Επιστήμη

Διαστημικό Χάμερ στον Άρη

Ένα διαπλανητικό «τέρας». Κάπως έτσι θα μπορούσε να ονομαστεί το καινούργιο, θηριώδες, αυτοκινούμενο όχημα που ετοιμάζεται να στείλει η ΝΑSΑ στον Άρη το 2009. Το όχημα αυτό, που μόλις ολοκληρωθεί η κατασκευή του θα είναι πιο πλατύ ακόμα και από ένα τζιπ Χάμερ, θα έχει τόσα πολλά όργανα πάνω του ώστε θα επιχειρήσει να δώσει μια οριστική και ξεκάθαρη απάντηση για το αν υπήρξε ποτέ κάποιο είδος ζωής στο απώτατο παρελθόν του Κόκκινου Πλανήτη.

Το διαστημικό Χάμερ, λοιπόν, θα ονομάζεται Μars Science Laboratory, ΜSL, (Επιστημονικό Εργαστήριο του Άρη) και αν το συγκρίνει κανείς με το Sojourner, το μικρό ρομπότ που στριφογύριζε στον Άρη επί τρεις μήνες το 1997, «τότε θα καταλάβει για τι πράγμα μιλάμε. Τίποτα σαν κι αυτό δεν έχει σταλεί ποτέ στον Άρη», λέει στην εφημερίδα «Τhe

Η ΟΜΑΔΑ των ειδικών που ασχολείται με την προσεδάφιση στον Άρη, έχει σκεφτεί να χρησιμοποιήσει ένα σύστημα από σκοινιά, στα οποία θα είναι στερεωμένο το τεράστιο όχημα

Los Αngeles Τimes» ο Τζόι Κρισπ, που είναι επικεφαλής επιστήμονας της νέας διαστημικής αποστολής στον Κόκκινο Πλανήτη η οποία σχεδιάζεται στο Jet Ρropulsion Laboratory της ΝΑSΑ. Θα ερευνήσει το παρελθόν.
Το καινούργιο αυτό όχημα θα αναλάβει μια αποστολή διαφορετική απο εκείνες που επωμίστηκαν τα προηγούμενα αυτοκινούμενα ρομπότ. Θα πρέπει να διαπιστώσει αν οι συνθήκες στον αρχέγονο Άρη ήταν ποτέ κατάλληλες για να ευδοκιμήσει ζωή. Για τον σκοπό αυτό θα είναι εξοπλισμένο με εξειδικευμένα όργανα υψηλής τεχνολογίας, τα οποία αναμένεται να ρίξουν τη διεισδυτική ματιά τους δισεκατομμύρια χρόνια πίσω, στη νεαρή ηλικία του Κόκκινου Πλανήτη, όταν κατά πάσα πιθανότητα υπήρχαν ωκεανοί που φιλοξενούσαν άγνωστα μικρόβια.

Επιπλέον, το συγκεκριμένο σούπερ όχημα θα επιχειρήσει να διερευνήσει το ενδεχόμενο εποικισμού του Άρη από τον άνθρωπο, υπό την προϋπόθεση ότι οι μελλοντικοί πρόεδροι των Ηνωμένων Πολιτειών θα υποστηρίξουν το σχέδιο του προέδρου Μπους για την αποστολή αστροναυτών στον Άρη τον αιώνα που διανύουμε.

Διαστημόπλοιο αιωρούμενο. Βέβαια, η μεγάλη πρόκληση είναι το πώς θα φθάσει ένα τόσο ογκώδες μηχάνημα εκεί πάνω και κυρίως πώς θα προσεδαφιστεί. Η λύση που είχε προκριθεί τα προηγούμενα χρόνια με τα ρομπότ Spirit και Οpportunity, τα οποία προσεδαφίστηκαν με τη βοήθεια αερόσακων, δεν φαίνεται να έχει εδώ αποτέλεσμα. Έτσι, η ομάδα των 25 ειδικών υπό τον Άνταμ Στέλτζνερ, που ασχολείται με τη φάση της προσεδάφισης στον Άρη, έχει σκεφτεί να χρησιμοποιήσει ένα σύστημα από σκοινιά. «Στην ουσία θα υπάρχει ένα διαστημόπλοιο που θα αιωρείται πάνω από το έδαφος», λέει στην αμερικανική εφημερίδα ο Άνταμ Στέλτζνερ. «Από εκεί θα κρέμονται σκοινιά πάνω στα οποία θα είναι στερεωμένο το τεράστιο όχημα».


Σώμα σαν αράχνη, κάμερες για μάτια

ΜΕ ΜΙΑ ΠΡΩΤΗ ΜΑΤΙΑ, το ΜSL έχει περίπου το ίδιο ακαθόριστο σχήμα εντόμου που χαρακτήριζε και τον σχεδιασμό των δύο άλλων οχημάτων, Spirit και Οpportunity. Ένα επίπεδο σώμα σαν της αράχνης, το οποίο φέρει στο μπροστινό μέρος ένα ιστίο που έχει τοποθετημένες πάνω του κάμερες για να καθοδηγούν το ρομπότ στην επιφάνεια του Άρη. Υπάρχουν όμως και αξιοσημείωτες διαφορές. Το «κατάστρωμα» του οχήματος, όπου βρίσκονται συγκεντρωμένα όλα τα όργανα, θα επιτρέπει στο όχημα να υπερπηδάει ογκόλιθους και άλλα εμπόδια. Στα δύο προηγούμενα οχήματα που στάλθηκαν στον Άρη, υπήρχαν ηλιακοί συλλέκτες που κάλυπταν το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειάς τους, εξασφαλίζοντας την απαραίτητη ενέργεια για την κίνησή τους και τη λειτουργία των επιστημονικών τους οργάνων.

Όμως, το ΜSL εξαιτίας του μεγέθους του χρειάζεται πολύ περισσότερη ενέργεια από εκείνη που ο ήλιος μπορεί να του προσδώσει και μάλιστα στη διάρκεια του αρειανού χειμώνα, όπου ο ήλιος δεν είναι τίποτα άλλο από μια λαμπερή κουκίδα στον ορίζοντα. Έτσι, είναι εφοδιασμένο με μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια ραδιοϊσοτόπων, η οποία μεταφέρει διοξείδιο του πλουτωνίου, που με τη σειρά του παράγει θερμότητα που μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό.

Σύμφωνα με τον σχεδιασμό των υπευθύνων της επιχείρησης, η αποστολή του οχήματος στον Άρη θα διαρκέσει περίπου δύο γήινα χρόνια, παρά το γεγονός ότι η γεννήτρια μπορεί να εξασφαλίζει στο όχημα ενέργεια για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.


Θα συλλέγει πετρώματα και θα τα… βράζει

ΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΟ Χάμερ θα φέρει ένα τρυπάνι για να διατρυπά πετρώματα που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Σε αντίθεση με τα άλλα οχήματα, θα συλλέγει τη σκόνη από τις τρύπες διάτρησης και θα τη μεταβιβάζει σε δύο άλλα όργανα για χημική ανάλυση. Ένα από τα όργανα αυτά θα βομβαρδίζει τη σκόνη με ακτίνες Χ για να αποκωδικοποιήσει τη σύσταση των ορυκτών της στοιχείων. Στη συνέχεια, άλλο όργανο, ειδικό στην ανάλυση δειγμάτων, θα… μαγειρεύει τη σκόνη, αναζητώντας οργανικά συστατικά μέρη τα οποία διαχωρίζονται μέσω του βρασμού σε χαμηλή θερμοκρασία. Τα οργανικά συστατικά που θα επιχειρήσει να ανιχνεύσει είναι μεταξύ άλλων ο άνθρακας, το υδρογόνο, το άζωτο, το οξυγόνο, ο φωσφόρος και το θείο, τα οποία θεωρούνται βασικοί καταλύτες για την ύπαρξη ζωής.

Το βάρος του διαστημικού οχήματος υπολογίζεται ότι θα ανέρχεται περίπου στα 800 κιλά, περιλαμβανομένων των επιστημονικών οργάνων που θα ζυγίζουν περίπου 65 κιλά. Τα δύο προηγούμενα αυτοκινούμενα ρομπότ που στάλθηκαν στον Άρη ζύγιζαν περίπου 185 κιλά και ο εξοπλισμός τους 5 κιλά. Το ΜSL θα είναι σε θέση να κινηθεί πάνω από εμπόδια που θα έχουν ύψος 75 εκατοστά. Η μέγιστη ταχύτητα με την οποία θα μπορεί να κινηθεί την ώρα ενώ θα διενεργεί επιστημονικά πειράματα θα είναι 90 μέτρα, ενώ η κανονική ταχύτητα που μπορεί να αναπτύξει, σε συνάρτηση πάντα με τη μορφολογία του εδάφους, είναι περίπου τα 45 χιλιόμετρα την ώρα. Οι υπεύθυνοι για την αποστολή του εκτιμούν πως στα δύο χρόνια που θα διαρκέσει η επιχειρησιακή του δράση, το όχημα θα έχει εξερευνήσει μια απόσταση 6 χιλιομέτρων.


Η ηδονή της μουσικής

Όταν ακούμε ένα κομμάτι του αγαπημένου μας καλλιτέχνη, η συγκίνησή μας είναι αυτόματη. Το ίδιο και η ευχαρίστηση. Ίσως ο σημαντικότερος λόγος για τον οποίο ασχολούμαστε με τη μουσική είναι ότι μας κάνει να νιώθουμε καλά.

Τα εγκεφαλογραφήματα δείχνουν ότι το συναίσθημα της ευφορίας που δημιουργείται όταν ακούμε μουσική συνοδεύεται από δραστηριότητα στα ίδια μέρη του εγκεφάλου που αντιδρούν όταν μας αρέσει το φαγητό, το σεξ και τα ψυχοδιεγερτικά φάρμακα Ξέσπασμα ενδορφινών. Υπάρχει βέβαια και η κοινωνική πλευρά. Ο Ρόμπιν Ντάνμπαρ στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης έχει μελετήσει την επίδραση που έχει στη συναισθηματική κατάσταση των ατόμων η συμμετοχή τους σε χορωδία ή ομάδα κρουστών. «Η μουσική δραστηριότητα φαίνεται πως προκαλεί ένα ξέσπασμα στην παραγωγή ενδορφινών, που σε ανεβάζουν ψυχολογικά», λέει στο περιοδικό «Νew Scientist».

Ο ήχος μεταδίδεται μέσω του αέρα με μόρια που δονούνται σε διαφορετικές συχνότητες. Αυτά βομβαρδίζουν το ακουστικό τύμπανο, προκαλώντας μια παλινδρομική κίνηση. Η ισχύς με την οποία χτυπούν το τύμπανο εξαρτάται από την ένταση ή το πλάτος του ήχου και την ταχύτητα με την οποία δονούνται, σχετική με αυτό που ονομάζουμε τόνο. Αλλά δεν υπάρχει καμιά πληροφορία στα μόρια που να μπορεί να πει στο τύμπανο την προέλευσή τους ή τον συσχετισμό τους με κάποιο αντικείμενο. Οι φωνές μπερδεύονται με άλλες ή τον ήχο μηχανών, του ανέμου, των βημάτων. Τις περισσότερες φορές, αυτό που ακούμε είναι ασαφές ή ελλιπές.

Παρ΄ όλα αυτά, ο εγκέφαλος μπορεί να βγάλει άκρη από το παράταιρο μείγμα των μορίων που χτυπούν πάνω σε μια μεμβράνη και να διακρίνει την προέλευσή του.

«Αυτό που ακούμε, στην πραγματικότητα είναι το αποτέλεσμα μιας μακράς αλυσίδας νοητικών γεγονότων που δημιουργούν μια εντύπωση, μια νοητική εικόνα του υλικού κόσμου. Αυτό που ονομάζουμε μουσική δημιουργείται όταν ο εγκέφαλος επιβάλλει τη δομή και τη σειρά σε μια αλληλουχία ήχων. Πρόκειται για μια αντιληπτική ψευδαίσθηση», εξηγεί ο ψυχολόγος Ντάνιελ Λεβίτιν, καθηγητής Μουσικής και Νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο ΜακΓκιλ του Μόντρεαλ. Ας δούμε πώς γίνεται αυτό. Ο πρώτος κρίκος της αλυσίδας ονομάζεται εξαγωγή των χαρακτηριστικών. Ο εγκέφαλος συγκρατεί τα βασικά γνωρίσματα της μουσικής χρησιμοποιώντας ειδικευμένα νευρωνικά δίκτυα, που μετατρέπουν το σήμα σε πληροφορία για τον τόνο, τη χροιά, τη χωρική κατανομή, την ένταση, την αντήχηση, τη διάρκεια του τόνου και το σημείο εκκίνησης της κάθε νότας. Αυτό συμβαίνει στα κατώτερα τμήματα του εγκεφάλου. Στη συνέχεια γίνεται η ενσωμάτωση των μερών σε ένα ενιαίο σύνολο από τα ανώτερα τμήματα του εγκεφάλου.

Οι τρεις δυσκολίες. Η διαδικασία παρουσιάζει τρεις δυσκολίες: πρώτον, η πληροφορία που φτάνει στους αισθητήριους αποδέκτες δεν ξεχωρίζει βάσει τοποθεσίας, πηγής και γνωρισμάτων. Δεύτερον, η πληροφορία είναι ασαφής και, τρίτον, είναι ελλιπής. Έτσι, ο εγκέφαλος πρέπει να σχηματίσει τη δική του άποψη για την πληροφορία με βάση στοιχεία που δεν έχουν σχέση με τους ίδιους τους ήχους. Όταν η πληροφορία είναι μουσική, ο εγκέφαλος πρέπει να λάβει υπόψη του τι ήχος έχει προηγηθεί μόλις πριν, τι περιμένουμε ότι θα ακολουθήσει αμέσως μετά, αν το είδος μάς είναι γνώριμο, καθώς και οποιαδήποτε άλλη πληροφορία, όπως τι έχουμε διαβάσει γι΄ αυτή τη μουσική, μια κίνηση του καλλιτέχνη στη σκηνή ή ένα σκούντημα από τον διπλανό μας. Έτσι, ο εγκέφαλος συνθέτει μια απεικόνιση της πραγματικότητας, που βασίζεται τόσο στα μέρη που συνιστούν αυτό που ακούμε, όσο και στις προσδοκίες μας για το τι νομίζουμε πως θα ΄πρεπε να ακούμε.

Από εξελικτική άποψη, χρειάζεται ένα αντιληπτικό σύστημα για να ανασυνθέτουμε χαμένες πληροφορίες και να λαμβάνουμε γρήγορες αποφάσεις σε επικίνδυνες καταστάσεις. Σε άλλες περιπτώσεις, όμως, έχει μειονεκτήματα. Καλύπτοντας τα κενά των πληροφοριών με βάση τις δικές μας εμπειρίες και επιθυμίες, μερικές φορές πραγματικά «ακούμε ό,τι θέλουμε».


Άμουσοι από κούνια

ΥΠΑΡΧΟΥΝ και εγκέφαλοι που δεν τα καταφέρνουν τόσο καλά.

Η συγγενής αμουσία είναι μια νευρολογική πάθηση που μόλις πρόσφατα μελετήθηκε σε βάθος από τους επιστήμονες και επηρεάζει το 4% του πληθυσμού. Είναι μάλιστα κληρονομική. Οι πάσχοντες δεν μπορούν να ξεχωρίσουν τις νότες και δεν καταλαβαίνουν τη διαφορά από τραγούδι σε τραγούδι. Δεν καταλαβαίνουν την αλλαγή του τόνου στις μελωδίες και βρίσκουν τη μουσική μονότονη. Ο Τσε Γκεβάρα είναι διάσημο παράδειγμα. Οι ερευνητές υποθέτουν πως υπάρχει ένα τμήμα του εγκεφάλου αποκλειστικά αφιερωμένο στην επεξεργασία της μελωδίας, το οποίο δεν αναπτύσσεται σωστά.

LΙΝΚ:

Ελέγξτε τις μουσικές σας ικανότητες με αυτό το τεστ
 http://www.delosis.com/listening/home.html

Απατηλές μελωδίες και τεχνητή αντήχηση

ΟΙ ΜΟΥΣΙΚΟΣΥΝΘΕΤΕΣ εκμεταλλεύονται την ικανότητα του εγκεφάλου να συμπληρώνει τα κενά, ξέροντας πως η αντίληψή μας για τη μελωδία που παίζει ένα όργανο θα συνεχιστεί ακόμα κι όταν υπερκαλυφθεί από άλλα όργανα. Το ίδιο συμβαίνει επίσης όταν ακούμε τις χαμηλές νότες του πιάνου ή του μπάσου. Στην πραγματικότητα, οι συχνότητές τους δεν είναι τόσο χαμηλές αλλά τα αυτιά μας γεμίζουν το κενό της πληροφορίας και μας δίνουν την ψευδαίσθηση ότι ο τόνος είναι πολύ χαμηλός.

Παρόμοια εφέ χρησιμοποιούν οι μηχανικοί ηχογράφησης στο στούντιο. Η τεχνητή αντήχηση δίνει την εντύπωση στον ακροατή ότι ο ήχος της φωνής ή της πρώτης κιθάρας προέρχεται από το βάθος της αρένας, ακόμα και όταν ακούμε το τραγούδι στα ακουστικά.

Τα παραδείγματα ψευδαισθήσεων στη μουσική είναι πολλά. Στο έργο «Fantasy-Ιmpromptu in C-sharp Μinor, opus 66» του Σοπέν, οι νότες τρέχουν τόσο γρήγορα που δημιουργείται μια απατηλή μελωδία. Όταν οι νότες βρίσκονται πολύ κοντά χρονικά η μία στην άλλη, «ξεπετάγεται» η μελωδία επειδή τις ενώνει το αντιληπτικό σύστημα του εγκεφάλου, δημιουργώντας την εντύπωση της μελωδικότητας.

Στο τραγούδι «Lady Μadonna» των Βeatles παίζει ένα σαξόφωνο. Σε κάποιο άλλο σημείο, οι μουσικοί τραγουδούν μέσα στη χούφτα τους κι εμείς ορκιζόμαστε ότι ακούμε πάλι το σαξόφωνο. Η αντίληψη δημιουργείται από την ασυνήθιστη χροιά του ήχου και από την προσδοκία μας ότι αυτό το είδος της μουσικής πρέπει να περιέχει σαξόφωνο.

Ο εγκέφαλός μας μαθαίνει ένα είδος μουσικής γραμματικής, βασισμένο στην εμπειρία μας και τις νευρωνικές δομές που μεταλλάσσονται κάθε φορά που ακούμε καινούργια ή γνώριμη μουσική.