały również mówią o hybrydowym napędzie, ale zgoła innym. Napęd antymateryjny (z wstrzykiwaniem dodatkowego wodoru) używany jest w czasie hamowania w, oraz odlotu z Alfy Centauri. Odlot z Ziemi i hamowanie przy powrocie do Układu Słonecznego zapewnia napęd laserowy. To znaczy, że statek wyposażony jest w żagiel fotonowy - czasza jest napięta przez ruch obrotowy i ma aż 16 kilometrów średnicy. Napęd zapewnia potężna bateria laserów umieszczonych na Ziemi.

Żagiel z nanorurek węglowych o powierzchni 200 kilometrów kwadratowych wydaje się być najmocniej naciąganym elementem, ale jakieś sto lat w przyszłości… czemu nie. A do tego pomysł jest fajny - pozwala zaoszczędzić niewyobrażalnie dużo masy na paliwie i silnikach. Do tego dobrze się klei z widoczną w filmie, lustrzaną powierzchnią, która osłania z jednej strony statek, tak żeby nie spalił go ziemski laser.

Za silnikami widzimy bardzo długie rusztowanie, na oko ma siedemset metrów. Po pierwsze to bardzo sprytne rozwiązanie problemu promieniowania pochodzącego z silników. Z promieniowaniem można sobie radzić za pomocą ekranowania, ale to zwiększa masę. Promieniowanie jednak szybko słabnie w miarę jak oddalamy się od jego źródła. Jeśli zwiększymy odległość dwukrotnie, promieniowanie robi się cztery razy słabsze. Jeśli oddalimy się czterokrotnie, promieniowanie jest szesnaście razy słabsze. Więc zamiast robić pancerny przedział pasażerski, można go po prostu odsunąć od silników.

Wrócmy jednak do kwestii umieszczenia silników z przodu. Decyzja jest podyktowana tym, że konstrukcja wytrzymała na rozciąganie pod wpływem danej masy będzie lsżejsza niż konstrukcja wytrzymała na ściskanie pod wpływem takiej samej masy (gdyby silniki pchały statek od tyłu). Chcąc oszczędzić masę lepiej umieścić silniki na dziobie, nie na rufie.

Przesuwamy się dalej wzdłuż statku. Za punktem gdzie dokują promy powierzchnia-orbita, znajduje się sekcja z ładunkiem i pasażerami w stanie hibernacji (ok to jeszcze jeden element “mocno z SF”, chociaż wiemy, że ssaki mogą hibernować, więc nie jest to jakoś baardzo naciągane). Tuż za nimi widzimy wreszcie wirówkę - dwie sekcje gdzie generowana jest sztuczna grawitacja. Znajdują się tam kwatery załogi, która jest przytomna w czasie niecałych siedmiu lat podróży (dzięki Einsteinowskim efektom, przy prędkości 70% światła, z perspektywy załogi mija tylko pięć lat). W czasie przyspieszania i hamowania rotacja jest wstrzymywana a przeguby ustawiają te przedziały wzdłuż osi statku. Półroczne przyspieszenie odbywa się w przeciążeniu 1,5 g, więc załoga dosłownie nie ma lekkiego życia.

No i wreszcie docieramy do zwierciadła. Jak się okazuje nie chroni ono tylko przed światłem lasera. W czasie przelotu statek obraca się o 180 stopni i tarcza rozdziela się na cztery warstwy rozsunięte o 100 metrów. Chronią one Venture Star przed kosmicznymi śmieciami, mikrometeorytami itd. Przy tak absurdalnej prędkości kolizje byłyby zabójczo groźne, jednak wielowarstwowa osłona zapewnia, że nic nie powinno spenetrować więcej niż dwóch powłok.

Wiele z tych rozwiązań pozwala oszczędzać masę. W kosmosie każdy kilogram jest na wagę złota. Szczególnie tutaj, bo każdy zaoszczędzony kilogram pozwala doładować dodatkowy kilogram urobku bezcennego nadprzewodnika w drodze powrotnej, a to płaci za całą eksplorację Pandory. Jakie znacie inne równie dobrze przemyślane statki kosmiczne w fantastyce naukowej?


niedziela, 5 czerwca 2022

SS#19 - Kurczak bez głowy

“Szybko, jeszcze szybciej” te słowa przewijały się przez film “Home” z 2009 roku. Odnosiły się do różnych aspektów naszej cywilizacji, głównie do ogromnego parcia na konsumpcjonizm, czyli również na szybszą produkcję, na ciągłe zwiększanie skali.

Przemysłowa hodowla kurczaków jest dość potwornym procesem. Chów klatkowy w zasadzie oznacza dla drobiu całe życie spędzone w cierpieniu. Paul Thompson, pracujący dla Kellogg’s filozof (wspominam o marce, bo delikatnie mówiąc nie ma ona zbyt dobrej etycznie opinii), zasugerował kiedyś, że niewidome kurczaki lepiej znoszą ścisk, więc wartym rozważenia byłoby hodowanie niewidomych kurczaków na mięso. Bo wiecie, byłoby im lepiej, wróć, mniej źle. Niedawno jednak pewien student architektury i zapewne fan pewnego filmu z 1999, Andre Ford, zaproponował coś innego. A gdyby tak usuwać kurczakom korę mózgową, zostawiać tylko pień mózgu, żeby kontrolował funkcje organizmu? Z pewnością taki kurczak nie odczuwałby żadnego cierpienia.

Od bardzo dawna (“Nie mam ryjka, a muszę kwiczeć” 2018) nie pisałem notek z cyklu “scary shit”. Ostatnio jednak trafiłem na trochę “wdzięcznego materiału”, więc szykuje się reaktywacja. Co roku w hodowli rodzi się i ginie kilka miliardów kurcząt przeznaczonych na mięso. Jakkolwiek upiornie brzmi w pierwszej chwili rozwiązanie Forda… to rzeczywiście, trudno cierpieć bez kory mózgowej. Według artykułu z Wired w samej Wielkiej Brytanii rocznie 800 milionów brojlerów dorasta w kilka miesięcy, nigdy nie doświadczając naturalnego światła, by po siedmiu-ośmiu tygodniach skończyć w ubojni lub umrzeć z niby-naturalnych przyczyn, bo ich serca i płuca nie nadążają za szybko rosnącymi ciałami.

Popyt tyczy się tkanki mięśniowej, nie mózgu, więc ten można odrzucić, zostawiając tylko niezbędny pień. Ford wyobraża sobie farmy wertykalne z unieruchomionymi ptakami z podłączonymi rurkami żeby doprowadzać co potrzebne i odprowadzać co nie potrzebne. Gęstość takiej hodowli byłaby blisko czterokrotnie większa niż w przypadku ciasnych klatek. Pozostaje tylko elektryczna stymulacja mięśni i po sprawie...

Czy podoba mi się to rozwiązanie? Ani trochę. Czy mam na to emocjonalne argumenty? Jasne - brzmi to jak horror. Jednak jeśli alternatywą jest upiorna rzeczywistość zwierzęcych obozów koncentracyjnych, jeśli celem jest redukcja cierpienia, to sprawa nie jest tak prosta. Tyle, że to fałszywa alternatywa, bo opcji jest więcej.

Innymi słowy, są też merytoryczne argumenty, żeby nie pochylać się zbyt mocno nad tym pomysłem. Artykuł z Wired jak się okazuje ma już dziesięć lat. Koncepcje Forda nie weszły w życie. Natomiast raczkująca wówczas idea hodowli komórkowej mięsa zbliża się do dojrzałości i półek sklepowych.

Mowa tu o hodowli mięsa bez zwierzaka, namnażaniu interesującej nas tkanki bez nerwów, kości, skóry czy innych zbędnych rzeczy. W tym również bez cierpienia, a na dłuższą metę, przy odpowiedniej skali i dojrzałości technologii, powinno to być wydajniejsze i lepsze dla środowiska niż tradycyjna hodowla.


Źródło: Wired


sobota, 7 maja 2022

Warto badać Uranusa!

W poprzednim wpisie opisałem zarys misji “orbilądownika”, którego wysłanie na Enceladusa zalecają amerykańskie akademie nauk. To jednakże jest ich drugi priorytet. Numerem jeden jak misja na Urana. Gdyby to zależało to ode mnie Enceladus byłby numerem jeden a Uran dwójką. Po pierwsze tak byłoby śmieszniej, po drugie Enceladus niesie niemałe szanse na posiadanie pozaziemskiego życia. Realistycznie patrząc argumenty za postawieniem Urana na pierwszym miejscu są bardzo sensowne. Przyjrzyjmy się im i sprawdźmy Waszą odporność na czerstwe żarty.

Sektor kosmiczny kocha skróty. Tą misję dokument określa mianem Uranus Orbiter and Probe (UOP). Jak widać, poza krążeniem wokół Uranusa planują jeszcze zbadać go za pomocą sondy (czy możemy ją zatem nazywać sondą uranalną?), co zapewni dziesiątki fantastycznych tytułów prac naukowych w najbliższych latach.

Uran sam w sobie jest interesującym ciałem - jego oś obrotu jest nachylona do płaszczyzny orbity o ponad 90’. Oś pola magnetycznego jest chyba jeszcze dziwniejsza - odchylona od osi obrotu o 60’ oraz przesunięta - tzn nie przechodzi przez centrum planety. Co ciekawe dokument rekomendujący misję UOP wspomina też o zagadnieniu, które sam usunąłem ze swojej książki, bo nie znalazłem odpowiednio przekonującej literatury i uznałem to za zbyt fantastyczny pomysł. Mianowicie ponoć możliwym jest, że Uran powstał jako ósma planeta i we wczesnych latach Układu Słonecznego zamienił się miejscami z Neptunem. Pamiętam, że kiedyś o tym czytałem, ale pisząc “Niebo pełne planet” nie doszukałem się sensownych źródeł więc usunąłem wzmianki o tym. Jak widać niepotrzebnie, bo najwyraźniej koncept jest traktowany poważnie.

Uran jest też przedstawicielem całej klasy planet, które mogą być bardzo liczne we wszechświecie - lodowych gigantów, które wraz z masywnymi super-Ziemiami dominują wśród egzoplanetarnych odkryć. Zatem poznać lepiej Urana, to poznać lepiej te wszystkie egzoplanety.

Misja powinna odpowiedzieć na szereg istotnych pytań. Pomijając te potencjalnie trudne o orbitę czy pole magnetyczne, nie wiemy nawet jak szybko obraca się Uran. Czy w miarę jednolicie czy wiatry obserwowane na powierzchni mają inną prędkość. Jak działa system pogodowy, jaka jest jego struktura 3D. Czy ma wyraźnie oddzielne warstwy czy wręcz przeciwnie? Jaki jest jego skład? To tylko niektóre z pytań na które będziemy mogli odpowiedzieć.

Badaniom poddane zostaną też księżyce Urana, wiele z nich wzbudza sporo ciekawości jak na przykład Miranda o przedziwnym wyglądzie czy Sykoraks o wstecznej orbicie, będący prawdopodobnie przechwyconym obiektem z Pasa Kuipera.

Wracając jeszcze do kwestii dwójki (i jedynki) w rekomendacjach… Orbiter i sonda uranalna stanowią obiektywnie “bezpieczniejszy” kąsek. Inwestycja jest prostsza - badania tego typu przeprowadzono już na Jowiszu i Saturnie. Umieszczenie sondy na orbicie i zrzucenie próbnika “gdziekolwiek” jest łatwiejsze i niemal gwarantuje ogrom nowych danych, nawet jeśli coś po drodze pójdzie nie tak. Z drugiej strony przelatywanie przez gejzery Enceladusa, lądowanie na twardej powierzchni stanowią znacznie większe wyzwanie. Misję orbilądownika opisuje się mianem high-risk, high-reward. Jeśli coś pójdzie nie tak istnieje groźba, że wieloletnie trudy pójdą na marne.

Podobnie jak w przypadku Enceldusa, cokolwiek postanowi i przygotuje NASA, będziemy musieli poczekać pewnie ze dwie dekady na jakieś efekty (Voyagerowi 2 przelot zajął 9 lat).


Wpis sponsoruje ta piosenka
Cały survey
Słowo o polu magnetycznym
No i oczywiście


czwartek, 28 kwietnia 2022

Chyba polecimy na Enceladusa

Akademie Narodowe Stanów Zjednoczonych rekomendują misję na Enceladusa. “Planetary science decadal survey” to dokument wyznaczający priorytety dla NASA na zbliżającą się dekadę. W teorii jest to tylko sugestia, ale w praktyce NASA raczej wdrażała te poprzednie, więc i tu szanse są spore.

Flagową misją numer jeden ma być duet orbiter i sonda wysłane na Urana. To jeden z tych momentów, kiedy żałuję, że Węglowego prowadzę w języku polskim. Wizualnie Uran nie wydaje się najciekawszą z planet, ale jest sporo powodów dla których warto skupić się na tej planecie. Jeśli chcecie osobnego posta o tej propozycji, dajcie znać w komentarzach.

Drugą główną rekomendacją jest Enceladusowy Orbilądownik (Orbilander). I to o nim chcę dziś napisać, bo od lat uważam, że malutki Enceladus krążący wokół Saturna jest ciekawszym celem niż znacznie bardziej medialna Europa. To lodowy księżyc, który wyrzuca w kosmos materiały z ukrytego pod powierzchnią słonego oceanu. Badania prowadzone przez sondę Cassini wykazały, że zachodzi tam aktywność hydrotermalna. Lodowe gejzery sieją w kosmos nie tylko wodę. Wykryto w nich również dwutlenek węgla, metan, amoniak, złożone związki organiczne i różne sole.

Już sama dostępność tych materiałów sprawia, że Enceladus jest świetnym celem. Europę skuwa lodowa skorupa o grubości 19-24 km. Przyznam, że biorąc pod uwagę sukcesy misji typu “sample return” spodziewałbym się, że misja na Enceladusa polegałaby właśnie na kilku przelotach przez gejzery i powrocie na Ziemię z próbkami. Tymczasem mądrzejsi uznali, że lepiej będzie jeśli, sonda przez półtora roku będzie krążyć wokół księżyca zbierając rzadki materiał po czym wyląduje na powierzchni i tam zbierze szklankę materiału by… jednoznacznie określić czy znajduje się tam życie.

Totalny odjazd, jeśli weźmiemy pod uwagę jak wygląda poszukiwanie życia na Marsie. Wpierw misja Curiosity mała określić czy współczesne lub przeszłe warunki na czerwonej planecie mogły być odpowiednie dla życia. Potem Perseverance miał namierzyć środowiska, które mogły podtrzymywać życie i ewentualnie szukać śladów dawnych mikroorganizmów… Nie umniejszając łazikom, prezentowały one marsz malutkimi kroczkami w kierunku Tej Odpowiedzi. Tymczasem tu naukowcy uderzają prosto z mostu w Wielkie Pytanie.

Nie będzie to łatwe i w tym celu orbilądownik ma mieć na pokładzie cały szereg eksperymentów, które niezależnie od siebie mają potwierdzić lub wykluczyć obecność życia. Instrumenty pokładowe mają być w stanie stwierdzić obecność między innymi aminokwasów i lipidów. Będzie wśród nich też mikroskop, więc w optymistycznym wariancie moglibyśmy nie tylko wykryć, ale i zobaczyć obcych na własne oczy. Nie zabraknie też aparatury do sekwencjonowania DNA, jeśli takowe zostanie odkryte. Do tego dojdzie oczywiście też trochę zabawek do badania sejsmiki, geologii i fotografowania Enceladusa. Będzie to pocztówka z cudownie obcego miejsca.

Sprzyjająca konfiguracja planet zaczyna się w 2037 roku. Co powinno być wystarczającym czasem na przygotowanie, zaplanowanie i skonstruowanie orbilądownika. Oczywiście mówimy tu o starcie. Potem lata przelotu i lądowanie pewnie koło 2050 roku. Ale odkrycie pozaziemskiego życia byłoby fajnym prezentem na 65 urodziny.

… Choć wówczas nie wykluczone, że będziemy mieć już na koncie zdalne odkrycie pozaziemskiego życia na jednej z tysięcy egzoplanet. Jak to możliwe? Odpowiedź znajdziecie w mojej książce “Niebo pełne planet”, która jest dostępna w przedsprzedaży. Ha ha, mam Was! Coraz zgrabniej wbijam się z tą promocja książki w postach, co? Dajcie znać czy chcecie poczytać też o misji na Urana.


Źródło:
Survey
Dokument o orbilanderze
Moja książka "Niebo pełne planet"



niedziela, 10 kwietnia 2022

IPCC 2022 - mitygacja zmian klimatycznych


Zgodnie z obietnicą przedstawiam Wam moje podsumowanie trzeciej i ostatniej części Szóstego Raportu IPCC. O dziwo po raz pierwszy daje mi on jakiś promyczek realnej nadziei. Ale przejdźmy do szczegółów.

Emisje wciąż rosną choć tempo wzrostu maleje. Gorzko się czyta, że “tempo wzrostu maleje”, bo to jest trochę tak - wanna się już przelewa, ale my wolniej odkręcamy kurek. Podkreślam, nie zakręcamy, tylko tempo odkręcania maleje, woda wciąż wlewa się coraz szerszym strumieniem.

A jednak ta zmiana trendów, oraz fakt, że 18 krajów w ciągu ostatniej dekady było w stanie konsekwentnie obniżać swoje emisje cieplarniane sprawia, że na ten moment scenariusz, potocznie nazywany “business as usual” przestaje być tym najpewniejszym. Tym samym, choć wciąż naciskamy na gaz, wygląda na to, że nie wpakujemy się w betonową ścianę.

Cudownie uchwycone przez termometr “Climate Action Tracker” obecne działania kierują nas w stronę świata cieplejszego o 2,7°C (2,0°C - 3,6°C). Czyli apokalipsa potencjalnie odwołana, kurs na dystopijny świat. Jeśli jednak trendy się utrzymają i wzmocnią, jeśli dziadersów zastąpi świadome młode pokolenie, to kto wie, możemy zapewnić sobie coś pomiędzy katastrofą a tragedią, między 1,5°C a 2°C ocieplenia. Dla przypomnienia, na termometrze mamy już +1,2°C.

Co więcej w raporcie? Autorzy podkreślają dysproporcje w emisjach. To znaczy “górne 10%” najbogatszych domostw odpowiada za 35-45% globalnych emisji związanych z konsumpcją gospodarstw domowych. Już poprzedni raport mówił, że miasta będą w centrum zmian klimatycznych, ten natomiast mówi również, że tereny zurbanizowane mogą tworzyć okazje do zwiększania wydajności zużycia zasobów oraz redukcji emisji cieplarnianych.

Optymistycznym faktem jest też to, że co najmniej 18 krajów redukowało swoje emisje w ciągu ostatnich 10 lat. Te kraje (w kolejności bylejakiej) to Szwecja, Rumunia, Francja, Irlandia, Hiszpania, Zjednoczone Królestwo, Bułgaria, Holandia, Włochy, USA, Niemcy, Dania, Portugalia, Austria, Węgry, Belgia, Finlandia i Chorwacja. Lista na pewno nie jest kompletna i nie wspomina o krajach takich jak Butan, który chwali się ujemnymi emisjami.

Teraz możemy przejść do jednego wykresu, przy którym rozświetliły mi się lampki alarmowe. Znajduje się on na 51 stronie podsumowania i przedstawia potencjał redukcyjny i koszt różnych działań. Szerokość słupka mówi o tym o ile gigaton ekwiwalentu CO2 rocznie można potencjalnie zmniejszyć roczne emisje za pomocą danej polityki/technologii. Natomiast barwa mówi o kosztach. Haczyk? Wykres mówi o potencjale do roku 2030.

Moi drodzy, choćbyśmy się skićkali w gacie, to nie skończymy walki z katastrofą klimatyczną w ciągu 8 lat. Ani 18, ani 28. To walka na długie dekady i w takich ramach czasowych trzeba myśleć. Na wykresie rażąco kiepsko przedstawia się energia nuklearna oraz technologie przechwytywania węgla CCS (Carbon Capture and Storage) / CDR (Carbon Dioxide Removal).

Ten sam raport kilka stron dalej mówi wprost - rozwój technologii CDR jest nieunikniony, jeśli chcemy wyzerować emisje cieplarniane. W kwestii energii nuklearnej warto zrozumieć, że również ten wykres może być mylący, bo elektrownie jądrowe powstają długo, ale mogą działać nawet 80 lat (czy więcej), a jednocześnie oferują tanie, bezpieczne, bezemisyjne i długofalowo najtańsze, najbardziej stabilne źródło energii.

Uff zrzuciłem największy ciężar z serca. Na koniec wspomnę jeszcze jeden wyjątek z raportu, który podkreśla to co często wspominałem i co warto pamiętać - globalne zyski ekonomiczne z ograniczenia ocieplenia do 2°C przewyższają koszty tego ograniczenia.


Tyle na dzisiaj. Odwołujemy apokalipsę a to oznacza, że wciąż ma sens marzenie o świetlanej przyszłości w której badamy i podbijamy kosmos. Pomóc w tych marzeniach może moja książka “Niebo pełne planet”, która zapozna Was z rozwijającą się dziedziną astronomii jaką są poszukiwania i badania planet poza Układem Słonecznym. Traktuje o obecnych technikach, dokonanych już odkryciach ale i o tym co potencjalnie czeka nas w przyszłości. Przedsprzedaż już trwa.


Zródła:
Podsumowanie raportu IPCC
Termometr Climate Action Tracker
To zawsze warto linkować
Poprzednie wpisy w temacie


czwartek, 31 marca 2022

Chiński pięcioletni plan - kosmos i Księżyc

Chiny opublikowały białą księgę swojego programu kosmicznego w ramach kolejnego pięcioletniego planu. Jest interesująca, szczególnie, że jeśli idzie sektor kosmiczny realizacja idzie im do tej pory całkiem nieźle. Poniżej przedstawiam Wam drobny skrót zawartości, skupiający się głównie na planach Księżycowych.

Punktem wyjścia jest chwalenie się ostatnimi pięcioma latami. Motywem przewodnim - budowanie dalszych planów na tych sukcesach. Kolejne pięć lat ma być jeszcze ambitniejsze. Chińczykom udało się tankowanie na orbicie w trakcie dokowania statku Tianzhou-1 to stacji Tiangong-2. Chiny uznają to za udane zwieńczenie drugiej fazy ich projektu załogowych lotów w kosmos. W sumie od 2016 roku wystrzelili ponad 200 misji. Umieścili łazik na Marsie, jako pierwsi dokonali miękkiego lądowania na dalszej stronie Księżyca i jako pierwsi od 1970 roku sprowadzili na Ziemię próbki księżycowego regolitu.

Rozpoczęli też konstrukcję swojej stacji kosmicznej Tiangong, gdzie już teraz znajduje się trójka ludzi. Jej rozbudowa to chyba jeden z najbliższych planów. Już w tym roku pozostałe dwa moduły laboratoryjne mają zostać wyniesione na orbitę. Jak widać nie będzie to projekt na miarę ISS, ale to wciąż spore osiągnięcie. Jest tym ciekawsze, że na podobnej orbicie do 2024 ma zagościć też kosmiczny teleskop Xuntian. Podobnie jak Hubble ma móc obserwować kosmos w świetle widzialnym, podczerwonym i ultrafioletowym, co na tej orbicie będzie mógł dokować z Tiangong. Daje to multum możliwości - naprawy, modernizacji czy w ogóle rozbudowy dającej większe możliwości naukowe.

Skupmy się jednak na planach księżycowych. W 2019 Chang'e 4 jako pierwsze dokonała miękkiego lądowania na dalszej stronie Księżyca. W 2020 Chang'e 5 sprowadziła próbki księżycowe na Ziemię. W 2024 możemy liczyć na misję Chang'e 7, która zbada biegun naszego satelity w poszukiwaniu lodu w zacienionych obszarach. Niestety chyba ktoś coś pokręcił przy tłumaczeniu i “hopping detection in lunar shadowed area” albo oznacza, że mają nadzieję że tam będzie ten lód albo będą podskakiwać w jego poszukiwaniu… i obie interpretacje w sumie mają sens. Patrząc po relacjach np z Nature.com przychylam się jednak do wersji, że Chang’e-7 może nawet nie lądować tylko skupić się na mapowaniu obecności lodu w zacienionych kraterach.

Spostrzegawczy pewnie zastanawiają się co z Chang’e 6. Misja ta zaplanowana jest dopiero po numerze siódmym i ma sprowadzić próbki z bieguna, zapewne w nadziei na to, że będzie tam lód. A to dlatego, że najbliższe pięć lat to dalsze kroki w kierunku załogowych misji na Księżyc. Chiny planują szeroką eksplorację przestrzeni między Ziemią a Księżycem w tym rozwój “międzynarodowej stacji badawczej” na jego powierzchni. Choć Chang’e 8 nie poleci w kosmos przed 2030 rokiem też jest wspomniana, jako misja która zakończy badania i rozwój kluczowych technologii potrzebnych do misji załogowych.

Międzynarodowa współpraca pojawia się jeszcze w kilku punktach. Podobnie jak niesprecyzowane plany badania Marsa, w tym sprowadzenie próbek z czerwonej planety. Pamiętajmy, że w zeszłym roku Chiny posadziły łazik na Marsie, więc ten kierunek też należy traktować na poważnie. Nie wspomniałem tu o przewijającym się przez białą księgę wątku rakiet nowej generacji, które będą niezbędne by realizować wszystkie te cele.

Co sądzicie o chińskich zakusach na Księżyc? Czy tak wyobrażaliście sobie podwaliny pod stację badawczą na naszym satelicie?

Przypominam też, że napisałem książkę poświęconą egzoplanetom. “Niebo pełne planet” możecie już zamówić w przedsprzedaży. Stanowi przewodnik po tym relatywnie nowym i pasjonującym obszarze astronomii, od technik wykrywania obcych planet po szanse na znalezienie obcego życia poza Ziemią.


Biała księga [en]:
http://www.cnsa.gov.cn/english/n6465652/n6465653/c6813088/content.html

Podsumowanie w Nature:
https://www.nature.com/articles/d41586-022-00439-2


sobota, 19 marca 2022

IPCC 2022 - wpływy, adaptacja zagrożenia

Zgodnie z moją prawie-obietnicą z początku marca przedstawiam Wam coś na kształt podsumowania drugiej części Szóstego Raportu Podsumowującego Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu (IPCC). Nie ukrywam, tekst (a raczej tak zwane “summary for policymakers”) jest trudny w lekturze. Nie dziwne - trudno podsumować 14 000 badań naukowych. Zamiast przybliżać całość postaram się skupić na kluczowych elementach.

1. Równia pochyła

Można powiedzieć, że nie ma tu wiele nowego. Modele klimatyczne już od lat spisują się całkiem dobrze i coraz precyzyjniej przewidują zmiany. Huragany i cyklony robią się mocniejsze i przynoszą większe szkody. Setki gatunków wyginęły, tysiące są wpychane na granicę wymierania. Rozmarzająca “wieczna zmarzlina” powoduje kolejne nieodwracalne zmiany. Nie zapominajmy o sprzężeniach zwrotnych. Ocieplenie, zabija lasy wodorostów, które są absorbują CO2 lepiej niż lądowe lasy. Ich śmierć prowadzi do dodatkowych emisji CO2 do atmosfery dodatkowo napędzając ocieplenie… Skutki zmian klimatycznych rozgrywają się na naszych oczach z roku na rok.

Jeśli idzie o wpływ na zdrowie, to globalnie jest bardzo prawdopodobne (+90%, przypominam poprzednią grafikę w której pokazałem jak odpowiednie sformułowania w raporcie przekładają się na prawdopodobieństwo), że efekty zmian klimatycznych są negatywne. Globalnie. Zwiększona śmiertelność w wyniku ekstremalnych fal upałów, zwiększona częstotliwość chorób przenoszonych przez żywność i wodę. Choroby odzwierzęce pojawiające się w nowych obszarach. Częstsze ulewy i powodzie, które sprzyjają chorobom takim jak cholera i infekcje przewodu pokarmowego. Nawet zwiększona liczba problemów ze zdrowiem psychicznym została powiązana ze wzrostem temperatur. Do tego powiązano przypadłości sercowo-naczyniowe i oddechowe z ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi, utratą mienia i ekspozycją na skutki pożarów. Nie zaskoczy Was pewnie również, że raport wspomina o tym, iż klęski i ekstremalne zjawiska uderzają w systemy opieki zdrowotnej. [SPM.B.1.4]

2. Scenariusze i cele

Jedna z kluczowych ilustracji zajmuje 18 i 19 stronę raportu. Przedstawia scenariusze zmiany temperatury do końca stulecia oraz szereg efektów jakie mogą przynieść. Efekty przedstawiono jako słupki o coraz ciemniejszej barwie. Działa to następująco - ciemniejsza barwa oznacza większe zagrożenie/wpływ danego czynnika, kropki natomiast symbolizują pewność naukowców co do tych danych. Na potrzeby tego wpisu skleiłem scenariusze z ryzykami dla Europy i regionu śródziemnomorskiego. Do tego czerwoną linią zaznaczyłem ocieplenie o 1,5°C.

Jak widać wszystkie te elementy już się pojawiają i szybko zyskują na sile. To co musicie wiedzieć o scenariuszach to, że brak w nich pesymistycznej opcji. Ten najgorszy “SSP5-8.5”, to po prostu “business as usual”, czyli po prostu co się wydarzy, jeśli ludzkość będzie dalej robić to co teraz. [Figure SPM.3]

Skonfrontujmy te scenariusze z tym co od lat podkreśla IPCC - powinniśmy robić wszystko co możliwe by zatrzymać globalne ocieplenie poniżej progu 1,5°C. Już teraz podgrzaliśmy planetę o 1,2°C. Żeby mieć szansę by uniknąć zbliżającego się progu musielibyśmy w ciągu ośmiu lat zredukować emisje o połowę. Całe. Żeby mieć szanse. Póki co rokrocznie emisje się nie zmniejszają. Nie są też stałe. Póki co rokrocznie emisje cieplarniane ludzkości rosną. Jeśli idzie o Europę raport wskazuje na kilka głównych niebezpieczeństw na które powinniśmy się szykować. Zagrożone są tereny przybrzeżne (zalania), ludzie w miastach (fale upałów), niedobory wody (wszędzie), produkcja żywności ucierpi (bo niedobory wody, bo upały, bo susze).

3. Dodatnie minusy

Kontynuujemy wpisy o najnowszym raporcie IPCC (druga część Szóstego Raportu Podsumowującego Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu). Tym razem trochę o dobrych chęciach. I o jednym aspekcie, który lekko mnie zaniepokoił.

Może zacznijmy od tego właśnie. Ilustracja na jedenastej stronie raportu pokazuje przegląd obserwowanych wpływów na pewne obszary ludzkiej działalności. Można tam zauważyć ± taki symbol. Wskazuje on, że w pewnych kwestiach zmiany klimatyczne mogą spowodować zarówno pozytywne jak i negatywne skutki. Z jednej strony dla każdego rozsądnego oczywistym będzie, że te negatywne dominują. Co więcej pełna wersja raportu (liczący 3676 stron) mówi wprost, że te negatywne przeważają. Z drugiej strony jestem niemal pewien, że znajdzie się jakiś kuc, który zobaczy plusik, przegapi minus i użyje tego raportu jako paliwa do swoich denialistycznych głupot na temat klimatu. Ale pewnie nic na to nie poradzimy. [Figure SPM.2]

4. Szkodliwe adaptacje (dysadaptacje, pseudoataptacje).

Istotnym słówkiem w nowym raporcie jest termin “maladpatatpion”. Nie zdecydowałem jakie tłumaczenie pasuje mi tu najbardziej. Chodzi jednak ok działania podejmowane na rzecz ratowania klimatu, regionów czy ekosystemów, które w większej perspektywie są szkodliwe.

Weźmy na przykład opaski brzegowe (seawalls). Mają one chronić wybrzeża, co jest sensowne krótkoterminowo, długoterminowo ogranicza jednak przestrzeń dla procesów adaptacji. Zalesianie urasta w pewnych kręgach do “klimatycznego fetyszu”, co jest w pełni zrozumiałe, biorąc pod uwagę jak w pewnych krajach dramatycznie i bez opamiętania dewastowane są lasy. Jednak zalesianie naturalnie niezalesionych terenów może tylko pogłębić problemy. To prosta droga do uszkodzenia naturalnych ekosystemów i pogorszenia bioróżnorodności. Tereny na których nie było lasów mogą po prostu nie nadawać się dla drzew, które szybko umierają, ostatecznie zatem nie wychwycą dwutlenku węgla, pozostanie tylko odcisk węglowy związany z pracami by je zasadzić. [SPM.C.4]

Co więcej takie projekty często również uderzają w biedniejsze i rdzenne populacje, (no bo przecież nie będziemy przywracać lasów na polach golfowych). Pewnie nie muszę dodawać, że im pilniejsze będzie działanie wobec zmian klimatycznych, tym łatwiej będzie o takie nieprzemyślane i chaotyczne, dorywcze działania zaradcze.



To już trzeci i ostatni wpis o najnowszym raporcie IPCC (druga część Szóstego Raportu Podsumowującego Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu). Bardzo istotnym aspektem o którym wspomina ten (ale i poprzednie raporty) jest to jak zmiany klimatyczne dotkną najsłabszych. Biedne i najmniej rozwinięte kraje są i będa najsilniej dotknięte zmianami klimatycznymi. Jednocześnie są to kraje w najmniejszym stopniu odpowiedzialne za te zmiany.

5. Nierówności i niesprawiedliwość

Otrzymują one niewielkie wsparcie, często podejmowane są próby na rzecz przerzucenia na nie odpowiedzialności za adaptację. Działa to mniej więcej tak - kraje zachodnie już żyją, nomen omen, zachodnim stylem życia, dziękie dekadom wysokich emisji, ale tego nie roztrząsajmy, zamiast tego niech kraje globalnego południa powstrzymają swoje ambicje, niech nie mają prądu, klimatyzacji, bo to potęguje ocieplenie… [SPM.C.4.3]

Wspominałem w poprzednim wpisie o szkodliwych adaptacjach. W rozdziale 17 pełnego raportu, na stronie 2965 (uprzedzając pytania - nie, nie przeczytałem całych trzech i pół tysiąca stron pełnego raportu). Znajduje się całe zestawienie różnych adaptacji, które choć pozornie są pozytywne, pogłębiają różnice społeczne.

Tymczasem podobnie jak w specjalnym raporcie z 2019 roku IPCC bardzo głośno i wyraźnie mówi - że bardzo pozytywne efekty może przynieść zmniejszanie różnic społecznych oraz _emancypacja kobiet_. Zacytuję: “zagrożenia dla pokoju redukuje (...) wzmacnianie pozycji kobiet (90-100% prawdopodobieństwa)” . [SPM.C.2.12]

Nawiasem mówiąc od jakiegoś czasu IPCC mówi też językiem bezwzględnego kapitalizmu. Otóż okazuje się, że poza poprawą zdrowia ludzi, walką z głodem i biedą, powstrzymaniem katastrofalnego spadku bioróżnorodności, hamowaniem niszczenia lądów, poza korzyściami socjalnymi ekonomicznymi, ekologicznymi… na ratowaniu świata można zarobić. IPCC wskazuje, że stopa zwrotu może sięgać 300-600% na wartości odrestaurowanych terenów. Powstrzymania końca świata się opłaca. Kto by pomyślał.

6. Zamykające się okno

Raport mówi jasno, że konieczność działania jest coraz bardziej pilna. Istnieje cały wachlarz możliwości działania. W społecznościach, w polityce, w prywatnym sektorze. Wszystkie te możliwości zwężają się jednak z każdym kolejnym krokiem globalnego ocieplenia. W szczególności powyżej 1.5°C ocieplenia.

Ilustracja Figure SPM.5 pokazuje, że już przegapiliśmy niektóre szanse na lepszą przyszłość. Pokazuje również, że mówimy o spektrum, nie ma nic magicznego w danej wartości ocieplenia, są pewne “tipping points” ale większość skutków zmian klimatycznych będzie po prostu bardziej dotkliwa z każdym ułamkiem stopnia, z każdą wyemitowaną toną dwutlenku węgla, więc zawsze jest najlepszy moment by działać. Oczywiście pamiętajmy o “szkodliwych adaptacjach” o których wspominałem w poprzednim wpisie.

By ich uniknąć należy sięgać po mechanizmy dbania o środowisko, korzystać z szerokiego spektrum wiedzy (nie tylko bardzo wąskich specjalizacji), a także polityk sprawiedliwości i inkluzywności - coś co mogłoby się zdawać nie związane z zagadnieniami klimatycznymi. A jednak wszystko to kieruje nas w górne rejony wykresu. Pamiętajcie, że to nie jest niczyje widzimisię, wszystkie te wnioski z kolosalnej ilości badań przeanalizowano, oraz każdemu nadano stopień pewności. [SPM.D]



Przypominam, że moja książka jest już dostępna w przedsprzedaży. “Niebo pełne planet” traktuje o najbardziej ekscytującej mnie dziedzinie astronomii, jaką jest poszukiwanie i badanie planet pozasłonecznych. Opisuję w niej techniki, które na to pozwalają, omawiam dotychczasowe odkrycia, przyszłość tej dyscypliny i perspektywy na odkrycie pozaziemskiego życia. Myślę, że lektura sprawi, że będziecie tematem równie podekscytowani jak ja.


Źródła:
Podsumowanie raportu IPCC
Pełny raport IPCC
Mój wpis o specjalnym raporcie IPCC z 2019