Narodziny obcego księżyca

Tak wyglądają narodziny księżyca. Obraz, który widzimy uzyskano za pomocą największego na świecie interferometru radiowego ALMA. To układ PDS 70. W jego centrum znajduje się młodziutka gwiazda o masie 76% Słońca. Ma zaledwie pięć i pół miliona lat.

Okrąża ją szeroki (65-140 jednostek astronomicznych) dysk protoplanetarny z dwiema wciąż jeszcze formującymi się planetami. Są ogromne. Jedna ma masę zbliżoną Jowisza, druga jest od trzech do pięciu razy cięższa. Narodziny planet wciąż są rzadką obserwacją. Jednak nigdy do tej pory nie zaobserwowano analogicznego dysku wokół planety. Aż do teraz.

Podejrzewano, że wokół PDS 70c może trwać formacja księżyca (lub księżyców), ale dopiero teraz udało się wyodrębnić ów dysk wokół planety. Udało się to, pomimo odległości 400 lat świetlnych (niecałe cztery biliardy kilometrów, albo cztery eksametry ). Astronomowie oceniają, że ten mniejszy dysk, ma dość masy by powstały z niego nawet trzy satelity o masie naszego Księżyca. Ogromna jest też jego rozpiętość - jest porównywalna z odległością z Ziemi do Słońca (czyli spokojnie mógłby w nim orbitować Merkury).

Obserwacje PDS 70 będą pożywką dla badań nad formacją nie tylko księżyców, ale i planet. Pozwolą one sprawdzić istniejące już teorie mówiące o tym jak powstają układy planetarne. Obecnie wciąż większość z odkrytych 4000 egzoplanet znajduje się w dojrzałych systemach. Co ciekawe, planety krążące wokół PDS 70 zostały odkryte w 2018 i 2019 roku za pomocą dwóch różnych instrumentów europejskiego teleskopu VLT. PDS 70b odkryto za pomocą spektropolarymetru SPHERE a PDS 70c za pomocą instrumentu MUSE składającego się z 24 spektrometrów.

Pewnie też zastanawiacie się czy wokół mniejszej planety (ale i tak o rozmiarze porównywalnym z Jowiszem) dzieje się to samo. Wokół PDS 70b nie widać wyraźnych śladów podobnego dysku, co zdaniem astronomów sugeruje, że większy brat pozbawił ją pyłu. Jak zwykle, czekamy na kolejne obserwacje i jeszcze większe teleskopy, jak na przykład ELT, czyli europejski Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope).

Zdjęcie: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.

Więcej: https://www.eso.org/public/news/eso2111/

Największa kometa - fakty i fantazje

Co roku odkrywamy dziesiątki nowych komet. Ale C/2014 UN₂₇₁, którą odkryli Pedro Bernardinelli and Gary Bernstein, nie jest “jedną z wielu”. Początkowo uznano ją za planetę karłowatą z racji na rozmiar około 100 kilometrów i odległość niespełna 30 jednostek astronomicznych. Jednak potwierdzenie istnienia komy (otoczki pyłowo-gazowej), oraz kształt orbity sprawiły, że prawdopodobnie mamy do czynienia z największą kometą jaką do tej pory odkryto.

Od razu powiem, że nie chcę wchodzić w dyskusję “szufladkową”, czyli czy obiekt nazwany już Bernardinelli-Bernstein to rzeczywiście kometa, planeta karłowata czy coś zupełnie innego. Etykietki nie zmienią ani jej orbity ani właściwości fizycznych, więc trochę szkoda na nie czasu. Gdyby Pluton miał inną orbitę też pewnie nazwalibyśmy go kometą, szczególnie, że gdyby podchodził odpowiedni blisko do Słońca wyrastał by mu całkiem piękny warkocz.

Skoro o warkoczu i urodzie mowa… Niestety, tak jak nie zaobserwujemy takiego pokazu w wykonaniu Plutona, tak samo nie liczcie na zbyt wiele w związku z przelotem Bernardinelli-Bernstein. Peryhelium (najmniejsza odległość od Słońca) tej komety ma wynieść 10.95 AU, czyli dalej niż Saturn. Oczekiwana jasność wówczas prawdopodobnie nie przekroczy jasności… Plutona.

To największa w znanej nam historii kometa. Bernardinelli-Bernstein ma od 100 do 200 kilometrów średnicy (z racji na komę, realny rozmiar jest pewnie bliższy tej mniejszej wartości). Średnica Plutona to 2376 km a znajduje się niecałe cztery razy dalej niż C/2014 UN₂₇₁ przy największym zbliżeniu. Kometa osiągnie peryhelium w styczniu 2031 roku. Znaczy to, że zostało trochę czasu, żeby wysłać jakąś fajną misję. Orbiter, lądownik albo coś do pobrania próbki… a może by tak zostawić tam kapsułę czasu?

Okazja jest dość wyjątkowa, bo naukowcy szacują, że po tym przelocie Bernardinelli-Bernstein wróci w pobliże wewnętrznego układu słonecznego dopiero za jakieś 4,5 miliona lat. To kometa o bardzo długim okresie i ekscentryczności bliskiej 1 (silnie rozciągnięta elipsa), co za tym idzie powinna być pokryta ekstremalnie starym materiałem z początku istnienia układu słonecznego… a niewykluczone, że jest przechwyconym obiektem z innego układu gwiezdnego (co jeszcze bardziej podnosi atrakcyjność takiego celu).

Czy dekada to dużo? Nie w tym wypadku. Być może to w sam raz by przygotować coś “na szybko” w skali misji kosmicznych. Warto mieć świadomość, że sonda Cassini leciała na Saturna przez siedem lat. A misję trzeba jeszcze zaplanować, sprzęt zaprojektować, zbudować, poskładać… Aczkolwiek to nie jest tak, że musimy C/2014 UN₂₇₁ złapać tuż za Saturnem. Na szczęście pobieranie próbek to nie pierwszyzna. Wystrzelona w 1999 sonda Stardust sprowadziła na ziemię 1 gram kometarnego pyłu. Dwie japońskie misje Hayabusa przywiozły ponad pięć gramów materiału z dwóch asteroid. W zeszłym roku Chang'e 5 sprowadziła na Ziemię niemal dwa gramy Księżycowego regolitu. Wreszcie OSIRIS-REx już wraca z niemałą próbką asteroidy Bennu.

Dobra… dość tych faktycznych danych. Przecież media piszą, że “zbliża się mega-kometa”, wstawiają takie nagłówki, że trudno sobie nie dopowiedzieć mentalnie “...wszyscy zginiemy”. No więc nic z tego kochani. Tak łatwo nie pójdzie. Ale na fanpage daliście znać, że mogę pofantazjować. Więc… nie tyle pofantazjowałem, co pobawiłem się trochę liczbami na kartce papieru, żeby oszacować jak bardzo totalne byłyby zniszczenia, gdyby jednak Bernardinelli-Bernstein grzmotnęła w naszą planetę. Oczywistym punktem odniesienia jest oczywiście asteroida lub kometa, która uderzyła w Ziemię 66 milionów lat temu.

Impaktor Chicxulub uderzył w okolicy dzisiejszego półwyspu Jukatan z prędkością od 12 do 21 kilometrów na sekundę. Miał średnicę około 17 kilometrów i masę między 6.82×10¹⁵ a 1.28×10¹⁶ kg, Patrząc jedynie na rozmiar, sądziłem, że stukilometrowa kometa to nieporównywalnie większa siła zniszczenia. Tymczasem przeciętna kometa ma gęstość rzędu 0,6 grama na centymetr sześcienny. Jako, że ta konkretna pochodzi z bardzo daleka, gdzie pewnie było jeszcze mniej ciężkich pierwiastków założyłem gęstość na poziomie 0,5 g/cm³. Zdaję sobie sprawę ze słabości moich obliczeń, ale na tyle duża kometa będzie raczej kulista, więc przy średnicy 100km jej masa wynosi około dwóch Zettagramów (2x10¹⁸ kg). Obliczenie prędkości w peryhelium jest bardzo zgrubne, bo parametry orbit komet są bardzo zmienne (niemal nieustannie tracą masę, uciekający gaz działa jak źródło napędu). Wygląda jednak na to, że maksymalna prędkość jaką osiągnie Bernardinelli-Bernstein, to około 12 500 metrów na sekundę.

To jednak w odległości 10AU od Słońca. Dla scenariusza kolizji z naszą planetą (1AU) prędkość byłaby z pewnością znacznie większa. Dlatego porównałem energię kolizji B-B dla prędkości 12,5 km/s oraz 21 km/s (prędkość kolizji Chicxulub). Wynik? Kolizja największej odkrytej komety z Ziemią byłaby od 60 do 900 razy potężniejsza. Maksymalny wynik około 4,4x10²⁶ Jouli, to wynik zbliżony do energii dwóch milionów Tsar Bomb. Albo energii którą wypromieniowuje Słońce co sekundę. Możemy spokojnie założyć, że wówczas nie ma zbytniej różnicy gdzie dokładnie uderzyłaby C/2014 UN₂₇₁, bo zniszczenia byłyby niemal całkowite.

Wspominam o tym, bo Chicxulub uderzył szczególnie niefortunnie - w płycizny, przez co zarówno wywołał masywne fale tsunami jak i wybił w atmosferę masę pyłu, który zablokował fotosyntezę na lata i skazał na śmierć ogromną część fauny i flory (jednocześnie dając szansę naszym drobnym przodkom). Krater sięgnął 25 kilometrów w głąb skorupy ziemskiej i potencjalnie wywołał szereg erupcji wulkanicznych pod drugiej stronie planety, które trwały dziesiątki tysięcy lat. Tu mielibyśmy do czynienia ze zdarzeniem kilkaset razy bardziej gwałtownym. Można spodziewać się, że byłby to koniec wielokomórkowego życia na planecie. Jednocześnie tysiące ton skał z bakteriami pofrunęłyby w kosmos i mogłyby stać się częścią procesu panspermii. Kąt czy miejsce uderzenia prawdopodobnie nie miałoby nadmiernego znaczenia, choć mogłoby mieć ciekawe skutki. Poza przebiciem się przez skorupę ziemi aż do jej płaszcza, można by się zastanowić czy “koszące” zderzenie nie zmieniłoby kąta nachylenia obrotu Ziemi. Może wokół planety powstałby pierścień pyłu? Może długość doby uległaby zmianie?

Nie chcąc rozciągać nadmiernie notki przerwę na tych otwartych pytaniach. Póki co zostańmy przy fantazjach o komecie która niszczy Ziemię. W kwestii unikania takiego losu zostawiam Was z “Armageddonem” i “Dniem Zagłady”. Ale może kiedyś wrócimy do tematu bardziej realnych rozwiązań.


https://noirlab.edu/public/news/noirlab2119/
https://www.bbc.com/news/science-environment-39922998
https://astronomy.stackexchange.com/questions/34041/calculating-object-velocity-at-perihelion

Kanapowy Inżynier 3 - paliwa rakietowe

Wysyłanie rzeczy w kosmos jest trudne i drogie. Liczy się każdy kilogram. Jeśli chcemy realnie myśleć o kosmicznym przemyśle, podboju, badaniach na dużą, to ogromnym ułatwieniem będzie wykorzystywanie surowców, które już tam są. A jedną z pierwszych rzeczy, która ułatwiłaby hasanie po układzie słonecznym, byłaby możliwość tankowania rakiet na na orbicie, Księżycu lub jakiejś pobliskiej asteroidzie. Lecąc na poza orbitę Ziemi znaczną większość paliwa zużyjemy przebywając pierwszych ~300 kilometrów. Przebycie kolejnych 380 000 km do Księżyca, czy milionów kilometrów do Marsa, to niemal pestka jak już tylko jesteśmy na orbicie. No ale musimy się tam dostać. I wtaszczyć tam paliwo na resztę wycieczki.

Woda to najbardziej rozpowszechniony związek chemiczny we wszechświecie. Wodór i tlen to odpowiednio pierwszy i trzeci, co do zarówno masy jak i liczebności pierwiastek, więc nic dziwnego, że była masa okazji by atomy tlenu łapały sobie po dwa atomy wodoru. Tak się składa, że takie połączenie (czyli po prostu spalanie, utlenianie wodoru) wydziela masę energii. Dlatego wodór jest jednym z trzech popularnych typów ciekłego paliwa rakietowego. Innymi słowy, we wszechświecie jest pełno paliwa rakietowego, które zalega sobie razem ze swoim utleniaczem na planetach, asteroidach, pierścieniach i obłokach kosmicznych. To prawie tak jakby drewno albo liście i trawa były idealnym paliwem samochodowym. Moglibyśmy sobie jeździć po świecie i tankować na większości poboczy po prostu zrywając trawę. Wiadomo, trzeba się trochę pomęczyć, ale nie trzeba pakować ze sobą tylu ton paliwa, że samochód nie byłby w stanie ruszyć z miejsca.

Naturalnie zatem może się wydawać, że paliwem przyszłości (jeśli idzie o rakiety) powinna być mieszanka wodoru i tlenu. To dość popularny motyw w SF, które nie ucieka się do silników napędzanych technobełkotem. Dlatego od lat moją wyobraźnię rozpalała wizja Księżyca jako bazy wypadowej w głęboki kosmos - bo wiemy, że w kraterach do których nie dociera Słońce i pod powierzchnią może być dość lodu by odwiedzić cały układ słoneczny. Wreszcie koniec z poleganiem na wieloletnich asystach grawitacyjnych, wyciskaniem każdego ułamka prędkości z korzystnych układów ciał niebieskich. Marzyłem o holowaniu komet na orbitę Ziemi, by ich lód rozbijany na wodór i tlen przy użyciu energii słonecznej napędzał eksplorację planet i księżyców.

Czemu zatem SpaceX postawił na metan w swoim silniku Raptor? W ten sposób skazuje Starshipa, na paliwo tego typu. Czy Elon Musk jest tak zafiksowany na bogatym w dwutlenek węgla Marsie (co umożliwi produkcję metanu na miejscu), że postanowił olać wszystkie inne cele? Niezupełnie. Okazuje się, że metan ma wiele zalet a wodór brzmi ładnie kiedy zapiszemy sobie 2H₂ + O₂ => 2H₂O + dużo rakietowej radości, gorzej jeśli wejdziemy trochę głębiej…

Współcześnie, wśród rakiet napędzanych paliwem ciekłym mamy w zasadzie trzech graczy. RP-1 (od Rocket Propellant-1 lub Refined Petroleum-1), czyli wysoce rafinowaną naftę, wypasioną wersję paliwa lotniczego. Drugim jest ciekły metan, a trzecim ciekły wodór. Przyjrzymy się im w różnych ujęciach. W tym miejscu ważna informacja - tekst oparłem w znacznej mierze na absolutnie świetnym, godzinnym filmie Everyday Astronaut “Is SpaceX's Raptor engine the king of rocket engines?”. Jeśli bariera językowa nie jest problemem i wolicie ruchome obrazki (plus świetne wizualizacje), to nie marnujcie czasu tutaj i idźcie od razu tam. Porównanie paliw jest tylko częścią jego materiału. Wartości które będą się przewijać są wyidealizowane lub uśrednione i mogą się różnić dla poszczególnych praktycznych silników.

Wydajność i produkty spalania
Duża ilość energii wydzielana przy spalaniu wodoru jest jego ogromną zaletą. Wypada świetnie na tle konkurencji. Do mierzenia wydajności w przypadku rakiet stosuje się miarę tak zwanego impulsu właściwego, który mierzy przyrost pędu rakiety dzięki zużyciu jednostki masy paliwa. Matematyka jednostek sprawia, że wartość ta jest mierzona w sekundach:
RP-1    370s
Metan   459s
Wodór   523s

Widać tu wyraźną przewagę wodoru. Ponadto produktem spalania wodoru i tlenu jest… para wodna. Jest to bardzo ważne, bo jeśli chcemy poważnie podchodzić do latania w kosmos, to silniki i rakiety muszą być wielokrotnego użytku. Para wodna nie jest specjalnie groźna dla hydrauliki silnika. Natomiast nafta, mieszanina węglowodorów w czasie spalania w wysokiej temperaturze wytwarza parę wodną, dwutlenek węgla i bardziej złożone związki węgla, czyli w uproszczeniu sadzę, która lubi się osadzać w różnych miejscach i nie robi dobrze silnikowi. Taki oklejony, upaćkany silnik wymaga czyszczenia lub napraw. Metan praktycznie nie produkuje sadzy, jedynie dwutlenek węgla i parę, więc można powiedzieć, że idzie tu w parze z wodorem.

Temperatura spalania
Jest jeszcze jeden parametr w którym wodór wysuwa się na prowadzenie. Jest to temperatura spalania. Niższa temperatura spalania generalnie zapewnia większą żywotność silnika. RP-1 spala się w temperaturze ok 3670°K, podobnie jak metan dla którego jest to 3550°K, natomiast wodór spala się w temperaturze “zaledwie” 3070°K.

Gęstość
Niska gęstość oznacza, że ta sama masa paliwa mieści się w większej objętości, co z kolei oznacza większy zbiornik paliwa. Większy czyli cięższy. A każdy kilogram w drodze w kosmos jest bezcenny. Wodór ma gęstość ponad jedenastokrotnie mniejszą od RP-1 i sześciokrotnie mniejszą od metanu. Trzeba też uwzględnić, że stosunek tlenu do poszczególnych paliw jest różny. Gram RP-1 najlepiej spala się z 2,7 grama tlenu, gram metanu spala się z 3,7 grama tlenu a wodór spala się z aż sześcioma gramami tlenu. Jeśli uwzględnimy oba parametry możemy zobaczyć jak wygląda stosunek wielkości zbiorników z tlenem do zbiorników z paliwem.

Gęstość [g/L]  Tlen:Paliwo     Tlen:Paliwo
              [stosunek masy] [stosunek objętości]
RP-1    813    2,7 : 1         1 : 0,52
Metan   422    3,7 : 1         1 : 0,73
Wodór    70    6 : 1           1 : 2,7

Metan i RP-1 wypadają dość podobnie, wodór… nie. Ale wielkie zbiorniki to tylko jeden z problemów jakie wiążą się ze stosowaniem wodoru. Drobniutkie molekuły wodoru są straszliwie trudne do utrzymania w ryzach. Wodór lubi przeciekać i przeciskać się przez każdą, najmniejszą szczelinę, co za tym idzie wymaga licznych i skomplikowanych uszczelek. A większa złożoność to większe koszty i dodatkowe elementy, które mogą zawieść.

Gęstość tlenu jest na tyle podobna do metanu i RP-1, że oba te rodzaje paliwa mogą być tłoczone do silnika z pomocą jednej turbopompy ze wspólnym wałem. W przypadku wodoru, potrzebna jest osobna turbopompa, znacznie większa i bardziej skomplikowana. (Ta notka jest i tak zbyt długa, żeby pisać o turbopompach i preburnerach więc przyjmijmy, że to dodatkowe elementy silnika, potrzebne by w odpowiedni sposób doprowadzać tlen i paliwo do komory spalania.) Czyli walczymy z przeciekami, które mogą doprowadzić do zapłonu mieszanki nie tam gdzie trzeba. Dodajemy kolejne układy, zabezpieczenia, komplikacje, których można uniknąć w silnikach napędzanych metanem lub RP-1.

Punkt wrzenia
Mówimy dzisiaj o rakietach napędzanych paliwami ciekłymi. Tak się składa, że stan ciekły jest czymś “oczywistym” tylko w jednym przypadku i jest to RP-1. Jego temperatura wrzenia wynosi bowiem 216 stopni Celsjusza. W przypadku metanu trzeba go utrzymywać w temperaturze około -162°C. To jednak nic w porównaniu z wodorem, który trzeba schładzać poniżej -250°C…

Wodór po schłodzeniu trzeba też utrzymywać w niskiej temperaturze, jeśli zacznie się gotować może rozsadzić zbiornik. Czyli potrzeba izolacji - kolejna komplikacja, kolejny ciężar. Tymczasem temperatura ciekłego tlenu i ciekłego metanu są na tyle zbliżone, że można używać wspólnej przegrody między zbiornikami. Pisałem o tym już tutaj. W Starshipie ciekły metan znajduje się nad zbiornikiem z tlenem. Metan na górze przy -180°C jest na granicy zamarzania, natomiast ciekły tlen poniżej przy -180°C jest na granicy wrzenia. Nad ciekłym tlenem formuje się warstwa gazowego tlenu, która działa jak dodatkowa izolacja.

Często mówi się próżni jako o czymś bardzo zimnym, ale to pewne uproszczenie. Próżnia jest przede wszystkim stosunkowo… pusta. A co za tym idzie, nie lada wyzwaniem w kosmonautyce jest pozbywanie się ciepła w przestrzeni kosmicznej. Ludzie, elektronika, powierzchnie oświetlone przez Słońce - wszystko to jest źródłem ciepła, któremu trudno jest gdzieś uciec. Dlatego nawet jeśli myślimy o kosmosie jako o miejscu mroźnym, utrzymanie wodoru w stanie ciekłym na orbicie może być trudne. Żeby nie było - z metanem też nie będzie lekko.


Podsumowując, to okrutnie uproszczone zestawienie… wodór jest bardzo kuszący, na pierwszy rzut oka. W kontekście współczesnej technologii nie wygląda już tak różowo. Ale to tylko rozważania kanapowego inżyniera (dosłownie tak się złożyło, że pisząc ten konkretny tekst siedzę na kanapie, a nie przy biurku). Możliwe, że przyszłość lub bardziej wnikliwe umysły sprawią, że to wodór przejmie prym. Nie będę narzekał, jeśli opracowane zostaną metody sprawnego pozyskiwania, przechowywania i wykorzystywania wodoru i tlenu. Szczególnie jeśli otworzy to przed nami układ słoneczny. Na ten moment jednak wydaje się, że decyzja SpaceX jest bardzo racjonalna, a osiągi ich silnika Raptor są naprawdę imponujące. A Raptory są wciąż ulepszane i rozwijane.

Co nowego w klimacie? Zapowiedź raportu IPCC 2022

Wstępna wersja raportu IPCC, który ma się ukazać w 2022, został pokazany francuskiej agencji prasowej AFP. Trafili w dobry moment. Po fali upałów przez europę przetoczyły się straszliwe burz, gradobicia wielkości piłek golfowych a Czechy i Polskę nawiedziły trąby powietrzne. Ot, przedsmak tego co sobie szykujemy.

Raporty IPCC to monumentalne prace, liczące tysiące stron. Piąty raport z 2014 roku stworzyło ponad ośmiuset ekspertów (meteorologów, fizyków, oceanografów, statystyków, inżynierów, ekologów, socjologów, ekonomów) z kilkudziesięciu krajów. Na szósty przyjdzie nam jeszcze poczekać, podobnie jak w poprzednich na pewno powstaną dokumenty z podsumowaniami i jeszcze krótsze destylaty dla decydentów. Ale już teraz wiadomo, co nie powinno być zaskakujące, że będzie jeszcze bardziej dewastującą lekturą niż poprzednie.

Według francuskiej prasy tekst brzmi jak czterotysięcznostronnicowy akt oskarżenia wobec ludzkości. Kreśli przyszłość jeszcze ciemniejszą i jeszcze bliższą. Mówi wprost o tym jak fundamentalnie zmiany klimatyczne odmienią życie na Ziemi w najbliższych dekadach. Daje do zrozumienia, że jest to nieuniknione i obecnie możemy tylko ograniczać skalę katastrofy.

Dalsze wymieranie gatunków na bezprecedensową skalę, częstsze zarazy, śmiercionośne upały, zapaści ekosystemów, tonące miasta - to już nie ostrzeżenia dla wnuków i dzieci, tylko realny obraz 2050 roku, to znaczy, że za mniej niż trzy dekady. Przy takich rozważaniach pada czasem pytanie, czy w takim razie już za późno i nic nie ma znaczenia? Oczywiście, że nie. Najlepszym krótkim wyjaśnieniem jakie widziałem od dawna jest grafika, którą umieściłem powyżej.

Istotne jest, że jest szereg punktów krytycznych o których pisałem wielokrotnie są coraz bliżej. Czy XXI wiek będzie walką o przetrwanie, czy tylko niełatwą drogą do lepszej przyszłości? Niestety IPCC raz jeszcze mówi jasno, że zmiany klimatyczne cechuje głęboka niesprawiedliwość - najmniej odpowiedzialni ucierpią najbardziej. Deklaracje wielu państw, cele redukcji nie idą w parze z emisjami, które wciąż osiągają rekordowe poziomy. Mówimy tu o ilościach gazów cieplarnianych, które dalece przekraczają zdolność oceanów czy lasów do ich pochłaniania. W efekcie mamy coraz więcej pożarów lasów, a zakwaszane oceany stara się groźne dla życia. Zagrożone są podstawy wielu łańcuchów pokarmowych, więc ich śmierć może pociągnąć za sobą całe ekosystemy.

Paryskie Porozumienie z 2015 miało na celu “Powstrzymanie ocieplenia znacznie poniżej 2’C (względem preindustralnych temperatur) i starania by ograniczyć ocieplenie 1,5’C.”. Według IPCC jesteśmy na kursie na 3’C. A już 1,5’C może wywołać “postępujące, poważne, trwające setki lat a w pewnych przypadkach nieodwracalne konsekwencje”. Na ten moment Światowa Organizacja Meteorologiczna przewiduje, że mamy 40% szans na przekroczenie poziomu 1,5’C ocieplenia już 2026. Już niedługo sezony pożarowe będą dłuższe i obejmą dwukrotnie większe obszary. Degradacja bioróżnorodności będzie postępować. Rafy koralowe są praktycznie skazane na śmierć. Zmiany klimatyczne zagrażają ekosystemom na których polegają miliony ludzi.

Połowa obecnego stulecia, nawet przy optymistycznym założeniu, że do tej pory ocieplenie będzie nie większe niż dwa stopnie i tak wygląda ponuro. Głód dotykający dziesiątek milionów, dodatkowe 130 milionów ludzi zepchniętych pod próg ubóstwa w ramach postępujących nierówności. Linie brzegowe świata 2050 roku będą frontem walki z podnoszącymi się oceanami i coraz częstszymi i silniejszymi ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi. Niedobór wody ma dotknąć od 350 do 410 milionów ludzi, podobnie jak potencjalnie zabójcze fale upałów.

Każdy rok zwłoki zwiększa koszty adaptacji o dziesiątki miliardów dolarów. Najlepszy czas na działanie zawsze będzie wczoraj, rok temu, dekadę temu. Czyli teraz. “Przeciek” AFP wymienia kilka z tuzina zidentyfikowanych przez naukowców punktów krytycznych. Wśród nich topnienie Zachodniej Antarktydy i Grenlandii, które mogą być nieuniknione w świecie cieplejszym o dwa stopnie, a które wystarczą by podnieść poziom wód o 13 metrów. Innym jest przemiana części dżungli amazońskiej w stepy. Kolejnym jest topnienie “wiecznej” zmarzliny w regionach Syberii i Alaski, gdzie miliony ton węgla są utrzymywane w gruncie tylko i wyłącznie przez niskie temperatury.

Tak często mówi się w 2021 o wracaniu do “normalności”. Wiem, że chodzi o post-pandemiczną normalność, wiem jak wiele tragedii sprowadził COVID, ale wracanie do normalności nie powinno być naszym celem. IPCC równocześnie stanowczo mówi o sieci powiązanych wyzwań, które nas czekają, ale podkreśla, że można wiele zrobić by powstrzymać najgorsze scenariusze. Istnieje cała masa źródeł emisji cieplarnianych (energetyka, rolnictwo, przemysł, transport). Istnieją również liczne sposoby by je ograniczać - bezpieczna, niezawodna i niskoemisyjna energetyka jądrowa, diety mocniej oparte o produkty roślinne, nowatorske rozwiązania przemysłowe, elektryfikacja transportu, miasta projektowane z myślą o ludziach a nie o samochodach… Warto pamiętać, że punktem wyjścia takich zmian (jeśli mają być globalne) będzie musiała być polityka. W tym celu jak zawsze konieczna jest edukacja - zarówno ludzi młodych jak i społeczeństwa jako całości. Presję na polityków wywierają różne oddolne inicjatywy jak choćby Extinction Rebellion. Największy wpływ na klimat ma bardzo drobna część ludzkości, która dołoży starań by wpędzać Was w poczucie winy i przekonywać o sprawczości małych, pozornych działań. Warto zmniejszać osobisty ślad węglowy, a przede wszystkim warto wywierać wpływ na innych poprzez polityków.


Informacje o powstającym raporcie IPCC pochodzą z tych dwóch źródeł:
https://phys.org/news/2021-06-climate-impacts-sooner.html
https://phys.org/news/2021-06-climate-impacts-nature.html

Za konsultacje przy tekście dziękuję Konradowi Klepackiemu!

O jedzeniu w kosmosie i samolocie

Inspirację do tej notki stanowił wpis na jednym forum dyskusyjnym. Pada w nim ciekawe pytanie, na które chyba nie podejmę się odpowiedzi pełniejszej niż “nie wiadomo”. Natomiast sama treść pytania sprowokowała mnie do komentarza…

“Recently there was a post here discussing how human taste buds are less sensitive at airline altitude/pressures and whether or not people on ISS felt similar effects. This made me wonder, would our taste buds work better at HIGHER pressures? Would food be tastier (or at least taste more intensely) if we ate it while in a pressure chamber? Or is there a taste bud "peak efficiency" at 1 atmosphere?”

Przyznam, że w samolocie zawsze wszystko mi smakowało, ale nie raz słyszałem o tym, że na wysokości jedzenie smakuje gorzej. Dość powszechnie wiadomo też, że w kosmosie jedzenie nie smakuje tak dobrze jak na Ziemi. Haczyk w tym, że przyczyny w obu przypadkach są kompletnie różne.

Zacznijmy od kosmosu. Ciśnienie na ISS utrzymywane jest na poziomie… jednej atmosfery. Co zabawne ECLSS (Environmental Control and Life Support System - System kontroli środowiska i podtrzymania życia) dba o tak dokładne utrzymanie ciśnienia nie ze względu na astronautów, ale na sprzęt, który jest znacznie bardziej wrażliwy na jego zmiany niż ludzie.

Skupmy się jednak na jedzeniu. Opinie o kosmicznym żarciu są różne, ale przeważają głosy, że smak jest po prostu nijaki. Przyczyn może być wiele, niektórzy zarzucają długi proces przechowywania, inni wtórność mało zróżnicowanej diety. Jednak główną różnicą między “tam” a “tutaj” jest grawitacja. Bez ciążenia płyny w ciałach astronautów nie spływają naturalnie w dół. Powoduje to cały szereg zmian i dolegliwości. W dużym uproszczeniu często mają zapchane i opuchnięte nosy, a jak wiemy zapach to ogromna część smakowania posiłków.

Wiadomo, że wielu astronautów sięga po jedzenie pikantne, choć na Ziemi nie jest to ich typowy smak. Niektórzy twierdzą, że po prostu zupełnie zmieniają się im gusta i np. na orbicie chętnie jedzą masło orzechowe, choć nie lubią go na powierzchni. Tym bardziej można się skłaniać do przekonania że to złożony temat. Grawitacja może być kluczowym czynnikiem, ale nie musi być jedynym.

Zejdźmy z wysokości 400 km na około 10km. Jak wspominałem, nie jestem w grupie krytykującej jedzenie w czasie lotu, ale nie wątpię że coś jest na rzeczy. I tu również rolę może grać więcej czynników. Oprócz oczywistej kwestii ciśnienia dochodzi też suche powietrze a nawet niskie tony silnika.

Suche powietrze to suche nozdrza, więc cząsteczki które pobudziły nasze wrażenia smakowe mają mniejszą szansę trafić tam gdzie trzeba. Niższe ciśnienie to też mniej tlenu we krwi, co jest kolejnym czynnikiem zmniejszającym naszą wrażliwość na smaki. Badania w symulowanych warunkach potwierdziły też, że hałas może stępić wrażenia smakowe. Powodem dla, którego nie doświadczyłem tych nieprzyjemności może być to, że linie lotnicze biorą to wszystko pod uwagę i odpowiednio podbijają smaki swoich dań.

I to w sumie tyle w temacie tego co z naszymi doznaniami kulinarnymi robi kosmos i samolot. Tymczasem przypominam, że Węglowy ma konto na Instagramie. To nie był prima aprilisowy żart (a może był to żart w żarcie), wciąż niezobowiązująco wrzucam tam fotki jedzenia, często acz nie zawsze własnego, czasem polecając jakieś miejsce. Treści popularnonaukowe raczej pozostaną na tym blogu i na fanpage.

Sztuka trollowania (wśród miliarderów)

Jakie to wszystko się zrobiło głupiutko groteskowe… Dawno nie pisałem (na bloga). Więc pomyślałem, że skreślę kilka słów (na bloga). Ostatnio słuchając kosmicznego podsumowania We Need More Space/To Jakiś Kosmos! dotarło do mnie, że nawet nie wiem od jak dawna śledzę poczynania SpaceX… Wyszło, że co najmniej dekadę, choć firma istnieje od 2002. A wiecie jaka firma istnieje od 2000? Blue Origin.

SpaceX ma na koncie już grubo ponad setkę udanych lotów na orbitę. Firma rozkręca się w takim tempie, że w zasadzie ścigają się tylko z ambicjami swojego ekscentrycznego miliardera. Blue Origin natomiast ma rakietę New Shepard, która wykonała 14 udanych lotów. W tym zero udanych lotów na orbitę. Umieściła teże zero ładunków na orbicie i poleciało nią zero osób. Blue Origin też ma swojego miliardera, nie jest zbyt ekscentryczny, ale jest tak astronomicznie (he he) bogaty, że tylko na tej stronie możecie choć w części pojąć jak bardzo niewyobrażalna jest jego fortuna. Jeff Bezos mimo żadnego lotu na orbitę też ma różne ambicje - np wysyłanie milionów ludzi w kosmos.

A jednak w mediach błysnęła ostatnio mocno wiadomość, że po piętnastu udanych lotach, New Shepard ma wreszcie zabrać ludzi w “kosmos”. Na pewno pomógł fakt, że bilet na lot został wystawiony na aukcji (obecnie cena osiągnęła już $3,8mln za tych kilka minut w nieważkości). No i się zaczęło… “Bezos wyprzedzi Muska” i temu podobne nagłówki. Dziecinne i naiwne dziennikarstwo. Czyli dokładnie to czego można się było spodziewać. A potem jeszcze okazało się, że Bezos sam we własnej osobie ma być na pokładzie. Narracja o rzekomym wyścigu miliarderów w kosmos nabrała na sile.

Więc o co się tak ciskam? O to, że jakby Musk chciał, to by już sobie dawno poleciał. Pewnie mógłby polecieć nawet na ISS i kilka dni tam pomieszkać. A to dlatego, że go stać i że jego Dragony latające na Falconie 9 już to robiły. Z ludźmi. Co oferuje Blue Origin? Lot w górę i kontrolowane lądowanie. To zgoła inna rzecz niż lot orbitalny. To idealna okazja, żeby przypomnieć i polecić mój cykl ze stycznia “Od Newtona Do Bransona”.

Idealna okazja, bo lot Bezosa planowany jest na 20 lipca… i może być tak, że przed tą datą wyjdzie on… cały na biało. Trzeci miliarder, który też ma firmę od “latania w kosmos”, czyli Richard Branson, który być może wsiądzie w swój kosmolot Virgin Galactic i przegoni łysego na ostatniej prostej.

Z jednej strony cały ten nieogłoszony i niesformalizowany w żaden sposób “wyścig” jest głupi… a z drugiej piekielnie bawi mnie idea, że Branson mógłby wyprzedzić Bezosa. A to z kilku powodów. M.in. Bransona da się lubić. Wciąż pamiętam jak po przegranym zakładzie przebrał się za stewardessę konkurencyjnej firmy lotniczej i obsługiwał pasażerów. Branson nie ma wybujałych ambicji, Virgin Galactic od początku miał oferować suborbitalne loty zapewniające kilka minut nieważkości dla turystów. Bezos jak już wspominałem, jeszcze nic nie wysłał na orbitę, a już kilka lat temu opowiadał że marzą mu się wirujące cylindry w kosmosie zaludnione przez miliony ludzi. Żeby nie było - to fajna wizja, pewnie każdy fan SF chętnie by coś takiego zobaczył - ale na ten moment to absurdalny plan, przy którym marsjańskie miasta Muska brzmią jak racjonalny i zrównoważony rozwój cywilizacji ludzkiej. Co dalej… “VSS Unity” w maju dokonał udanego suborbitalnego lotu z załogą, więc Virgin Galactic założony w 2004 roku już osiągnął więcej niż starsza o cztery lata firma Bezosa.

Na koniec ważne info… To o Bransonie to tylko plota (choć Inverse nawet nie nazywa tego plotką). Ale spójrzcie na jego fotę w stroju stewardessy i spróbujcie mi powiedzieć, że “nieee on na pewno tego nie zrobi”. Trzymam kciuki. W tym zwariowanym świecie absurdalny nie-wyścig trzech miliarderów może nie być taki zły, jeśli tylko zwiększy zainteresowanie kosmosem, nauką i technologią.

Bill Gates - Jak ocalić świat od katastrofy klimatycznej

Apokalipsa wywołana przez superwulkan albo wielką asteroidę nie martwi mnie nadmiernie. Ale do szału doprowadza mnie perspektywa upadku cywilizacji z powodu głupoty i bezmyślności. A w tym kierunku idziemy w ramach zmian klimatycznych. Bardzo ponurą miniaturkę stanowi pandemia. Ani tak poważna, ani tak groźna, jednak w podobnym stopniu prorokowana przez ekspertów i równie silnie ignorowana. Radzimy sobie z nią koszmarnie, mimo stu milionów przypadków i ponad trzech milionów zgonów wciąż reakcje są słabo skoordynowane, głosy ekspertów ignorowane lub przeinaczane a internet kipi od głupot i fake newsów.

Dlatego właśnie nowa książka Billa Gatesa jest tak ważna. To bardzo konstruktywna, klarowna rozprawa na temat tego jakim wyzwaniem jest katastrofa klimatyczna i o tym jak jej uniknąć. Bo w przeciwieństwie do asteroidy czy superwulkanu mamy tu narzędzia i możliwości by uniknąć najgorszego. Książka robi wrażenie cegły ale pochłania się ją szybko i przyjemnie. Gates pisze prosto i zrozumiale na złożone tematy.

Powiedziałbym, że niewiele miejsca poświęcił na konsekwencje zmian klimatycznych. Ale to chyba dobrze, bo książka mogłaby popaść w fatalistyczny ton, a nie brak źródeł informacji o tym z czym wiąże się katastrofa klimatyczna. A takie straszenie ponoć jest mało konstruktywne. Dzięki temu Gates poświęca bardzo dużo, miejsca na skrupulatne opisanie tego jak bardzo głęboko emisje cieplarniane są wrośnięte w niemal każdy aspekt naszej cywilizacji. Kolejno przechodzi przez to jak wytwarzamy i zasilamy rzeczy, jak produkujemy żywność, wznosimy budowle a następnie je ogrzewamy i chłodzimy.

Daje to bardzo dobrą perspektywę na zróżnicowanie i rozpiętość wyzwań jakie stoją przed ludzkością. To kontekst dla, stosunkowo krótszej, części książki poświęconej adaptacji i rozwiązaniom. Jednocześnie, może dlatego, że te wcześniejsze aspekty są mi znane, tak bardzo podobały mi się rozdziały od 9 do 11, ze stronami 216 i 217 na czele. Bill dużo mówi o realnych rozwiązaniach, które można wprowadzać i stosować już dziś, by skutecznie zmniejszyć najpoważniejsze ze zbliżających się konsekwencji zmian klimatycznych.

Czy książka ma wady? Oczywiście. Jest w niej bardzo dużo o “zielonych dopłatach” a mało o podatku węglowym, który ja nazwałbym po prostu urealnieniem kosztów. Brakowało mi wprost powiedzenia, że niezwykle niska cena taniego i gęstego energetycznie paliwa, jest wynikiem traktowania atmosfery jak wielkiego darmowego ścieku. Niewiele też jest o atomie, choć gdy Gates już o nim pisze i akurat się nie mityguje (bo ma firmę zajmującą się energetyką jądrową) mówi jasno, że to niezawodne, niskoemisyjne źródło energii, które może działać całodobowo niezależnie od pogody. Wspomina też że w przeciwieństwie do wiatraków i fotowoltaiki spotyka się z oporem a nie dofinansowywaniem.

To jednak drobiazgi, nie zakłócającego bogactwa ważnej i dobrze podanej treści na najważniejszy temat z jakim boryka się nasza cywilizacja.