Die Geschichte: Das Luzifer-Projekt ist angeblich die größte Verschwörungstheorie, an der die NASA möglicherweise beteiligt sein könnte. Als die Sonde durch die Atmosphäre fiel, hoffte die NASA, dass der atmosphärische Druck eine Implosion hervorrufen und eine nukleare Explosion erzeugen würde, wodurch eine Kettenreaktion ausgelöst und der Gasriese in eine solche verwandelt würde eine zweite Sonne. Sie versagten. In einem zweiten Versuch werden sie die Cassini-Sonde (wieder mit Plutonium beladen) in zwei Jahren tief in die Saturnatmosphäre fallen lassen, damit dieser kleinere Gasriese dort Erfolg haben kann, wo Jupiter versagt hat…
Die Realität: Wie kurz in untersucht Projekt Luzifer: Wird Cassini Saturn in eine zweite Sonne verwandeln? (Teil 1)Wir haben uns einige der technischen Probleme angesehen, die hinter Galileo und Cassini stehen, die als provisorische Atomwaffen eingesetzt werden. Sie können aus vielen Gründen keine Explosion erzeugen, aber die Hauptpunkte sind: 1) Winzige Plutoniumpellets, die zum Erhitzen und Antreiben der Sonden verwendet werden, befinden sich in separaten, beschädigungssicheren Zylindern. 2) Das Plutonium ist nicht Waffenqualität, was bedeutet, dass der 238Pu einen sehr ineffizienten spaltbaren Kraftstoff darstellt. 3) Die Sonden verbrennen und brechen auseinander, was nicht zulässig ist irgendeine Chance von Plutoniumklumpen, die eine „kritische Masse“ bilden (außerdem besteht keine Chance, dass das Plutonium möglicherweise eine Konfiguration bildet, um eine durch Implosion ausgelöste Vorrichtung zu erzeugen).
OK, also Galileo und Cassini kann nicht als rohe Atomwaffen eingesetzt werden. Aber sag wenn gab es eine nukleare Explosion im Saturn? Könnte es eine Kettenreaktion im Kern verursachen, die eine zweite Sonne erzeugt?
- Projekt Luzifer: Wird Cassini Saturn in eine zweite Sonne verwandeln? (Teil 1)
- Projekt Luzifer: Wird Cassini Saturn in eine zweite Sonne verwandeln? (Teil 2)
Thermonukleare Bomben
Wenn die Kernfusion nicht in einem Sternkörper aufrechterhalten werden kann, wird die Reaktion sehr schnell auslaufen. Das Luzifer-Projekt schlägt daher vor, dass Cassini viele hundert Kilometer in die Atmosphäre des Saturn eintauchen und als plutoniumbetriebene Spaltungsexplosion explodieren wird. Diese Explosion wird eine Kettenreaktion auslösen und genug Energie erzeugen, um die Kernfusion im Gasriesen auszulösen.
Ich kann sehen, woher diese Idee stammt, obwohl sie ungenau ist. Die Fusionsbombe (oder „thermonukleare Waffe“) verwendet einen Spaltauslöser, um eine unkontrollierte Fusionsreaktion auszulösen. Der Spaltauslöser ist so konstruiert, dass er wie eine normale Spaltbombe explodiert, ähnlich wie die in Teil 1 dieser Serie beschriebene Implosionsvorrichtung. Bei der Detonation werden große Mengen energetischer Röntgenstrahlen erzeugt, die das den Fusionsbrennstoff umgebende Material (wie Lithiumdeuterid) erhitzen und den Phasenübergang zu einem Plasma bewirken. Da sehr heißes Plasma das Lithiumdeuterid umgibt (in a sehr beengte und unter Druck stehende Umgebung) Der Kraftstoff erzeugt Tritium, ein schweres Wasserstoffisotop. Tritium wird dann einer Kernfusion unterzogen, wobei große Mengen an Energie freigesetzt werden, wenn die Tritiumkerne zusammengedrückt werden, wodurch die elektrostatischen Kräfte zwischen Kernen und Verschmelzung überwunden werden. Die Fusion setzt große Mengen an Bindungsenergie frei, mehr als die Spaltung.
Wie funktioniert ein Stern?
Der Punkt, der hier hervorgehoben werden muss, ist, dass in einer thermonuklearen Vorrichtung eine Fusion nur erreicht werden kann, wenn immense Temperaturen in einer sehr engen und unter Druck stehenden Umgebung erreicht werden. Darüber hinaus ist diese Reaktion bei einer Fusionsbombe unkontrolliert.
Wie werden Kernfusionsreaktionen in einem Stern (wie unserer Sonne) aufrechterhalten? In dem obigen Beispiel einer thermonuklearen Bombe wird die Tritiumfusion durch erreicht Trägheitsbeschränkung (d. h. schneller, heißer und energetischer Druck auf den Kraftstoff, um eine Fusion zu verursachen), aber im Fall eines Sterns ist eine anhaltende Art des Einschlusses erforderlich. Gravitationsbeschränkung wird benötigt, damit Kernfusionsreaktionen im Kern stattfinden. Für eine signifikante Gravitationsbeschränkung benötigt der Stern eine minimale Masse.
Im Kern unserer Sonne (und den meisten anderen Sternen, die kleiner als unsere Sonne sind) wird die Kernfusion durch die erreicht Proton-Proton-Kette (unten abgebildet). Dies ist ein Wasserstoffverbrennungsmechanismus, bei dem Helium erzeugt wird. Zwei Protonen (Wasserstoffkerne) verbinden sich nach Überwindung der stark abstoßenden elektrostatischen Kraft. Dies kann nur erreicht werden, wenn der Sternkörper eine ausreichend große Masse hat, was die Gravitationsaufnahme im Kern erhöht. Sobald sich die Protonen verbinden, bilden sie Deuterium (2D), wobei ein Positron (das mit einem Elektron schnell vernichtet wird) und ein Neutrino erzeugt werden. Der Deuteriumkern kann sich dann mit einem anderen Proton verbinden und so ein leichtes Heliumisotop erzeugen (3Er). Das Ergebnis dieser Reaktion erzeugt Gammastrahlen, die die Stabilität und die hohe Temperatur des Sternkerns aufrechterhalten (im Fall der Sonne erreicht der Kern eine Temperatur von 15 Millionen Kelvin).
Wie in einem früheren Artikel des Space Magazine besprochen, gibt es eine Reihe von Planetenkörpern unterhalb der Schwelle, ein „Stern“ zu werden (und nicht in der Lage sind, die Proton-Proton-Fusion aufrechtzuerhalten). Die Brücke zwischen den größten Planeten (d. H. Gasriesen wie Jupiter und Saturn) und den kleinsten Sternen ist bekannt als braune Zwerge. Braune Zwerge haben weniger als 0,08 Sonnenmassen und Kernfusionsreaktionen haben nie stattgefunden (obwohl größere Braune Zwerge möglicherweise eine kurze Zeitspanne der Wasserstofffusion in ihren Kernen hatten). Ihre Kerne haben einen Druck von 105 Millionen Atmosphären mit Temperaturen unter 3 Millionen Kelvin. Denken Sie daran, dass selbst die kleinsten Braunen Zwerge ungefähr zehnmal so massereich sind wie Jupiter (die größten Braunen Zwerge sind ungefähr 80 Mal so groß wie Jupiter). Damit auch nur eine geringe Wahrscheinlichkeit für das Auftreten der Proton-Proton-Kette besteht, benötigen wir einen großen Braunen Zwerg, der mindestens 80-mal größer ist als der Jupiter (über 240 Saturnmassen), um überhaupt die Hoffnung zu haben, die Gravitationsbeschränkung aufrechtzuerhalten.
Gibt es keine Chance, dass Saturn die Kernfusion aufrechterhalten kann?
Entschuldige Nein. Saturn ist einfach zu klein.
Die Annahme, dass eine im Saturn detonierende Kernbombe (Spaltbombe) die Bedingungen für eine Kernfusionskettenreaktion (wie die Proton-Proton-Kette) schaffen könnte, liegt wiederum im Bereich der Science-Fiction. Selbst der größere Gasriese Jupiter ist viel zu mickrig, um die Fusion aufrechtzuerhalten.
Ich habe auch Argumente gesehen, die behaupten, dass Saturn aus den gleichen Gasen wie unsere Sonne besteht (d. H. Wasserstoff und Helium), also eine außer Kontrolle geratene Kettenreaktion ist Möglicherweise ist lediglich eine schnelle Energieeinspeisung erforderlich. Der Wasserstoff, der in der Saturnatmosphäre zu finden ist, ist jedoch zweiatomiger molekularer Wasserstoff (H.2), nicht die freien Wasserstoffkerne (hochenergetische Protonen), wie sie im Kern der Sonne zu finden sind. Und ja, H.2 ist leicht entflammbar (schließlich war es 1937 für die berüchtigte Luftschiffkatastrophe in Hindenburg verantwortlich), jedoch nur, wenn es mit einer großen Menge Sauerstoff, Chlor oder Fluor gemischt wird. Leider enthält Saturn keine signifikanten Mengen dieser Gase.
Fazit
Obwohl es Spaß macht, ist „The Lucifer Project“ das Produkt einer lebhaften Fantasie. Teil 1 von „Projekt Luzifer: Wird Cassini Saturn in eine zweite Sonne verwandeln?“ führte die Verschwörung ein und konzentrierte sich auf einige der allgemeinen Aspekte, warum die Galileo-Sonde 2003 einfach in Jupiters Atmosphäre verbrannte und dabei die kleinen Pellets von Plutonium-238 zerstreute. Der im nächsten Monat entdeckte „schwarze Fleck“ war einfach einer der vielen dynamischen und kurzlebigen Stürme, die sich häufig auf dem Planeten entwickeln.
Dieser Artikel ist noch einen Schritt weiter gegangen und hat die Tatsache ignoriert, dass es Cassini unmöglich war, eine interplanetare Atomwaffe zu werden. Was ist, wenn da war eine nukleare Explosion in der Saturnatmosphäre? Nun, es sieht so aus, als wäre es eine ziemlich langweilige Angelegenheit. Ich wage zu sagen, dass ein paar lebhafte elektrische Stürme erzeugt werden könnten, aber wir würden nicht viel von der Erde sehen. Es ist höchst unwahrscheinlich, dass der Planet dauerhaft geschädigt wird. Es würde sicherlich keine Fusionsreaktion geben, da Saturn zu klein ist und alle falschen Gase enthält.
Na ja, Saturn muss einfach so bleiben, wie es ist, Ringe und alles. Wenn Cassini seine Mission in zwei Jahren erfüllt, können wir uns auf die Wissenschaft freuen, die wir aus solch einem unglaublichen und historischen Unterfangen sammeln werden, anstatt das Unmögliche zu fürchten ...
Update (7. August): Wie einige Leser weiter unten betonten, war molekularer Wasserstoff nicht wirklich der Ursache Bei der Luftschiffkatastrophe in Hindenburg war es möglicherweise die Farbe auf Aluminiumbasis, die die Explosion, Wasserstoff und Sauerstoff ausgelöst hat betankt das Feuer.
