Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA's missie naar een met ijs bedekte maan zal een boodschap bevatten tussen waterwerelden

Een illustratie van het Europa Clipper-ruimtevaartuig, dat op weg is naar Jupiters maan Europa. Krediet:NASA/JPL-Caltech

NASA's Europa Clipper-ruimtevaartuig, dat in oktober 2024 op weg is naar Jupiters met ijs bedekte maan Europa, zal een lasergeëtste boodschap met zich meedragen die de verbinding van de mensheid met water viert. Het bericht is een eerbetoon aan eerdere NASA-missies die soortgelijke boodschappen uitbrachten.



Als president van Messaging Extraterrestrial Intelligence, oftewel METI, International, heb ik geholpen bij het ontwerpen van de boodschap op Clipper, samen met twee collega-leden van onze raad van bestuur:taalkundigen Sheri Wells-Jensen en Laura Buszard-Welcher. METI International is een wetenschappelijke organisatie die zich toelegt op het verzenden van krachtige radioberichten naar buitenaards leven.

We verzamelden audio-opnamen in 103 talen en besloten hoe we deze konden omzetten in golfvormen die deze geluiden visueel weergeven. Collega's van NASA hebben deze golfvormen geëtst in de metalen plaat die de gevoelige elektronica van het ruimtevaartuig beschermt tegen de harde straling van Jupiter.

Ik heb ook een ander deel van de boodschap ontworpen dat de golflengten van de bestanddelen van water visueel weergeeft, omdat water zo belangrijk is voor de zoektocht naar intelligent leven in het universum.

Het etsen van berichten in ruimtevaartuigen is geen nieuwe praktijk, en de boodschap van Clipper past in een tientallen jaren oude traditie die is gestart door astronoom Carl Sagan.

In 1972 en 1973 vertrokken twee Pioneer-ruimtevaartuigen naar Jupiter en Saturnus met metalen plaatjes gegraveerd met wetenschappelijke en grafische boodschappen. In 1977 vertrokken twee Voyager-ruimtevaartuigen naar Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus met vergulde koperen grammofoonplaten. Deze platen bevatten tutorials over wiskunde en scheikunde, maar ook muziek, foto's en geluiden van de aarde en begroetingen in 55 talen.

NASA's ontwerp voor het Clipper-bericht op weg naar Jupiters maan Europa.

Waterwoorden

Omdat water essentieel is voor het leven op aarde, was het zoeken naar de aanwezigheid ervan elders de sleutel tot veel NASA-missies. Astronomen vermoeden dat Europa, waar Clipper naartoe gaat, een oceaan onder het ijskoude oppervlak heeft, waardoor het een uitstekende kandidaat is voor de zoektocht naar leven in de buitenste delen van het zonnestelsel.

Een deel van het Clipper-bericht bevat het woord voor water in 103 talen. We zijn begonnen met online verzamelde audiobestanden, maar die moesten we vervolgens analyseren en een uitvoer vinden die op een metalen plaat kon worden gegraveerd. Uiteindelijk ben ik teruggegaan naar enkele van de technieken die ik gebruikte in een deel van mijn vroege psycholinguïstische onderzoek, waarin ik onderzocht hoe emoties in spraak worden gecodeerd.

De 103 gesproken woorden die we hebben opgenomen vertegenwoordigen een mondiale momentopname van de diversiteit van de talen van de aarde. De naar buiten gerichte zijde van de Clipper-plaat toont de woorden als golfvormen die de variërende geluidsintensiteit volgen terwijl elk woord wordt uitgesproken.

Elke persoon van wie we hebben opgenomen dat hij het woord 'water' voor de golfvorm zei, had een verbinding met water. De advocaat die het woord voor water in het Oezbeeks heeft bedacht – 'suv' – organiseert bijvoorbeeld jaarlijks een muziekfestival in Oezbekistan om het bewustzijn over de verwoestijning van het Aralmeer te vergroten.

De golfvorm van het Catalaanse woord voor water – 'aigua' – is op de Clipper-plaat geëtst. Het verschijnt ook op de website van NASA. Krediet:NASA/JPL-Caltech

De moedertaalspreker van het Catalaanse waterwoord 'aigua' gaat op zoek naar exoplaneten en ontdekt potentieel bewoonbare planeten die in een baan om andere sterren draaien.

De Drake-vergelijking

De boodschap van Clipper is ook een eerbetoon aan astronoom Frank Drake, de vader van SETI (de zoektocht naar buitenaardse intelligentie) door de Drake-vergelijking, zijn gelijknamige formule, te gebruiken. Op basis van wetenschappelijke gegevens en enkele beste inschattingen schat de Drake-vergelijking het aantal buitenaardse beschavingen in de Melkweg dat momenteel berichten naar de kosmos verzendt.

Volgens een veel geciteerde schatting zijn er een tiende zoveel van deze buitenaardse beschavingen als iemands gemiddelde levensduur in jaren. Als beschavingen bijvoorbeeld een miljoen jaar overleven, zouden er ongeveer 100.000 in de Melkweg moeten zijn. Als ze gemiddeld maar een eeuw meegaan, schatten wetenschappers dat er ongeveer tien bestaan.

Radioastronomen bestuderen het heelal door de straling te onderzoeken die chemische elementen in de ruimte afgeven. Ze besteden een groot deel van hun tijd aan het in kaart brengen van de verspreiding van de meest voorkomende chemische stof in het universum:waterstof.

Het Europa Clipper-ruimtevaartuig, dat in oktober 2024 naar de waterwereldmaan van Jupiter wordt gelanceerd, bevat een tantaalmetalen plaat waarop met een laser het woord voor water is gegraveerd in 103 talen van over de hele wereld. Elk woord wordt weergegeven als een golfvorm. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Waterstof zendt straling uit op een bepaalde frequentie, de waterstoflijn genaamd, die radiotelescopen kunnen detecteren. Tijdens Project Ozma, het eerste moderne SETI-experiment, zocht Drake naar kunstmatige signalen op dezelfde frequentie, omdat hij dacht dat wetenschappers op andere werelden waterstof als universeel significant zouden kunnen herkennen en signalen op die frequentie zouden uitzenden.

Het waterpoel

Toen ons team onze waterwoordenboodschap ontwikkelde, realiseerde ik me dat de boodschap alleen zinvol zou zijn als deze ontdekt zou worden door iemand die al bekend was met de inhoud die op het bord stond. De Drake-vergelijking zou alleen zinvol zijn als iemand al wist waar elk van de termen in de vergelijking voor stond.

De Europa Clipper zal neerstorten op Jupiter of een van zijn andere manen, met Ganymede of Callisto als belangrijkste kandidaten. Maar als om de een of andere reden de missie verandert en dat lot overleeft, dan kunnen mensen ver in de toekomst met een radicaal andere culturele achtergrond en andere taalconventies de missie over millennia terughalen als een eeuwenoud artefact.

Om er zeker van te zijn dat we tenminste één deel van de boodschap overbrachten dat een wetenschapper in de verre toekomst misschien zou kunnen begrijpen, ontwierp ik ook een grafische weergave van dezelfde frequentie die Drake gebruikte voor Project Ozma:de waterstoflijn. We hebben dit op de Clipper-plaat gegraveerd, samen met een frequentie die de hydroxyllijn wordt genoemd.

  • De Drake-vergelijking is gegraveerd bovenaan de naar binnen gerichte zijde van de plaat met het Clipper-bericht. Het is geschreven in het handschrift van Frank Drake. Krediet:NASA/JPL-Caltech
  • De naar binnen gerichte kant van de Europa Clipper-boodschap omvat golflengten van de waterstof- en hydroxylemissielijnen. Deze vertegenwoordigen de componenten van water. De frequentieband tussen deze lijnen wordt de 'waterpoel' genoemd. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Wanneer waterstof (H + ) en hydroxyl (–OH) combineren, ze vormen water. Wetenschappers noemen het frequentiebereik tussen deze lijnen de ‘waterpoel’. De waterpoel vertegenwoordigt het deel van het radiospectrum waar astronomen de eerste SETI-experimenten uitvoerden.

We hebben de waterstof- en hydroxyllijnen weergegeven met behulp van hun golflengten in het Clipper-bericht. Op de metalen plaat staan ​​ook diagrammen die laten zien hoe waterstof en hydroxyl er op atomair niveau uitzien.

We hopen dat toekomstige scheikundigen deze chemische componenten zullen herkennen als de ingrediënten van water. Als ze dat doen, zijn we erin geslaagd om op zijn minst een paar fundamentele wetenschappelijke concepten over tijd, ruimte en taal te communiceren.

Met golfvormen kan ons team de berichten aan de twee zijden van de Clipper-plaat aan elkaar binden. Aan de kant van de waterwoorden worden meer dan honderd woorden weergegeven door hun golfvormen. Aan de andere kant zijn de golflengten van waterstof en hydroxyl (de bestanddelen van water) in de plaat geëtst.

METI International financierde de verzameling en het beheer van de waterwoorden, evenals mijn ontwerp van de waterstof- en hydroxyllijnen, en leverde deze kosteloos aan NASA.

Terwijl we de boodschap voor de Europa Clipper ontwierpen, moesten we nadenken over het belang van water op aarde, en nadenken over waarom astronomen zich zo genoodzaakt voelen ernaar te zoeken onder de ijskoude korst van Jupiters maan Europa. Het ruimtevaartuig zal naar verwachting in april 2030 in de baan van Jupiter komen.

Aangeboden door The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Alles in de familie:gerichte genomische vergelijkingen
  2. Walvisontmoetingen in Mexico benadrukken de noodzaak van wereldwijde investeringen in onderzoek naar bultruggen
  3. Een fosfolipideroute van planten naar parasieten
  4. Een celmodel maken Styrofoam Ball
  5. Leeftijd van moeders beïnvloedt genetische overeenkomst tussen tweelingen
  6. Vacuoles: definitie, functie, structuur
  7. Een doorbraak op het gebied van cellulaire engineering:high-yield CRISPR zonder virale vectoren
  8. Waarom zijn de hersenen van mensen verschillend van grootte?
  9. Onderzoekers ontdekken moleculaire add-ons die eiwitinterfaces aanpassen

Wetenschap