Științe

Știai că astronauții de pe orbită nu sunt lipsiți de gravitație, ci de fapt cad neîncetat? La 400 de kilometri altitudine, atracția Pământului este încă aproape la fel de puternică precum la sol. Senzația de imponderabilitate apare fiindcă stația și oamenii din ea cad împreună spre Pământ, dar se deplasează atât de repede lateral încât ratează mereu suprafața, adică orbitează. Este o cădere liberă continuă, nu o absență a gravitației.

Știai că sonda Voyager 1, lansată în 1977, este cel mai îndepărtat obiect construit de om? Ea a depășit deja heliopauza, adică hotarul dincolo de care influența vântului solar cedează locul spațiului dintre stele, și se află acum la peste 24 de miliarde de kilometri de noi. Semnalele ei radio, deși slabe, ajung încă la Pământ după mai bine de 22 de ore de călătorie. La bord poartă un disc de aur cu sunete și imagini din lumea noastră.

Știai că Marte are cel mai înalt vulcan cunoscut din sistemul solar? Se numește Olympus Mons și se ridică la aproximativ 22 de kilometri deasupra câmpiilor din jur, adică de vreo două ori și jumătate mai mult decât înălțimea muntelui Everest față de nivelul mării. Baza lui este atât de largă încât ar acoperi aproape întreaga suprafață a unei țări precum România. A putut crește atât de mult fiindcă scoarța marțiană nu se deplasează în plăci ca a Pământului.

Știai că inelele lui Saturn sunt alcătuite în cea mai mare parte din gheață? Aceste inele strălucitoare sunt formate din nenumărate bucăți de gheață și rocă, de la firimituri de praf până la blocuri cât o casă, care se rotesc în jurul planetei. Deși se întind pe sute de mii de kilometri, ele sunt uimitor de subțiri, adesea sub un kilometru grosime. Se crede că ar fi rămășițele unei luni sau ale unor comete sfărâmate de gravitația planetei.

Știai că o furtună de pe Jupiter este atât de mare încât ar putea înghiți Pământul întreg? Se numește Marea Pată Roșie și este un uragan gigantic care se învârte de cel puțin câteva secole, de când oamenii îl observă cu telescopul. Deși în ultimele decenii pare să se micșoreze, are încă un diametru comparabil sau mai mare decât cel al planetei noastre. Vânturile din interiorul ei ating sute de kilometri pe oră.

Știai că unele stele pe care le vezi noaptea s-ar putea să nu mai existe? Fiindcă lumina lor a călătorit sute sau mii de ani ca să ajungă la noi, o vedem așa cum era cândva demult. Totuși, mitul că majoritatea stelelor vizibile cu ochiul liber au murit deja este exagerat. Cele mai multe stele pe care le zărim sunt relativ apropiate și trăiesc milioane sau miliarde de ani, așa că sunt aproape sigur încă acolo.

Știai că cea mai apropiată stea de noi, în afară de Soare, se află la peste patru ani-lumină distanță? Se numește Proxima Centauri și lumina ei are nevoie de aproximativ 4,2 ani ca să ajungă la Pământ. Cu o navă spațială obișnuită de astăzi, drumul până acolo ar dura zeci de mii de ani. În jurul ei a fost descoperită și o planetă de mărimea Pământului, aflată la o distanță care ar putea permite apă lichidă.

Știai că culoarea unei stele îți spune cât de fierbinte este? Contrar intuiției, stelele albastre sunt cele mai calde, cu temperaturi la suprafață de zeci de mii de grade, în timp ce stelele roșii sunt cele mai reci, cu doar câteva mii de grade. Soarele nostru, gălbui, se află undeva la mijloc, cu o suprafață de aproape 5.500 de grade Celsius. Astronomii citesc astfel, din simpla culoare a luminii, temperatura unor sori aflați la ani-lumină de noi.

Știai că pe Mercur temperaturile trec de la un fierbinte cumplit la un ger năprasnic? Fiind cea mai apropiată planetă de Soare și neavând o atmosferă care să rețină căldura, ziua atinge peste 400 de grade Celsius, iar noaptea coboară sub minus 170 de grade. Această diferență uriașă face din Mercur una dintre cele mai extreme lumi din sistemul solar. Totuși, în craterele umbrite de la poli s-ar putea ascunde chiar gheață.

Știai că telescopul spațial James Webb privește atât de departe încât vede lumină din zorii universului? Fiindcă lumina galaxiilor îndepărtate a călătorit miliarde de ani ca să ajungă la el, telescopul le observă așa cum erau la scurt timp după Marea Explozie. Unele dintre galaxiile pe care le-a surprins au trimis acea lumină acum peste 13 miliarde de ani. Astfel, a privi departe în spațiu înseamnă, de fapt, a privi înapoi în timp.

Telescopul spațial James Webb nu observă în lumina pe care o vedem noi, ci mai ales în infraroșu, adică în „căldura” obiectelor. Tocmai de aceea trebuie ținut extrem de rece: are un parasolar cât un teren de tenis, cu cinci foi subțiri, care umbrește instrumentele astfel încât acestea ajung la aproape minus 230 de grade Celsius. Fără acest scut, propria căldură a telescopului ar orbi observațiile.

Telescopul James Webb nu se rotește în jurul Pământului, ci stă la circa 1,5 milioane de kilometri de noi, într-un loc special numit punctul Lagrange 2. Acolo forțele Soarelui și ale Pământului se combină astfel încât telescopul poate însoți Pământul în drumul său fără să rămână în urmă. Distanța este de aproape patru ori mai mare decât până la Lună.

Telescopul spațial Hubble a fost lansat în 1990, dar la început imaginile ieșeau ușor neclare: oglinda lui principală fusese șlefuită cu o eroare mai subțire decât a cincizecea parte dintr-un fir de păr. Astronauții l-au reparat în 1993 montându-i un fel de „ochelari” corectori, iar de atunci ne-a trimis imagini care au schimbat astronomia.

Sateliții GPS poartă ceasuri atomice atât de precise încât trebuie corectate pentru efectele descrise de Einstein. La altitudinea lor, timpul curge cu o idee mai repede decât la sol, iar viteza mare a satelitului îl încetinește puțin; din combinația celor două, ceasurile ar aluneca zilnic cu vreo 38 de milionimi de secundă. Fără această corecție, poziția afișată pe telefon s-ar înșela cu kilometri într-o singură zi.

Roverele de pe Marte trimit comenzile și imaginile cu viteza luminii, dar chiar și așa un semnal are nevoie de câteva minute ca să ajungă între planete, până la peste douăzeci de minute atunci când Marte e departe. De aceea inginerii nu pot conduce roverul „în direct” ca pe o mașinuță; îi trimit planul zilei, iar roverul se descurcă apoi singur pe teren.

Micul elicopter Ingenuity, adus pe Marte alături de roverul Perseverance, a fost prima mașinărie zburătoare care s-a ridicat de pe o altă planetă, în aprilie 2021. A reușit asta deși aerul marțian este de aproape o sută de ori mai subțire decât al nostru, ceea ce a cerut palete care se rotesc foarte repede și un aparat extrem de ușor.

O rachetă trebuie să atingă o viteză uriașă ca să nu recadă pe Pământ: pentru a rămâne pe o orbită joasă are nevoie de aproape opt kilometri pe secundă, adică peste 28 de mii de kilometri pe oră. La această viteză, ideea nu este atât să urci foarte sus, cât să te miști atât de repede pe orizontală încât, tot căzând, să „ratezi” mereu Pământul care se curbează sub tine.

Cea mai mare parte dintr-o rachetă la decolare nu este nici echipaj, nici marfă, ci combustibil. La rachetele clasice, propulsantul poate însemna în jur de 85 până la 90 la sută din masa totală, tocmai fiindcă e nevoie de energie enormă ca să smulgi totul din strânsoarea gravitației. De aceea rachetele se construiesc în trepte care se desprind pe rând, ca să nu mai care greutate inutilă.

Sondele Voyager 1 și Voyager 2, lansate în 1977, sunt cele mai îndepărtate obiecte trimise vreodată de om și au ieșit deja dincolo de bula de particule a Soarelui, în spațiul dintre stele. Ele poartă câte un disc de aur cu sunete și imagini de pe Pământ, un fel de scrisoare pentru cine le-ar găsi cândva. Semnalul lor slab mai ajunge încă la noi după zeci de ore de drum.

Pe Stația Spațială Internațională astronauții nu „stau” nemișcați: stația înconjoară Pământul cam o dată la 90 de minute, așa că echipajul vede în jur de șaisprezece răsărituri și șaisprezece apusuri de Soare în fiecare zi. Toate acestea se petrec în timp ce zboară cu aproape 28 de mii de kilometri pe oră deasupra noastră.

În lipsa greutății, corpul astronauților își pierde din masa oaselor și a mușchilor, ca și cum ar sta luni întregi la pat. De aceea pe Stația Spațială fac în jur de două ore de mișcare pe zi, legați cu hamuri de o bandă de alergat sau trăgând de aparate cu rezistență, ca să se întoarcă pe Pământ cât mai sănătoși.

În spațiu nu poți turna apa dintr-o sticlă și nici nu curge dușul, fiindcă lichidul plutește în bile din pricina lipsei de greutate. Astfel apa devine prea prețioasă ca să fie irosită, așa că pe Stația Spațială chiar și transpirația și urina sunt curățate și transformate înapoi în apă de băut, recuperându-se peste 90 la sută din ea.

Costumul spațial nu e o simplă haină, ci un mic vehicul de o singură persoană: are aer de respirat, protecție împotriva frigului și a căldurii extreme și un strat care oprește micile bucăți de praf cosmic. La o ieșire în spațiu, presiunea din interior e atât de importantă încât astronauții trebuie mai întâi să respire oxigen curat ore în șir, ca să nu li se formeze bule în sânge, la fel ca la scafandri.

Sonda Parker Solar Probe a NASA s-a apropiat de Soare mai mult decât orice altă mașinărie construită de om, trecând prin atmosfera lui exterioară. Pentru a supraviețui, are un scut de căldură din carbon care ține instrumentele la temperatura camerei, deși partea din față ajunge la peste o mie de grade Celsius. Ea a atins și viteze de sute de mii de kilometri pe oră, cea mai mare viteză a unui obiect făcut de om.

Roverele mai vechi trimise pe Marte se hrăneau cu lumina Soarelui prin panouri solare, dar praful care se aduna pe ele le slăbea puterea. Roverele mari de azi, Curiosity și Perseverance, folosesc în schimb căldura degajată de o mică sursă nucleară, ceea ce le permite să lucreze și noaptea și în iernile marțiene, fără să depindă de cerul senin.

Primul satelit artificial, Sputnik 1, lansat de Uniunea Sovietică în octombrie 1957, era o sferă metalică nu mult mai mare decât o minge de plajă și scotea doar un simplu „bip” pe unde radio. Deși nu făcea aproape nimic altceva, semnalul lui, ascultat de radioamatori din toată lumea, a deschis epoca zborurilor spațiale.

Racheta Saturn V, care i-a dus pe oameni spre Lună, rămâne una dintre cele mai puternice mașinării construite vreodată: înaltă cât un bloc de peste treizeci de etaje, ardea în primele minute mii de litri de combustibil pe secundă. La decolare, vuietul motoarelor era atât de puternic încât se simțea în piept de la kilometri distanță.

Știai că primul program de calculator din istorie a fost scris de o femeie? Ada Lovelace, matematiciană engleză, a descris în 1843 un algoritm menit să calculeze numerele Bernoulli pe Mașina Analitică imaginată de Charles Babbage. Mașina nu a fost construită niciodată în timpul vieții ei, dar ideea că o mașină ar putea urma instrucțiuni pas cu pas era deja limpede.

Știai că totul, în interiorul unui calculator, se reduce la doar două semne: 0 și 1? Un bit este cea mai mică fărâmă de informație, iar opt biți alcătuiesc un octet, îndeajuns pentru a codifica o literă. Din aceste două cifre, așezate în șiruri lungi, se nasc texte, imagini, muzică și filme.

Știai că expresia „bug” din informatică, adică defect, a fost legată de o insectă adevărată? În 1947, echipa care lucra la calculatorul Harvard Mark II a găsit o molie prinsă într-un releu și a lipit-o în jurnalul de lucru cu notița că este „primul caz real de gândac găsit”. Termenul de „bug” pentru o defecțiune era însă folosit de ingineri încă de pe vremea lui Edison.