Του Δημήτρη Δημόπουλου

Η έννοια του βαρυτικού πηγαδιού

Το βαρυτικό πεδίο της Γης περιγράφεται από τη δύναμη και αντίστοιχα την επιτάχυνση g(r) που δέχεται ένα σώμα σε απόσταση r από το κέντρο της. Προσοχή, για να χρησιμοποιήσουμε σωστά τους νόμους της Μηχανικής, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι όλες τις αποστάσεις πρέπει να τις μετράμε από το κέντρο μάζας των σωμάτων γύρω από τα οποία κινείται το διαστημόπλοιο. Ένα διαστημόπλοιο σε χαμηλή τροχιά 400 km, απέχει από το κέντρο της Γης R+400 km, όπου R είναι η ακτίνα της Γης, ίση με 6378 km.
Σε μία απόσταση r από το κέντρο της Γης ισχύει:

\(F_r=G Mm/r^2   \)         (3.1) H βαρυτική δύναμη
\(​g_r=G M/r^2 =  μ/r^2 \)       (3.2) Η βαρυτική επιτάχυνση

Του Δημήτρη Δημόπουλου

Το άρθρο είναι το πρώτο μίας σειράς 4 άρθρων με τίτλους: α) Ο χώρος κοντά στη Γη β) Εισαγωγή στη Μηχανική τροχιακών κινήσεων γ) Διαπλανητικές τροχιές δ) Πυραυλικά συστήματα. Ως πρώτο άρθρο αποτελεί μία βασική εισαγωγή που θα μας επιτρέψει στη συνέχεια να δούμε σε βάθος τις προκλήσεις που αντιμετωπίζει ο σχεδιασμός διαστημικών αποστολών και τη τεχνολογία που έχουμε μέχρι σήμερα αναπτύξει, μαζί με τους περιορισμούς της.

Το ορατό Σύμπαν είναι ένας συγκλονιστικά μεγάλων διαστάσεων χώρος με ακτίνα πολλών δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Με τη σημερινή τεχνολογία, ακόμα και η επίσκεψη σε γειτονικά αστρικά συστήματα φαντάζει εντελώς ακατόρθωτη. Μπορούμε λοιπόν με βεβαιότητα να πούμε ότι η εξερεύνηση του Σύμπαντος αφορά την ανθρωπότητα σε μερικούς αιώνες ή χιλιετίες από σήμερα κι αφού φυσικά έχει ξεπεράσει τις «παιδικές αρρώστιες» της (πόλεμοι, φτώχεια, περιβαλλοντική καταστροφή κ.α.) που δημιουργούν κινδύνους για την επιβίωση της ακόμα και στην ίδια τη Γη. Προσπαθώντας να οριοθετήσουμε την εξαιρετικά μικρή περιοχή του Σύμπαντος που μπορούμε να εξερευνήσουμε τώρα, εισάγουμε την έννοια του Διαστήματος ως ένα υποσύνολο του Σύμπαντος, κοντά στη Γη, όπου οι διαστημοσυσκευές μας μπορούν να διασχίσουν για να φτάσουν στους προορισμούς τους. Αν και δεν υπάρχει σαφές όριο για το που τελειώνει το Διάστημα, υπάρχει σίγουρα ορισμός για το πού ξεκινάει. Το Διάστημα λοιπόν ξεκινάει 100 km πάνω από την επιφάνεια της Γης, στην γραμμή Κάρμαν[1]. Σε αυτό το όριο, η ατμόσφαιρα είναι τόσο αραιή που ένα αεροπλάνο για να έχει αεροδυναμική άντωση θα έπρεπε να κινείται με ταχύτητα που θα το καθιστούσε δορυφόρο της Γης. Οτιδήποτε «πετάει» πάνω από την γραμμή Κάρμαν, κινείται δηλαδή με τόσο μεγάλες ταχύτητες που δε χρειάζεται καν φτερά για να κρατηθεί σε τροχιά γύρω από τη Γη. H NASA έχει το δικό της όριο των 80 km και θεωρεί αστροναύτες του πιλότους που το ξεπερνούν. Στην πράξη κανένα διαστημόπλοιο δεν μπορεί να κρατήσει σταθερή τροχιά κάτω από τα 120 km λόγω αεροδυναμικής αντίστασης από την ελάχιστη ατμόσφαιρα που υπάρχει ακόμη. Οι χαμηλότερες τροχιές που μπορούν να διατηρηθούν, έστω και προσωρινά, είναι στα 160 – 180 km.


[1] Ο Theodore von Kármán (Τεόντορ φον Κάρμαν, 1881–1963) ήταν ένας Ούγγρος-Αμερικανός Μηχανικός και Φυσικός, ευρέως αναγνωρισμένος ως ένας από τους θεμελιωτές της αεροδυναμικής και της αεροδιαστημικής μηχανικής.

Γραφει η Βιβιάννα Μαρίνη

Στις 18 Ιουνίου του 2023 η παγκόσμια ειδησεογραφία έστρεψε το βλέμμα της σε ένα δυστύχημα που έλαβε χώρα ανοιχτά του Καναδά σε βάθος τεσσάρων περίπου χιλιομέτρων από την επιφάνεια της θάλασσας. Ο λόγος για το υποβρύχιο Titan της OpenGate Expeditions που μετέφερε πέντε επιβάτες με σκοπό να εξερευνήσουν το ναυάγιο του Τιτανικού. Η τουριστική αποστολή για τους Σαχζάντα Νταούντ, Σουλέμαν Νταούντ, Χάμις Χάρντιγκ, Πολ-Ανρί Ναρζολέ και Στόκτον Ρας -ο πιλότος του υποβρυχίου και CEO της OpenGate- ξεκίνησε στις 16 Ιουνίου από τη Νέα γη του Καναδά με το εξερευνητικό πλοίο polar Prince να μεταφέρει τους πέντε άνδρες στο σημείο της κατάδυσης. Η κατάδυση προς τα συντρίμμια του Τιτανικού αρχίζει στις 18 Ιουνίου και ώρα 12.00 UTC με το υποβρύχιο Titan να βρίσκεται σε επαφή με το Polar Prince κάθε 15 λεπτά για μιάμιση ώρα συνολικά. Οι ειδικοί γνώριζαν πως υπήρχε διαθεσιμότητα οξυγόνου για τους 5 επιβάτες για 96 ώρες και παρά τις αρχικές ανησυχίες για αποτυχία του εξοπλισμού επικοινωνίας με το υποβρύχιο, το χειρότερο σενάριο επιβεβαιώθηκε: το -κατασκευασμένο από ανθρακονήματα- κύτος του βαθυσκάφους είχε καταρρεύσει βίαια λόγω συμπίεσης. 

Του Δημήτρη Δημόπουλου

Εικόνα εξώφυλλου: Ένας από τους χιλιάδες σοβιετικούς στρατιώτες που πέρασαν από την οροφή του κτηρίου που στέγαζε τον αντιδραστήρα 4 στο Τσερνόμπιλ. Η αποστολή του διαρκεί μόλις 40 δευτερόλεπτα. Απομακρύνει ραδιενεργά υλικά μέχρι να δεχτεί τη μέγιστη ποσότητα ραδιενέργειας που επιτρέπεται να δεχτεί κάποιος σε ολόκληρη τη ζωή του. Η φωτογραφία του Ιγκόρ Κοστίν αποτυπώνει τις ακτίνες γ ως λευκές λωρίδες στο κάτω μέρος.

Σύνοψη πρώτου μέρους
​
Όπως είδαμε στο πρώτο μέρος του άρθρου, η διαδικασία με την οποία επιτυγχάνεται σταθερότητα στις πυρηνικές αντιδράσεις μέσα σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα, εξαρτάται μόνο από έναν παράγοντα. Την κρισιμότητα του. Κρισιμότητα είναι σε γενικές γραμμές, το κλάσμα με αριθμητή τα παραγόμενα νετρόνια από τις διάφορες πυρηνικές αντιδράσεις και παρανομαστή τα χαμένα νετρόνια που είτε απορροφούνται  από μη σχάσιμα υλικά είτε διαρρέουν από τον αντιδραστήρα προς τον εξωτερικό χώρο. Για να μπορέσουν τα νετρόνια να απορροφηθούν από το ισότοπο ουράνιο-235 που στη συνέχεια θα μας δώσει την πολυπόθητη αντίδραση σχάσης, θα πρέπει να έχουν μικρή ταχύτητα. Για να χάσουν τη τεράστια κινητική ενέργεια με την οποία παράγονται σε κάθε σχάση, χρησιμοποιούμε κάποιον ρυθιστή (νερό, γραφίτη κτλ) ένα υλικό δηλαδή που μέσα του θα επιβραδυνθούν με διαδοχικές σκεδάσεις τα νετρόνια αλλά δε θα απορροφηθούν από τα άτομα του (τουλάχιστον όχι σε σημαντικό βαθμό). Θέλουμε όμως και να δημιουργήσουμε έναν μηχανισμό ασφαλείας έτσι ώστε αν για κάποιο λόγο η κρισιμότητα του αντιδραστήρα γίνει μεγαλύτερη του 1, ο αντιδραστήρας να την επαναφέρει αυτόματα κάτω του 1 έτσι ώστε να μη δημιουργηθεί μία επιταχυνόμενη καταστροφική αύξηση ισχύος. 

Του Γιώργου Σαββίδη

​Κάθε ιστορική περίοδος χαρακτηρίζεται από ένα σύνολο κοινωνικοοικονομικών αναγκών στο πλαίσιο των οποίων ο άνθρωπος καλείται να επιβιώσει και να αναπτυχθεί. Η επίλυση προβλημάτων τόσο της καθημερινής ζωής όσο και η απάντηση σε φιλοσοφικά ερωτήματα, οδήγησε βαθμιαία στην ανάπτυξη της επιστημονικής έρευνας. Θεμέλια συστατικά της τελευταίας αποτελούν δύο διαλεκτικά συνδεδεμένες έννοιες: η θεωρία και το πείραμα. Η συγκέντρωση ενός συνόλου παρατηρήσεων οδηγούν στην ανάπτυξη ενός γενικότερου κανόνα περιγραφής της πραγματικότητας, την θεωρία. Από την άλλη, η ανάπτυξη της θεωρίας ωθεί στην εξέλιξη νέων πειραματικών μεθόδων και διατάξεων για την επαλήθευση θεωρητικών προβλέψεων. Μία κατηγορία τέτοιων διατάξεων αποτελούν οι ανιχνευτές αερίου γεμίσματος (Gas Filled Detectors).

Του Κωνσταντίνου Κιλμέτη

​Καλοκαίρι 1997, Λυών. Εν όψη του επερχόμενου Μουντιάλ του ‘98 μερικές από τις μεγαλύτερες εθνικές ομάδες ποδοσφαίρου του κόσμου παίζουν μερικά φιλικά εξάσκησης η μια με την άλλη. Ένα από αυτά είναι και το Γαλλία-Βραζιλία. Στο πρώτο ημίχρονο ενός αγώνα χωρίς ιδιαίτερη πίεση, ο Roberto Carlos κερδίζει φάουλ 33m μακριά από το τέρμα. Παίρνει φόρα από υπερβολικά πολύ μακριά. Σουτάρει και η μπάλα ακολουθεί μια αλλοπρόσαλλη αλλά πέρα για πέρα φυσική τροχιά. Στρίβει δεξιά για να αποφύγει το τείχος και μετά ξανά αριστερά για να καρφωθεί στο τέρμα, σαν να υπάρχει κάποιος οδηγός στο τιμόνι και να τις υποβάλλει τι να κάνει. Και το όνομα αυτού του οδηγού; Heinrich Gustav Magnus.

Του Δημήτρη Δημόπουλου

23 Σεπτεμβρίου 2013. Το -μολδαβικής σημαίας- φορτηγό πλοίο Rhosus, αναχωρεί από τη Γεωργία μεταφέροντας 2750 τόνους νιτρικού αμμωνίου (ΝΗ4ΝΟ3) μία χημική ουσία που χρησιμοποιείται ως λίπασμα αλλά έχει, υπό προϋποθέσεις, μεγάλη εκρηκτική ισχύ. Το πλοίο κάνει μία στάση στον Πειραιά και συνεχίζει την πορεία του για Βηρυτό στην οποία καταφθάνει τον Οκτώβρη του 2013. Στη λιβανέζικη πρωτεύουσα το πλήρωμα, που παραμένει απλήρωτο για 4 μήνες, ξεκινά απεργία. Το λιβανέζικο λιμενικό δεν επιτρέπει στο πλοίο να αποπλεύσει καθώς χρωστάει περίπου 100.000 δολάρια σε τέλη ελλιμενισμού και άλλους απλήρωτους λογαριασμούς κι επίσης κρίνει ότι το πλοίο δεν είναι αξιόπλοο. Τους επόμενους μήνες το Rhosus εγκαταλείπεται από πλήρωμα αλλά και ιδιοκτήτη. Τον Οκτώβριο του 2015, το φορτίο νιτρικού αμμωνίου μεταφέρεται σε μία παραπλήσια αποθήκη του λιμανιού, ενώ το πλοίο οδηγείται στα ανοιχτά και βυθίζεται. Το φορτίο παραμένει αποθηκευμένο για 5 χρόνια μέχρι τις 4 Αυγούστου 2020. Εκείνη τη μέρα, ένα συνεργείο ηλεκτροσυγκόλλησης που εργαζόταν στην αποθήκη, προκαλεί πυρκαγιά η οποία ξεκινά μία σειρά μικρών εκρήξεων σε δέματα με πυροτεχνήματα που έχουν τοποθετηθεί δίπλα στους 2750 τόνους νιτρικού αμμωνίου. Η φωτιά καίει για 30 περίπου λεπτά ώσπου στις 18:08 μία τρομερή έκρηξη συγκλονίζει την Βηρυτό, καταστρέφοντας ολοσχερώς το λιμάνι και την όμορη περιοχή σκοτώνοντας 190 ανθρώπους.