Tag: nasa

NASA en taart

We bedoelen natuurlijk niet echt “taart”, maar “pi”, op z’n Engels uitgesproken, want vandaag is het Pi-dag.

NASA gebruikt natuurlijk vaak pi. Dat is onvermijdelijk, omdat het getal in veel berekeningen voorkomt. Wiskunde zou nergens zijn zonder pi, en daardoor ook natuurkunde niet, om over interplanetaire vluchten nog maar te zwijen.

Pi is al lange tijd tot vele miljoenen cijfers achter de komma bekend, maar NASA gebruikt niet meer dan dit rijtje: 3,141592653589793. Inderdaad: niet meer dan 16 beduidende cijfers. Pi is nochtans bekend tot op biljoenen cijfers achter de komma, maar zo veel heeft NASA er blijkbaar niet eens nodig.

Waarom dan al die moeite? Meestal om documenten te kunnen coderen zodat ze niet kunnen worden ontcijferd en gelezen, maar ook om te tonen tot wat de jongste computer in staat is. En vaak ook gewoon om te pochen.

Maar waarom gebruikt NASA maar zestien cijfers? Dat is omdat er een limiet is aan hoeveel precisie nuttig is voor interplanetaire missies. Als de precisie leidt tot een foutenmarge van de grootte van een waterstofatoom aan de rand van het waarneembare universum, nl. 40 cijfers, waarom zou je dan zo vreselijk precies willen zijn als je nauwelijks het zonnestelsel uitgeraakt? 16 cijfers is meer dan genoeg om een kunstmaan met een enorme nauwkeurigehid naar Uranus te krijgen.

Maar er zijn ook enkele fysieke beperkingen. Kleppen in raketmotoren kunnen maar met een maximale snelheid open en dicht, en die snelheid bepaalt hoe nauwkeurig koerscorrecties kunnen zijn. Het heeft dus geen zin om preciezer te berekenen dan wat je toestellen aan kunnen. Bovendien is de beweging van een ruimtesonde in het zonnestelsel niet eens nauwkeurig voorspelbaar door het grote aantal zwaartekrachtspunten. Bedenk immers dat er geen formule bestaat om het zwaartekrachtsveld te berekenen gevormd door drie verschillende massa’s. We hebben alleen een formule voor twee massa’s. Eenmaal meer is het raden.

Gedeeltelijk verklaart dat ook waarom NASA nooit een systeem heeft gekozen dat meer dan 16 beduidende cijfers kan gebruiken, namelijk float64.

Dus al die geheugenwonders die pi tot n cijfers na de komma uit het hoofd leren, zijn eraan voor hun moeite. In werkelijkheid heb je voor alle toepassingen die de mens gebruikt meer dan genoeg aan 16 cijfers. En die 3,141592653589793 kun je wel even uit het hoofd leren. 🙂

Voor de NASA Pï day challenge: https://www.jpl.nasa.gov/edu/resources/project/the-nasa-pi-day-challenge/

Peter Motte, zaterdag, 14 maart 2026

En hop naar Europa!

Na drie keer “afreizen” naar Mars is het deze keer de beurt aan Europa, een van de grootste manen van Jupiter.

Ook deze keer maakt Nasa het mogelijk om “mee te reizen” met een kunstmaan. “Meereizen” betekent dat je naam via deze inschrijving wordt gegraveerd op het ruimtetuig Europa Clipper van Nasa. Technici van het Microdevices Laboratory in NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië zullen met een elektronenstraal de naam graveren op een silicon microchip ter grootte van stuk van 10 cent van een Amerikaanse dollar. Elke regel tekst is kleiner dan 1/1000e van de dikte van een menselijk haar (75 nanometer).

Dat toestel zal 2,9 miljard km afleggen op weg naar Europa, waar vermoedelijk een oceaan onder het hardbevroren oppervlak ligt. Het verkoopargument is natuurlijk dat er leven zou kunnen zijn, maar laten we niet vooruitlopen op dat soort ontdekkingen.

Het tuig wordt in oktober 2024 gelanceerd, maar arriveert pas in 2030. Het zal dan tientallen jaren rond Jupiter draaien, en heeft speciale apparatuur aan boord om de aard van de vermoedelijke ondergrondse oceaan van Europa te onderzoeken. De mogelijke oceaan zou meer dan twee keer zo veel water kunnen bevatten als de oceanen op aarde. Het ijs zou er vloeibaar zijn door de getijdekrachten van Jupiter. De vraag is of er ook de ingrediënten voor leven zijn, en of het er zich ook wel had kunnen ontwikkelen. Clipper zal vooral sommige voorwaarden voor leven onderzoeken.

Artemis I

Het heeft wat voeten in de aarde gehad, maar uiteindelijk is de lancering van Artemis I geslaagd.

De lanceerproblemen waren divers: de weersomstandigheden werkten niet altijd mee, en doordat waterstofatomen de kleinst mogelijke atomen oplevert, waren er ook gemakkelijk lekken in het systeem. Die lekken konden een ramp veroorzaken. Maar uiteindelijk werden alle problemen verholpen, verliep de lancering met sucees, en bereikte het toestel de verste afstand die een voor mensen geschikt lanceersysteem ooit heeft afgelegd.

Artemis I bestond uit de SLS-raket en de capsule Orion.

De SLS is afgeleid van Space Shuttle-materiaal. Het hoofddeel is een eerste trap met een kern en twee startraketten. De kern is structureel gelijkaardig aan de externe tank van de shuttle. Hij wordt aangedreven door 4 RS-25D-motoren, die eerder werden ontworpen voor de Space Shuttle. De boosters zijn vastebrandstofraketten. Elke startraket bestaat uit vijf segmenten. Het zijn dezelfde segmenten die werden gebruikt voor de boosters van de shuttle. Het middelste segment werd toegevoegd tussen de andere vier van de shuttle-boosters. De isolatie is lichter en de vluchtelektronica werden vernieuwd. Er zijn echter geen parachutes: de boosters zijn niet herbruikbaar. De boosters leveren ongeveer 25% meer stuwkracht dan de shuttle-boosters.

De Orion is gedeeltelijk herbruikbaar. Het is hetzelfde principe als de Apollo-capsules, maar het kan 4 ruimtevaarders vervoeren in plaats van drie. Er kunnen zelfs in totaal 6 personen worden vervoerd naar een lage baan om de aarde. Een deel van de Orion is trouwens ontwikkeld door Europa en gebouwd door Airbus.

De eerste vlucht werd gelanceerd op 16 november 2022 en eindigde met een klassiek splash-down op 11 december na een vlucht van 25 dagen, 10 uur en 53 minuten. In totaal werd 2,1 miljoen kilometer afgelegd.

En wat betekent de afbeelding hierboven?

Wel: Nasa schrijft: We’ve finished collecting names for Artemis I and are working on loading them onto the Orion spacecraft! If you’ve submitted your name, it is included on a flash drive that will fly aboard Orion on Artemis I later this year. Artemis Website for updates and stay tuned for launch of the mission, or sign up for the newsletter to receive NASA updates in your inbox.

Van wie vroeg genoeg inschreef werd de naam op een flash drive gezet, die meevloog aan boord van de Orion.

James Web ST selfie

Selfies zijn in, dus de James Web Space Telescope kon niet achterblijven.

Bovenstaande foto is genomen door een speciale lens in de NIRCam ontworpen om beelden te maken van de primaire spiegelsegmenten en niet van ruimteobjecten. De lens dient louter voor technische doelen en voor het uitlijnen. Het heldere segment was op een heldere ster gericht, terwijl de andere segmenten nog niet goed zijn uitgelijnd. Het beeld is een vroege aanwijzing over de uitlijning van de primaire spiegel. Beeld: NASA

Live lancering James Webb Space Telescope

De lancering wordt uitgevoerd met een Europese Ariane 5-draagraket.

Na de lancering moet de telescoop nog 1,5 miljoen km afleggen naar L2, waar hij met een minimum aan brandstof in een heel nauwkeurige baan kan blijven.

Het project begon in 1996, en kost tot nu toe 12 miljard euro.

Sommige mensen werken er al hun hele loopbaan aan.

We wensen iedereen prettige eindejaarsfeesten en gelukkig nieuwjaar!

NASA’s countdown naar Mars

BoardingPass_MyNameOnMars_Mars2020

Het is tegenwoordig druk op weg naar Mars.

Op 23 juli 2020, vorige week,  lanceerde China de missie Tianwen-1 met o.a. een rover. Het meest opvallende was de gesofisticeerde technologie die ze hadden gebruikt om hem te bouwen, niet zozeer de rover zelf.

Normaliter lanceert NASA op 30 juli zijn toestel, met aan boord de Perseverance. Net als bij vorige missies kun je ook deze keer “aan boord gaan”: als je je naam opgeeft, wordt hij vermeldt in het toestel. Er zijn nu al 10,9 miljoen namen opgenomen.

En ten slotte is er een Arabische missie, Amal (hoop in het Arabisch), gefinancierd door de Verenigde Arabische Emiraten in samenwerking met de universiteit van Boulder in Colorado (V.S.). Japan lanceerde Amal op 19 juli 2020. Het wordt de eerste interplanetaire missie van de Arabische wereld.

 

Nasa organiseert Mars 2020

BoardingPass_MyNameOnMars2020

De volgende missie van NASA naar Mars is de Mars 2020 rover. Ze zal zoeken naar sporen van microbieel leven in het verleden, zal kenmerken van het klimaat en de geologie vastleggen, en monsters verzamelen die naar de Aarde zullen worden teruggestuurd. De bedoeling is om het pad te effenen voor een bemande missie naar Mars, al betwijfelen we zeer of die er ooit zal komen.

Nasa geeft de kans om je naam op een siliciumchip te zetten die aan boord van de rover zal worden geplaatst, en samen met duizenden andere namen normaliter in juli of augustus 2020 naar Mars wordt gelanceerd.

Je kunt nog tot 30 september 2019 je naam op de lijst laten zetten.

Meer info over de deelname. Klik rechtsboven op de site op “Participate” en dan op “Send your name to Mars” om je naam naar Mars te sturen.

 

 

Donderdag, 14 maart 2019: PI-DAG!

circle

Dit is niet perfect.

Donderdag, 14 maart 2019: PI-DAG!

Het is die dag van het jaar dat we nadenken over het feit dat de straal van een cirkel niet in een deelbaar aantal delen over de omtrek kan worden gelegd.

Anders gezegd: er bestaat geen getal waarmee je de straal kunt vermenigvuldigen om de omtrek van de cirkel te krijgen.

Op 14 maart 2019 zette Emma Haruka Iwao een record: zij berekende meer dan 31,4 biljoen cijfers achter de komma van pi. Om precies te zijn: 31.415.926.535.897 cijfers.  Ze rekende eraan van september 2018 tot januari 2019.

New Scientist schrijft dat NASA slechts 15 decimalen gebruikt om met pi de baan van raketten te berekenen en voor metingen aan het universum zijn er maar 40 cijfers achter de komma nodig.
Hier is een lijst van rekenopdrachten waarbij NASA pi nodig heeft.

De cijfers van pi zijn echter wel van belang voor het coderen van boodschappen. Voor onze privacy dus. Of om bedrijfsgeheimen te bewaren. Of  staatsgeheimen.

Maar nog veel interessanter zijn de fysieke implicaties van die vaststelling, want het betekent dat er niets bestaat dat perfect cirkelvormig is.

Dat betekent ook dat het meest extreme voorwerp van het heelal ook niet perfect rond is: de gebeurtenissenhorizon van een zwart gat is geen perfecte bol.

En omdat die gebeurtenissenhorizon wordt veroorzaakt door de singulariteit in de kern, zou je kunnen stellen dat “rondheid” geen kenmerk van die singulariteit kan zijn, omdat het nu eenmal een singulariteit is.

Maar die singulariteit heeft wel effect op de omringende omgeving, o.a. door de zwaartekracht, en die zwaartekracht moet zich in principe bolvormig uitstrekken. En aangezien perfecte cirkels in het heelal niet bestaan, moet er dus iets aan de hand zijn om die gebrekkige rondheid die ontstaat uit de singularieit te verklaren.

Ofwel is de singulariteit niet perfect bolvormig, in welk geval ze onstabiel zou kunnen zijn.
Ofwel onttrekt ze zich aan de fysica-wetten van ons heelal, waardoor ze dus buiten ons heelal zou kunnen liggen.

Maar ik gok op de eerste mogelijkheid: de singulariteit is in de grond instabiel, en dat zou kunnen blijken uit de Hawking-straling, die o.a. wordt gebruikt om aan te tonen dat een zwart gat na biljoenen jaren gewoon … vervliegt.