wtorek, 31 grudnia 2019

Dekada greenwashingu

Koniec tego roku utwierdza mnie w przekonaniu, że nadchodzi dekada greenwashingu. Wygląda na to, że dla wielu biznesów to ostatnia dekada by się nachapać. Wciskanie ludziom, że kupując dany produkt są bardziej eko (z reguły to bullshit). Że ta firma jest zero-waste (nic nie jest zero-waste). Że uprawy organiczne są lepsze dla środowiska (nie są). Że uprawy organiczne są lepsze dla konsumenta (nie są). Że GMO jest szkodliwe (nie jest). Że wiatraki i ogniwa słoneczne są dobre dla środowiska (nie są)...

Wyzwalaczem dla notki jest niemiecka inicjatywa zamykania sprawnych elektrowni jądrowych. Niskoemisyjnych, bezpiecznych o stałej produkcji i znikomej szkodliwości dla środowiska. W teorii mają zostać zastąpione wiatrem i PV (energią słoneczną). Pomijając na chwilę wady tych źródeł, już teraz widać, że w rzeczywistości tę lukę wypełnia spalanie paliw kopalnych. Badanie które widzicie obok mówi, że społeczne koszty tej koszmarnej zmiany to około $12 miliardów rocznie. W tym 70% to koszty związane z chorobami i śmiertelnością na skutek zanieczyszczeń powietrza. Żaden, najczarniejszy i najbardziej nierealny scenariusz awarii/wypadku w elektrowni jądrowej nie zbliża się do tego wyniku.

Niestety ostatnio obserwujemy niesamowicie wzmożenie zwyczajowej agresji wobec energetyki jądrowej. Polityka i biznesy uparcie ignorują, opinie specjalistów o bezpieczeństwie i stabilności tego rozwiązania. Coraz więcej ekspertów bije na alarm, coraz liczniej wskazują energię jądrową jako niezbędnik w realnej walce z katastrofą klimatyczną.

W 2014 Pew Research Center przeprowadził interesującą ankietę, która pokazuje przepaść jaka dzieli społeczeństwo i świat nauki w kilku kwestiach. Link znajdziecie na dole, ale od razu zaznaczam dwie kwestie. Społeczeństwo to w tym przypadku amerykanie. Świat nauki to w tym przypadku ludzie związani z American Association for the Advancement of Science (AAAS), czyli np w kwestii GMO nie byli to eksperci od żywności, w kwestii atomu nie byli to spece energii jądrowej itd. Gdyby ograniczyć ankietowanych po stronie AAAS do speców od poszczególnych dziedzin rozstrzał byłby zapewne jeszcze większy.

Mimo to i tak widać ogromne przepaści, które dla dobra wszystkich powinny się zmniejszać. Największy rozstrzał tyczy się bezpieczeństwa żywności genetycznie modyfikowanej. A jak wspominałem ostatnio tu Europa jest jeszcze bardziej zacofana niż USA. Nie wiem czy podobnie wypadłaby kwestia, którą poruszam dziś, czyli podejścia do energii jądrowej.

OZE, mogą uzupełniać energię jądrową, ale jest ona bezkonkurencyjnie lepsza. To sprawdzone, wieloletnie rozwiązania, które cechuje niska emisyjność, bezpieczeństwo, stała produkcja energii bez konieczności przebudowy całej sieci i konstrukcji nierealnych magazynów energii. Produkcja paneli słonecznych to proces bardzo toksyczny a ich czas życia jest ograniczony. Typowo można mówić o dwóch dekadach choć od początku ich wydajność spada około procenta rocznie. Utylizacja jest problematyczna, ilość odpadów nieporównywalna z energią jądrową i zużytym paliwem, którego jest mało, które potrafimy magazynować i którego większość można użyć w reaktorach powielających. Coraz częściej mówi się o wycince lasów i terenów zielonych pod ogromne powierzchnie elektrowni słonecznych. Co więcej energia PV zabiła (zabija) dziesięciokrotnie więcej ludzi niż energia nuklearna (która pozostaje najbezpieczniejszym źródłem energii). Za większość zgonów odpowiadają wypadki przy montażu i konserwacji.

Wiatraki nie są tak szkodliwe. Ich czas życia jest dłuższy, śmiertelność (również wynikająca głównie z konstrukcji i konserwacji) mniejsza niż w przypadku ogniw słonecznych, acz wciąż kilkukrotnie większa niż w przypadku EJ. Tak jak ze słońcem, mamy tu do czynienia z mocno niestałą produkcją energii. W kwestii ekologicznej wiatraki niestety mają też na sumieniu miliony ptaków. Ten argument jest trochę na wyrost, bo budynki i linie elektryczne mają większe żniwo (pytanie czy to jest argument). Jednocześnie w przypadku wiatraków są to z reguły gatunki, których za przeproszeniem, jest nam bardziej żal niż gołębi zderzających się z budynkami i samochodami.

Wciąż żywe jednak są mity o problemach EJ. Że groźna, że droga, że odpady są kłopotliwe. Trudno tego słuchać, mając świadomość, że te problemy już dawno rozwiązano, gdy widzimy jak jednocześnie ignoruje się realne problemy pozostałych źródeł energii. Dlatego tak bolesne jest oglądanie jak nasz sąsiad zamyka funkcjonujące reaktory.

Powtórzmy to. Trwa katastrofa klimatyczna, eksperci biją na alarm, na całym świecie trwają protesty obywatelskie, a Niemcy z premedytacją prowadzą do bezsensownego kroku wstecz, który zwiększy emisje. Jakby tego było mało, ostatnio duże siły w Unii Europejskiej próbują usunąć energię jądrową z puli źródeł niskoemisyjnych. Jednocześnie politycy udają, że zastępowanie węgla i ropy gazem to jakiś skok jakościowy, tak jakby gaz nie emitował CO2.

Najbardziej wstrząsająca informacja jaką poznałem w 2019 roku pochodzi tak naprawdę z 2018. Jak się okazuje, gdyby Kalifornia oraz Niemcy postawili na atom, ich sektory energetyczne byłyby już całkowicie zdekarbonizowane. Już w 2018, czyli na 32 lata przed celem dekarbonizacyjnym naszego zachodniego sąsiada, który nie wiadomo czy zostanie osiągnięty.

To wstrząsające, smutne, ale jednocześnie myślę, że może dać nam nadzieję na nadchodzące lata. Bo $680 miliardów, które wydały Niemcy i Kalifornia w ciągu ostatnich lat, to tylko troszkę mniej niż roczny budżet militarny USA. Jeśli to wystarczyłoby na transformację największej gospodarki USA i UE, to znaczy, że mamy gotowe rozwiązanie największego wyzwania jakie stanęło przed ludzkością. Kiedy minie okres greenwashingu i nie będzie się już dało udawać, że nie trwa katastrofa, kiedy dekarbonizacja będzie priorytetem okaże się, że wcale nie jest ona tak droga. Szczególnie jeśli alternatywą będzie upadek cywilizacji.


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


Źródła i powiązane:
Major Gaps Between the Public, Scientists on Key Issues
Costs of Germany's nuclear phase-out - badanie o skutkach wycofania EJ w niemczech
Strupczewski: Rozwiązano techniczne problemy składowania paliwa jądrowego
Skład paliwa jądrowego
Energia jądrowa ratuje planetę
Co pozornie i realnie zmniejsza emisje CO2
Śmiertelność źródeł na jednostkę produkowanej energii
With Nuclear Instead of Renewables, California & Germany Would Already Have 100% Clean Electricity


wtorek, 10 grudnia 2019

Dlaczego nie ma zielonych gwiazd?

Tak naprawdę, to są. Ale po kolei… Na fanpage wyraziliście zainteresowanie notką na temat, czemu gwiazdy dzielimy w największym uproszczeniu na czerwone, żółte i niebieskie (a czasem wręcz tylko na niebieskie i czerwone), a nie mówi się nigdy o zielonych. Wynika to trochę z fizyki a trochę z tego jak nasze oczy postrzegają światło i kolory.

Gwiazdy świecą. Są gorące i emitują energię w postaci fal elektromagnetycznych. Światło widzialne to tylko mały wycinek tych fal. Fale krótsze to ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i gamma, fale dłuższe to podczerwień, mikrofale i fale radiowe. Te krótsze niosą więcej energii (“falują” szybciej), te długie mają je mniej.



Wykres powyżej prezentuje rozkład promieniowania obiektów o różnej temperaturze - te gorętsze emitują więcej energii i maksimum tych emisji przypada na krótsze, bardziej energetyczne fale. Chłodniejsze wypromieniowują mniej energii, w ich emisji dominują dłuższe fale.

Teraz kilka słów o tym jak postrzegamy kolory. Nasze oczy widzą światło od 380 do 740 nanometrów (miliardowych metra). To ten wąski pasek w całym spektrum. Światłoczułe komórki siatkówki oka, tak zwane czopki występują w trzech rodzajach reagujących najmocniej na światło niebieskie, zielone i czerwone. Nasze mózgi rozróżniają barwy zależnie od tego jak mocno stymulowane są poszczególne rodzaje czopków. Spójrzmy na wyolbrzymiony wycinek wykresu.

Tak się składa, że gwiazdy błękitne, których temperatura fotosfery wynosi typowo 10 000 °C emitują najwięcej promieniowania w ultrafiolecie, mniej w barwie niebieskiej, jeszcze mniej w zielonej i najmniej w czerwonej. Gwiazdy czerwone, o temperaturze około 3000 °C emitują najwięcej światła w podczerwieni, trochę mniej w czerwieni, mniej w zieleni, najmniej w ultrafiolecie.

A Słońce? Nasza gwiazda ma temperaturę około 5,500 °C i jego maksimum promieniowania przypada na barwę… zieloną. Wykres jest jednak dość płaski, więc wszystkie barwy zlewają się w barwę białą, lub żółtą. Zwróćcie uwagę, że czopki “zielone” i “czerwone” są bliżej siebie pod względem czułości niż czopki niebieskie.

Postrzeganie kolorów jest bardzo subiektywne. Jeśli spojrzeć wprost na Słońce (czego nie polecam) będzie ono białe, nawet jeśli minimalną przewagę mają fotony zielone. W przypadku gwiazd bardziej skrajnych, różnice są wyraźniejsze, dlatego wydają się zdecydowanie czerwone lub niebieskie. Czy zatem można mówić, że nie ma zielonych gwiazd? Czy powinniśmy mówić, że Słońce nie jest żółte a zielone? Nie wydaje mi się, żeby była to konstruktywna dyskusja, więc chętnie ją pozostawię na piwne spotkania.


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


Źródła:
http://www2.astronomy.com/magazine/ask-astro/2007/04/why-are-there-no-green-stars
http://physics.highpoint.edu/~jregester/potl/Waves/Light/WiensLaw.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Cone_cell
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/colcon.html


poniedziałek, 25 listopada 2019

Najciekawsze alternatywy dla mięsa

Jem mięso. I chociażby z tego powodu nie będę Was namawiał do wykluczenia go z diety. Mogę natomiast zaprezentować kilka ciekawych alternatyw dla hodowlanego mięsa. Sam nieśmiałymi kroczkami ograniczam jego spożycie. To dobre dla środowiska, dla zmniejszania cierpienia i lepsze dla zdrowia. To ostatnie może być dla niektórych dyskusyjne, nie chciałbym, by ten temat zdominował ten wpis. Dlatego odeślę Was do notki Damiana Parola.

Zamiast namawiania do czegokolwiek po prostu napiszę kilka słów o tym na co czekam, czego już udało mi się spróbować i jak te - subiektywnie wybranie przeze mnie alternatywy dla hodowlanego mięsa - prezentują się na tle wołowiny pod względem pochłanianych zasobów. No i jeszcze jedno - skoncentrowałem się na burgerach.



IN VITRO

Zaczynamy od jedynej mięsnej opcji na liście. To ze względu na tę opcję infografika podkreśla, że chodzi o alternatywy dla mięsa hodowlanego a nie mięsa w ogóle. W tym przypadku mamy do czynienia z najprawdziwszym mięsem, ale produkowanym z pominięciem zwierzęcia, które czuje, rusza się spala tlen itd. Niestety jest to też jedna z dwóch pozycji, których nie udało mi się jeszcze spróbować.

Mięso stanowi 43% krowy. Hodowla trwa do kilku lat i pochłania ogrom zasobów: woda, pasza, energia związana z najróżniejszymi aspektami hodowli i obróbki. Do tego dochodzi kwestia cierpienia. Nieważne jak dbamy o dobrobyt zwierząt, hodowli niemal zawsze będzie towarzyszyć cierpienie, niejednokrotnie okrucieństwo. Ssaki śnią i mają charaktery, ptaki są całkiem mądre, czują strach. Mięso kultywowane w laboratorium nigdy się nie urodziło i nigdy nie zostało ubite.

Nie mogę się doczekać by je samemu spróbować, ale relacje tych co mieli okazję brzmią dokładnie tak, jak można by się spodziewać - smakuje jak mięso. Jestem pewien, że przyjdzie moment, w którym ślepe próby pokażą, że nawet sceptycy i smakosze nie będą w stanie odróżnić mięsa in vitro od “zwykłego”. Marzy mi się świetlana przyszłość, gdzie współczesna hodowla i ubój będą wspominane jako skrajne barbarzyństwo. Jako, że taka produkcja zużywa mniej zasobów, gdy tylko technologia dojrzeje siłą rzeczy takie mięso powinno być tańsze od “klasycznego”.


BIAŁKO GROCHU

Jak się okazuje z grochu można wyczarować niezłe odpowniki mięska. Można powiedzieć, że historia tego wpisu zaczęła się tutaj - gdy dowiedziałem się, że niedaleko mojego miejsca pracy, w Krowarzywach, podają Beyond Burgera. Byłem, spróbowałem, zacząłem myśleć co dalej. Teksturowane białko grochu mogłoby zwieść kogoś, komu powiedzielibyśmy, że je burgera z jakimś egzotycznym mięsem. Nie sądzę by ktokolwiek dał sobie wmówić, że to wołowina. Co nie zmienia podstawowej kwestii - Beyond był smaczny. Nie oznacza to, że każdy grochowy wegeburger będzie smaczny.

Spróbowałem również dostępnych w Lidlu burgerów roślinnych Dobrej Kalorii. Chwalą się na opakowaniu, że nie zawierają one soi (bo wiecie w Polsce straszy się soją i GMO). Co przezabawne w smaku przypominają właśnie kotlety sojowe. Szału nie było. Wreszcie, żeby mieć większe porównanie, dorwałem Beyonda w wersji sklepowej, żeby przyrządzić go samemu. Udało mi się to w sieci Organic24. Sporo piszą o tym, że dzięki sokowi z buraka burgery te “krwawią”. Nic takiego nie zaobserwowałem, ale było pyszne. Aczkowiek mam wrażenie, że nie dość sycące. A pod względem kaloryczności, nie ustępuje wołowinie.


IMPOSSIBLE BURGER REBEL WHOOPER

Pojechałem pośrednio po kotletach sojowych, mogę przejść do kotletów sojowych XXI wieku. Firma Impossible Foods tworzy swoje produkty w oparciu o białka sojowe. Impossible Burger ma fantastyczny PR, świetne reklamy, jest dostępny w niektórych lokalach Burger Kinga (jako Impossible Whooper) w USA i świetnie się tam przyjął. Niestety jako, że w procesie produkcji używają oni genetycznie modyfikowanych drożdży, pewnie nieprędko będzie można go spróbować w Unii Europejskiej. Dla równowagi amerykańscy weganie mają hopla na punkcie “organicznej” żywności, pewnie nie czytali jeszcze W królestwie Monszatana i nie wiedzą, że organiczne wcale nie znaczy ekologiczne czy zrównoważone. Z tego powodu w USA to Beyond ma pod górkę.

Nie próbowałem, więc nic więcej nie powiem. W czasie pracy nad tą notką Burger King włączył do oferty inną bezmięsną kanapkę - Rebel Whoopera! Oczywiście w imię nauki pobiegłem do sieciówy i zamówiłem sobie jednego bezmięsnego i jednego normalnego. I kurcze… jestem pod ogromnym wrażeniem. Mimo pełnej świadomości, że to nie jest mięso, wrażenia są zupełnie takie jak przy jedzeniu prawdziwego burgera. Nie będę ukrywał, nie jestem wielkim fanem BK, więc stwierdziłem, że smakuje jak typowy burger z sieciówki. Tylko tyle i aż tyle. Wielkie brawa. To jeden z tych momentów, kiedy człowiek czuje, że żyje w przyszłości.

A potem spróbowałem dla porównania zwykłego whoopera. I muszę przyznać - smak był bogatszy i pełniejszy. Mimo to, postanowiłem, że w Burger Kingu będę zawsze brał Rebel Whoopera. Natomiast biorąc pod uwagę jaki narzut cenowy mają takie lokale, uważam, że dodatkowa złotówka dla opcji bezmięsnej to troszkę PRowy niewypał.


QUORN (GRZYBURGER)

Czarny koń tej listy. Mykoproteinowy produkt firmy Quorn zawiera białka grzybów Fusarium. Produkowany jest od 1985 roku, ma pierdylion odmian - mielony, burgery, kiełbaski, “kurczak”, “wędzona szynka”... Niestety dorwać go w Polsce okazało się nie lada sztuczką. W sumie już się poddałem, kiedy okazało się, że jedna paczka była do kupienia w British Shopie kilka przecznic od mojego miejsca pracy (dzięki Asia). Parę godzin później kotleciki wylądowały na patelni…

Szok i niedowierzanie. Pyszne, “mięsne”, sycące. Tekstura i smak sprawiają, że quorn prawdopodobnie bez problemu zmyliłby każdego, kto nie podejrzewa, że dostał coś co nie jest mięsem. Pewnie nie przetrwałby ślepej próby, gdzie próbujący musiałby wskazać, które z dwóch dań/próbek jest mięsem, a które nie. Ale nie wymagajmy zbyt wiele. Myślę, że gdyby te produkty były dostępne u nas w sklepach, bez oporów zrezygnowałbym ze zwykłego mięsa. Zawiera błonnik i ma małą zawartość nasyconych tłuszczów. No i jeszcze jedna istotna kwestia - badania pokazały, że quorn jest bardziej sycący. Co więcej, badania te zostały powtórzone z tymi samymi wnioskami. To cholernie smutne, że po 35 latach produkt ten wciąż nie dotarł do Polski.


SEITAN

Najstarszy produkt na liście. Choć nazwa seitan pochodzi z XX wieku, Chińczycy znali go już w VI wieku. W ogromnym uproszczeniu jest to pszenny gluten otrzymywany przez wypłukanie skrobi z mąki pszennej. Do niedawna seitan pozostawał w sporej mierze poza moją świadomością i z tego co wiem, poza świadomością wielu naszych rodaków.

Seitana można dostać w licznych lokalach z chińszczyzną i w tych nastawionych na kuchnię wegańską. I nie ma możliwości, żeby go jednoznacznie ocenić. W samej okolicy mojego biura można spróbować go w co najmniej trzech miejscach i… delikatnie mówiąc jest różnie. Seitan może być niemal pozbawioną smaku twardawą gąbką, może również być składnikiem wegańskiego kebaba, który zmyliłby niejednego kebabożercę po kilku piwach.

Jeśli dobrze rozumiem, seitan z natury nieźle przyjmuje przyprawy i smaki, więc dobrze zrobiony może być świetny smakowo, ponadto może mieć też dość mięsistą fakturę, która nieźle symuluje drób. Zrobiony kiepsko… może być zwyczajnie niedobry. Uwaga - jeśli jedzenie wege kojarzycie z niską kalorycznością, to przestańcie. Burger z seitanem może spokojnie przebić klasycznego, krowiego burgera.


PORÓWNANIE

Domyślam się, że są co najmniej cztery aspekty, pod którymi można porównywać powyższe produkty. Aspekt hedonistyczny - smak, ewentualnie to jak udają mięso. Tu oczywistym zwycięzcą będzie z oczywistych względów mięso in vitro. Jeśli patrzeć na to, co jest dostępne komercyjnie, wygrywa quorn, choć Rebel Whooper może ubiegać się o to miejsce ex aequo… ale jeśli patrzeć na to, co jest dostępne w sklepach w Polsce, będzie to Beyond meat. Szczególnie jeśli skupiamy się na burgerach udających wołowinę. Ogromny potencjał tkwi w seitanie, który jednak smakował mi w niewielkich kawałkach, natomiast “kotlecik” był niewypałem.

Aspekt zdrowotny potraktuję skrótowo, w nadziei, że ktoś inny (Damian?) zrobi to bardziej profesjonalnie. Powyższe zestawienie jest bardzo wybiórcze i wąskie. Nie mówię o zamiennikach diety mięsnej na wegetariańską lub wegańską, tylko co można zjeść zamiast krowiego burgera. Faktem jednak jest, że większość ludzi je za dużo przetworzonego i czerwonego mięsa, więc zastąpienie go (przynajmniej czasami) przez produkty roślinne powinno być korzystne. Warto jednak mieć świadomość, że rebel whooper, beyond burger, quorn… wszystkie one, nawet jeśli mają stosunkowo mało nasyconych tłuszczów itd, zdecydowanie załapują się w kategorię “żywności przetworzonej”, której też powinniśmy unikać. Poniżej tabelka wartości odżywczych w 100g produktów:


Jak widać jeśli idzie o kaloryczność, zawartość tłuszczy i białko, to zastępniki przebijają klasyczną krowę. Zawierają za to błonnik i mają trochę mniej węglowodanów.

Aspekt dostępności przeskoczę jeszcze szybciej. Po pierwsze - nie ma się o czym rozpisywać. Zamienniki dopiero nabierają popularności, więc na ten moment trudno je dostać, nie ma porównania z powszechnością mięsa zwierzęcego. Kultywowane mięso jest tuż-tuż na granicy komercyjnej dostępności. Beyond można upolować, dobrą kalorię czy seitana dostaniecie już w kilku sieciach. Quorn nie planuje póki co wejścia na nasz rynek. Po drugie - wszystkie te produkty są na ten moment drogie. Mówmy tu o 2-3 razy wyższej cenie w porównaniu z wołowiną. Po trzecie - to się będzie zmieniało, podejrzewam, że w dużym tempie i na korzyść zamienników. Więc co najmniej ta część notki bardzo szybko ulegnie przedawnieniu.


Na koniec zostawiłem aspekt środowiskowy. Dlatego mam też nadzieję, że będzie jednym z tych, które zapamiętacie po tej przydługiej lekturze. Powyżej znajduje się tabela porównująca zasoby jakie pochłania produkcja kilograma jadalnej wołowiny w porównaniu z kilogramem zastępników. Bardzo proszę, żebyście byli bardzo, bardzo krytyczni wobec tych danych. Niektóre dane pochodzą od producentów i sama metodologia tych oszacowań może być bardzo różna. Wiele tych danych to efekt radykalnych przybliżeń. Oderwanie energii i emisji cieplarnianych jest bardzo istotne, bo część energii pochodzi z gniazdka, a wtedy jeśli jest pochodzi z energii jądrowej nie jest szkodliwa dla środowiska, co innego gdy produkcja podpiera się energią węglową. Potencjalnie najistotniejsze jednak jest to, że punktem odniesienia jest tu mięso wołowe. Widzicie, wołowina to prawdopodobnie najgorsza rzecz dla środowiska jaką możecie znaleźć na Waszym stole. Owszem, jeśli zamienicie ją na jeden z wspomnianych produktów, możecie ulżyć środowisku redukując zużycie zasobów o 80-90%. Ale tak naprawdę wystarczy, że zamienicie wołowinę na drób i już zmniejszycie zużycie energii i lądu o około 60%, a redukcja zużycia wody i emisji cieplarnianych sięgnie nawet 80%! Z wymienionych zasobów najmniejszą redukcję widzimy w wierszu z energią, ale jeśli energię zamienimy na tanią i bezemisyjną, nie powinna spędzać nam snu z powiek. Wtedy produkcja żywności ma szansę stać się znacznie bardziej zrównoważona.



Tu normalnie zachęcałbym do zostania patronami Węglowego. Ale to nie jest zwyczajna notka. Dlatego tym razem zachęcam Was do zostania patronami Rynn, która stworzyła dzisiejszą grafikę. Jej twórczość możecie śledzić na jej fanpage Rynn Rysuje.


A teraz źródła...

O mięsie kultywowanym:
Environmental impacts of cultured meat
LiveKindly - mięso in vitro można produkować bez surowicy
Price of lab grown meat to plummet from 280 000 to 10 per patty by 2021
The pros and cons of lab-grown meat
Pros And Cons Of Lab Grown/Cultured Meat (Benefits & Disadvantages)
Lab-grown meat of the future is here – and may even sustainably fill demand
5 things you should know about lab grown meat

Impossible/Beyond:
Impossible Burger vs. Beyond Meat Burger: Taste, ingredients and availability, compared
www.beyondmeat.com
Impossible Burger 2.0: How does it taste, is it safe and where can you get it?
Impossible Burger lowers greenhouse gas emissions
Beyond Burgers: A Vegan's Dream Or Just Another Trend?

Quorn i mykorpoteiny:
Why Cultured Meat Will Not Feed the World (but mycoprotein just might)
What is Quorn? | Learn more about how Quorn is made

Bardziej naukowo:
Beans and peas increase fullness more than meat - fasola i groch sycą bardziej niż mięso
Influence of a high-fibre food (myco-protein) on appetite: Effects on satiation (within meals) and satiety (following meals)
Effects of consuming mycoprotein, tofu or chicken upon subsequent eating behaviour, hunger and safety

Fotki kultywowanego mięsa: The Verge
Damian Parol: Weganizm? Niekoniecznie! - jeśli ktoś przegapił w tekście


sobota, 9 listopada 2019

Skrzydła na Tytanie

Latanie bardzo mocno działa na naszą wyobraźnię. Co najmniej pięć tysięcy lat temu mieliśmy już mity o latających bóstwach i ludziach. Skrzydlate istoty marzyły się Aztekom, Grekom, Egipcjanom, Persom, Hindusom… Współcześnie popularne są sny o lataniu, niezliczeni superbohaterowie komiksowych uniwersów mogą mniej lub bardziej swobodnie latać ze skrzydłami lub bez.

Nam, zwykłym śmiertelnikom pozostaje jednak twarde stąpanie po Ziemi. Czasem możemy spróbować różnych namiastek lotu, od spadochronu, po lotnię a w ostatnich latach również wingsuity. Jest jednak takie miejsce w układzie słonecznym, gdzie być może, człowiek byłby w stanie polecieć jak Ikar, Huitzilopochtli czy Archangel z X-Men. To miejsce to Tytan, największy księżyc Saturna.

Latanie na Tytanie

Pomysł by latać tam dzięki własnym mięśniom nie jest nowy. Ale kiedy trafiłem na film Because Science Are Godzilla’s Flying Monsters Big Enough?, dostrzegłem szansę, żeby policzyć, czy to istotnie możliwe i jak wielkie skrzydła trzeba by skonstruować w tym celu. Przy okazji poszukałem, czy ktoś robił podobne szacunki. Trochę tak, trochę nie. Jedno z badań analizowało lot polegający wyłącznie na sile nośnej, czyli “na braci Wright”. Wykazało ono, że Usain Bolt, który potrafi pobiec 11 m/s dałby sobie radę ze zwykłym wingsuitem. Szaraki biegnące koło 6 m/s potrzebowały by ok 5 metrów kwadratowych powierzchni nośnej. Mnie interesuje jednak wizja człowieka machającego skrzydłami…

Wyobraźmy sobie astronautę na Tytanie. Nazwijmy go Witruwiusz. Witruwiusz na Ziemi waży 80kg. Zabrał ze sobą skrzydlaty kombinezon ważący kolejne 20kg (na Tytanie jest -180°C). Tytan działa na jego korzyść podwójnie. Po pierwsze ciążenie na jego powierzchni to zaledwie 13,8% ciążenia Ziemskiego. Więc ze stu kilogramów “robi się” od razu niecałe czternaście. Do tego dochodzi o połowę większe ciśnienie atmosferyczne. Dzielimy zatem ciężar przez 1,5 i otrzymujemy dziewięć kilogramów. Potem trafiamy na komiks xkcd, który potwierdza nasze obliczenia, a komentarze do niego są jeszcze bardziej optymistyczne. Do zależność między ciśnieniem a gęstością wkrada się jeszcze bardzo niska temperatura na Tytanie. W związku z tym być może wystarczyłoby, żeby Witruwiusz mógł machając skrzydłami unieść odpowiednik nie dziewięciu ale zaledwie trzech kilogramów!

Skrzydła na Tytanie

Jak do tego ma się absolutnie fantastyczny artykuł na podstawie którego Kyle Hill (którego w głowie nazywam Science Thorem) stworzył odcinek o latających potworach z Godzilli? Zachęcająco. “Flight and scaling of flyers in nature” - U.M. Lindhe Norberg to ciężka lektura, ale zachęcam do zerknięcia. Zobaczymy i dowiemy się tam jak skaluje się rozpiętość i powierzchnia skrzydeł wraz z masą różnych stworzonek, owadów, ptaków, nietoperzy itd. Dowiemy się, że kolibry odstają od reszty, że stosunek powierzchni do kwadratu rozpiętości skrzydeł u nietoperzy waha się od 5 do 11 i temu podobne. I wygląda na to, że Witruwiuszowi powinna wystarczyć powierzchnia od dwóch do trzech metrów kwadratowych. [alternatywny obrazek]

Wysiłek

Na koniec możemy jeszcze pomyśleć, czy Witruwiusz da sobie radę, czy lot nie będzie wiązał się z nadludzkim wysiłkiem. Z publikacji wynika, że ptak o wadze 10kg potrzebuje około 100 watów (dla porównania filmowa Gidorah potrzebuje 12 miliardów watów, to jest 12 gigawatów, czyli mniej więcej tyle, ile potrzeba, żeby wystrzelić prom kosmiczny na orbitę). 100 watów jak się okazuje można porównać nie tylko z klasyczną żarówką (choć mam nadzieję, że nie oświetlacie takimi swoich domów) ale i z… człowiekiem.

Dieta 2000 kalorii, to 8,4 * 10^6 Dżuli. Jeden dzień to 86400 sekund. Dzielimy jedno przez drugie i wychodzi nam 97 watów. Czyli generujemy około 100 watów. 100 watogodzin możemy wygenerować również pedałując intensywnie przez godzinę (przynajmniej tak twierdzą autorzy tego tekstu). Brzmi prościej niż machanie rękami, ale… pamiętajmy, że Witruwiusz musi unieść odpowiednik 9 albo nawet jedynie 3 kg. Do tego pewnie zadowoli się krótszym lotem.

Także mój werdykt jest taki, że latanie na Tytanie dzięki sile ludzkich mięśni na wzór mitycznych postaci powinno być zdecydowanie możliwe. Nie byłoby optymalne, bo lepszy byłby pewnie jakiś skrzydlaty rower przekładający pedałowanie na machanie, ale to już detale. Wygląda na to, że byłoby to mniejszym problemem niż kombinezon, który pozwoliłby przetrwać ekstremalne warunki.

NASA planuje wysłanie latającego drona na Tytana. Jeśli uda się go wystrzelić w 2026 to już w 2034 dowiedzielibyśmy się bardzo dużo o tym fascynującym świecie.

85 lat temu narodził się Carl Sagan. Poświęcił swoje życie popularyzacji nauki. Nie tylko edukował. Wzbudzał zachwyt, zachęcał do marzenia i sceptycznego myślenia. Wanderers to krótkometrażowy film z narracją Carla pochodząca z niezrównanej, genialnej, wspaniałej, zachwycającej "Błękitnej Kropki". W drugiej połowie szorta możecie podziwiać między innymi właśnie wizję ludzi latających na Tytanie.


Źródła:
Flight and scaling of flyers in nature
Are Godzilla’s Flying Monsters Big Enough?
Latanie na Tytanie w/g xkcd (warto zerknąć w komentarze na dole)
Generating electricity with a bicycle
Power Of A Human
Krótka publikacja o lataniu bez machania skrzydłami
NASA is sending a drone to fly around Titan


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


wtorek, 5 listopada 2019

Dwie katastrofy na które czekam w tym roku

Tempo w którym SpaceX, a raczej “5% zasobów firmy” rozwija Starship nie przestaje zdumiewać. Obecnie dolna połowa prototypu “Mark 1” została przeniesiona na platformę startową, na potrzeby testów (najprawdopodobniej tankowania i infrastruktury naziemnej) przed pierwszym próbnym lotem. Jednocześnie trwają intensywne prace nad dziobem Starshipa, który według Elona ma być cięższy niż do tej pory. Fani wypatrzyli, że na poszyciu pojawiły się już dysze silników manewrowych.

Zamiast testować wszystko z osobna, dzięki radykalnemu obniżeniu kosztów, w przypadku Starshipa plan jest taki, by agresywnie testować wszystko na raz. Szereg nowych technologii, nowe silniki, nowe (w pewnym sensie) materiały, oraz jak się okazuje szalony manewr towarzyszący lądowaniu. Planowo, pierwszy lot testowy Starshipa, który ma osiągnąć wysokość 20 km ma zakończyć się tak zwanym “belly flop” i lądowaniem. Belly flop to gwałtowne szarpnięcie rakiety, która wpierw traci prędkość hamując “brzuchem”, ale na ostatnim odcinku odwraca się silnikami w dół i ląduje podobnie jak boostery rakiet Falcon. Fragment prezentacji Muska poświęcony lądowaniu możecie zobaczyć tutaj. Myślę, że ten manewr zakończy się spektakularną kraksą.

Mówimy tu o nagłym obróceniu ważącego ponad 120 ton (bez paliwa, ale ok, tego nie będzie tam zbyt wiele pod koniec lotu) prototypu przy prędkości ponad 250 kilometrów na godzinę. Starship Mk1 i Mk2 wykonane są/będą z pospawanych arkuszy stali nierdzewnej. Maszyna która nigdy nie latała, cholera wie ile nie testowanych jeszcze rozwiązań. Myślę, że to po prostu nie może się udać. I nie ma w tym nic złego. W ten sposób SpaceX dokonuje postępu w bezprecedensowym tempie. Jeśli pojazd wzniesie się na planowane 20km to już będzie ogromny sukces, jakie są szanse, że wszystko od silników, po układy sterowania, hydraulikę, kabelki, awionikę spisze się wystarczająco dobrze i całość nie rozpadnie się w czasie manewru? Myślę, że to niemal zaplanowana katrastrofa, bo kolejne egzemplarze będa lżejsze i wytrzymalsze. Każdy pierścień będzie wykonany z pojedynczego, cieńszego arkusza stali, co również uprości budowę. No i myślę, że konstrukcja będzie od razu wzbogacona o wnioski wyciągnięte z rozsypki pierwszego prototypu. Wielu podglądaczy podkreśla, że SpaceX niemal brak miejsca na kolejne pierścienie nierdzewnej stali. Dlatego też sądzę, że jest ogromnie prawdopodobne, że Elon dopnie swego i test odbędzie się jeszcze w 2019.

Im szybciej rozbiją pierwszy prototyp tym szybciej i lepiej zbudują kolejne. A takim Starshipem będzie łatwiej i taniej wysłać 40 000 satelitów Starlink na orbitę, więc nie ma na co czekać ;)
Z ostatniej chwili: jak się właśnie dowiedziałem SpaceX zaczął budować Starship mark 5 nowej, trzeciej lokacji przy Roberts Road. Ja tak trochę żartowałem z tym, że nie ma na co czekać...


Jaka jest druga katastrofa na jaką czekam w 2019 roku? To oczywiście… premiera Epizodu IX. Śledzę to co się dzieje wokół tego filmu z podobną fascynacją z jaką patrzyłbym jak pociąg rozpędza się w kierunku granitowej ściany. Disney zapędził się w niemożliwy róg rękami Riana Johnsona. Tego stosu głupot, absurdów i deptania wątków zasianych przez JJ Abramsa w 2015 nie da się odkręcić i naprostować w jednym filmie. Myślę, że są spore szanse, że powstanie dokument “Star Wars: The Damage Control” opowiadający o produkcji “ostatniego” filmu w sadze. Zbliża się premiera, następują kolejne wycieki fabuły, przecieki o kolejnych dokrętkach i zmianach po seansach testowych, z których wynika, że żadne z ośmiu zakończeń nie “kliknęło” z widownią. Jednocześnie Disney sypie kapuchą na promocję filmu i pompuje balonik obiecując zakończenie wszystkich wątków, oraz wywołuje zabawny wachlarz emocji trailerami.

Myślę, że film spodoba się najbardziej ludziom, którzy mają wywalone na Gwiezdne Wojny. Nie zależy im, średnio pamiętają co się działo w poprzednim filmie nie wspominając na poprzednie trylogie. Krytyka zostanie przypisana hejterom, rasistom itd. Film będzie rozpaczliwą próbą przeskoczenia wszystkiego co było do tej pory choć nie będzie mieć do zaoferowania nic nowego, jak przystało na blockbuster będzie próbował dogodzić wszystkim. Tego po prostu nie da się osiągnąć. Będzie niezła burza. Do kina się nie wybieram, ale aferę będę śledzić. Ciekaw jestem wyniku kasowego, bo wierzę, że słaby wynik Solo to (co najmniej w dużej mierze) wina The Last Jedi.

W przeciwieństwie do katastrofy, którą wieszczę SpaceX, mam mocne podejrzenie, że z Epizodu IX Disney nie nauczy się niczego.


środa, 9 października 2019

SpaceX posadzi lądownik na Księżycu

…choć misja jest fundowana przez NASA, to lądownik będzie dziełem prywatnej firmy Intuitive Machines, co uczyni go (potencjalnie, to jest jeśli misja się powiedzie i nikt ich nie wyprzedzi) pierwszym prywatnym lądownikiem na Księżycu.

NASA w ramach programu Artemis wybrała trzy prywatne firmy, każda z własnym projektem. Na początek wybrano dwanaście aparatur naukowych, które (przynajmniej niektóre) znajdą się w tych lądownikach. Wyprodukowany przez Intuitive Machines Nova-C waży półtorej tony i może posadzić na Srebrnym Globie co najmniej 100kg ładunku. Ma się w nim znaleźć pięć aparatur NASA, co zostawia jeszcze zapas miejsca. Dlatego, firma poszukuje klientów by wypełnić pozostałe miejsce. Także jeśli macie pomysł…

Lot ma odbyć się w 2021 roku. Rakietą ma być Falcon 9. Tak jest, może Jim Bridenstine sądzi, że SpaceX skupia się na Starshipie, ale warto mieć świadomość, że nierdzewna rakieta, to obecnie niecałe 10% wysiłków firmy Muska. W pierwszej chwili zaskoczyć może, że to Falcon 9 a nie Falcon Heavy, w końcu mówimy o lądowniku księżycowym, to kawał drogi do przebycia. Ale jeśli weźmiemy pod uwagę, że wypasiony Falcon 9, dający z siebie wszystko (tzn np. nie odzyskujący pierwszego członu), mógł wynieść 6,7 tony na orbitę geostacjonarną, to trans lunar injection dla ważącego 1,5 tony lądownika brzmi porównywalnie. Według tej animacji wygląda na to, że Nova-C sam jeszcze będzie sobie jeszcze pomagał po drodze.

Poza Intuitive Machines, NASA wybrała jeszcze Astrobotic Technology z lądownikiem Peregrine i OrbitBeyond z lądownikiem Z-01, niestety ta ostatnia firma wycofała się z kontraktu. Jako przyczynę podali niemożliwość terminowej realizacji. Tak czy inaczej idą ciekawe czasy.


Źródło: https://www.space.com/intuitive-machines-moon-lander-spacex-2021.html


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


niedziela, 29 września 2019

Podsumowanie prezentacji SpaceX

To był fascynujący tydzień. Jako, że Elon nie potrafi się powstrzymać od twittera, co rusz popuszczał jakieś newsy. Jako, że Starship w sporej mierze budowany jest pod gołym niebem cały internet podglądał fotki z orbity, z dronów i z rozstawionych w okolicy kamer. Jako, że żyjemy w świecie nerdów, wielu mądrych i spostrzegawczych składało powyższe w coraz bardziej spójny obraz tego co zaprezentował tej nocy Elon Musk. Nie wiem czy ten tydzień nie był ciekawszy od samej prezentacji, ale do rzeczy...

Tempo prac, tempo zmian… czegoś takiego nie było od czasu programu Apollo. W 2016 BFR, Interplanetary Transport System, Starshipem… Wielka Pieprzona Rakieta miała mieć trzy nogi, mieć 12 metrów średnicy i jak przystało na współczesne rakiety, być wykonana z włókien węglowych, statek miał mieć 9 silników a booster 48. Trzy lata później średnica do 9 metrów, silników ma być 6 i 32, całość jest wykonana z nierdzewki a po kilku iteracjach stanęło na czterech skrzydłach. A tak w sumie to nie skrzydłach tylko klapach, bo to co wyrasta z boków lśniącego Starshipa będzie ustawione prostopadle do kąta nacierania na atmosferę. Z reguły.

Zmiany pociągają za sobą szereg ciekawych następstw. Jednym, które mnie zainteresowało jest hamowanie i konsekwencje stosowania osłon termicznych wielokrotnego użytku. Elon potrafi świetnie ująć pewne rzeczy w krótkim tweecie. Dla osłon wielokrotnego użytku chcą ograniczyć maksymalną temperaturę, nawet jeśli całkowite ciepło do wypromieniowania byłoby większe. Co z tego wynika? Starship powracający z Marsa wykonywałby dość ciekawy szereg hamowań w Ziemskiej atmosferze. Po pierwszym zahaczeniu kierowałby się na orbitę Księżyca, potem wykonywał drugie hamowanie po którym zahaczałby o orbitę geostacjonarną, by dopiero za trzecim razem ostatecznie wytracić dość prędkości by bezpiecznie wylądować. Warto mieć świadomość, że takie atrakcje trwałyby pewnie ponad tydzień. Mimo tego wszystkiego najbardziej nagrzewające się części pojazdu mają mieć heksagonalne ceramiczne płytki. Nie jestem w tej chwili pewien, czy będą one wielokrotnego użytku. Z pewnością mają być łatwe do wymiany.



Elon stwierdził, że użycie stali nierdzewnej za najlepszy aspekt w projektowaniu Starshipa. Powtórzył argumenty sprzed kilku miesięcy, w tym, że koszt materiału to 2% w porównaniu z włóknami, że dużo lepiej się z nią pracuje, że można uzyskać niższą masę dzięki prostocie, że ma lepsze parametry w niskich temperaturach.

Nowy projekt boostera (super heavy) to zmienna liczba silników od 24 do 37. Sześć nóg do lądowania. Całość ze Starshipem na czubku będzie mieć 118 metrów. I ciąg dwukrotnie większy od Saturna V.

Internauci byli zaskoczeni, kiedy Elon ogłosił parę dni temu, że trzy silniki Raptor są już zamontowane. Nie widać ich patrząc na Starshipa z boku. Z reguły dysze wystają poniżej cylindra rakiety. W tym wypadku tak nie jest. Powód wywołuje u mnie dreszczyk ekscytacji. A to dlatego, że Starshipy mają być docelowo tankowane na orbicie. W tym celu mają się łączyć “tail-to-tail”. Najciekawsze w tej części było stwierdzenie, że manewr ma być łatwiejszy niż to co robili z Dragonami na ISS. I jak zrozumiałem nie mówimy tylko o dokowaniu ale również o tankowaniu dzięki “micro-g manuvering”, paliwo ma po prostu przelewać się ze “Starshipa-cysterny” do Starshipa kierującego się na Marsa lub Księżyc. Tak zatankowany Starship będzie mógł dostarczyć +100 ton na obce światy.



Pierwotnie klapy i nogi do lądowania miały być połączone. Ostatecznie jednak inżynierowie stwierdzili, że osobne klapy i osobne nóżki to rozwiązanie lepsze i lżejsze. Co więcej klapy nie będą sterowane hydraulicznie ani pneumatycznie. Będą sterowane elektrycznie. W tym celu w ostatnich dniach pod nosem Starshipa zamontowano zestaw baterii Tesli. Ma to również dociążyć dziubek bo tył był ponoć za ciężki.

Kilka informacji z sesji Q&A:


  • Elon twierdzi, że Starship Mark 3 powinien polecieć na orbitę. Czyli pierwsze dwa pewnie wykonają tylko suborbitalne skoki.
  • Yusaku Maezawa, który ma polecieć jako pierwszy prywatny pasażer SpaceX ma twittera. Jego username to “Yousuck2020”. Szanuję.
  • Elon jest zapalony do budowania wielu Starshipów w dużym tempie.
  • Boca ma się stać portem kosmicznym. To tam będą konstruować Starship Mark 3. Chcą ich budować bardzo dużo.
  • Kolejne Starshipy będą budować z pojedynczych arkuszy stali - będą na miejscu kształtować z nich pierścienie, wykonywać jeden spaw. Mają być cieńsze, przez to lżejsze i tańsze.
  • Z wyjątkiem Ziemi i Wenus, na innych planetach czy księżycach gazowych gigantów, Starship będzie mógł wystartować i osiągnąć orbitę bez boostera.
  • Jako, że pojazd ma być wielokrotnego użytku, Elon sądzi, że ludzie mogliby polecieć nawet za rok. Jakkolwiek absurdalnie to brzmi, to jeśli za pół roku osiągną orbitę, to potem mogą wykonać nawet dziesięć lotów w ciągu dziesięciu dni by wykazać, że jest bezpieczny dla ludzi. Uproszczone, Elonowe, ale oddaje ideę o ile prościej w tym wypadku będzie osiągnąć akceptację dla lotów załogowych.

Nowe linki:
https://twitter.com/SpaceX/status/1178129849057038337

Stare linki:
https://www.spacex.com/sites/spacex/files/making_life_multiplanetary_2016.pdf
https://weglowy.blogspot.com/2016/09/problemy-ziemi-wyzwania-marsa.html
https://weglowy.blogspot.com/2017/09/spacex-tym-razem-ksiezyc-i-mars.html
https://weglowy.blogspot.com/2019/01/rakieta-ktora-sie-spoci.html
https://weglowy.blogspot.com/2019/03/musk-szaleje-z-bfr.html


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


poniedziałek, 23 września 2019

Silnik wywrócony na lewą stronę

Ostrzeżenie - artykuł zawiera liczne uproszczenia. Może wywołać skoki ciśnienia u ekspertów.

Udało mi się. To był trudny wyścig. Wyścig o którym nie wiedział mój konkurent - Tim Dodd. Chyba od półtora roku chciałem napisać o aerospike. Ale dopiero kilka miesięcy temu usłyszałem, że Everyday Astronaut (czyli Tim Dodd właśnie), też chce zrobić o tym swój materiał. Potraktowałem to jako źródło motywacji, postanowiłem napisać coś zanim on przygotuje swój filmik. Tak więc pozwólcie, że zapoznam Was z dość ciekawym pomysłem na silnik rakietowy.

W tym celu musimy zacząć od klasycznych silników rakietowych i jednej z ich słabości. Napędzają one rakiety dzięki trzeciemu prawu dynamiki newtona - “odpychają się” od gazów wyrzucanych w przeciwnym kierunku. Innymi słowy produkty spalania paliwa pod ogromnym ciśnieniem kierowane są np. w dół przez co reszta rakiety jest popychana w górę. Działa to najlepiej (najbardziej wydajnie) jeśli spaliny poruszają się w jednym kierunku z jak największą prędkością. W praktyce jednak do głosu dochodzi ciśnienie atmosferyczne, które “naciska” na strumień z dyszy z zewnątrz. Im wyżej znajduje się rakieta, tym niższe ciśnienie, więc spaliny wychodzą z dyszy pod coraz szerszym kątem, więc część ciągu “marnuje się”. W końcu interesuje nas jedynie składowa ruchu zgodna z kierunkiem lotu. Kształt dyszy, może być dostosowany tylko do jednej wysokości nad poziomem morza… chyba, że wywrócimy go na lewą stronę.

Tak wiem, tytuł notki mówi o wywróceniu silnika, a tak naprawdę chodzi tylko o dyszę. Musicie mi wybaczyć - tak brzmiało znacznie fajniej. Normalna dysza oddziela spaliny od powietrza parabolicznym “dzwonem”. W silniku aerospike kierowane są one na paraboliczny stożek na środku do którego dociska je ciśnienie samej atmosfery. Klasyczny design jest lepszy na swojej “dedykowanej” wysokości (większość silników zaprojektowana jest na ciśnienie na poziomie morza). Aerospike może się pochwalić jedynie około 90% wydajności klasycznego silnika na tej wysokości. Jego przewaga polega na tym, że podczas gdy wydajność klasycznych silników spada na innych wysokościach, aerospike działa na nich równie dobrze. Od poziomu morza aż po próżnię.

W teorii szpic centralnego stożka powinien być nieskończenie długi, tak samo dzwon silnika dostosowanego do pracy w próżni też powinien ciągnąć się w nieskończoność. Realnie jednak oczywiście trzeba go gdzieś zakończyć. Krótsza dysza będzie lżejsza więc może być znacznie lepsza od teoretycznie bardziej wydajnej, długiej. Podobnie ze stożkiem. Pod ściętym stożkiem tworzy się strefa recyrkulacji, która jednak nie zakłóca pracy ani spowalnia rakiety, a na wyższych wysokościach może nawet poprawiać ciąg. Niektóre projekty zawierają również dodatkowe odprowadzanie gazów z tego punktu. W ten sposób dodatkowo oszczędzano masę - dodatkowy strumień spalin zastępował dłuższy stożek.

Aerospike ma dwa główne warianty. Poza wspomnianym powyżej, gdzie spaliny są skierowane na stożek istnieje wersja liniowa. W tym wypadku zamiast parabolicznego stożka/szpica mamy paraboliczny kształt ściętej litery V. Taki projekt pozwalał na modularną budową, doczepianie kolejnych silników i łatwiejszą kontrolę ciągu (polegałaby na włączaniu i wyłączaniu kolejnych sekcji).

Taki silnik miał napędzać VentureStar, następcę promów kosmicznych. Koncepcja aerospike nie jest nowa. Sięga połowy zeszłego stulecia. Chęć napisania notki na ten temat przyszła półtora roku temu, częściowo dlatego, że ożywiła wspomnienie z lat 90tych. Może niektórzy z Was pamiętają, gdy Discovery było kanałem o nauce i technice a nie o krzyczących na siebie motocyklistach. To właśnie wtedy po raz pierwszy widziałem aerospike, naturalnie nie bardzo rozumiałem o co chodzi, ale widok “nowego promu” w kształcie grotu strzały, z silnikiem prosto z filmu SF pozostał mi gdzieś w pamięci.

VentureStar miał być zupełnie nową jakością. Były to czasy po katastrofie Challengera. Amerykanie mieli świadomość, że promy, w pewnym sensie były niewypałem. Nie zrozumcie mnie źle, era wahadłowców pchnęła znacznie eksplorację kosmosu ale np. koszt ich eksploatacji był jakies 70 raz większy od planowanego. VentureStar miał spełnić obietnicę wahadłowca. Bez dodatkowych stopni, na jednym silniku od ziemi aż po orbitę, całkowicie wielokrotnego użytku...

Co się zatem stało? Lockheed Martin miał ściąć dziesięciokrotnie koszt wynoszenia materiału na orbitę. W latach 90tych silnik aerospike zbliżał się do etapu lotów, jednak pęczniejące koszty i niepowodzenia w testach doprowadziły do wycofania się USA z finansowania projektu w 2001 roku. Lockheed Martin kontynuował prace jeszcze przez osiem lat zanim dał za wygraną.

Co z innymi firmami? Niestety jako, że nikt nie doszedł do etapu latania takimi rakietami (poza małymi rakietami z cylindrycznym wariantem aerospike), praca nad tą koncepcją oznaczałaby ogromne koszty R&D. To wciąż niemal jak projektowanie rakiety od podstaw. A mimo swoich zalet aerospike boryka się z licznymi problemami jak choćby chłodzenie centralnej części tak by nie uległa stopieniu. Jego zaleta w postaci wydajności i oszczędzania paliwa okazuje się nie być aż tak atrakcyjna. SpaceX, odzyskując pierwszy stopień swoich Falconów oszczędza nieporównywalnie więcej niż oszczędziłby na paliwie, które stanowi ułamek procenta kosztu rakiety.

Kto wie, może druk 3D, coraz lepsze możliwości projektowania cyfrowego i rosnąca wartość sektora kosmicznego sprawią, że aerospike wyskoczy w którymś momencie z kapelusza i wstrząśnie rynkiem. Póki co, pozostaje ciekawostką, która zbiera kurz na półce i czasem przewija się w popkulturze.

W notce całkowicie pominąłem jak fascynującym tematem jest projektowanie dyszy i mechanizm stojący za Dyszą de Lavala (chodzi o operowanie ciśnieniem i prędkością spalin w silniku) oraz milion innych aspektów. Nie wspomniałem też o alternatywach dla radzenia sobie z kwestią różnego ciśnienia atmosferycznego na różnych wysokościach, ani o tym dlaczego gif po prawej jest z czapy (w skrócie - bo nie taki mechanizm nie dałby rady z temperaturą i ciśnieniem silnika rakietowego). Może kiedyś przyjdzie czas na to by napisać o tym wszystkim, bo nie bez powodu rocket science jest synonimem czegoś skomplikowanego. To fascynujący temat, który zaniedbywałem na Węglowym i chciałbym to kiedyś nadrobić. Oczywiście jeśli jesteście zainteresowani o czym możecie dać znać poniżej lub na fanpage.



Źródła:
AerospaceWeb.org
Curious Droid
Schematy (te na niebieskim tle): Rocketdyne: Powering Humans into Space (1999)
Składowe strumienia dorysowałem na fotce z misji SSO-A
Pióropusz na róznych wysokościach to też kilka klatek z tego samego lotu


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


sobota, 14 września 2019

K2-18b - egzoplaneta z wodą

To zawsze przemiłe, kiedy zarzucacie mnie tematami do opisania. Trochę mi przykro bo nie jestem w stanie napisać notek na jedną trzecią tematów, które sam sobie wymyślam, a co dopiero na swoje i Wasze. Także nie gniewajcie się, że niektóre notki nigdy nie powstaną. Nauka rozwija się wykładniczo i po prostu nie dałbym rady. Nie zrażajcie się do podsuwania mi pomysłów. Bo ten podsunęło mi całkiem sporo osób...

Egzoplanety to mój konik, więc tym zabawniejsze, że nagłówki o K2-18b początkowo zbyłem machnięciem ręką. Pomyślałem, że kolejny raz media trąbią o planecie “najbardziej podobnej do Ziemi” bo ma o jakiś ułamek bliższe parametry do Ziemi niż poprzednia “bliźniaczka Ziemi”. Okazuje się jednak, że mamy do czynienia z czymś ciekawym. W atmosferze K2-18b wykryto wodę.

To jednak nie woda moim zdaniem jest tu kluczowym odkryciem (to nie pierwsza egzoplaneta w której atmosferze wykryto wodę), ale obecność atmosfery. A to dlatego, że K2-18b, jest planetą na orbicie wokół czerwonego karła. Planety czerwonych karłów są szczególnie interesujące, bo stanowią one znaczną większość we wszechświecie a jednocześnie astronomowie mają mocne podstawy by mieć wątpliwości, czy takie planety mogą się nadawać do życia. Więc wszyscy bardzo chcieliby wiedzieć, czy powinniśmy skreślić większość planet i skupić się na żółtych, gwiazdach takich jak Słońce.

Ekosfera, czyli region w którym woda ma szansę istnieć na powierzchni w stanie ciekłym, w przypadku małych czerwonych gwiazd znajduje się bardzo, bardzo blisko. Jednocześnie czerwone karły emitują silny wiatr słoneczny i liczne rozbłyski, które potencjalnie miałyby “zdmuchnąć” atmosfery tych planet. K2-18b pokazuje, że nie zawsze musi tak być. Planeta ta znajduje się trzy razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury względem Słońca. Nie oznacza to jednak, wbrew temu co piszą w niektórych serwisach, że K2-18b jest szczególnie obiecującym dla życia światem. Do tego jeszcze daleka droga. Na szczęście w ciągu dekady powinniśmy dysponować nową generacją teleskopów, które dadzą nam zupełnie nowe, dokładniejsze spojrzenie na egzoplanety.

K2-18b jest około osiem razy masywniejsza od Ziemi i ponad dwukrotnie większa. To stawia ją w grupie planet, których (jeszcze) nie zaobserwowaliśmy w naszym układzie słonecznym. Takie super-Ziemie lub mini-Neptuny, są najliczniejszą grupą wśród odkrytych do tej pory kilku tysięcy egzoplanet. W wielu przypadkach nie mamy pewności, czy są to wielkie skaliste planety (wspomniane super-Ziemie) czy może skały otoczone grubą warstwą atmosfery (mini-Neptuny). Ten drugi wariant rokowałby zdecydowanie gorzej dla życia.

Mam nadzieję, że skutecznie wyjaśniłem, dlaczego bardziej ekscytuje mnie fakt, że K2-18b ma atmosferę niż to, że jest w niej woda. Woda jest najpowszechniejszą cząstką we wszechświecie (nie mylić z najpowszechniejszym pierwiastkiem, czyli wodorem). Możemy się jej spodziewać naprawdę wszędzie. Sztuczką będzie znaleźć ją w stanie ciekłym na powierzchni planety, która nie będzie jednocześnie całkowicie wodnym światem. Od teraz nie ma wątpliwości, że takich planet warto szukać również wokół czerwonych karłów.


PS. Jak podkreślił Scott Manley, odkrycia tego dokonały jednocześnie i niezależnie dwa zespoły. Czyż nauka nie jest wspaniała?

Źródła:
https://arxiv.org/pdf/1909.04642.pdf - Jedno badanie
https://www.nature.com/articles/s41550-019-0878-9.epdf - Drugie badanie
Grafiki (te po prawej): ESA/Hubble, M. Kornmesser


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


poniedziałek, 9 września 2019

Helikopter na Marsie

Jeśli ktoś by mnie spytał, gdzie poza Ziemią wyobrażam sobie helikopter, bez wahania wskazałbym na Tytana*. Ten księżyc Saturna jest tak lekki, że grawitacja przy powierzchni to niecałe 14% Ziemskiej a jednocześnie ma atmosferę niemal o połowę gęściejszą od Ziemi. Aż się prosi by tam polatać (zresztą, latanie na Tytanie przy użyciu siły mięśni to niezły temat na osobną notkę). Na pewno nie pomyślałbym o Marsie... Na szczęście w NASA pracują mądrzejsi i odważniejsi ludzie, którzy pomyśleli. I dzięki nim w czerwcu 2020 poza nienazwanym jeszcze następcą Curiosity, na Marsa poleci Mars Helicopter Scout (MHS).

Co trzeba zrobić, żeby helikopter mógł latać na Marsie? Jedynym sojusznikiem będzie znacznie mniejsza masa czerwonej planety. Marsjański helikopter waży raptem 1800 gram, co jest imponujące biorąc pod uwagę jego wymiary. Rama/podwozie to sześcian o krawędzi 14 cm, wysokość całości to 80 cm a wirnik ma 120 cm średnicy. Jako, że ciążenie na powierzchni Marsa stanowi 0,3794 g, MHS na marsie będzie ważył efektywnie 683 gramów. Potem robi się już tylko coraz trudniej...

Atmosfera Ziemi jest ponad stukrotnie gęściejsza od marsjańskiej, więc wyzwaniem było zaprojektowanie helikoptera, który byłby w stanie wcisnąć pod siebie dość powietrza by się unieść. To trochę tak jakby latać helikopterem na Ziemi na wysokości 30 kilometrów. Tak wysoko nie latają nawet Blackbirdy. Dla śmigłowców rekord to 12 kilometrów. W związku z tym dwa śmigła MHS będą musiały obracać się od około 40 do 50 razy na sekundę (2300-2900 rpm). To mniej więcej pięć razy szybciej niż w przypadku typowego ziemskiego helikoptera.

Jest to pewien kompromis, nawet jeśli technologia by pozwoliła na większe prędkości, jest pewne ograniczenie. NASA chciała uniknąć sytuacji w które czubki wirników przekraczałyby prędkość dźwięku. Powoduje to całą masę problemów z aerodynamiką, falami uderzeniowymi itd. Dla bezpieczeństwa ustalili sobie prędkość maksymalną na 70% mach, czyli 70% prędkości dźwięku. Haczyk? Prędkość dźwięku na Marsie to 244 metrów na sekundę (340 m/s na Ziemi).

Żeby podołać tym wyzwaniom i ograniczyć wagę do tych niecałych dwóch kilogramów, NASA musiała pójść na wiele kompromisów. Dlatego MHS będzie mógł latać jedynie przez około półtorej minuty na raz i nie będzie miał praktycznie aparatury naukowej. Ma być testem technologii i poza sprzętem do lotu będzie wyposażony w dwie kamery. Tylko tyle i aż tyle biorąc pod uwagę to wszystko, co napisałem powyżej. A na “sprzęt do lotu” poza napędem składają się też żyroskopy, akcelerometry, wysokościomierze i inklinometry. Pokładowy komputer będzie karmił się ich danymi by setki razy na sekundę danymi, móc przeliczać kurs i wprowadzać potrzebne korekty.

Te półtorej minuty lotu poprzedzać (lub następować) będzie zawsze cały dzień ładowania baterii słonecznej. Z racji odległości, do powierzchni Marsa dociera jedynie 44% energii słonecznej, którą cieszymy się na Ziemi. Co więcej tylko jedna trzecia zgromadzonej energii zostanie zużyta na loty. Dwie trzecie będzie potrzebne do ogrzewania helikoptera, tak by przetrwał niemal stustopniowy mróz w czasie marsjańskich nocy. Loty będą się odbywać późnym przedpołudniem. To kolejny kompromis - poranne słonko ogrzewa pojazd ale również rozrzedza atmosferę. NASA uznała, że około 11:00 rano będzie dość ciepło ale jeszcze nie za ciepło by latać.

Bardzo ciekawe wygląda kwestia testowania tego cacka na Ziemi. W tym celu NASA umieszczała helikopter w komorze próżniowej gdzie odwzorowywano ciśnienie czerwonej planety oraz za pomocą linki “odciążała” maszynę tak, by symulować marsjańską grawitację. Zwróćcie uwagę jak zamontowano nóżki. Nie są przyczepione na dole “kostki” podwozia, ale na górze. Zakładam, że to obniża środek masy. Dzięki temu nawet przy mocniejszym lądowaniu, MHS pokica sobie ale nie powinien się przewrócić. Powiedziałbym, że najbliższa pomocna dłoń byłaby wtedy miliony kilometrów dalej, ale kto wie - może NASA spróbowałaby ustawić go do pionu łazikiem. Obyśmy się nie przekonali.

Patrząc na marsjański helikopter myślę, że może być ciekawie porównać go z wypasionym, ziemskim dronem… Chwilka z guglem, mówi, że ponoć DJI Mavic 2 Pro jest wypasiony, więc jedziemy...


Mars Helicopter Scout DJI Mavic 2 Pro
Masa 1800 g 907 g
Wirniki Dwa współosiowe wirniki,
Średnica - 1200 mm
Cztery wirniki,
Średnica - 211 mm
Prędkość obrotowa do 2800 rpm do ~ 10 000 rpm
Czas lotu 90 sekund 30 minut
Zasięg 600 metrów (na Marsie) 15 km (na Ziemi)
Bateria 12 000 mAh 3830 mAh
Cena $ 23 000 000 $ 1 500


Zatem czekamy. Start w 2020 roku, lądowanie w 2021 i fotkę marsjańskiego łazika strzeloną przez marsjański helikopterek.

* - pewnie dlatego NASA planuje wysłanie na Tytana kwadrokoptera. Mógłbym długo opowiadać dlaczego dla mnie to jedna z najbardziej ekscytujących misji jakie mogę sobie wyobrazić w realnej przyszłości. Tuż obok konstrukcji bazy na Księżycu, załogowej misji na Marsa, eksploracji Enceladusa i Europy, oraz budowy teleskopów mogących badać planety pozasłoneczne. Dla przypomnienia – tytanowy szowinista.


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


środa, 28 sierpnia 2019

Gdy na Ziemi latały wieże ciśnień


Kochani to już koniec latania wielkimi baryłami na wodę. Zmontowany w Boca Chica Starhopper to prototyp testowy, który pozwolił na testy silnika Raptor, o którym mam nadzieję napisać jeszcze nie raz, bo nie bez powodu mówi się o nim, że jest złotym graalem silników rakietowych. Dziś w nocy poleciał po raz trzeci i ostatni.

Zbudowany przez ludzi, którzy na co dzień zajmowali się konstruowaniem wież ciśnień i zbiorników wodnych a nie statkami kosmicznymi Starhopper nigdy nie miał polecieć daleko ani wysoko. Ten lot na 150 metrów i lądowanie na sąsiednim padzie, spektakularnie zakończył pewien etap testów. Teraz blaszak już zostanie na swoim miejscu - to jest na Ziemi. Nie będzie jednakże się marnował. Ma stać się stanowiskiem testowym nowych Raptorów, które SpaceX (jeśli wszystko pójdzie dobrze) będzie produkował jeden za drugim i montował na Starshipach i Super Heavy (jak mieszają się Wam nazwy to zapraszam tutaj.

Następny krok? SpaceX od kilku miesięcy buduje dwa prototypy Starshipa, jeden w Teksasie jeden na Florydzie. Dzięki dzisiejszemu, finałowemu testowi wielkiej metalowej baryły, silniki będą bodaj najlepiej sprawdzonymi elementami nowych rakiet. Te będą już miały realne właściwości aerodynamiczne. Podglądacze zrobili już fotki tych drobnych skrzydełek, które znajdą się przy nosie Starshipa, są wielkości sporej ciężarówki… Szykują się widowiskowe testy.

SpaceX ma szalone tempo. Niektórzy nie robią oprogramowania tak zwinnie (w sensie Agile), jak SpaceX robi swoje rakiety. To wręcz utrudnia im czasem Co tu dużo mówić, współpracę z NASA, bo zmiany np. w kapsule Dragon wprowadzają tak szybko i często, że blokują akceptację ze strony rządowej organizacji. I nie chodzi tu jedynie o ważne i sensowne kwestie bezpieczeństwa ale raczej o samą biurokrację.

Ciekawostka - na co najmniej jednym nagraniu widać, że już po lądowaniu, od baryły oderwał się jeden ze zbiorników ciśnieniowy i pofrunął sobie beztrosko wirując. Na szczęście nikomu nic się nie stało. Możecie to zobaczyć tutaj przy 1:08, na prawo od Starhoppera czy raczej chmury kurzu.

Na koniec najlepszy mem od konkurencji SpaceX:



Romantyczne foto z Księżycem: Carlos Nunez
Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.



piątek, 23 sierpnia 2019

IPCC - specjalny raport sierpień 2019

Zgodnie z Waszymi prośbami, przygotowałem podskrótowanie (skrót podsumowania) najnowszego raportu IPCC. Mówi o tym w jak dramatycznym położeniu jesteśmy, jakie są nasze możliwości i jak liczne są potencjalne korzyści pójścia drogą zrównoważonego zarządzania lądem i produkcją żywności. Raport ten to efekt pracy 107 ekspertek i ekspertów z 52 krajów, którzy posiłkowali się siedmioma tysiącami badań.


Gdzie jesteśmy, dokąd zmierzamy

Ludzkość wykorzystuje około 72% powierzchni lądowej nie skutej lodem. Powierzchnia lądowa jest zasobem krytycznym, potrzebujemy go niemal do wszystkiego. Około jednej trzeciej lądów, które wykorzystujemy podlega wywołanej przez nas erozji w tempie od dziesięciu do ponad stukrotnie większym do tempa formacji gleby. Spróbujcie przetrawić tą informację. Jak zatrważający jest brak równowagi między tempem w jakim niszczymy krytyczny zasób a tempem w jaki jest on odnawiany. Zmiany klimatyczne szczególnie mocno uderzają w nisko położone tereny brzegowe, delty rzek, tereny suche i tereny wiecznej zmarzliny.

Ląd ulega szybszemu wzrostowi średnich temperatur. Choć globalnie podgrzaliśmy Ziemię o 0,87’C (dane na 2015) to średnia temperatur dla lądowej części planety podniosła się o 1,53’C. IPCC wspomina, że wywołało to częstsze i silniejsze zjawiska takie jak fale upałów, susze i ulewne deszcze. Postępujące pustynnienie dodatkowo napędza efekt cieplarniany - zanikanie roślinności idzie w parze z uwalnianiem CO2 do atmosfery.

Sektor rolny, leśny i inne użytkowanie gruntów (Agriculture, Forestry and Other Land Use, w skrócie - AFOLU) odpowiada za 13% emisji CO2, 44% metanu (CH4) i 82% podtlenku azotu (N2O). W sumie 23% całej wypadkowej antropogenicznych emisji cieplarnianych (ekwiwalent 12 Gigaton CO2 rocznie).

Jak zawsze najbardziej ucierpią ludzie biedni. Jak łatwo się domyślić najliczniej ucierpią mieszkańcy południowej i wschodniej Azji. Ale jeśli idzie o susze to szczególnie narażony jest region śródziemnomorski i południowa Afryka. Przypomnę przy okazji, że Polska wysycha.

Lista zagrożeń jest długa. Erozja gleb, niedobory wody, utrata wegetacji, pożary, topnienie zmarzliny, degradacja wybrzeży i topików, mniejsze zbiory… Wszystkie tym bardziej dotkliwe im bardziej podgrzejemy planetę. Co więcej z roku na rok jest coraz więcej dowodów na to, że nadmiar CO2 w powietrzu wcale nie jest dobry dla roślin i IPCC tym razem pisze wprost, że prowadzi on do obniżenia wartości odżywczej niektórych upraw. Pogorszeniu ulegnie również wydajność hodowli zwierząt. W scenariuszu “pośrednim”, który ja nazwałbym optymistycznym, bo z reguły sprawdzają się te pesymistyczne przewidywania IPCC, do 2050 susze i degradacja siedlisk ludzkich dosięgnie 178 milionów ludzi przy zdecydowanie optymistycznym ociepleniu o 1,5’C, 220 milionów przy 2’C i 270 milionów przy 3’C. Mówimy tu o dodatkowych, bo już dziś pół miliarda ludzi zamieszkuje tereny podlegające pustynnieniu.

Nie wiem czy wcześniej IPCC mówiło o tym w raportach, ale tym razem jasno stwierdzają, że katastrofa klimatyczna może prowadzić do zagrożenia życia, wielkich migracji, głodu a to prowadzić może do nowych konfliktów zbrojnych. Za pierwszy tego rodzaju konflikt niektórzy uznają wojnę w Syrii.


Adaptacja i łagodzenie skutków

Ląd jest zasobem krytycznym, ale może być też jednym z kluczy do rozwiązania kryzysu klimatycznego. Niektóre z rozwiązań mają natychmiastowy efekt, inne przyniosą skutki na przestrzeni dekad. Te pierwsze to ochrona bogatych w związki węgiel ekosystemów - torfowisk, mokradeł, użytków/pastwisk (rangelands) i lasów namorzynowych. Te, które zapewnią liczne korzyści, lecz dopiero po latach to zalesianie i przywracanie zniszczonych i utraconych lasów oraz wymienionych wcześniej ekosystemów. To również regeneracja zniszczonych gleb i agroleśnictwo.

IPCC podkreśla wielokrotnie, że liczne opcje walki z kryzysem klimatycznym cechują synergie. Niektóre rozwiązania jednocześnie blokują degradację lądów i zwiększają bezpieczeństwo żywnościowe, inne zmniejszają zapotrzebowanie na tereny uprawne i powstrzymują utratę bioróżnorodności. Powstrzymywanie pustynnienia przekłada się na zwiększenie żyzności gleb i tak dalej.

To powiew świeżości w literaturze IPCC, gdzie najczęściej czytałem o synergiach w postaci sprzężeń zwrotnych, gdzie różne skutki globalnego ocieplenia dodatkowo wzmacniały się wzajemnie i napędzały zmiany klimatyczne.

Rozwiązaniem jest zwiększenie wydajności w tym genetyczne poprawki, co pewnie doprowadzi legislatorów w Unii Europejskiej i pseudoekologów do białej gorączki. Ważna jest również zmiana diety na mniej mięsną, co oprócz zmniejszenia emisji może zwolnić miliony (!) kilometrów kwadratowych ziemi. Istotne wreszcie będzie ograniczenie marnowania żywności. Mimo głodujących milionów szacuje się, że 25-30% produkowanej żywności jest tracona lub wyrzucana, to 8-10% całych emisji cieplarnianych ludzkości (gnijąca żywność to metan i dwutlenek węgla trafiający do atmosfery).

IPCC zaleca również lokalną produkcję żywności, zamiast wożenia jej z drugiego końca świata. Zalesianie, tworzenie “zielonych murów” i “zielonych tam” które ograniczą erozję, pustynnienie, utratę wody, poprawią jakość powietrza i lokalne mikro klimaty a jednocześnie stworzą kolejne rezerwuary węgla.


Mierzalne korzyści

Choć to szacunki obarczone ogromnymi niepewnościami, to IPCC szacuje, że gdyby wprowadzić wspominane metody zrównoważonego wykorzystywania lądów, do 2050 moglibyśmy zmniejszyć emisje cieplarniane o ekwiwalent 2-10 gigaton CO2 rocznie, a zmiana diety dałaby kolejne 1-8 gigaton. W sumie 3-18 Gt CO2/rocznie, czyli około 20% rocznych emisji dzisiaj. Wszystkie ścieżki prowadzące do ograniczenia ocieplenia do 1,5’C i 2’C wymagają, by oprócz transformacji w dziedzinie paliw kopalnych doszło do fundamentalnych zmian w tym jak zarządzamy lądami i jak produkujemy (i konsumujemy) żywność.

A nie zapominajmy, że poza ograniczeniem ocieplenia zapewnimy w ten sposób również poprawę dostępu do żywności, lepsze zdrowie, powstrzymanie masowych migracji i dalszą, katastrofalną degradację środowiska. IPCC do wszystkich informacji i przewidywań przypisuje poziomy pewności. Zmniejszenie ubóstwa i poprawa zdrowia publicznego na skutek proponowanych przemian opisywana jest jako “high confidence”, co oznacza ponad 80% prawdopodobieństwo.


Działania w krótkim terminie

Podobne silne przekonanie o pozytywnych efektach IPCC wyraża wobec polityki zachęcającej do zrównoważonego zarządzania lądem i zmniejszania nierówności i emancypacji kobiet. Wśród kluczowych działań na ten moment znajduje się budowanie narzędzi instytucjonalnych i finansowych, umożliwiających przemiany, rozpowszechnianie wiedzy i technologii oraz wprowadzanie systemów wczesnego ostrzegania (czyli również instrumentów do dokładniejszej i lepszej analizy klimatu i pogody).

W ostatnich sekcjach raportu IPCC mówi nawet 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.


I jeszcze link do raportu, a raczej podsumowania dla decydentów:
https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2019/08/4.-SPM_Approved_Microsite_FINAL.pdf


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


poniedziałek, 12 sierpnia 2019

Pierdzinotka - naukowo o gazach jelitowych

Z okazji 10 000 lajków planowałem napisać coś wyjątkowego (jak widać, trochę mi zeszło). Wiedziałem, że musi być naukowo. Jak zawsze najlepszy okazał się schemat proste pytanie - ciekawa odpowiedź. Jestem pewien, że jednym z pytań, które spędzają Wam sen z powiek jest to, czy puszczając bączka, stajemy się ciężsi, czy lżejsi? Miło mi powiedzieć, że od dziś będziecie mogli spać spokojnie.

Czy muszę wspominać, że jeśli temat gazów jelitowych godzi w Waszą wrażliwości i nie tolerujecie różnych określeń na bączki, to powinniście niezwłocznie zaprzestać lektury? Zamiast tego mogę polecić cały szereg kulturalnych i nie mniej naukowych tekstów na Węglowym.

Zacznijmy zatem nasze rozważania. Co to znaczy, że stajemy się lżejsi po pierdnięciu? Można by powiedzieć, że wydalając cokolwiek poza organizm zmniejszamy naszą masę, bo „jest nas mniej”. W tym wypadku jednak chodzi o to, jak zmieniłoby się wskazanie wagi w momencie puszczenia bąka, gdyby była dość precyzyjna. Jeśli stojąc na wadze puszczę trzymany balonik z wodorem lub helem, wskazanie powinno delikatnie wzrosnąć.

Najlepiej oczywiście byłoby wykonać solidny eksperyment. Wyzwanie jednak jest większe niż można by się spodziewać. Potrzebna dokładność sięga miligramów. Tak precyzyjne wagi istnieją, ale nie waży się na nich ludzi. Pewnie możliwe jest skonstruowanie przeciwwagi, dzięki której można by bezpiecznie stanąć na jednym z takich urządzeń, ale pomijając kłopot z organizacją, w tej skali pewnie samo sprężynowanie i bujanie przeciwwagi, oddychanie czy najdrobniejsze ruchy mogłyby wprowadzać szumy przekraczające “efekt”. Na pewno trzeba by wstrzymywać oddech w czasie pierdzenia, acz to niektórym przychodzi naturalnie. Dlatego kibicuję każdemu kto porwie się na ten godny IgNobla wyczyn, ale sam wymiękam i pozostanę w sferze teoretycznych rozważań podpartych danymi naukowymi.

Skupimy się na tym, czy bączek, kiedy cieszy się przytulną ciemnością naszych jelit, ma wyporność większą czy mniejszą od powietrza. Innymi słowy, czy masa pierdziocha w brzuchu podzielona przez jego objętość, jest mniejsza czy większa od masy takiej samej objętości powietrza. To klucz do odpowiedzi na nasze pytanie. I wiecie co… Nauka jest piękna, a odkrywanie tajemnic świata fascynujące. Bardzo często, nawet jeśli sprowadzimy coś do pozornie prostego pytania, to odpowiedź może być zaskakująca. Bo widzicie... jeśli spytamy, czy po pierdnięciu jesteśmy lżejsi, czy wręcz przeciwnie, odpowiedź brzmi:


TO ZALEŻY.

Zgodnie z tym co już napisałem, kluczowe dla naszych rozważań powinno być porównanie gęstości powietrza oraz bączka. Dla wygody będziemy jednak porównywać masy molowe. Wiem jak niektórzy reagują na wzory, więc podam Wam jedynie tego linka do dowodu. Autor używa Prawa Boyla i kilku prostych przekształceń. Tym, którzy chcieliby mi powiedzieć, że bąki nia są gazami idealnymi powiem - macie rację. Jednakże nasza nieidealna atmosfera i nasze nieidealne pierdzioszki w temperaturach i ciśnieniach, z którymi mamy do czynienia zachowują się tak jak gaz idealny. Dopóki nie macie w tyłku arktycznych temperatur, a ciśnienie nie starczy do rozsadzenia termoforu, nie zaprzątajcie sobie tą niedoskonałością głowy.

Masa molowa powietrza jest dość łatwa do obliczenia:
Masa molowa Zawartość
azot N2 28 78.08% 21.86
tlen O2 32 20.95% 6.70
argon Ar2 40 0.93% 0.37
Dwutlenek węgla CO44 44 0.04% 0.02
SUMA 100% 28.96

Gazy inne to mniej niż 0,003%. Para wodna, natomiast, jeśli jest obecna, jedynie zmniejsza gęstość powietrza. Masa molowa pierdzioszka, to moment w którym robi się ciekawiej...

Gazy jelitowe pochodzą z kilku źródeł. Połykamy całkiem sporo powietrza, poza tym powstają one w wyniku fermentacji bakteryjnej i oczywiście metabolizmu. Pozbywamy się ich na trzy sposoby – część wybekujemy (nawiasem mówiąc, czy wiecie, że „krowi metan” pochodzi głównie z krowich beknięć, nie pierdnięć?), część dyfunduje, trafia do krwioobiegu, a następnie jest wydychana (dlatego część diagnostyki stanu jelit można prowadzić na podstawie badania wydychanego powietrza). Reszta opuszcza organizm gdy puszczamy wiatry. I tą resztą zajmiemy się dzisiaj.

Z przyczyn dla mnie kompletnie niezrozumiałych nie ma wiele literatury poświęconej temu zagadnieniu. Znalazłem kilka źródeł, które odwoływały się do siebie wzajemnie lub prowadziły do artykułu doktor nauk biomedycznych - Anne Marie Helmenstine, według której skład bąka przedstawia się następująco:

Masa molowa Zakres
azot N2 28 20-90%
wodór H2 2 0-50%
dwutlenek węgal CO2 44 10-30%
tlen O2 32 0-10%
metan CH4 16 0-10%
smród 45+ 1%

Na pierwszy rzut oka widać, że pierd pierdowi nierówny. Jednym z kluczowych dla wyporności składników może być metan. Jak się okazuje, nie każdy z nas ma w jelitach bakterie produkujące ten gaz. W tej kwestii również trudno o rzetelne informacje, bo jedne źródła mówią, że raptem połowa z nas posiada odpowiednią faunę, inni twierdzą, że tylko jedna trzecia ludzi wzbogaca swoje wiatry metanem. Zanim przejdziemy do przykładów, słówko o “smrodzie”. Otóż ten niecały procencik zawiera między innymi metanotiol i siarkowodór. I to właśnie ten drobny ułamek bąka jest przyczyną niejednej kłótni, nerwowej atmosfery w windzie czy wzajemnych oskarżeń. Jest też jedną z cięższych frakcji w ludzkim bąku.

Jeśli założymy, że delikwent nie posiada tej cechy (nie produkuje metanu) i jego “produkt” zdominowany jest przez azot (50%) i dwutlenek węgla (30%) i dopełniony przez tlen (10%) i wodór (9%) z odrobiną smrodku (1%), to masa molowa wyniesie 31 gramów na mol. To ciężki bąk. Wypierdzenie tak skomponowanej mieszanki sprawi, że staniemy się lżejsi.

Jeśli jednak znajdziemy wybrańca zdolnego do produkcji metanu, jeśli nakarmimy go czymś bogatym w siarkę, brokułami, kapustą czy jarmużem, to może dojść do sytuacji, gdzie metan będzie stanowić 10% bąka, wodór 25%, dwutlenek węgla skromne 15%, tlen 5%, a całość dopełni smród (1%) i azot (44%). Wtedy masa molowa wyniesie raptem 23 gramy na mol. Taki bąk zatem w atmosferze ziemskiej będzie nam dawał wyporność i uwolnienie go zwiększy naszą wagę.

Kiedy dopiero zaczynałem pracę nad tym tekstem, myślałem, że metan jest języczkiem u wagi. Niektóre źródła twierdzą, że jeśli tylko generujesz metan, to bąk będzie lżejszy od powietrza. Więc gdybyśmy tylko wiedzieli, czy dana osoba produkuje metan, moglibyśmy udzielić w miarę zdecydowanej odpowiedzi, czy w jej przypadku staje się lżejsza czy cięższa. Teraz wiem, że nie jest tak prosto. To jednak nie powstrzyma mnie przed umieszczeniem tu poniższej sekcji...


NIE RÓBCIE TEGO W DOMU

Okej. Czyli zadałeś sobie to pytanie. “Czy ja produkuję metan?” Na pewno jest sporo metod by to sprawdzić. Mniej lub bardziej inwazyjnych. Można by próbować łapać gaz i oddać do jakiegoś laboratorium. Lub próbować zbadać florę jelitową… Ale można by też poczuć się jak astronom i dokonać naukowo brzmiącej analizy spektralnej.

To analiza spektrum światła pozwala nam badać gwiazdy, pulsary, kwazary, galaktyki, mgławice i supernowe, odległe o miliony lat świetlnych bez ruszania tyłka z Ziemi. Kolory światła mówią nam wiele o badanych obiektach. Wodór i metan są łatwopalne. Wodór płonie żółtym, wpadającym w pomarańcz kolorem. Metan płonie błękitnym ogniem. Just sayin’.


CIŚNIENIE

Pozostaje jeszcze jedna kwestia. Ciśnienie. Wbrew temu czego można by się spodziewać, gazy jelitowe nie znajdują się pod ogromnym ciśnieniem. Trafiłem na informacje o jednym badaniu, według którego ciśnienie w okrężnicy może być do 30% większe od atmosferycznego i traktować to należy jako ekstremum (widzieliście wzdęte pośmiertnie wieloryby?). Jeśli tak wygląda absolutna górna granica, uznałem, że może warto zerknąć na ciśnienie w typowym imprezowym baloniku przed pęknięciem. Tu z pomocą przybył Jerzy Michałowski, któremu serdecznie dziękuję za poświęcenie swojego czasu i umiejętności. Powiedział “mam czujnik ciśnienia, raspberry pi i kilka balonów”. A ja opanowałem się przed zacytowaniem Blues Brothers. Dwa tuziny godzin później okazało się, że balonik pęka przy 108 kPa, czyli około 6% ponad ciśnienie atmosferyczne. W sieci (wraz z czytelnikami) dotarłem do informacji o balonikach, którym wystarczyło 4% a nawet raptem 2,5% ciśnienia ponad atmosferyczne.

Jeśli jednak uwzględnimy ekstremalne ciśnienie, to nawet przy masie molowej zwiększonej o 30%, pierdzioszki o skrajnym składzie będą osiągać masy od 22 (lżejsze od powietrza) do 40 gram na mol (choć w tym wypadku naciągane jest mówienie o gramach na mol, ale idea pozostaje w mocy - gęstości powiększone o 30% będą zarówno większe jak i mniejsze od powietrza atmosferycznego).


KONKRET

Wiemy już, że bąk może zarówno zwiększyć jak i zmniejszyć naszą wagę. Pora jednak odpowiedzieć na pytanie jak bardzo. Jak bardzo zmieniłoby się wskazanie wagi, która byłaby w stanie uchwycić tak małe zmiany. Z samego faktu, że poruszamy się na samej granicy lżejszy/cięższy możemy się domyślać jak minimalny wpływ na wskazanie wagi wchodzi w grę.

Jeśli zgodnie z jednym z moich źródeł (które pokrywa się z powyższą tabelą rozpiętości składu wiatrów) założymy, że pierdzioszek waży ok. 37 miligramów, to jego wyporność może osiągnąć około 5-6 miligramów. Tak że puszczając taki wiatr, zyskamy dodatkową wagę dwóch głodnych komarów.


SIĘGAJĄC KOSMOSU

Trudno mi się rozstawać z tym tematem, więc mam jeszcze jedną myśl. Słyszeliście pewnie, że nowa generacja rakiet będzie stosować metan jako paliwo (New Glenn Jeffa Bezosa, podobnie jak BFR Elona Muska). Istnieje szereg powodów, które sprawiają, że sam dałem się przekonać, że to nie jest kombinowanie i że może nie jest to taka zła alternatywa dla latania “na wodę” (tzn spalając wodór i tlen). Mam nadzieję, że kiedyś napiszę o tych powodach, teraz jednak sięgnę po jeden, przytaczany przez Elona. Metan jest paliwem, które w miarę nieźle powinno dać się produkować na Marsie, więc rakiety mogłyby wracać z Czerwonej Planety korzystając z paliwa wytworzonego in situ. Wiecie gdzie z tym zmierzam…

Ile czasu potrzebowałaby setka kolonistów (założymy, że selekcja kolonistów odrzuca tych, którzy nie pierdzą metanem), by “zatankować” rakietę i wrócić na Ziemię? Starship (według bardzo wczesnych założeń), ma mieścić 240 ton metanu, to jest 240 000 000 gramów. Statystyczny bączek zawiera 1,8 miligrama metanu i puszczamy statystycznie 14 takich wiaterków dziennie, czyli 24 miligramów na dobę. Przy takich założeniach, setka marsjańskich osadników potrzebowałaby… 270 tysięcy lat by zatankować swój pojazd powrotny.


Źródła:
Air - Molecular Weight and Composition
What is the relationship between molar mass and density?
What Is a Fart Made Of? (rzekomo kolor płomienia)

Pressure – The Life of the Party (balon na imprezie)
Publikacja: Inflating a Rubber Balloon
Publikacja: Balloons revisited
Gas turbine combustion performance test of hydrogen and carbon monoxide synthetic gas - fotka płomieni

Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.
Jesteś zbulwersowany/zbulwersowana? Odwołaj patronat tutaj.