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ex insegnante delle medie superiori, giornalista pubblicista, amante delle scienze

L’Osiris Rex ha già ricercato gli asteroidi troiani della Terra

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Un veicolo spaziale della NASA ha iniziato la sua ricerca per una classe enigmatica di oggetti vicini alla Terra noti come asteroidi troian. OSIRISRex, questo è il nome di questa particolare sonda spaziale,ora in un viaggio di andata di due anni verso l’asteroide Bennu, spenderà quasi due settimane alla ricerca di prove concrete su questi piccoli corpi.

La sonda OSIRISRex

The OSIRIS-REx spacecraft being lifted into the thermal vacuum chamber at Lockheed Martin for environmental testing.

ha già ricercato nel territorio degli asteroidi troian. La ricerca è avviata, appena la navicella transita nella regione lagrangiana [L4] della Terra.
Gli asteroidi troian, sono intrappolati in pozzi gravitazionali stabili, chiamati punti di Lagrange, che precedono o seguono un pianeta. OSIRIS-Rex ora è in viaggio verso il quarto punto di Lagrange della Terra, che si trova a 60° davanti in orbita della Terra intorno al Sole, circa a 150 milioni di chilometri dal nostro pianeta. Il team della missione avrà l’occasione di prendere più immagini della zona con fotocamera MapCam della sonda, nella speranza di individuare nella regione asteroidi Terra-Trojan .
Anche se gli scienziati hanno scoperto migliaia di asteroidi troian che accompagnano altri pianeti, solo un asteroide trojan è stato identificato fino ad oggi, l’asteroide 2010 tk7. Gli scienziati prevedono che ci dovrebbero essere più Trojan che condividono l’orbita della Terra, ma sono difficili da individuare dalla Terra, appena appaiono nei pressi del Sole sull’orizzonte della Terra.
“Poiché il quarto punto di Lagrange terrestre è relativamente stabile,-ha detto Dante Lauretta– è possibile che resti del materiale che ha costruito Terra intrappolato all’interno.Quindi questa ricerca offre l’opportunità unica di esplorare i mattoni primordiali della Terra.”
La ricerca è già iniziata e proseguirà. Ogni giorno di osservazione, la fotocamera MapCam della sonda, proporrà 135 immagini d’indagine che saranno elaborate ed esaminati dagli scienziati d’imaging della missione presso l’Università di Arizona-Tucson. Il piano di studi prevede anche l’opportunità per MapCam di ricavare un’immagine di Giove, diverse galassie, e gli asteroidi della fascia principale 55 Pandora, 47 Aglaja e 12 Victoria.
• Se la squadra scopre eventuali nuovi asteroidi, la ricerca sarà un esercizio utile. Le operazioni necessarie per la ricerca di asteroidi trojan sono molto simili a quelli richiesti per la ricerca dei satelliti naturali e altri potenziali pericoli intorno a Bennu quando la sonda si avvicinerà al suo obiettivo, nel 2018. Essere in grado di praticare queste operazioni mission-critical in anticipo aiuterà la squadra di Osiride-Rex a ridurre i rischi della missione, una volta che il veicolo spaziale arriva a Bennu.
Punto di Lagrange L4
• 2010 TK7
2010 TK7 è il primo asteroide troiano della Terra conosciuto.
• L’oggetto è stato scoperto nell’ottobre del 2010 attraverso il Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), un telescopio orbitante della NASA per l’osservazione nell’infrarosso, in prossimità del punto di Lagrange L4, che precede la Terra nella sua orbita attorno al Sole. Un telescopio spaziale è un satellite oppure una sonda spaziale lanciata con l’espresso scopo di osservare pianeti, stelle, galassie e altri oggetti celesti, esattamente come un telescopio basato a terra. Sono stati lanciati numerosi telescopi spaziali, che hanno contribuito enormemente alla nostra conoscenza del cosmo. Successive osservazioni nel visibile hanno permesso di stabilire che l’asteroide segue una traiettoria complessa (indicata come librazione) attorno a tale punto di equilibrio, confermandone la natura di asteroide troiano della Terra.
• Per 2010 TK7 è stato stimato un diametro di circa 300 m.

Punto di Lagrange L5
• Allo stato attuale, nessun oggetto è stato confermato, né sono stati individuati potenziali oggetti orbitanti in corrispondenza di L5.
Nel 2017 la sonda OSIRISREx ha sorvolato il punto di Lagrange L5 e ha effettuato delle osservazioni per cercare eventuali asteroidi troiani. I dati del sorvolo devo essere ancora esaminati.
Un oggetto particolare legato alla Terra è l’asteroide 3753 Cruithne, un oggetto di 5 km posto in una particolare orbita detta a ferro di cavallo; si tratterebbe con probabilità di un legame temporaneo. Diversi altri oggetti scoperti presentano orbite simili, tuttavia benché siano in risonanza 1:1 con l’orbita terrestre, non sono considerabili troiani in quanto non librano attorno ai punti di Lagrange L4 ed L5.

Il Goddard Space Flight Center della NASA gestisce globalmente la missione, ingegneria dei sistemi e la garanzia della sicurezza e della missione per OSIRIS-Rex. Dante Lauretta (University of Arizona,_Tucson), è il principale ricercatore, e l’Università dell’Arizona porta anche il team scientifico e la pianificazione di osservazione della missione e la trasformazione. Lockheed Martin Space Systems di Denver ha costruito il veicolo spaziale e sta fornendo il controllo e le operazioni di volo. Goddard e KinetX Aerospace sono responsabili per la navigazione del veicolo spaziale OSIRIS-Rex. OSIRIS-Rex è la terza missione programmata da New Frontiers della NASA. Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, gestisce il programma New Frontiers dell’agenzia per la Science Mission Directorate a Washington.
OSIRISRex è stato lanciato nel 2016 da Cape Canaveral, per un viaggio di andata e ritorno da Bennu. Durante la missione che si sviluppa nell’arco temporale di 7 anni, la nave spaziale andrà su Bennu, mappando in dettaglio l’asteroide e restituendo un campione di materiale di superficie sulla Terra. Appena OSIRISRex farà uno stretto passaggio della Terra il 22 settembre 2017, e potrà “prendere in prestito” una piccola quantità di energia orbitale del pianeta per aumentare l’inclinazione del veicolo spaziale e fiondarsi nello spazio per un incontro ravvicinato con Bennu. Nel mese di marzo, OSIRISRex ha anche raggiunto la sua distanza più lontana dal nostro pianeta prima di arrivare nel luogo dello spazio detto “Terra Gravity Assist”. Il veicolo spaziale viene tenuto sotto controllo mentre si dirige verso la Terra per il suo sorvolo.

Con i PIP (Proton Imploved Plan) nuova produzione di neutrini

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Con i PIP (Proton Imploved Plan) nuova produzione di neutrini

La divisione neutrino è  di casa per gli scienziati del Fermilab e per il personale e gli utenti provenienti da istituzioni accademiche di tutto il mondo, che si occupano di funzionamento e di esperimenti sui neutrini, di analisi e progettazione di nuove ricerche.

La missione

  • Ospitare un programma leader mondiale di esperimenti sui neutrini
    • Far funzionare il programma in corso: Nova,

      Una parte della struttura del NOVA

    • MicroBooNE,
    • Minerva

      Raffronta i neutrini con cinque tipi diversi di atomi

      , MINOS +,

      Per cercare di spiegare una parte dei misteri del sapore dei neutrini

    • Lariat
    • Coordinare ed eseguire un nuovo programma internazionale di esperimenti sui neutrini a breve e lungo basali
  • Fornire supporto alla comunità di utenti neutrino di partecipare a tutti gli aspetti di questo programma
    • Variare le competenze tecniche nella progettazione, direzione lavori, le operazioni, ecc per organizzare uffici e spazi di incontro

Lo studio dei neutrini

Le particelle subatomiche chiamate neutrini sono tra i più sfuggenti nel particolare regno delle particelle. Gli scienziati hanno costruito rivelatori sotterranei, sottomarini, e al Polo Sud per misurare queste particelle spettrali che provengono dal Sole, da Supernovae e da molti altri oggetti celesti.

I neutrini riempire l’intero universo, con circa 10 milioni di loro per 28,32 dm 3, e la maggior parte di loro passa direttamente attraverso la terra, e attraverso rivelatori di particelle, senza lasciare traccia. Quasi mai interagiscono con la materia, solo esperimenti massicci e sofisticati possono catturare e misurare le proprietà dei neutrini.

Oltre a misurare i neutrini dal cielo, i fisici sulla Terra usando potenti acceleratori  producono fasci di neutrini contenenti miliardi di neutrini, di cui una frazione molto piccola può essere misurata da rilevatori disposti in linea di fascio. Al Fermilab, l’esperimento di neutrini a base di acceleratore disposto a forma di Ciambella ha portato nel 2000 alla scoperta del neutrino tau , il terzo dei tre tipi noti di neutrini.

Il Numi linea di luce ed il Booster Neutrino linea

Una parte del complesso meccamismo del Booster

di luce garantiscono fasci di neutrini ad alta intensità per esperimenti del Fermilab, come MINOS + e Minerva

Raffronta i neutribni con cinque tipi diversi di atomi

, e due nuovi esperimenti sui neutrini MicroBooNE e Nova .

L’importanza dei neutrini

  • La fisica delle particelle ha fatto grandi progressi nell’ultimo mezzo secolo sondando la metà  con la modalità quark (una qualsiasi delle particelle subatomiche che trasportano una carica elettrica frazionata, postulata come elementi costitutivi degli adroni. I quark non sono stati osservati direttamente, ma le previsioni teoriche basate sulla loro esistenza sono state confermate sperimentalmente) delle particelle fondamentali. Ora si propone un meccanismo simile per i neutrini. La miscelazione tra le 3 generazioni di neutrini sta cominciando a sembrare molto diverso alla sua controparte quark. Non sappiamo perché, ma probabilmente è importante. I neutrini potrebbe essere la chiave per comprendere il motivo per cui le particelle fondamentali esistono in 3 generazioni.
  • I neutrini sono le vere stranezze delle particelle fondamentali ( non solo interagiscono debolmente, sono ultra piccoli, ma hanno masse non-zero). La scienza avanza spesso quando si studia le stranezze ( per esempio Comprensione dei processi di vita in generale, studiando la vita attorno ai fori di acque profonde)
  • I neutrini interagiscono solo debolmente può, ma sono la particella più abbondante nell’universo con un ruolo fondamentale nell’evoluzione del nostro universo
  • Una differenza tra come i tipi di neutrini si mescolano e come il mix di tipi antineutrini si ritiene che siano la ragione per cui la materia domina anti-materia nel nostro universo (cioè perché esiste il mondo sulla Terra come lo conosciamo)

MINERvA è il primo esperimento del neutrino nel mondo ad usare un fascio ad alta intensità per studiare le reazioni dei neutrini con cinque nuclei differenti, creando il primo confronto autonomo delle interazioni in diversi elementi. Mentre questo tipo di studio è stato precedentemente fatto utilizzando fasci di elettroni, questo è il primo per i neutrini.MINERvA fornisce le migliori misure di precisione a livello mondiale di interazioni neutrino su vari nuclei, nell’ambito della gamma di energia da 1 a 10-GeV. I risultati di MINERvA vengono usati come input per gli esperimenti attuali e futuri, cercando di studiare oscillazioni al neutrino o la capacità dei neutrini di cambiare il loro tipo.Le misurazioni dell’interazione di neutrino di MINERvA forniscono anche informazioni sulla struttura dei protoni e dei neutroni e sulle dinamiche forti della forza che influenzano le interazioni del neutrino nucleone. Questa ricerca nucleare completa gli sforzi in corso in laboratori che stanno studiando come gli elettroni interagiscono con i nuclei.MINERvA è unica nel campo degli esperimenti di neutrino, grazie alla combinazione del suo compatto rivelatore, all’utilizzo di uno dei fasci neutrini ad alta intensità del mondo e alla vicinanza del rivelatore al fascio. Questo meccanismo fornisce un ampio campione di interazioni di neutrino, consentendo alla collaborazione di eseguire misure di interazione di elevata precisione in una vasta gamma di energie a neutrino e di materiali target.La comprensione delle proprietà dei neutrini e delle forze che regolano il loro comportamento permettono ai fisici di utilizzarli come strumenti per comprendere i nucleoni di funzionamento interiore e per potenzialmente aiutare a sbloccare i misteri della materia oscura, dell’energia oscura e  su come la materia ha dominato l’antimateria nell’universo, la formazione di pianeti e persone.

Il MINOS

Per cercare di spiegare una parte dei misteri del sapore dei neutrini

(Main Injector Nuetrino Oscillation Search) spedisce un raggio di neutrini dal Fermilab, in superficie, fino ad una lontana miniera nel nord della Minnesota, chiamata Soudan mine. Esattamente come OPERA al CERN, il motivo della ricerca è quello di scoprire qualcosa in più riguardo ai cambiamenti di sapore dei neutrini (in fisica quantistica il sapore è un numero quantico delle particelle elementari correlato alle loro interazioni deboli). Ma può essere usato anche per misurare con incredibile precisione la velocità delle particelle che percorrono questa distanza.Quello che cercherà di fare il team di MINOS sarà replicare i loro risultati usando un sistema GPS più sofisticato e più orologi atomici, oltre a luci LED per rilevare il raggio di neutrini. Questi aggiornamenti sono già in fase di allestimento secondo i fisici di “Symmetry Breaking”, un blog pubblicato dal Fermilab e dal SLAC National Accelerator Laboratory.

NOVA

L’esperimento di oscillazione neutrino basata su base Fermilab.
L’esperimento di NOvA è l’esperimento di Fermilab per l’oscillazione di neutrino, utilizzando un fascio intenso di neutrini muoni  prodotti a Fermilab. I neutrini sono diretti al rilevatore lontano da 14 kton liquido-scintillatori situato a 810 km di distanza nel Minnesota settentrionale (fiume di cenere) dopo aver attraversato i 300 ton presso il rivelatore vicino all’origine del fascio. Il rivelatore lontano è stato completato all’inizio del 2014 e attualmente sta prendendo dati. NOvA tenterà di scoprire la gerarchia di massa del neutrino e l’angolo di fase violente CP insieme a molte altre misurazioni interessanti. La prima esecuzione di NOvA dovrebbe durare 6 anni.
Il contributo del gruppo CSU si concentrerà sul funzionamento del rilevatore vicino, nonché sulle misurazioni effettuate con questo rilevatore. Matt Judah spenderà l’estate al laboratorio per sviluppare le competenze in operazioni e manutenzione vicino al rilevatore, mentre inizierà l’analisi dei dati.

PIP-II

Il progetto PIP II

Parte dello schema del Pip II

consentirà un grande aumento del potere die fasci di protoni del Fermilab. Questo, a sua volta produrrà più potenti fasci di neutrini.

Con l’esperimento neutrino NOVA  è stato osservato il primo antineutrino, solo due ore dopo il complesso acceleratore del Fermilab ha saputo commutare l’antineutrino, in modalità di consegna. La collaborazione Nova ha visto la produzione dell’antineutrino nel rivelatore di gran lunga più lontano dell’esperimento, che si trova nel nord del Minnesota. Si  spera su Nova per saperne di più su come e perché il cambiamento neutrini tra un tipo e l’altro. I tre tipi, chiamati sapori, sono il muone, elettrone e neutrino tau. Sulle lunghe distanze, i neutrini possono cambiare fra questi sapori. Nova è stato  specificamente progettato per studiare i neutrini muonici  che cambiano in neutrini elettronici. Svelare il mistero può aiutare gli scienziati a capire il motivo per cui l’universo è composto di materia e perché che la materia non è stato annientato dalla antimateria dopo il Big Bang.

Grande capacità di alternanza dei batteri intestinali

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Un fattore di prevedibilità nell’intestino – non appena un batterio lo lascia, un altro è pronto a dividere e a prendere il suo posto. Come riesce il nostro intestino a rimanere sano sottoposto a questo piano di successione costante? Le ricerche indicano che diverse specie di microbi svolgono le stesse funzioni nell’intestino, garantendo la stabilità a fronte di una costante variabilità del microbioma.

Gli esseri umani e i loro microbi sono parte di un antico rapporto simbiotico. Forniamo ai nostri batteri intestinali un posto dove vivere e sostanze nutritive per crescere, mentre di converso ci aiutano a rompere il cibo e a combattere gli invasori più patogeni. Le variazioni giornaliere come i pasti o l’esercizio fisico possono causare per alcuni dei nostri inquilini intestinali la morte, ma queste popolazioni si sono evolute per ricrescere, o essere sostituite da batteri che agiscono in modo simile. Anche con mutevoli specie batteriche, i nostri corpi continuano a funzionare normalmente.

Ma non è sempre questo il caso. Almeno 50 disturbi sono associati ai microbi intestinali che sono stati eliminati in equilibrio, e di molti potenziali trattamenti – dai probiotici ai trapianti fecali – dipendono dall’idea che il microbiota di una persona può essere cambiato in meglio. Il problema è che anche con i miglioramenti associati a queste terapie, non sono purtroppo di lunga durata. C’è qualcosa che porta il microbioma di un organismo nuovo alla base di partenza.

“Ciascuno di noi ha microbi diversi nel corpo, quindi ci sono fattori genetici nell’ospite umano,- dice Review coautore con Andrés Moya, genetista interessato alla biologia evolutiva presso FISABIO-Universitat de Valencia, in Spagna-che rendono gli individui più suscettibili ad ospitare particolari batteri . Non capiamo ancora queste differenze, ed è perciò un problema che bisogna studiare al meglio.”

Moya e Manuel Ferrer del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, in Spagna, dicono che la maggior parte del focus di ricerca sui microbi dell’intestino è rivolta a guardare le loro funzioni individuali e la diversità dei microbi intestinali nelle diverse popolazioni. Ad esempio, sappiamo che le persone magre (in trattamento antibiotico) e gli obesi hanno tipi intercambiabili di batteri legati alla demolizione dello zucchero o alla trasformazione dei carboidrati. Quello che non sappiamo è quale ruolo questi batteri svolgono nella comunità più grande del microbioma.

I ricercatori studiano il microbiota umano come un ecosistema intestinale, concentrandosi di più su come le varie specie lavorano tra loro e le nostre cellule. Studi recenti hanno dimostrato un trasferimento genetico importante tra i batteri dell’intestino, indicando che si sono evolute funzioni principali specializzate. Quest’approccio top-down potrebbe aiutarci a capire il ruolo che questi batteri svolgono nel corpo umano e ciò che porta a sintomi clinici quando sono in disbiosi.

“Quando siamo nati, non siamo mai stati soli, -dice Moya, ricercatore dell’Area Genomica e Salute della f ondazione FISABIO- abbiamo già diverse specie batteriche che interagiscono con le nostre cellule umane – e non sono indipendenti, cercano di sopravvivere nel nostro intestino, formando qualcosa come una superspecie .  Il microbioma potrebbe essere l’ultimo organo umano da studiare.”

 

 

 

Lo schema di intercambiabilità dei batteri intestinali

Il microbiota intestinale risulta condizionante nell’ipertensione

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I ricercatori hanno scoperto che i microrganismi residenti nell’intestino (microbiota) svolgono un ruolo importante nello sviluppo di alta pressione sanguigna nei ratti. Gli scienziati hanno studiato due gruppi di ratti, uno con alta pressione sanguigna (“ipertensivo”) e uno con pressione sanguigna normale (“normale”). Il gruppo di ricerca ha rimosso una porzione del materiale biologico dal crasso di ciascun gruppo. A tutti gli animali, poi, sono stati dati antibiotici per 10 giorni allo scopo di ridurre la loro microflora naturale intestinale

Distribuzione dei batteri tra i villi intestinali

Distribuzione dei batteri tra i villi intestinali

. Dopo il ciclo di antibiotici, i ricercatori hanno trapiantato un microbiota ipertensivo in topi con pressione arteriosa normale e un microbiota normale al gruppo dei topi ipertensivi . Hanno scoperto che il gruppo trattato con microbiota ipertensivo sviluppa un’ elevata pressione sanguigna. Il risultato più sorprendente è che i ratti trattati con un microbiota normale non hanno avuto un calo significativo della pressione arteriosa, anche se seguendo l’andamento delle letture della pressione sanguigna, queste ultime sono leggermente diminuite. Questa scoperta è “l’ulteriore prova” – indicano i ricercatori- sulla necessità di continuare lo studio del microbiota nello sviluppo dell’ipertensione nell’uomo e supportare la possibile veridicità di un ruolo potenziale dei probiotici come trattamento per l’ipertensione. Questi studi hanno mostrato anche come l’integrazione della dieta con probiotici (microrganismi benefici presenti nell’intestino) possa avere effetti relativamente modesti sulla pressione sanguigna, soprattutto negli ipertesi. Una scoperta che fa luce sulle cause dell’ipertensione viene anche da un gruppo di ricerca del Dipartimento di Cardiologia, del Beijing ChaoYang Hospital, in Cina; gli scienziati hanno condotto un’analisi del microbiota (sui geni e sui metaboliti, sostanze della flora batterica intestinale) in 41 pazienti sani, 56 pre-ipertesi e 99 ipertesi. I pazienti pre-ipertesi e ipertesi presentavano un profilo simile del microbiota intestinale e una minore diversità di batteri rispetto ai soggetti sani. Risultavano dominanti, in particolare, i batteri gram-negativi come Prevotella e Klebsiella

I batteri che dovrebbero essere presenti  normalmente nell'apparato digerente

I batteri che dovrebbero essere presenti normalmente nell’apparato digerente

, produttori di endotossine batteriche ad azione infiammatoria per i tessuti; inoltre, quando è stato trapiantato il microbiota degli individui ipertesi nei topi germ free (privi di germi e ipo-tesi), questi ultimi sono diventati ipertesi. L’alterazione del microbiota intestinale (disbiosi) contribuisce, quindi, alla patogenesi dell’ipertensione. Il ripristino dell’omeostasi del microbiota (eubiosi), mediante dieta e stile di vita corretti (riduzione del peso, esercizio fisico e buona idratazione) è una strategia vincente ancor prima dell’intervento farmacologico, già nei soggetti pre-ipertesi. E’ stato dimostrato inoltre che nutrienti come vitamine del gruppo B (semi oleosi, tuorlo d’uovo, ortaggi verdi, fegato), colina (tuorlo d’uovo, fegato), vitamina A (fegato, uova, ortaggi e frutta), resveratrolo (uva, prugne, frutti di bosco, frutta secca), curcumina (curcuma), sulforafano (broccoli, cavolfiori) e polifenoli del tè verde, sono modulatori epigenetici (modificano, cioè, la capacità di replicare il DNA cellulare); hanno tutte proprietà antiinfiammatorie che contrastano l’azione del cancro e delle malattie metaboliche che possono essere provocate dall’alterazione della normale flora batterica intestinale.

 

Le radiazioni cosmiche pericolose per la missione su Marte

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Le radiazioni cosmiche pericolose per la missione su Marte

La missione Marte si tradurrà in un’esposizione inevitabile alle radiazioni cosmiche che hanno dimostrato di causare disturbi cognitivi in modelli di roditori, e possibilmente lo stesso provocheranno in astronauti impegnati in viaggi nello spazio profondo.  Di particolare interesse è il rischio di esposizione alle radiazioni cosmiche, che sono tali da compromettere il processo decisionale critico durante le normali operazioni o in condizioni di emergenza nello spazio profondo.                                                I roditori esposti a radiazioni cosmiche mostrano disturbi persistenti dell’ippocampo e diminuzioni di prestazioni corticali, basali, utilizzando sei compiti, comportamentali indipendenti, somministrati tra coorti separate, sino a 12 e 24 settimane dopo l’irradiazione.Le menomazioni indotte da radiazioni spaziali influiscono sulla memoria episodica e il riconoscimento temporalmente coincidente con deficit nella funzione esecutiva e aliquote ridotte di paura di estinzione e ansia elevata.                           L’irradiazione ha causato una rilevante riduzione della complessità dendritica, densità delle spine e alterata la morfologia della colonna vertebrale lungo la zona prefrontale mediale, quindi dei neuroni corticali noti per mediare la neurotrasmissione, una volta interrogati dai nostri compiti comportamentali.

Le aree cognitive del cervello

Le aree cognitive del cervello

La radiazione cosmica ha anche perturbato l’integrità sinaptica e determinato una maggiore neuro infiammazione che persisteva più di 6 mesi, dopo l’esposizione. I deficit comportamentali per i singoli animali sono correlati, in modo significativo, alla ridotta densità delle spine e una maggiore punta sinaptica, fornendo misure quantitative di rischio per lo sviluppo del decadimento cognitivo. Questi dati forniscono altre prove che i viaggi nello spazio profondo rappresentano una vera e unica minaccia per l’integrità dei circuiti neurali nel cervello.

L’esplorazione dello spazio presenta innumerevoli sfide per l’ingegnosità del genere umano. Sono distanze vaste quelle che separano il nostro pianeta da quelli all’interno e al di là del nostro sistema solare e vi è la necessità di altri progressi in ingegneria, per ridurre al minimo il tempo di viaggi nello spazio profondo, che possono influire nella biologia degli astronauti, tutta tesa a migliorare il maggior numero di effetti negativi possibili, a seguito di un prolungato viaggio spaziale. Mentre molte minacce per il successo di tali missioni extraterrestri sono state popolari nelle industrie dei media e dell’intrattenimento, un settore che non ha ricevuto tanta attenzione è quello chiamato a valutare i rischi per la salute umana, connessi con l’esposizione alle radiazioni cosmiche.                                                                                                                                   La NASA prevede che per una missione su Marte, gli astronauti saranno inevitabilmente esposti a bassi flussi di nuclei altamente energetici e completamente ionizzati che definiscono lo spettro dei raggi cosmici galattici (GCR) 1,2,3. Le particelle cariche che rappresentano il GCR sono una componente della radiazione cosmica, deviata dalla superficie della Terra, solo grazie alla sua magnetosfera

La magnetosfera terrestre

La magnetosfera terrestre

protettiva. A causa della loro alta energia, più specie di particelle cariche possono penetrare lo scafo di una nave spaziale e nei tessuti del corpo, depositando una scia di ionizzazioni dense lungo le traiettorie di queste particelle. Nel corpo, gli eventi di ionizzazione risultanti da queste interazioni danneggiano vari bersagli molecolari critici, producendo lesioni complesse che compromettono i processi di riparazione cellulare e protraggono il recupero dei tessuti irradiati. Il recupero da un infortunio da radiazione cosmica è ulteriormente condizionato da ionizzazioni secondarie, causate dai raggi delta che sono emanate dalle tracce delle particelle elementari, aumentando considerevolmente la gamma e la quantità di danno cellulare, sino a livello 4,5.

La NASA e le agenzie spaziali internazionali hanno riconosciuto i potenziali problemi di salute associati con esposizione a livello 6 di radiazione cosmica, e sulla base di recenti evidenze derivate da modelli su roditori, si ha oggi una maggiore consapevolezza delle potenziali complicazioni neuro cognitive che possono compromettere le attività critiche della missione o a lungo termine, la salute cognitiva. Nonostante la nostra lunga conoscenza che i pazienti sottoposti a radioterapia cranica per il controllo dei tumori cerebrali sviluppano una grave e progressiva deficienza cognitiva, le dosi totali e tipi di radiazioni utilizzati in clinica differiscono notevolmente da quelli incontrate nello spazio.                                                                             Prove convincenti ora hanno dimostrato gli effetti negativi delle influenze spaziali rilevanti di particelle cariche in cognizioni segnalate come 7,10,11,12,13,14,15, e questi studi, hanno collegato diminuzioni comportamentali funzionali, dovuti all’erosione della struttura neuronale e dell’integrità sinaptica in regioni specifiche del cervello.      È importante sottolineare che questi cambiamenti sono stati trovati a persistere 6 settimane dopo l’esposizione acuta dei roditori a particelle cariche, e ha mostrato poco o nessun segnale di ripresa, la rigenerazione o la riparazione.                                        Estendendo questi studi a più lungo termine si dimostra in modo convincente che dosi molto basse di particelle cariche possono compromettere le prestazioni cognitive non solo per 12, ma sino a 24 settimane dopo l’esposizione acuta, effetti che sono associati alla riduzione delle complessità dendritiche, cambiamenti nei livelli di proteine sinaptiche e l’innalzamento della neuro infiammazione.

I buchi neri supermassicci

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I punti blu in un campo di galassie, conosciuto come il campo COSMOS, mostrano galassie che contengono buchi neri supermassicci

Si trova nella nostra Via Lattea

Si trova nella nostra Via Lattea

che emettono raggi X ad alta energia. I buchi neri sono stati rilevati dall’analisi spettroscopica nucleare Array della NASA, o NUSTAR, che ha individuato 32 buchi neri di questo genere, in questo campo e ne ha finora osservati centinaia su tutto il cielo.

I buchi neri sono tra gli oggetti più affascinanti dell’universo. Probabilmente la maggior parte ne sanno qualcosa, forse tramite solo la lettura di alcune speculazioni pseudo-scientifiche.

Tuttavia, nonostante la loro popolarità, la nostra conoscenza di questi mostri dell’universo è limitata. Sappiamo che “normali” buchi neri (anche se nulla è normale sui buchi neri), hanno masse di un paio di decine di volte la massa del Sole e, si formano quando grandi stelle muoiono ed esplodono come supernove. Tuttavia, non vi è più di un tipo di buco nero. Nei centri di maggior galassiecampo-di-galassie, vi è un “mostro tra i mostri.” Questo è quello che gli astronomi chiamano un buco nero supermassiccio (SMBH), e possono pesare da milioni a miliardi di masse solari. Nonostante che quasi tutte le galassie di dimensioni normali nell’Universo ospitano un SMBH nei loro centri (anche la nostra Via Lattea!), gli astronomi non sanno quando e come si sono formati.

 

Quando gli SMBHs crescono per l’accrescimento causato dalla presenza di gas nelle loro vicinanze, enormi quantità di radiazioni sono emesse, e gli astronomi chiamano questi oggetti “nuclei galattici attivi (AGN)”. I raggi X, in particolare, sono molto sensibili a questo processo e possono essere utilizzati per identificare questi mostri crescenti.

La Chandra raggi X è stato utilizzata da oltre 15 anni o giù di lì per osservare una piccola area del cielo con le dimensioni di circa due terzi della Luna piena. Questo progetto si chiama Chandra Deep Field-Sud (CDF-S). Il tempo totale di esposizione in questo campo è di circa 7 milioni di secondi (più di due mesi!),rendendo la patch di cielo coperto dai dati a raggi X più sensibili esistenti. Eppure, questo non è sufficiente per individuare e studiare l’AGN più pallida.

 

Gli altri punti colorati sono galassie che ospitano buchi neri che emettono raggi X a bassa energia, e sono stati avvistati dal Chandra X- ray Observatory della NASA. I dati di Chandra mostrano i raggi X con energie tra 0,5 e 7 kiloelettronvolt, mentre i raggi X secondo i dati di NUSTARil-telescopio-nustar mostrano tra 8-24 kiloelettronvolt.

NUSTAR è una piccola missione Explorer guidato da Caltech e gestito da JPL per Science Mission Directorate della NASA a Washington.                                     NUSTAR è stato sviluppata in collaborazione con l’Università tecnica danese e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Il veicolo spaziale è stato costruito da Orbital Sciences Corp., Dulles, Virginia.                                                                                                               Il centro operativo della missione di NUSTAR è all’Università di Berkeley, e l’archivio dati ufficiali è l’Astrophysics Science Archive Research Center ad alta energia della NASA.     ASI fornisce stazione di terra della missione e un archivio specchio. JPL è gestito da Caltech per la NASA.

 

Come controllare i batteri ingegnerizzati

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Scienziati hanno sviluppato “switch di uccisione” per controllare al meglio i  cosiddetti batteri “ingegnerizzati”

 

Interruttori nei batteri ingegnerizzatiPer evitare che i batteri geneticamente modificati , fuoriescano nell’ambiente circostante,  i ricercatori del MIT hanno sviluppato garanzie, sotto forma di due cosiddetti “kill switch”, che loro chiamano rispettivamente “Deadman” e “codice di accesso”. Questi “kill switch” possono causare la morte dei batteri sintetici per la mancata presenza di alcune sostanze chimiche.

Molti gruppi di ricerca stanno sviluppando batteri geneticamente modificati che potrebbero un giorno viaggiare in giro per le parti del corpo umano, operando la diagnosi e anche il trattamento delle infezioni. Gli insetti potrebbero essere utilizzati anche per monitorare le tossine nei fiumi o per migliorare la concimazione.

Tuttavia, prima che tali batteri possono essere lasciati tranquillamente a diffondersi, gli scienziati stanno lavorando per trovare un modo che impedisca loro di fuggire in un ambiente più ampio, dove potrebbero accrescersi  e causare danni.

A tal fine, i ricercatori del MIT, il Broad Institute del MIT e di Harvard, e l’Istituto Wyss della Harvard University hanno sviluppato “garanzie” sotto forma di due cosiddetti “kill switch“, che causano la morte  dei batteri sintetici, senza la presenza di alcune sostanze chimiche. I ricercatori hanno descritto due “interruttori di uccisione”, che chiamano “Deadman” e “codice di accesso.”

Circuiti indipendenti

Ci sono stati un certo numero di tentativi per sviluppare switch atti ad uccidere i batteri ingegnerizzati, lo scorso anno, secondo James Collins,  professore di Ingegneria Medica e Scienza del Dipartimento del MIT di ingegneria biologica e l’Istituto di Ingegneria Medica e della Scienza (IMES), che ha guidato la ricerca .Includono gli sforzi per riprogrammare l’intero genoma dell’organismo e garantire che richieda la presenza di certi amminoacidi o di altri prodotti chimici per sopravvivere, dividersi, e accrescersi.

“Questo approccio, -dice Collins – può essere sia un lavoro di laboratorio o ad alta intensità di risorse, in quanto introdurrebbe cambiamenti che potrebbero rendere l’organismo meno utile come controllo o come strumento diagnostico.Nel nostro caso, stiamo introducendo circuiti indipendenti –ha proseguito -che possono essere saltati in qualsiasi numero di organismi diversi, senza dover ricollegare o cambiare molto del genoma, in modo che esso possa ospitare l’interruttore di uccisione.L’interruttore Deadman , per esempio, è parte di un ceppo batterico , – ha spiegato Collins – che abbisogna di un fattore chimico esterno per evitare che la  tossina espressa, continui ad uccidere la cellula. L’interruttore è stato chiamato in questo modo, facendo riferimento ai cosiddetti freni Deadman sui vecchi treni, che richiedevano un conduttore in costante contatto con la maniglia  o il  pedale in modo che il veicolo si muovesse in avanti.

Il sistema, che si basa sul precedente lavoro, nel laboratorio di Collins, è costituito da un interruttore genetico ” Toggle ” , formato da due geni dei fattori di trascrizione.Lo switch può variare tra due stati, in cui uno dei due geni dei fattori di trascrizione è attivato. Sono stati alterati l’espressione di questi due fattori di trascrizione, portando a forte espressione un gene e  a debole espressione l’altro.

“La presenza di una piccola molecola , -ha spiegato Collins – mantiene l’interruttore nel suo stato debole, ma appena questo viene rimosso, l’interruttore ritorna al suo stato forte. L’interruttore è programmato per esprimere diverse tossine appena arriva a questo stato forte ‘attivato ‘.Se il sistema viene capovolto, rimuovendo la piccola molecola, si esprimono tossine ad un livello molto alto che potrebbero poi molto rapidamente e facilmente uccidere il germe”.

 La porta logica cellulare

L’interruttore Passcode , invece, agisce come una porta logica in quanto richiede una specifica combinazione di diversi fattori chimici, per consentire ai batteri geneticamente modificati di sopravvivere e proliferare.L’interruttore è costituito da un insieme di fattori di trascrizione modulari che contengono domini separati per rivelare piccole molecole – i cosiddetti ingressi – e per regolare l’espressione genica. Mescolando e rendendo congruenti, questi domini funzionali, sono stati costruiti fattori di trascrizione ibridi in cui i diversi ingressi di molecole di piccole dimensioni sono legati al controllo di un promotore specifico per l’espressione genica.Se i fattori di trascrizione  rilevano la giusta combinazione di piccole molecole presenti nell’ambiente, i batteri sopravviveranno. Ma se la corretta combinazione di segnali di ingresso non è presente, l’interruttore uccide il microbo, secondo Clemente Chan, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Collins.”Se uno degli ingressi richiesti non sono corretti, -dice Chan – allora il  microbo morirà”.Utilizzando diversi fattori di trascrizione, i ricercatori possono cambiare la combinazione-codice di accesso di piccole molecole necessarie per la sopravvivenza della cellula .” In questo modo ,- aggiunge Chan – gli switch possono essere facilmente modificati per soddisfare le esigenze delle diverse applicazioni. Si rende il nostro sistema di biocontenimento molto più flessibile, in modo da poter applicare il sistema di codice ad una gamma molto più ampia di applicazioni.Gli interruttori potrebbero essere utilizzati ,-aggiunge Chan – per proteggere la proprietà intellettuale di un’azienda. Immaginate di essere il proprietario di un certo microbo, e di non volere  che i potenziali concorrenti lo possano usare. Si potrebbe inserire , – spiega Chan – questo dispositivo in modo che solo le persone che conoscono il codice di accesso possano utilizzare il microbo “.

Anche se un concorrente in qualche modo è riuscito a entrare in possesso del codice di accesso, il ricercatore potrebbe semplicemente cambiarlo, utilizzando fattori diversi di trascrizione.

 Le possibili successive evoluzioni

Le nuove misure di salvaguardia offrono interessanti possibilità per ridimensionare switch che uccidono in due direzioni importanti, secondo Farren Isaacs , (Istituto Systems Biology dell’Università di Yale),  non coinvolto nella ricerca. “In primo luogo, -dice Isaacs – essi stabiliscono la possibilità di utilizzare switch  che uccidono tra le specie diverse. Hanno anche espanso , aggiunge Isaacs – gli interruttori codice di accesso per una grande combinazione di molecole di sintesi e fattori di trascrizione per molti set unici di ceppi che la cellula conteneva  e cocktail personalizzati di piccole molecole di sintesi”.

“Avendo testato con successo- spiega Collins –  due interruttori di uccisione di Escherichia coli, ora si spera di inserirli negli strumenti diagnostici o terapeutici viventi, progettati per colpire una varietà di infezioni batteriche”.

 

I ritardi nella costruzione della ISS russa

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I ritardi nella costruzione della ISS russa

Il primo di due veicoli spaziali fratelli – modulo di controllo Zarya FGB

Il modulo FGB

Il modulo FGB

– costruito nel ‘90 a Mosca nella base GKNPTs Khrunichev per un contratto con la società Boeing, finanziava un solo veicolo.

Khrunichev però utilizzando parti di ricambio e fondi propri costruì un modulo di backup, nel caso in cui il veicolo spaziale originale venisse distrutto o reso inutilizzabile da un incidente di lancio. L’originale Zarya FGB-1 ha attraccato con successo al modulo di servizio Zvezda

Il modulo di servizio Zvedza

Il modulo di servizio Zvedza

nel luglio 2000, mentre il suo modulo di backup era pronto circa al 65 %, secondo GKNPTs Khrunichev. A quel punto, si pensa a diversi potenziali nuovi ruoli per il veicolo spaziale che rimane nel programma ISS, tra cui l’uso come nave di approvvigionamento pesante per il segmento russo della stazione. A metà del 2000, la Boeing annunciava una partnership con Khrunichev per “commercializzare” l’FGB-2.

La squadra Khrunichev / Boeing va in rotta di collisione con RKK Energia e Spacehab, perchè a fine del 1999 sostenevano di volere utilizzare, la stessa porta-docking, cioè di attracco sulla ISS, per il loro modulo commerciale Enterprise. Alla fine, nessuno dei due progetti si materializzava.

Nuovo impiego per FGB-2                                                                                                                                                                        Nel 2001, tentando di risparmiare denaro sullo sviluppo, in fase di stallo, del segmento russo della Stazione Spaziale Internazionale, GKNPTs Khrunichev proponeva di utilizzare il veicolo spaziale FGB-2 come base per il modulo di aggancio universale, USM.

L’USM servirebbe come hub per un massimo di tre moduli di ricerca russi; tuttavia, il lavoro su tutti i moduli USM, s’interrompe per mancanza di fondi. Si voleva usare la FGB-2 come modulo di aggancio universale, ma il lavoro necessario per modificare il modulo per quest’attività non avrebbe giustificato lo sforzo. Il vano trasferimento FGB-2 doveva essere riposizionato e dotato di tre porte di aggancio supplementari, idonee a ricevere moduli scientifici futuri. Nel 2001, al Khrunichev si sosteneva che per la situazione finanziaria, la Russia non aveva alcuna possibilità di costruire uno qualsiasi dei suoi moduli scientifici, durante la vita della stazione spaziale. Per Khrunichev, era sufficiente aggiungere una singola porta di aggancio alla FGB-2 perchè servisse come modulo di aggancio universale. Nell’agosto 2001, Khrunichev e RKK Energia – approvano l’uso della FGB-2 come modulo di aggancio universale. Il modulo FGB-2 attraccherebbe al porto di aggancio rivolto verso la Terra (Nadir) sul modulo di servizio Zvezda, la stessa porta prevista per l’attracco del modulo UDM . Tale configurazione potrebbe lasciare il porto “Nadir” sul modulo Zarya per l’utilizzo del modulo Enterprise  della RKK Energia .In aggiunta alla nuova porta-docking, pannelli solari della FGB-2 e, una serie di altri sistemi da modificare, potevano consentire l’uso della sonda come sostituzione dell’UDM. Per il gruppo Khrunichev la FGB-2 poteva essere lanciata entro due anni e il lancio del modulo verso l’ISS era programmato per il 2007.

Il modulo laboratorio multifunzionale, MLM

Nel 2006, RKK Energia e l’agenzia spaziale russa, Roskosmos, firmano un contratto per lo sviluppo del modulo di Laboratorio Multipurpose, MLM. Nella nuova configurazione, il modulo MLM doveva ospitare sistemi di servizio per il segmento russo della ISS e utili carichi scientifici. Il manipolatore ERA di costruzione europea e il computer multifunzione DMS-R da installare a bordo. Una camera di compensazione automatizzata speciale, sposterebbe carichi dall’interno della stazione al vuoto dello spazio, installata sulla parte inferiore di MLM. Da lanciare nello spazio col razzo Proton  e, nel modulo, otto metri cubi sarebbero disponibili per la memorizzazione carica e lo stesso volume consentirebbe, sul lato sinistro, l’installazione dei payload scientifici. Il modulo disporrebbe di 12 postazioni di lavoro per vari strumenti ed esperimenti, con incubatori speciali e pedane vibranti protette per la ricerca sensibile di materiale-scientifico, disponibili. Nell’ MLM, il compartimento-1 del porto, la porta-docking

Una porta docking

Una porta docking

del modulo di servizio Zvezda , doveva essere scartato e diretto, in seguito, verso l’atmosfera terrestre a bruciare. L’ MLM avrebbe utilizzato propri motori per incontrarsi con la stazione e agganciarsi alla porta Nadir, liberata su Zvezda. Dopo l’arrivo di MLM alla stazione, il cosiddetto modulo Nodo sarebbe stato agganciato alla estremità esterna del MLM. Nel programma NASA sino ad ottobre 2009, la missione era per il lancio nel dicembre 2011. Vladimir Nesterov, direttore generale della GKNPTs Khrunichev, ,nell’agosto 2011 dice che un prototipo del modulo MLM progettato per test elettrici sarebbe stato presto consegnato a RKK Energia , nonostante problemi tecnici connessi ai cambiamenti nella documentazione di progettazione del modulo. Nel 2012, il lancio slitta ulteriormente al 2014. Alla fine agosto 2012, GKNPTs Khrunichev completa l’installazione del braccio robotico SER e le linee di bordo, sul modulo MLM. La società annuncia l’installazione il 3 settembre del controllo termico, l’idraulica e dei sistemi pneumatici testati con i pannelli solari. Il 21 settembre, GKNPTs Khrunichev completa il montaggio della sezione payload per la missione MLM, compreso il modulo stesso, la sua carenatura protettiva e un anello adattatore progettato per servire da interfaccia tra la sonda ed il veicolo di lancio Proton.

il razzo Proton

il razzo Proton

GKNPTs Khrunichev, poi, comunica che una versione completamente assemblata per il volo del modulo sarebbe stata spedita alla RKK Energia per ulteriori test elettrici. Solo dal 7 dicembre al 14 dicembre, un team congiunto di specialisti di GKNPTs Khrunichev e RKK Energia scaricano il modulo dal vagone ferroviario e l’installano presso il sito di trasformazione, nella sala principale di RKK Energia e, avviano i test di costruzione, KIS. Secondo RKK Energia, Il lavoro include prove autonome e integrate del modulo, comprese prove congiunte con gli equivalenti di terra di altri moduli della ISS russi come Progress e le navi da trasporto Soyuz . Il modulo MLM è battezzato Nauka termine russo per indicare “la scienza, ma non poteva decollare prima del 2014 .

Ritardi del modulo MLM                                                                                                                                                                               Nel 2013, il lancio del modulo MLM viene riprogrammato più volte. Nel frattempo, i test su MLM a RKK Energia, rivelavano problemi nella valvola di alimentazione nel sistema di propulsione del veicolo spaziale. Ulteriori controlli su MLM a RKK Energia trovano contaminazioni all’interno del sistema di propulsione. Si restituisce poi MLM al GKNPTs Khrunichev per le riparazioni.  Secondo gli ultimi piani il lancio del modulo MLM sarebbe dovuto avvenire nel settembre 2015. L’Agenzia Spaziale Europea, ESA, responsabile per il braccio meccanico SER a bordo del modulo MLM intima di mettere fine a tutti i ritardi e di superare le difficolta dei costi.  A gennaio 2014, Vitaly Lopota capo della RKK Energia dice che il modulo MLM era stato restituito al GKNPTs Khrunichev il 31 dicembre del 2013. MLM da GKNPTs Khrunichev viene spedito direttamente al sito di lancio, lasciando RKK Energia a condurre tutti i test finali del veicolo spaziale da Baikonur, invece che nel suo impianto di prova a Korolev. Occupando una posizione centrale nell’architettura del segmento russo , i problemi dell’ MLM saranno da stallo per il lancio di tutti i successivi componenti russi della stazione, compreso il modulo Nodo , UM, (già in costruzione) e il modulo NEM laboratorio e di alimentazione ,

Il modulo NM

Il modulo NM

iniziato a sviluppare nel 2012. Questo ritardo, combinato al peggioramento delle relazioni politiche tra la Russia e i suoi partner del progetto ISS, significa per il modulo MLM e le componenti successive del segmento russo potrebbero essere messi a terra ,fino a quando, si avvierà il montaggio della nuova stazione tutta russa, nell’era post-ISS. Il veicolo spaziale potrebbe essere un hub in anticipo per il futuro avamposto orbitale.

2015: qualche certezza.

A novembre 2014, viene indicato il lancio del modulo MLM alla ISS nel primo trimestre del 2017. Nell’ aprile 2015 il lancio slitta a metà del 2017. Da quel momento, il programma spaziale russo riacquistava nuova attenzione, dopo diversi mesi di incertezza.

2016: nuovo ritardo per il modulo MLM.

Nel 2016, il lancio del modulo MLM scivola di nuovo a dicembre 2017.  RKK Energia, a giugno, informa di aver completato la produzione e collaudo di apparecchiature non identificate per l’interno del modulo. Al contempo, dichiara anche lo sviluppo della documentazione e l’installazione di grandi pezzi di hardware sulla parte esterna del veicolo spaziale . Il modulo identificato come MLM-U, dove “U” stava per “usovershenstvovanny” o “aggiornato” ma con “aggiornamenti” mai dettagliati: la nuova denominazione è un espediente per spiegare infiniti ritardi e il bilancio con una spesa montante del progetto. Denota aggiornamenti ancora da identificare per adattare il modulo per il funzionamento come parte della futura stazione spaziale russa . Nel 2015, Roskosmos  continua a valutare vari regimi di separazione dell’

MLM insieme all’ UM e NEM-1, moduli della ISS che al termine del suo funzionamento, formeranno il nuovo avamposto in bassa orbita terrestre.

 

C’è un forte dissidio sul fronte dei cambiamenti climatici

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Il modello climatico attuale suggerisce un  possibile collasso di circolazione dell’Atlantico . Il modello di circolazione primaria in Atlantico si presume debba essere stabile, per le valutazioni espresse dalla maggior parte degli scienziati, ma una nuova simulazione suggerisce un collasso che potrebbe accadere se i gas serra atmosferici continueranno ad aumentare.

Lo scenario di raffreddamento dell’oceano Atlantico del Nord dopo il collasso di Atlantico Meridionale viene contraddistinto da una circolazione rovesciata

Robert Monroe

L’idea del cambiamento climatico sta causando un importante modello di circolazione oceanica nell’Atlantico che sarà al collasso con effetti catastrofici è stata oggetto di thriller apocalittici nei film, ma in previsioni climatiche, è per lo più considerato come una situazione estrema. Ora un nuovo documento basato sull’analisi fatto da un gruppo di centri di ricerca, tra cui Scripps Institution of Oceanography (Università della California di San Diego) dimostra che i modelli climatici possono essere drastici nel sottovalutare questa possibilità. Nella maggior parte dei modelli climatici si esagera sulla stabilità del modello, chiamato circolazione atlantica rovesciata sui meridiani (AMOC), rispetto alle moderne osservazioni climatiche. I ricercatori sono stati spinti a prevedere un collasso della circolazione ad un certo punto, in futuro, a partire dal raffreddamento su larga scala nel nord Atlantico. Il crollo avrebbe fermato l’AMOC, che fornisce acqua di superficie calda verso la Groenlandia e poi affonda quando si raffredda e rifluisce verso l’equatore più vicino al fondo marino. Wei Liu, un ex ricercatore post-dottorato Scripps ora alla Yale University, e il modellatore clima dello Scripps Shang-Ping Xie, e colleghi hanno dettagliato i loro risultati nella carta come “possibilità trascurata di una circolazione atlantica Meridional Overturning, crollata a seguito del riscaldamento climatico”. “Il significato di questo studio, -ha detto Wei- è quello di indicare un errore sistematico nei modelli climatici attuali che ostacolano una proiezione climatica corretta”. ”                                                                                Un modello di polarizzazione corretta mette l’ AMOC in regime di realistica stabilità e predice un futuro crollo AMOC con raffreddamento sopra il nord Atlantico settentrionale e zone limitrofe. Pertanto, questo studio ha enormi implicazioni per il cambiamento climatico regionale e globale.            “Nell’affrontare il futuro cambiamento AMOC, la carta esplora una questione su cui non vi è dibattito in corso all’interno della comunità scientifica che studia il clima. Il gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC) emette, un-rift-nella-isola-glaciale-pine_antarticodei rapporti periodici che sintetizzano l’ultima ricerca sui cambiamenti climatici. Il pannello ha assunto nei suoi due rapporti più recenti che l’AMOC è fondamentalmente stabile e non crollerà, anche se potrebbe indebolirsi moderatamente come i cambiamenti climatici. L’esistenza di tale pregiudizio, però, è ampiamente riconosciuta dai ricercatori del clima e sottolineata da recenti osservazioni. Alcuni modelli climatici hanno proposto che è possibile che il modello di circolazione sia incline al collasso, in grado di commutare tra stati di equilibri multipli. Il documento utilizza il raddoppio della concentrazione di anidride carbonica atmosferica come un semplice scenario di cambiamento climatico, e quindi potrebbe condizionare l’assunzione di stabilità per l’AMOC. La simulazione dei ricercatori ha mostrato che la circolazione crolla 300 anni dopo che la concentrazione CO2 raddoppia il suo livello del 1990 di circa 355 parti per milione (ppm) in aria. L’effetto del crollo del modello include un raffreddamento dell’Oceano Atlantico settentrionale e uno spread di ghiaccio marino artico. Le temperature superficiali dell’Oceano Atlantico del Nord scendono a 2,4 ° C e temperatura dell’aria di superficie su nord-ovest Europa, fa registrare un calo di ben 7 ° C . Le cinture di pioggia tropicale nell’oceano Atlantico si spostano più verso sud. La National Science Foundation, il Dipartimento di Energia, e il Ministero della Scienza e della Tecnologia della Repubblica Popolare Cinese hanno finanziato questa ricerca. Oltre a Liu e Xie, co-autori sono Zhengyu Liu e Jiang Zhu (University of Wisconsin_Madison).”E ‘un’idea molto provocatoria,- ha detto Liu Zhengyu- e per me, si tratta di una svolta di 180 gradi, perché avevo pensato come tutti gli altri.”

 

 

Missione Osiris Rex sull’asteroide Bennu

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Missione Osiris Rex sull’asteroide Bennu

L’approccio di OSIRIS Rex inizierà quando Bennu sarà solo un punto di luce a più di 2 milioni di km di distanza dal veicolo spaziale, nell’agosto del 2018.

OSIRIS-Rex si avvicinerà all’asteroide, usando una serie di piccoli razzi per abbinarsi alla velocità di Bennu nella sua orbita attorno al Sole.

L’appuntamento richiederà che OSIRIS-Rex debba raggiungere l’asteroide nello stesso luogo insieme e, allo stesso tempo aspettando che arrivi in quella posizione. Si deve anche muovere alla stessa velocità e nella stessa direzione dell’asteroide.

La finestra per la partenza su Bennu sarà avviata nel marzo del 2021. In quel momento OSIRIS-Rex accenderà i motori principali e si lancerà verso Bennu con una velocità di 0,32 km / s . Queste combustioni metteranno OSIRIS-Rex su una traiettoria che interseca l’orbita della Terra, nel settembre 2023.

L’asteroide Bennu sta viaggiando intorno al Sole e per raggiungerlo, OSIRIS-Rex eseguirà una serie di manovre di frenata, rallentando per 0,53 km / s , con una conseguente velocità di avvicinamento relativa di 20 cm / s .

Il concetto di risolvere traiettorie a bassa spinta analiticamente sarà esplorato attraverso la missione semplificata dalla Terra alla Near-Earth Asteroid Bennu. Bennu è l’obiettivo della prossima missione OSIRIS-Rex ed è stato identificato come l’oggetto del terzo più rischioso per la Terra-impatto nei prossimi duecento anni. Ha un semiasse maggiore pari a ~ 1,12 AU, che lo rende ideale per un trasferimento dalla Terra con un piccolo rapporto di orbita

Durante l’incontro con l’asteroide, OSIRIS-Rex osiris-rexsarà la navicella in grado di volare con Bennu. Il primo tentativo di sondaggio dell’asteroide inizierà a ottobre del 2018 e durerà un anno. Comprenderà quattro fasi principali:

* l’indagine preliminare cercherà pennacchi di asteroidi e satelliti naturali, e misurerà anche l’accelerazione Yarkovsky o di rotazione di Bennu.

* un orbita attorno a Bennu consentirà di testare la fuga Dynamics per la squadra di controllo, di modo che si possa transitare dalla navigazione basata-sulla stella, alla navigazione con punti di riferimento basati sull’utilizzo delle immagini di superficie di Bennu.

* in dettagliata indagine, più strumenti lavoreranno insieme per mappare Bennu e determinare le sue proprietà spettrali globali, termiche e geologiche.

* l’orbita su Bennu continua a mapparlo a risoluzioni più elevate, con un focus su siti candidati a essere campionati. Alla fine dell’orbita, sarà selezionato un sito di esempio.

A luglio del 2020, una volta selezionato il sito di esempio, OSIRIS-Rex si sposterà per raccogliere un campione di materiale di superficie, su Bennu. La variazione totale di velocità sarà poco più di 20 cm/s : è una variazione minuscola rispetto alle grandi manovre necessarie per arrivare e partire dalle vicinanze dell’asteroide. L’incontro culminerà nella manovra “touch-and-go” alla velocità di 10 cm/s per raccogliere il campione.le-traiettorie-di-osiris-rex-per-bennu

Avvicinando la superficie di Bennu per un totale di cinque secondi, lo strumento meglio noto come TAGSAM tagsam-su-osiris-rexrilascerà una raffica di azoto, causando la formazione di rocce sciolte e di materiale superficiale da innalzare e dirigere verso un collettore nella testa della sonda. OSIRIS-Rex otterrà almeno 60 grammi e fino a 2 chilogrammi di campione. Se necessario, il veicolo spaziale sarà in grado di eseguire fino a tre tentativi di campionamento.

La SRC,nella manovra di rientra sulla Terra, colpirà la parte superiore dell’atmosfera con una velocità di 12,4 km / s e lo scudo termico rimuoverà oltre il 99% dell’energia cinetica iniziale.

Dopo l’entrata con la SRC libererà in caduta fino a raggiungere un’altezza di 33,5 km, allorquando il paracadute frenante distribuirà l’energia di caduta. A 3 km, il paracadute principale sarà rilasciato, portando la capsula a un atterraggio morbido nel deserto dell’Utah il 24 settembre 2023, per la naturale conclusione di un viaggio di sette anni per campionare Bennu e ritornare sulla Terra.

Il materiale campionato sarà analizzato fino al livello atomico per determinare la composizione chimica dell’asteroide. Gli scienziati addetti al campionamento cercheranno composti organici come gli amminoacidi e zuccheri, i cosiddetti “mattoni” determinanti per l’origine della vita.