Velké vědecké projekty Posel Zbyšek
Projekt Manhattan Projekt S.E.T.I. Projekt H.A.A.R.P. Projekt I.T.E.R. Projekt E.L.I. Teleskop Jamese Webba
Projekt Manhattan
Vývoj atomové bomby USA, GB, CAN 13.srpna 1942 15. srpna 1947
1939 dopis Rooseveltovi (Slizard, Einstein) Komise: štěpení představuje možný zdroj bomby s velikou ničivostí Červen 1941 vznik Office of Scientific Research and Development (OSRD) Alokace 167tis dolarů pro rozvoj výzkumu plutonia Říjen 1941 projekt spadá pod armádu (pěchota) ne pod loďstvo Větší zkušenosti s velkými projekty Dohoda Roosevelta a Churchilla na sjednocení projektů S1 separace U235 u U238
Květen 1942 5 výsledných technologií Elektromagnetická separace (O. Lawrence) Plynná difuze (E. Murphey) Centrifuga (Cougar Institute) Těžká voda (H. Urey) Grafit jako zpomalovač neutronů (A. Compton) 54mil USD dodá US ARMY 31mil USD dodá OSRD OK FDR
Neznámé U235 U235 objeven v roce 1941 Do r. 1943 k dispozici 2mg E. Teller: H Bomba
Development of Substitute Materials Broadway 270, New York (18. patro) J.C. Marshall Stone & Webster (Manhattan) Leslie Groves nesouhlas Manhattan Engineering District (MED) R. Oppenheimer projekt Y (vývoj bomby) Červen 1942 kapitulace GB na Tube Alloys Zastavení výměny informací mezi USA a GB
Rozmístění
Oak Ridge Vedení projektu Rozloha: 23tis ha + 3tis ha dodatečně 1000 rodin vystěhováno (14dní) 13tis lidí (nový název Oak Ridge) 1945 75tis lidí 82tis lidí: CEW obohacení uranu 10tis lidí: Roane& Anderson
Los Alamos Projekt Y Albuquerque Nové Mexiko 22tis ha pronájem za 440tis USD (412tis USD) 300tis USD na stavbu (7mil USD)
Argonne 1942 pilotní továrna na produkci plutonia Argonne forest Chicago (400ha) Hanford Compton Fermi (prosinec 1942) první řízená reakce Chicago Pile 1
Hanford Továrna na plutonium řeka 16tis ha (5mil USD), 1200 budov, 900 autobusů 1500 lidí bylo vystěhováno
Trinity 50kg uranu obohaceného o U235 (89%) Březen 1944 Alamogordo (JUMBO) Červenec 1945 20kilotun TNT 76m šířka kráteru 160km tlaková vlna Oblak prachu 12.1km
Bombardování Kokura, Hiroshima, Niigata, Kyoto (Nagasaki) Little Boy (U235) : 6.srpna 1945 530m nad povrchem 13,4 kilotun TNT, 12km 2 Fat Man (plutonium): 9.srpna 1945 21kilotun TNT 50% města bylo uchráněno díky horám
Celkem vyrobeno: Trinity Little boy Fat Man. 500mil USD/ jedna bomba
Projekt S.E.T.I.
Založen 1984 (150 vědců) Nezisková organizace The Center for SETI Research Carl Sagan Center for the Study of Life in the Universe Education and Public Outreach Programs Sponzoři Institute projects have been sponsored by: NASA Ames Research Center NASA Headquarters National Science Foundation Department of Energy US Geological Survey Jet Propulsion Laboratory (JPL) International Astronomical Union Argonne National Laboratory Alfred P. Sloan Foundation David & Lucile Packard Foundation Paul G. Allen Foundation Gordon and Betty Moore Universities Space Research Association (USRA) Pacific Science Center Foundation for Microbiology Sun Microsystems Hewlett Packard Company William and Rosemary Hewlett Bernard M. Oliver
Carl Sagan Center for the Study of Life in the Universe Výzkum života ve vesmíru Astrobiologie Kolik planet?? Podmínky pro život? Drakeova rovnice N = R*fp*ne*fl*fi*fc*L N počet civilizací v mléčné galaxii, které mohou emitovat elektromagnetický signál Výzkum jednotlivých parametrů, zda jsou platné
Výzkum SETI Search for ExtraTerrestrial Intelligence Hledání důkazu jiné civilizace ve vesmíru podle stop,které zanechává vyspělá technika Inspiriace životem na Zemi (radiové vysílání, záření) Phillip Morrison, Guissepe Cocconi Na základě detekování signálů pomocí radiových teleskopů a následném zpracování se hledají typické znaky..
Výzkum&vývoj Algoritmy, hledací technologie, strategie pro hledání Projekt Realizace výsledků výzkumu Vstup do V&V
P.Morrison, G. Cocconi civilizace lze detekovat Oblast detekce mikrovlnné záření (efektivita) Nejméně prozkoumaná část spektra 1960 F. Drake Nezávislé hledání signálů 26m teleskop National Radio Astronomy Projekt OZMA proskenoval mikrovlnné pásmo 1970 zájem NASA 1984 založen SETI institut Koordinace přednášek Tento ústav přetrval
1988 ustaven projekt 1992 první pozorování Projekt Phoenix Parkerův radiový teleskop (64m) 2600h 6měs.
Arecibo teleskop (305m!) 58mil. Signálů paralelně 100dní 1993 projekt ukončen Kongresem USA
Projekt Phoenix přetrval 1996 projekt SERENDIP Finance ze soukromých zdrojů a dárců Část projektu v Austrálii
SETI@home Berkeley USA (1999) Virtuální počítač místo sálového počítače Virtuální počítač internet
Široký signál Generují ho hvězdy nepoužitelné Úzký signál Očekáváme Několik šířek Úzký pulzní signál Kódování informací Dopplerův posun Vliv rotace zdroje A rotace teleskopu Dopplerův posun pulzní Vliv rotace zdroje A rotace teleskopu
Budoucnost projektu Paul Allen (spoluzakladatel Microsft) Nathan Myhrvold (oddělení technologie MS) ATA teleskop
ATA Allen Telescope Array Plocha 1ha 1997 1999: diskuze jak zefektivnit SETI 350 teleskopů / 6.1m v průměru Konfigurace do kruhu Nejlepší kvalita signálu 1000 10000 MHz Arecibo 1000 hvězd ATA 1 000 000 hvězd Střed galaxie vyšší hustota hvězd
High frequency Active Auroral Research Program
Kongres USA Enviromental Impact Statement Univerzity Privátní sektor Vláda (DARPA Defense Advanced Research Agency) Gakona, Aljaška
Zpřístupnit potenciál (technologie) a výzkum ionosféru využívajících zařízení, zejména pro komunikaci. Země družice družice ponorky Interference v elektrické síti Hledání ložisek minerálů, ropy, atd.. 1993 zadání projektu 2007 dokončení hlavní části 2008 celková cena 250mil dolarů Výstavbu, a provoz
O co vlastně jde? 1864 James Clerk Maxwell Elektromagnetický signál vlna 1880 Heinrich Hertz Konec 19.století Guglielmo Marconi Father of wireless Cornwall New Foundland 1909 Novelova cena
Předpoklad : Signál deketkován i za LOS 1902 Oliver Heaviside, Arthur Kennelly Reflexní vrtsva v atmosféře 1920 inosonda BBC, VOA
Plyny v atomové formě Proces Ionizace Plyny v molekulární formě Ochrana před UV zářením Ionosféra obsahuje ionty a elektrony plus neutrální atomy - plazma
Gakona Aljaška? Přínos H.A.A.R.P.u Silnější vliv ionosféry na komunikaci Polární komunikace Komunikace ve středních výškách (meso ionosféra) Komunikace ve velkých výškách (iono vesmír) Měření ionizace atmosféry
Ionizace atmosféry hustota elektronů Dvě měření (den,noc) V noci mizí horní vrstva Večer mizí spodní vrstva vliv Slunce Efekt rekombinace Počet neutrálních částic: Konstantní Použití H.A.AR.P.u
Jak to funguje? Nagenerování signálu Vysílaní pomocí antén Částečná absorbce záření ve výšce 100 300 km Změna vlastností ionosféry v zasažené oblasti Měření vlivů
Generace a vysílání signálu pomocí antén Vysokofrekvenční generátor: 3.6 mil. W 180 dipólových antén rozmístěných na 13ha. IRI (Ionospheric Research Instrument) Vysílané frekvence: 2.7 10 Mhz Nad AM vysílání, pod vysíláním ve městech Šířka aktuálně vysílaného pásma 100 khz
Změny vlastností Ionosféry Teplotní změny dodání energie = zvýšeni E k Te (275km) =1400 K (+30% H.A.A.R.P.) Zvýšení difuze ze zasažené oblasti Snížení hustoty elektronů v oblasti (10 20 %) 1 10 6 iontů/cm 3 přes den 8 10 5 iontů/cm 3 H.A.A.R.P. 5 10 5 iontů/cm 3 v noci Nevede k další ionizaci
Magnetometr
Ionosonda
I.T.E.R. International Thermonuclear Experimental Reactor
Projekt má za cíl demonstrovat, že je možné produkovat elektrickou energii pomocí fůze. 50MW 500MW Rostoucí spotřeba elektrické energie (3x) Životní prostředí Splodiny z uhelných elektráren Radioaktivní odpad z atomových Bezpečnost elektrárny
1985 Ženeva: Superpower summit F. Mitterand, M. Thatcher, M.S. Gorbačov, R. Regan Fůze jako zdroj energie ITER Projekt ITER SSSR, USA, EU(EURATOM), JAP 2003 připojení: Čína, Korea 2005 připojení Indie Každá ze zemí má provést část projektu Francie : Cadarache Získat znalost potřebnou pro návrh zařízení další generace. Testování klíčových technologií a materiálů pro budoucí plně funkční elektrárnu (DEMO).
Jaderná fůze Dvě nebo více jader se spojí dohromady. Uvolnění velkého množství energie Prvky lehčí než železo uvolní E Prvky těžší spotřebují E Hnací motor hvězd T, P 1952 H Bomba 2 H deuterium 3 H tritium
Proč je to tak náročné? Štěpení vyjmutí elektronu 13.6eV Fůze jader 17MeV Hmota vs. Antihmota Nestabilita : 58 Fe (lehčí = lepší)
Cykly jaderné fůze
D T cyklus D + T >He + n + 14.1MeV Nevýhody Neutrony jsou radioaktivní Výhody Neutrony dávají vzniknout tritiu n + Li > T + He Co tedy musím dodat do reakce? Lithium, Deuterium Extrémní teplota T = 150mil C (Plazma)
1950 Igor Tamm, Andrei Sakharov 1956 Novosibirsk Tokamak První kontrolovaná TJ fůze
150mil C? Ohmické ohřívání Teplotní závislost odporu (elektrický proud) Bod nasycení (20 30mil C) Proud neutrálních vysokorychlostních částic Předání energie srážkou Magnetické stlačení Mikrovlnné ohřívání
České Tokamaky Golem (nejmenší provozovaný tokamak na světě) 1959 postaven v SSSR 1977 dar Československu 1984 přestavba (CASTOR) 2006 odpojen, slouží jako výukový materiál na FJFI Compass D 1989 Culham Interakce plazma pevná látka Zdroj dat pro ITER
ITER =tokamak Fůze : D, T ITER, fůze, Tokamak D: zisk ze všech forem vody (mořská) T: reakce n + Li (T kg pro ITER) Zdroje Li: zemská kůra (1tis. let) Výhody: Uhelná elektrárna: 2.7mil tun uhlí Fůzní: 250kg(125kg D, 125kg Li) Fůzní nemá emise: He Pokles pod 150mil C konec reakce
Fáze přípravy 2007 začátek přípravy podkladu 150mil euro (60% Francie, 40%EU) 180ha (zázemí +ITER 42ha), 2.5mil m 3 zeminy
39 budov (EU) Budova s tokamakem (74 pater,13 pod, 61 nad)
Extreme Light Infrasctructure
Výzkum a aplikace interakce lase pevná látka při vysokých energiích 13 zemí EU, více než 40 institucí a firem 4 rezidentní země Česká republika: ELI Beamline facility Maďarsko: ELI Attosecond facility Rumunsko: ELI Nuclear physics facility????: ELI Ultra high field facility Rozpočet 700milc euro První fáze (Čr) 290mil. euro
2005 představení projektu 2008 10 přípravné fáze (byrokracie) 2008 ČR se přihlašuje jako kandidát Vláda schválila podporu Zavázání ČR realizovat projekt(část) 2010 oficiální přihláška k projektu 2011 2015 výstavba zařízení Fyzikální ústav AV ČR vznik ELI společnosti v ČR. (14 vysokých škol) MŠMT, Středočeský kraj Dolní Břežany
Nejvýkonější laser na světě laserová věda Dokončení 2017 Testování zážehu plazmatu pomocí laseru fůze Pulzní režim(10gev,dosavadní maximum max MeV)
Teleskop Jamese Webba
Infračervená oblast Next Generation Space Telscope (NGST) Průměr zrcadla 6.5m 2018 vypuštění NASA, ESA, CSA Rozsah: 0.6 28 µm
ISIM NIRCam NIRSpec MIRI FGS TFI
NIRCam 0.6 5 µm Detekce světla z nejstarších hvězd
NIRSpec 0.6 5µm(rozkládá světlo na spektrum) Analýza spektra Teplota Hmota Chemické složení
5 28 µm MIRI Pozorvání objektů v Kuiperově pásu Nástupce činnosti Hubbleova teleskopu (7K)
FGS TFI Naváděcí systém Zaostření : 1 5 µm kamera
Umístění
Webb vs. Hubble
Zdroje ELI extreme light infrasctructure http://www.extreme light infrastructure.eu/ http://www.eli beams.eu/ http://www.eli np.ro/ http://m.ceskapozice.cz/domov/veda vzdelavani/nejvykonnejsi laser sveta miri do dolnich brezan HAARP http://www.haarp.alaska.edu/ http://www.haarp.net/ http://en.wikipedia.org/wiki/high_frequency_active_auroral_research_program http://www.copvcia.com/free/pandora/haarp.html http://beforeitsnews.com/story/20/951/are_we_in_a_haarp_earthquake_war.html ITER http://www.iter.org/ http://www.iter.org/proj http://en.wikipedia.org/wiki/iter SETI http://www.seti.org/ Http://setiathome.berkeley.edu/ Webb http://www.jwst.nasa.gov/ Manhattan Project http://en.wikipedia.org/wiki/manhattan_project