La storia: Il Progetto Lucifero è presumibilmente la più grande teoria della cospirazione in cui potrebbe essere coinvolta la NASA. Mentre la sonda cadeva nell'atmosfera, la NASA sperava che le pressioni atmosferiche avrebbero creato un'implosione, generando un'esplosione nucleare dando così il via a una reazione a catena, trasformando il gigante gassoso in un secondo sole. Hanno fallito. Quindi, in un secondo tentativo, faranno cadere la sonda Cassini (di nuovo, carica di plutonio) in profondità nell'atmosfera di Saturno tra due anni, quindi questo piccolo gigante gassoso può avere successo dove Giove fallì ...
La realtà: Come indagato brevemente in Progetto Lucifero: Cassini trasformerà Saturno in un secondo sole? (Parte 1), abbiamo esaminato alcuni dei problemi tecnici alla base di Galileo e Cassini utilizzati come armi nucleari improvvisate. Non possono generare un'esplosione per molte ragioni, ma i punti principali sono: 1) Minuscole palline di plutonio utilizzate per riscaldare e alimentare le sonde si trovano in cilindri separati, a prova di danni. 2) Il plutonio è non grado dell'arma, il che significa che il 238Pu produce un combustibile fissile molto inefficiente. 3) Le sonde si bruciano e si rompono, impedendo quindi Qualche chance di grumi di plutonio che formano "massa critica" (inoltre, non vi è alcuna possibilità che il plutonio possa eventualmente formare una configurazione per creare un dispositivo innescato da implosione).
OK, quindi Galileo e Cassini non può essere usato come armi nucleari grezze. Ma dire Se c'è stata un'esplosione nucleare dentro Saturno? Potrebbe causare una reazione a catena nel nucleo, creando un secondo Sole?
- Progetto Lucifero: Cassini trasformerà Saturno in un secondo sole? (Parte 1)
- Progetto Lucifero: Cassini trasformerà Saturno in un secondo sole? (Parte 2)
Bombe termonucleari
A meno che la fusione nucleare non possa essere mantenuta all'interno di un corpo stellare, la reazione si spegnerà molto rapidamente. Quindi il Progetto Lucifero propone che Cassini si immergerà per centinaia di miglia nell'atmosfera di Saturno ed esploderà come una cruda esplosione di fissione alimentata dal plutonio. Questa esplosione provocherà una reazione a catena, creando energia sufficiente per innescare la fusione nucleare all'interno del gigante gassoso.
Vedo da dove viene questa idea, anche se non è precisa. La bomba a fusione (o "arma termonucleare") usa un grilletto a fissione per dare il via a una reazione di fusione incontrollata. L'innesco della fissione è costruito per esplodere come una normale bomba a fissione proprio come il dispositivo di implosione descritto nella Parte 1 di questa serie. Quando viene fatto esplodere, vengono prodotte enormi quantità di raggi X energetici, riscaldando il materiale che circonda il combustibile di fusione (come il deuteride di litio), causando la transizione di fase verso un plasma. Poiché il plasma molto caldo circonda il deuteride di litio (in a ambiente molto limitato e pressato) il carburante produrrà trizio, un pesante isotopo di idrogeno. Il trizio subisce quindi la fusione nucleare, liberando enormi quantità di energia mentre i nuclei di trizio vengono forzati insieme, superando le forze elettrostatiche tra i nuclei e la fusione. La fusione rilascia grandi quantità di energia legante, più della fissione.
Come funziona una stella?
Il punto che deve essere enfatizzato qui è che in un dispositivo termonucleare, la fusione può essere raggiunta solo quando si raggiungono temperature immense in un ambiente molto limitato e pressurizzato. Inoltre, nel caso di una bomba a fusione, questa reazione è incontrollata.
Quindi, come vengono sostenute le reazioni di fusione nucleare in una stella (come il nostro Sole)? Nell'esempio della bomba termonucleare sopra, la fusione del trizio è ottenuta attraverso confinamento inerziale (ovvero pressione rapida, calda ed energetica sul combustibile per causare fusione), ma nel caso di una stella, è necessario un modo prolungato di confinamento. Parto gravitazionale è necessario perché si verifichino reazioni di fusione nucleare nel nucleo. Per un significativo confinamento gravitazionale, la stella richiede una massa minima.
Nel nucleo del nostro Sole (e la maggior parte delle altre stelle più piccole del nostro Sole), la fusione nucleare si ottiene attraverso il catena protone-protone (nella foto sotto). Questo è un meccanismo di combustione dell'idrogeno in cui viene generato elio. Due protoni (nuclei di idrogeno) si combinano dopo aver superato la forza elettrostatica altamente repulsiva. Questo può essere raggiunto solo se il corpo stellare ha una massa abbastanza grande, aumentando il contenimento gravitazionale nel nucleo. Una volta che i protoni si combinano, formano il deuterio (2D), producendo un positrone (che annichilisce rapidamente con un elettrone) e un neutrino. Il nucleo di deuterio può quindi combinarsi con un altro protone, creando così un isotopo di elio leggero (3He). Il risultato di questa reazione genera raggi gamma che mantengono la stabilità e l'alta temperatura del nucleo della stella (nel caso del Sole, il nucleo raggiunge una temperatura di 15 milioni di Kelvin).
Come discusso in un precedente articolo di Space Magazine, ci sono una serie di corpi planetari al di sotto della soglia di diventare una "stella" (e non in grado di sostenere la fusione protone-protone). Il ponte tra i pianeti più grandi (cioè i giganti gassosi, come Giove e Saturno) e le stelle più piccole sono conosciuti come nani marroni. Le nane brune sono meno di 0,08 masse solari e le reazioni di fusione nucleare non hanno mai preso piede (anche se le nane brune più grandi potrebbero aver avuto un breve periodo di fusione dell'idrogeno nei loro nuclei). I loro core hanno una pressione di 105 milioni di atmosfere con temperature inferiori a 3 milioni di Kelvin. Ricorda, anche i più piccoli nani marroni sono circa 10 volte più massicci di Giove (i più grandi nani marroni sono circa 80 volte la massa di Giove). Quindi, anche per una piccola possibilità che si verifichi la catena protone-protone, avremmo bisogno di una grande nana marrone, almeno 80 volte più grande di Giove (oltre 240 masse di Saturno) per persino sperare di sostenere il confinamento gravitazionale.
Non c'è alcuna possibilità che Saturno possa sostenere la fusione nucleare?
Scusa no. Saturno è semplicemente troppo piccolo.
Ciò implica che una bomba nucleare (fissione) che esplode all'interno di Saturno potrebbe creare le condizioni per una reazione a catena di fusione nucleare (come la catena protone-protone), ancora una volta, è nel regno della fantascienza. Anche il più grande gigante gassoso di Giove è troppo esigente per sostenere la fusione.
Ho anche visto argomenti che affermano che Saturno è costituito dagli stessi gas del nostro Sole (cioè idrogeno ed elio), quindi una reazione a catena in fuga è possibile, tutto ciò che serve è una rapida iniezione di energia. Tuttavia, l'idrogeno che si trova nell'atmosfera di Saturno è idrogeno molecolare diatomico (H2), non i nuclei di idrogeno liberi (protoni ad alta energia) presenti nel nucleo del Sole. E sì, H2 è altamente infiammabile (dopo tutto è stato responsabile del famigerato disastro del dirigibile Hindenburg nel 1937), ma solo se miscelato con una grande quantità di ossigeno, cloro o fluoro. Ahimè Saturno non contiene quantità significative di nessuno di questi gas.
Conclusione
Sebbene divertente, "The Lucifer Project" è il prodotto della vivace immaginazione di qualcuno. Parte 1 di "Progetto Lucifero: Cassini trasformerà Saturno in un secondo sole?" ha introdotto la cospirazione e si è concentrato su alcuni degli aspetti generali per cui la sonda Galileo nel 2003 è semplicemente bruciata nell'atmosfera di Giove, spargendo le piccole palline di plutonio-238 mentre lo faceva. Il "punto nero", come scoperto il mese successivo, era semplicemente una delle tante tempeste dinamiche e di breve durata spesso viste svilupparsi sul pianeta.
Questo articolo ha fatto un ulteriore passo avanti e ha ignorato il fatto che era impossibile per Cassini diventare un'arma atomica interplanetaria. E se lì era un'esplosione nucleare nell'atmosfera di Saturno? Beh, sembra che sarebbe una faccenda piuttosto noiosa. Oserei dire che potrebbero essere generate alcune tempeste elettriche vivaci, ma non vedremmo molto dalla Terra. Per quanto riguarda qualcosa di più sinistro, è altamente improbabile che si verifichino danni permanenti al pianeta. Non ci sarebbe certamente alcuna reazione di fusione poiché Saturno è troppo piccolo e contiene tutti i gas sbagliati.
Oh bene, Saturno dovrà solo rimanere così com'è, suona e tutto il resto. Quando Cassini completerà la sua missione tra due anni, non vediamo l'ora che la scienza accumuleremo da un impegno così incredibile e storico piuttosto che temere l'impossibile ...
Aggiornamento (7 agosto): Come sottolineato da alcuni lettori di seguito, l'idrogeno molecolare non era proprio il causa del disastro del dirigibile Hindenburg, fu la vernice a base di alluminio che potrebbe aver scatenato l'esplosione, l'idrogeno e l'ossigeno alimentato il fuoco.
