Главная » 2017 » Апрель » 1 » HI-TECH WEEKEND NEWS - ВЫПУСК № 117
20:06
HI-TECH WEEKEND NEWS - ВЫПУСК № 117

ЕВРОПА: НАШ ЛУЧШИЙ ШАНС НАЙТИ ДРУГУЮ ЖИЗНЬ?

Спустя двадцать лет падений и взлетов, разработок и сокращений, ученые стоят на пороге отправки миссий для изучения океанского мира Европы. Может ли это быть нашим лучшим шансом на поиск жизни где-либо в Солнечной системе? Ведь Европа — совсем крошечный мир на орбите гигантской планеты Юпитер, даже меньше земной Луны. Издалека Европа кажется изрезанной сетью темных полос, будто беспорядочным карандашным рисунком малыша. Вблизи обнаруживаются длинные линейные трещины во льду, простирающиеся в некоторых случаях на тысячи километров. Многие из них заполнены неизвестным загрязнителем, который ученые называют «коричневой грязью». В других местах поверхность неровная и разбитая, как если бы массивные плиты льда дрейфовали, вращались и переворачивались в слякоти.


Мощная гравитация Юпитера помогает генерировать приливные силы, которые многократно растягивают и ослабляют луну. Но стрессы, которые создали раздробленный ландшафт Европы, лучше всего объясняются тем, что ледяная оболочка плавает в океане жидкой воды.

«Тот факт, что под поверхностью Европы находится жидкая вода, которую мы знаем из предыдущих миссий, в частности из наблюдений магнитометра, собранных аппаратом Galileo в 1990-х, делает ее одной из самых интересных потенциальный целей для поиска жизни», говорит профессор Эндрю Коутс из Лаборатории космических исследований Мулларда в графстве Суррей, Великобритания.

Соленая глубина Европы может доходить до 80-170 километров в глубь спутника, а значит, она может содержать в два раза больше жидкой воды, чем все океаны Земли.

И хотя вода является одной из важнейших предпосылок для жизни, океан Европы может иметь и другие — такие как источник химической энергии для микробов. Более того, океан может взаимодействовать с поверхностью при помощи ряда средств, включая теплые капли льда, поднимающиеся по ледяной оболочке снизу вверх. Поэтому изучение поверхности может дать ключ к тому, что происходит в океане.

Теперь NASA начинает две миссии, чтобы исследовать этот интригующий мир. Обе они обсуждались на 48-й Лунной и планетарной научной конференции (LPSC) в Хьюстоне.

Первая — это пролетная миссия под названием Europa Clipper, которая, вероятно, состоится в 2022 году. Вторая — это посадочная миссия, которая последует несколькими годами спустя.

Доктор Роберт Паппалардо из Лаборатории реактивного движения NASA, является ученым проекта Clipper.

«Мы пытаемся понять потенциальную обитаемость Европы, ее ингредиенты для жизни: воду и наличие возможной химической энергии для жизни», говорит он. «Мы делаем это, пытаясь понять океан и ледяной панцирь, состав и геологию. И все вместе они демонстрируют уровень текущей активность Европы».

Clipper несет полезный груз из девяти инструментов, включая камеру, которая будет снимать большую часть поверхности; спектрометры, чтобы понять ее состав; ледопроницаемый радар для картирования ледяной оболочки в трех измерениях и поиска воды под ледяным панцирем; магнитометр для характеристики океана.

Однако, с тех пор как космический аппарат Galileo обеспечил свидетельство наличия океана в 1990-х годах, мы знаем, что Европа не единственная в своем роде.

«За прошлые десять лет мы с удивлением для себя обнаружили, что невозможно отправиться во внешнюю Солнечную систему и не столкнуться с океанским миром», говорит ученый программы Clipper Курт Нибур.

На спутнике Сатурна Энцеладе, например, лед из подповерхностного океана прорывается в космос через трещины на южном полюсе.

Сатурнианский спутник может также увидеть специальную миссию в 2020-х годах, но доктор Нибур считает, что Европа более привлекательная цель: «Европа намного больше Энцелада и имеет больше всего: больше геологической активности, больше воды, больше пространства для этой воды, больше тепла, больше сырья и больше стабильности в окружающей среде».

Есть кое-что еще, что выделяет эту луну: ее окрестности. Орбитальная трасса Европы глубоко заходит в магнитное поле Юпитера, которое захватывает и ускоряет частицы.

В результате рождаются пояса интенсивного излучения, которые поджаривают электронику космических аппаратов, ограничивая продолжительность миссий месяцами или даже неделями. Тем не менее это излучение также вызывает реакции на поверхности Европы, создавая окислители. На Земле биология использует химические реакции между окислителями и соединениями, известными как восстановители, чтобы обеспечить необходимой энергией жизнь.

Однако окислители, созданные на поверхности, полезны для микроорганизмов Европы, только если они могут спуститься в океан. К счастью, процесс конвекции, который толкает теплые капли льда вверх, может также разрушать материал поверхности. Оказавшись в океане, окислители могут вступать в реакцию с восстановителями, производимыми морской водой, реагируя на твердое океанское дно.

«Нужно оба полюса батареи», объясняет Роберт Паппалардо.

Для ученых вроде доктора Паппалардо предстоящие миссии — это воплощение мечты двух десятилетий. С тех пор как в конце 1990-х годов были разработаны первые концепции миссии на Европу, предложения срывались одно за другим.

В нулевых США и Европа даже объединяли ресурсы ради миссии, которая отправила бы отдельные космические аппараты к Европе и луне Юпитера Ганимеду. Но план отменили из-за сокращения бюджета, и европейская часть вылилась в миссию Juice.

«Не думаю, что за последние 18 лет была миссия на Европу, которая прошла мимо моих пальцев и глаз», говорит Нибур. «Это был долгий путь. Путь к запуску всегда был тернистым, и он также был полон разочарований. Больше всего мы прочувствовали это на примере Европы».

Изучение Европы дорого обходится — хотя и не больше, чем другие «флагманские» миссии NASA, такие как «Кассини» или «Кьюриосити».

Существуют сложные инженерные задачи, такие как работа в радиационных поясах Юпитера. Инструменты космического аппарата должны быть экранированы такими материалами, как титановый металл, говорит Паппалардо, но «они должны быть способны видеть Европу».

Поэтому, чтобы сохранить Clipper в безопасности, NASA будет несколько отклоняться от правил. «Предполагалось, что будет так: Galileo пролетел мимо Европы, поэтому следующая миссия должна быть орбитальной. Именно так мы ведем дела», говорит Нибур. Но вместо того, чтобы выходить на орбиту Европы, «Клиппер» уменьшит воздействие сокращающей срок миссии радиации за счет выхода на орбиту Юпитера и сделает как минимум 45 близких подлетов к ледяной луне за три с половиной года.

«Мы поняли, что могли бы избежать этих технических проблем выхода на орбиту Европы, сделать миссию более выполнимой и при этом осуществить все научные задачи».

Сила солнечного света возле Европы в тридцать раз слабее, чем на Земле. Но NASA решило, что он сможет питать солнечные батареи Clipper, поэтому не придется использовать радиоизотопные генераторы, как в других миссиях. «Все эти годы исследований заставили нас отказаться от прежних концепций и сосредоточиться на реально достижимом, а не желаемом», говорит Курт Нибур.

В 2011 году, после отмены американо-европейской миссии, отчетом Национального исследовательского совета была подтверждена важность изучения ледяной луны. Несмотря на это, NASA по-прежнему осторожничает из-за стоимости.

Посадочный модуль не получил финансирования в бюджетном запросе президента на 2018 год для NASA. Но доктор Джим Грин, директор планетарных наук в агентстве, говорит, что «эта миссия чрезвычайно захватывающая, потому что она расскажет нам о науке, которую мы могли бы делать на поверхности спутника».

«Нам предстоит пройти через долгий процесс, понять, какие измерения нам нужно проводить. Затем мы должны поработать с администрацией и наметить нужное время, согласовать бюджет, чтобы двигаться вперед».

За последние двадцать лет предлагались весьма инновационные концепции посадочных модулей, отражающие научную щедрость, которой можно воспользоваться после приземления. Гирейн Джонс из Лаборатории космических исследований Мулларда работал над одной концепцией под названием «пенетратор».

«Раньше они не летали в космос, но технология очень перспективная», объясняет он. Снаряд, выпущенный со спутника, попадает в поверхность «очень сильно, на скорости около 300 метров в секунду, 1000 км/ч», выбрасывая лед для дальнейшего анализа бортовыми инструментами, которые должны суметь противостоять падению.

И напротив, будущий посадочный аппарат NASA будет садиться мягко при помощи технологии «небесного крана», которая использовалась для безопасного сброса марсохода «Кьюриосити» на Марсе в 2012 году. Во время приземления он будет использовать автономную систему посадки для обнаружения и предотвращения поверхностных опасностей в режиме реального времени.

Clipper сможет обеспечить разведку посадочной площадки. «Мне нравится мысль, что он найдет подходящий оазис, где вода будет близко к поверхности. Может быть, там будет тепло и будут органические материалы», говорит Паппалардо.

Судно будет оснащено чувствительными инструментами и вращающейся пилой, которая позволит получить свежие образцы из-под обработанного радиацией поверхностного льда.

«Посадочный аппарат должен будет добраться до самого свежего, нетронутого образца льда. Чтобы сделать это, ему придется глубоко копнуть либо вызвать извержение на поверхности — создать гейзер — который вывалит много свежего материала на поверхность», говорит Курт Нибур.

За последние годы телескоп Хаббл сделал предварительные наблюдения выбросов водяного льда, извергающихся из-под Европы, подобное энцеладским. Но нет никакого смысла в том, чтобы посещать места десятилетних извержений — аппарату нужно посетить место с относительно свежим выбросом.

Поэтому ученые должны понять, что управляет этими гейзерами: например, Clipper определит, связаны ли гейзеры с какими-нибудь горячими точками на поверхности.

Морские просторы Земли изобилуют жизнью, поэтому нам трудно представить себе стерильный океан 100-километровой глубины на Европе. Но научный порог обнаружения жизни установлен очень высоко. Сможем ли мы узнать инопланетную жизнь, если найдем ее?

«Цель посадочной миссии — не просто обнаружить жизнь (к нашему удовлетворению), но и убедить всех остальных, что мы это сделали», объясняет Нибур. «Для нас будет не очень хорошо инвестировать в эту миссию, если все, что мы создадим, это научную полемику».

Таким образом, команда предложила два способа. Во-первых, любое обнаружение жизни должно быть основано на множественных независимых линиях данных, полученных в ходе прямых измерений.

«Нельзя сделать одно измерение и сказать: да есть же ж, эврика, мы нашли ее. Вы смотрите на общую сумму», говорит Нибур. Во-вторых, ученые разработали фреймворк для интерпретации этих результатов, некоторые из которых могут быть положительными, а другие — отрицательными. «Создается дерево решений, которое проходит через все различные переменные. Следуя всем этим различным путям, мы получаем конечный результат, один из двух: либо мы нашли жизнь, либо не нашли», говорит он.


СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЗВОЛЯЮТ УЗНАТЬ САМЫЕ СОКРОВЕННЫЕ СЕКРЕТЫ МУМИЙ

Вы, возможно, увидитесь, но практика мумификаций умерших людей по-прежнему проводится. В нашей стране таким заниматься точно никто не будет, но вот в американском городе Солт-Лейк-Сити штата Юта такая услуга предлагается примерно за 70 000 долларов. Что интересно, мумифицировать там предлагают не только умерших родственников, но и домашних питомцев. Стоит это подешевле – около 4000 долларов за животное весом до 7 килограммов.


Такой дорогой эта процедура является потому, что мумификация довольно редко встречается в наши дни. Можно, конечно, вспомнить дедушку Ленина, но это скорее одно из очень редких исключений, нежели статистика. Тем не менее тысячи лет назад эта процедура была весьма популярной. Особенно в местах с очень теплым и сухим климатом вроде Перу и Египта.

В Американском музее естественной истории, что в Нью-Йорке, в настоящий момент проходит специальная выставка, на которой людям предлагают посмотреть на 18 выставленных мумий. Интересно отметить, что некоторые из этих мумий не выставлялись на обозрение еще со Всемирной выставки, проходившей последний раз в Чикаго более 100 лет назад.

Экспонатами выставки в Нью-Йорке являются объекты коллекций, принадлежащих Филдовскому музею естественной истории. Благодаря современным технологиям, таким как компьютерная томография, посетители выставки могут впервые лично увидеть, что находится внутри выставленных на обозрение древних саркофагов.

«Гости выставки могут не только узнать, кем были эти люди и какая у них была жизнь, но и посмотреть на то, какими эти люди могли быть при жизни», — рассказывает Эллен Футтер, руководитель Американского музея естественной истории.

На изображениях, с которыми можно будет ознакомиться ниже, показана лишь малая часть тех экспонатов, с которыми люди смогут ознакомиться, придя на выставку. Большинство из выставленных экспонатов, включая мумифицированные тела, саркофаги и мумифицированные части тел, были размотаны сотрудниками музея. Их нельзя фотографировать, поэтому посмотреть на них можно будет только лично на месте. Однако то, что можно фотографировать, мы рассмотрим на изображениях ниже.

Некоторые южноафриканские племена проводили мумификацию тел еще задолго до того, как это стали делать в Египте. Практика мумификации у них применяется и по сей день, при этом процесс не изменялся на протяжении нескольких тысяч лет.

Тысячу лет назад эту маску в форме головы представители культуры Чанкай помещали на голову мумий. Само мумифицированное тело компактно заворачивалось и покрывалось декоративной тканью. Если мумифицировали сразу несколько членов одной семьи, то все они помещались в одно и то же место захоронения.

Доступ к этим местам захоронений оставался открытым только для живых членов той же семьи, позволяя родственникам приносить к могилам своих любимых свежую еду и воду. Родственникам даже позволялось брать эти мумии с собой на какие-нибудь фестивали и другие специальные мероприятия.

Диорама ниже показывает, как выглядели эти места захоронений.

Благодаря компьютерной томографии ученые узнали, что именно находится в этих мумифицированных постаментах. Например, эта — мумия молодой женщины (изображение ниже), на момент смерти которой было что-то около 20 лет, а также мумии двух погребенных с ней детей, возрастом около 6 и 2 лет.

Среди перуанской культуры была распространена практика захоронения человека вместе с инструментами, с которыми этот человек работал при жизни (например, рыболовными снастями), а также едой и водой.

Эти сосуды использовались для хранения кукурузного пива (чича). Урны устанавливались рядом с местом захоронения и выполнены в форме человека, держащего чашку, как бы предлагающего освежиться усопшему.

Несмотря на то, что многие артефакты, оставляемые вместе с мумиями, на выставках выставлялись и раньше, компьютерное сканирование, позволившее узнать, что именно находится внутри кокона перуанских и египетских мумий, использовалось учеными для этой выставки впервые.

С помощью компьютерной томографии ученые сделали сотни фотографий, на базе которых были созданы трехмерные изображения содержания кокона.

Это изображение — результат сканирования египетской мумии Леди Дай. Благодаря технологиям ученые узнали, что женщине на момент смерти было около 40 лет, у нее были кудрявые волосы и слегка неправильный прикус. Вполне возможно, что умерла он от туберкулеза.

А здесь на фотографии можно видеть саркофаг, где хранилась мумия Леди Дай. Подготовкой мумии к выставке занимался Филдский музей.

Сканирование позволяет исследователям узнать практически все, начиная от формы лица до толщины кожи. На базе этих данных они создали скульптурные изображения, позволяющие понять, как люди вроде той же Леди Дай могли выглядеть при жизни. Выставленные египетские мумии наглядно показывают, насколько сложный применялся метод мумификации тел. Многие саркофаги покрыты сложными рисунками и иероглифами.

Этот саркофаг датируется 700-600-ми годами до нашей эры. В верхней части его крышки изображено лицо древнеегипетского бога Тота, держащего тело ушедшего в мир иной человека, мумия которого лежит в этом саркофаге. Тот представляет человека Осирису – богу подземного царства (на рисунке в белом головном уборе). На нижней части крышки саркофага можно видеть процесс бальзамирования человека богом Анубисом с головой шакала. У древних египтян он являлся проводником умерших в загробный мир.

При мумификации в Египте органы человека извлекались из тела и помещались в сосуды, в том числе представленные в форме животных, как на изображении ниже (в Перу органы из тела обычно не извлекались).

В Египте также была распространена практика мумификации животных. Эту газель, вероятнее всего, специально выращивали в храме для того, чтобы мумифицировать в дальнейшем, делая таким образом своеобразное подношение богам.

Ниже можно видеть плотно завернутую мумию детеныша крокодила, которая была захоронена в качестве подношения и обнаружена в одной из древнеегипетских гробниц.

Со слов Дэвида Харста Томаса, сокуратора нью-йоркской выставки, компьютерное сканирование позволяет исследователям неинвазивным и крайне аккуратным образом узнать, что находится внутри обнаруженных исторических артефактов.

«За последнюю пару десятилетий в науке отмечается очень большой прогресс», — говорит Томас.

Благодаря технологиям, теперь детишки в музеях могут виртуально «развернуть» мумию и посмотреть, что находится внутри кокона.

Те же самые технологии использовались в свое время для выяснения причин гибели этого малыша мамонта.

Компьютерное сканирование можно использовать для создания 3D-изображений, как в случае с этим изображением мумии подростка.

Сканирование позволяет воссоздать размер и вырез глаз, размер и форму носа, рта, ушей. На базе этих данных скульпторы затем воссоздают образ человека, жившего несколько тысяч лет назад.

Результат этой работы выглядит примерно так.

Сама выставка в Нью-Йорке будет проходить вплоть до 7 января 2018 года, поэтому если собираетесь в США с туристической поездкой, очень советуем ее посетить.


НАШ МИР И «ТЕМНЫЙ СЕКТОР» МОГУТ БЫТЬ СВЯЗАНЫ ПОРТАЛАМИ

Давным-давно физики идентифицировали и категоризировали компоненты видимой Вселенной. До недавних пор 16 частиц составляли все в известном нам мире. Но теперь, благодаря усилиям физиков, работающих в CERN с Большим адронным коллайдером, мы добавили другую частицу, бозон Хиггса, в Стандартную модель физики. Тем не менее существует целый скрытый — или темный — аспект физики и нашего природного мира, который Стандартная модель не может объяснить даже в присутствии бозона Хиггса. Говоря откровенно, всей видимой материи недостаточно, чтобы объяснить то поведение Вселенной, которое мы наблюдаем.


Новое исследование, проведенное учеными из Института фундаментальной науки (IBS) в Южной Корее, говорит о том, что мы нашли способ преодолеть разрыв между видимым миром и темным сектором физики: порталы.

Портал в темный сектор

Когда вы слышите что-нибудь о порталах, вы наверняка думаете о каком-то научно-фантастическом приключении или спорах на тему «пирог — ложь», но сейчас мы не об этих порталах. Наши же порталы должны существовать в квантовом мире, масштабы которого непостижимо малы.

Эти порталы назвали «порталами темных аксионов», основываясь на двух гипотетических частицах темного сектора, которые ученые уже предлагали — аксион и темный фотон. Аксион — это теоретическая частица, которая считается очень легкой, намного легче электрона, что, по мнению физиков-теоретиков, могло бы решить некоторые математические проблемы со стандартной моделью. Темные фотоны теоретически похожи на фотоны, которые составляют видимый свет, за исключением того, что с ними не так легко взаимодействовать или обнаруживать их.

Связь между видимыми и «темными» частицами должна обеспечиваться тяжелыми кварками (одной из квантовых частиц Стандартной модели), также имеющими темный заряд. Имея такой заряд, кварк мог бы подключаться к темным фотонам, преодолевая разрыв между двумя «мирами».

«Портал темных аксионов предлагает первую значимую связь между двумя областями физики, которые изучались отдельно: он соединяет точки», заявил ведущий исследователь Ли Хе-Сун в пресс-релизе IBS. «Это позволит переинтерпретировать предыдущие данные и, возможно, осуществить прорыв в поисках аксионов и темных фотонов».

Сейчас группа ученых разрабатывает эксперименты, которые позволят расшифровать эти порталы, раз и навсегда, если аксионы и темные фотоны действительно существуют. Возможно, мы никогда не узнаем все, что нужно знать о Вселенной, но это не значит, что нам не стоит даже пытаться.


NASA ИСПОЛЬЗУЕТ ТЕХНОЛОГИЮ СМЕШАННОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ АСТРОНАВТОВ

Космическое агентство NASA никогда не избегало использования любых современных технологий для тренировки своих астронавтов. Даже если речь идёт о чём-то близком к видеоиграм. Не так давно стало известно, что в рамках проекта Spotlight американские астронавты обучаются с использованием технологии смешанной реальности, когда виртуальный и реальный мир как бы дополняют друг друга и обеспечивают максимальный реализм во время тренировки. Причём работает космический симулятор на основе графического движка Unreal Engine 4.


Чтобы воплотить проект в жизнь, NASA заключило договор со знаменитой студией Epic Games, которой принадлежит движок Unreal Engine. Начать было решено с создания симулятора Международной космической станции (МКС), причём помимо её виртуальной модели в одном из ангаров агентства была возведена полноразмерная декорация, которая являлась физической основой того, что будущие астронавты будут чувствовать своими руками. Для того чтобы воссоздать эффект микрогравитации, в ангаре создали хитрую систему из автоматизированного крана и тросов, благодаря которым человек может парить над поверхностью. При помощи всё той же смешанной реальности здесь же тренируют операторов луноходов и марсоходов.

В США для того, чтобы стать астронавтом, кандидат должен провести около двух лет в разного рода тренировках, включающих в том числе симуляцию микрогравитации в огромном бассейне, а также многочисленные теоретические занятия. Будущие астронавты должны научиться идеально ориентироваться в пространстве, в котором им предстоит жить и работать. Кроме того, необходимо пройти углубленный курс медицинской помощи, который в случае чего поможет спасти жизнь коллегам.

Создатели популярного сегодня графического движка Unity также сотрудничают с NASA, и, надо полагать, что это не последний случай, когда разработчики видеоигр помогают космическому агентству обучать первоклассных специалистов.


НОВЫЙ ЭЛЕКТРОБУС КАМАЗ ЗАРЯЖАЕТСЯ ЗА 15 МИНУТ

В прошлом году мы уже писали о том, что инженеры ПАО «КАМАЗ» разработали новые электрические автобусы и начали их тестирование в Сколково. Эти автобусы первого поколения были хороши, заряжались несколько часов по ночам, а днём исправно перевозили пассажиров, тем не менее необходимость часами держать машины подключенными к розетке оптимизма не добавляла — аккумуляторы слишком медленно заряжались. Но недавно в «КАМАЗ» разработали второе поколение электробусов КАМАЗ-6282, способных заряжаться всего за 15 минут — это примерно то время, которое проводит водитель на конечной станции перед следующим рейсом.


Официальный сайт «РосТех» сообщает, что новый КАМАЗ-6282 рассчитан на перевозку 85 пассажиров, адаптирован для людей с ограниченными возможностями, обвешан видеокамерами и оснащён спутниковыми маячками, а ещё он спокойно переносит низкие температуры, при которых тоже способен так же быстро заряжаться. Полного аккумулятора хватает примерно на сто километров пути.

Главный инженер ГУП «Мострансавто» Виктор Хальзов сообщил, что один из таких электробусов уже работает на одном из обслуживающих Сколково предприятий. Пока зарядные станции оборудуют только в Сколково и окрестностях, а затем, если опыт тестирования окажется положительным, запустят новую партию электробусов и постепенно начнут обустраивать другие маршруты.

Инженер отметил, что новые электробусы движутся быстрее обычных, а низкие расходы на обслуживание и заряд батарей позволят удерживать цены за проезд на прежнем уровне.


ЧТОБЫ ИССЛЕДОВАТЬ ДРУГИЕ ПЛАНЕТЫ, НАМ НУЖНА СИСТЕМА ТОРМОЖЕНИЯ ПОЛУЧШЕ

Пройти 4,37 светового года на скорости в 20% световой (то есть очень быстро) за двадцать лет — такой сценарий кажется совершенно фантастическим. В такое путешествие Стивен Хокинг и российский миллиардер Юрий Мильнер хотят отправить крошечный (размером с почтовую марку) космический аппарат. Этот проект под названием Breakthrough Starshot ставит задачу послать «наноаппарат» к Проксиме b, планете земного типа в солнечной системе Альфа Центавра, что неподалеку от нас.


Однако одна из главных проблем этого далеко идущего плана заключается в «тормозах» космического аппарата, которые ему нужно задействовать, чтобы остановиться. Поскольку это небольшое судно будет мчаться в космосе на скорости 13 800 километров в секунду, определить, как его замедлить, будет необходимо, но довольно сложно. Если тормозные механизмы сработают неверно, космический аппарат пролетит через всю солнечную систему и не сможет собрать необходимую информацию.

Один из предложенных методов по решению этой проблемы заключается в солнечном парусе. Это должен быть парус, который разворачивается ближе к цели аппарата и использует гравитационное притяжение и радиацию ближайших звезд, чтобы выйти на орбиту и замедлиться. Для этого придется изменить изначальный план. Аппарат придется увеличить от размеров почтовой марки до куска мыла (меньше 100 граммов). В дополнение к этому парус — большая, легкая структура — будет помогать аппарату ускоряться и замедляться.

Чтобы ускорить аппарат, парус будет поглощать фотоны Солнца, а чтобы замедлить, будет поглощать излучение по мере приближения к цели. Это излучение, как полагают, позволит зонду устремиться к планете земного типа. Точно попасть в нужную солнечную систему и без того довольно сложно, но переход к Проксиме b будет намного сложнее. Эта концепция парусного судна будет медленнее, чем оригинальный дизайн Breakthrough Starshot, но команда надеется, что парус получится улучшить.

Блуждая по Вселенной

Первоначально план Breakthrough Starship предполагал, что вместо простой посадки на планету земного типа Проксима b флот таких наноаппаратов можно будет развернуть, чтобы исследовать более крупные межзвездные области. Хотя в теории эта возможность кажется многообещающей, не так-то много информации можно собрать, кувыркаясь в пространстве с огромной скоростью. Основной целью такого флота должен быть сбор информации о возможных признаках жизни, и на этом, в принципе, пока всё.

Хотя судно покрупнее нельзя будет развернуть большим флотом, оно может приземлиться на Проксиме b и собрать более подробную и полезную информацию. Кроме того, оно могло бы пройти больше расстояния и осуществить удаленную съемку, собрав больше данных, что важно. У такого аппарата будет уже не доля секунды на сбор данных, а столько времени, сколько потребуется — по крайней мере пока он не сломается.

Несмотря на то, что ученым и инженерам придется перебрать много концепций и оценить множество нюансов, важно не забывать о цели миссии: учиться. Независимо от типа аппарата, который будет развернут, это будет важный и недолговечный момент. Даже если на это уйдет больше времени, аппарат нужно спроектировать так, чтобы он мог собрать как можно больше информации. Возможность добраться до другой солнечной системы выпадает нечасто, поэтому нам лучше оснастить нашего крошечного амбассадора до зубов.


УЧЁНЫЕ ПРИДУМАЛИ БЫСТРЫЙ И НЕДОРОГОЙ СПОСОБ СЕКВЕНИРОВАНИЯ ГЕНОМА

Процесс секвенирования генома – процесс мало того, что очень долгий и трудозатратный, но ещё и очень дорогой. К примеру, человеческий геном состоит из 6 000 000 000 химических «букв», поделённых между 23 парами хромосом. Процесс определения последовательности каждой хромосомы доступен разве что очень хорошо спонсируемым лабораториям и избранным учёным. А уж о том, чтобы секвенировать геном каждого пациента – не может быть и речи. Но всё это может измениться благодаря новому способу секвенирования генома, разработанному группой американских учёных.


Команда исследователей, состоящая из сотрудников Бэйлорского медицинского колледжа, Университета Райс, Техасской педиатрической больницы, Кембриджского института Броуда и Гарвардского университета, создали совершенно новый метод секвенирования генома, получивший название 3D Genome Assembly. Суть способа заключается в том, что сначала анализируется расположение генома внутри ядра клетки. Длина генома человека, например, составляет около двух метров. Новая методика позволяет увидеть не только контур генома внутри клетки, но и саму последовательность оснований.

После того, как была изучена укладка генома в ядре клетки, учёные пришли к выводу, что вполне могут отследить сотни миллионов так называемых «ридов» (отдельных прочтений фрагмента ДНК) в последовательности целых хромосом. Стоимость секвенирования в этом случае ощутимо сокращается, что по уровню затрат приближает его к МРТ. И что самое важное, сборка генома теперь не требует использования референсного генома, собранного проектом «Геном человека». Отныне геном можно собрать с нуля буквально за несколько дней, а не лет, как это было раньше.

Учёные продемонстрировали свою технологию на примере секвенирования генома комара Aedes aegypti, являющегося переносчиком вируса Зика. Исследователи уверены, что их методика в будущем позволит гораздо эффективнее бороться с эпидемиями. Как утверждают учёные, процесс секвенирования обошёлся им менее чем в 10 000 долларов. А уже через 15 лет секвенирование и вовсе будет стоить менее 1 доллара, а занимать будет всего 1,5 минуты.


NASA ПРОФИНАНСИРУЕТ 10 НЕБОЛЬШИХ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ МИССИЙ

Не все космические миссии требуют большого вложения средств и сложной дорогостоящей техники для их реализации. Многие исследования можно проводить с совсем небольшими затратами, поэтому специалисты Американского космического агентства в рамках программы Planetary Science Deep Space SmallSat Studies решили профинансировать десять небольших исследовательских миссий, в общей сложности выделив на их планирование 3,5 миллиона долларов.


Два проекта посвящены Венере. Одна из команд собирается построить небольшой зонд весом около тридцати килограмм, который поможет провести замеры газов в атмосфере планеты. Разработчики второго проекта надеются исследовать степень поглощения ультрафиолета атмосферой Венеры с помощью небольшого космического аппарата.

Группа из Центра космических полётов NASA и исследователи Смитсоновской астрофизической обсерватории планируют отправить по одному аппарату к Луне, чтобы провести с их помощью ряд экспериментов, а учёные из Университета Джона Хопкинса хотят сделать небольшой космический аппарат с развёртываемым сейсмографом, с помощью которого рассчитывают исследовать поверхность и внутреннюю структуру астероида. Похожие цели преследуют и в Lockheed Martin, но им требуется чуть больше спутников — пока они остановились на шести.

Астрономы Университета Пердью намерены отправить в космос 12-элементный спутник с хорошей оптикой, который поможет им снять качественные снимки марсианских лун Фобос и Деймос. Компанию аппарату Пердью составит CubeSat NASA, с помощью которого Агентство будет исследовать климат Марса и то, как он изменяется. Команда Хэмптонского университета хочет изучить атмосферу Урана, а учёные из Юго-западного исследовательского института собираются отправить небольшой спутник к Юпитеру.

В NASA уверены, что эти маленькие аппараты могут стать большим заделом на будущее, предоставив предварительные сведения по изучаемым ими объектам, а новая информация никогда не бывает лишней. Возможно, она понадобится при снаряжении больших миссий.


КАКИМ БЫ МОГ БЫТЬ «НОВЫЙ ГОЛОС» СТИВЕНА ХОКИНГА?

Компьютерный голос Стивена Хокинга, возможно, не менее знаменит, чем гениальный ум его владельца. Физик-теоретик и космолог рассказал, что использует созданную компанией Intel компьютерную систему вот уже в течение последних двух десятилетий. Однако Хокинг отмечает, что, кажется, «созрел для изменений».


На этой волне британская благотворительная организация «Разрядка смехом» («Comic Relief») создала для мероприятия «Red Nose Day» («Дня Красного Носа») пародийное видео, на котором изображен Стивен Хокинг, якобы проводящий кастинг среди голливудских знаменитостей, предлагающих использовать именно их голос в качестве нового голоса для Хокинга.

Например, создатель мюзикла «Гамильтон» Лин-Мануэль Миранда провел свою презентацию, зачитав рэп и заявив, что его голос «самый крутой», в то время как нынешний голос Хокинга звучит как голос «злого робота».

Актер Лиам Нисон попытался загипнотизировать Хокинга:

«Слушайте мой голос. Он глубокий. Он сексуальный. В нем содержатся нотки… физики».

В «кастинге» также приняли участие австралийская актриса, стендап-комедиантка, сценарист и продюсер Ребел Уилсон, а также голливудская милашка Анна Кендрик. Даже Билл Гейтс решил принять участие.

Среди конкурсантов был и Эдди Редмайн, игравший Хокинга в фильме «Теория всего» (2014) и решивший попытать шанс во второй раз прикоснуться к славе знаменитого физики-теоретика.

Напомним, что у Хокинга в возрасте 21 год была диагностирована болезнь Лу Герига, также известная как боковой амиотрофический склероз. Несмотря на то, что на тот момент молодому человеку пообещали в лучшем случае еще несколько лет жизни, старина Хокинг недавно справил свое 75-летие. Еще в молодости его физические способности серьезно снизились, но тем не менее он мог самостоятельно говорить. Однако в 1985 году, когда Хокинг заболел пневмонией, докторам пришлось после серии операций провести ему трахеостомию. Она спасла ученому жизнь, но украла у него его собственный голос.


ГРАФЕН ПОЗВОЛИТ КОЖЕ РОБОТОВ СТАТЬ САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩЕЙСЯ

Графен — лист атомов чистого углерода — в настоящее время считается самым прочным материалом в мире. Он удивительно тонок — в миллион раз тоньше бумаги. Его толщина настолько мала, что он рассматривается в качестве двухмерного материала. Несмотря на свою высокую цену, графен, благодаря своим уникальным свойствам и разнообразию возможных сфер его применения, очень быстро стал самым перспективным из современных наноматериалов.


В опубликованной научным изданием Open Physics статье индийскими учеными из Хайдарабада рассматриваются экстраординарные свойства самовосстановления графена, которые могут помочь в создании гибких сенсоров, имитирующих способность к самозаживлению человеческой кожи. Ранее уже рассматривались перспективы использования графена в изготовлении искусственной кожи для медицинского применения.

Кожа известна своей невероятной способностью к самовосстановлению, но до сих пор воспроизведение этого феномена с использованием искусственных материалов представлялось практически недостижимым. Искусственная кожа современных роботов крайне подвержена разрывам и трещинам. Рассматриваемое исследование предлагает новое решение, при котором субнаносенсор на основе графена используется для того, чтобы «заживить» трещину в искусственной коже не только в самом начале ее образования, но и тогда, когда уже появился разрыв. Данная технология может найти себе применение в электронике следующего поколения.

Ведущий автор статьи доктор Свати Гхош Ачария (Swati Ghosh Acharyya) отмечает:

«Мы хотели изучить способности к самовосстановлению как неповрежденного, так и поврежденного одинарного слоя графена и их применение в субнаносенсорах, [предназначенных] для затягивания трещин с использованием симуляции молекулярной динамики.

Мы оказались в состоянии задокументировать самовосстановление трещин в графене при комнатной температуре без воздействия каких-либо внешних стимулов».

Оказалось, что самовосстановление происходит по причине спонтанной рекомбинации связей. Эта способность ограничена шириной разрыва.

Ученые исследовали одинарный слой графена с изначально присутствовавшими многочисленными дефектами — пустотами и трещинами в различных местах листа. Что интересно — как только прекращается воздействие нагрузки, графен начинал «залечиваться», и процесс самовосстановления продолжался вне зависимости от природы дефектов графенового листа.

Не имела значения также и длина трещин. Все они «залечились», показав, что критическая ширина разрыва — 0,3-0,5 нанометра. Этот показатель оказался одинаковым и для изначального целого листа графена, и для того, который содержал повреждения.

Симуляция самовосстановления в искусственной коже может быть использована во множестве сфер — в том числе в сенсорах, мобильных девайсах и ультраконденсаторах.


НАШИ МОЗГИ МОГУТ БЫТЬ В 100 РАЗ МОЩНЕЕ, ЧЕМ МЫ ДУМАЛИ

Мозг человека настолько мощный, что даже разумные компьютеры — нейронные сети — делают по образу и подобию человеческого мозга. Поэтому определение принципов работы нашего мозга, всех его множественных процессов, продолжает оставаться предметом многочисленных исследований. Недавно в журнале Science появилось исследование группы ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), которое раскрыло новую информацию о внутренней работе мозга и может изменить наше понимание того, как происходит обучение.


В основе исследования изучалась определенная часть нейронов — дендриты. Дендриты — это длинные, похожие на ветви структуры, которые соединяются с округлым клеточным телом под названием сома. Дендриты, как полагали, выступают только в роли проводников, которые передают вспышки электрической активности из тела клетки другим нейронам. Но исследование UCLA показало, что дендриты могут вырабатывать собственные электрические всплески — и делают это в 10 раз чаще, чем считалось раньше.

Исследователи пришли к такому выводу, изучая мышей. Вместо имплантации электродов в дендриты, их помещали рядом с дендритами. Выяснилось, что дендриты были более чем в пять раз активнее, чем сомы, когда крысы спали, и в десять раз больше, когда просыпались.

Понять мозг


«В нейронауке есть распространенное убеждение, что нейроны являются цифровыми устройствами. Они либо генерируют всплеск, либо нет», говорит Майенк Мехта, старший автор исследования. «Эти результаты показывают, что дендриты ведут себя не просто как цифровое устройство. Дендриты действительно генерируют цифровые всплески по типу «все или ничего», но, помимо этого, они демонстрируют большие аналоговые флуктуации, которые отходят от этого типа. Это серьезный камень в огород неврологов, которые около 60 лет придерживались такой точки зрения».

Так как дендриты составляют более 90% нервной ткани — примерно в 100 раз больше по сравнению с сомами — это может означать, что человеческий мозг имеет в 100 раз большую емкость, чем считалось ранее.

В конечном счете это исследование может помочь медицинским специалистам разработать новые способы лечения неврологических расстройств. Исследование также может пролить свет на то, как действительно происходит обучение.

«Многие предыдущие модели предполагают, что обучение происходит, когда клеточные тела двух нейронов активны одновременно», объясняет один из авторов Джейсон Мур. «Наши результаты показывают, что обучение может происходить, когда входной нейрон активен одновременно с активным дендритом — и, возможно, разные части дендритов могут быть активны в разное время, что предполагает гораздо большую гибкость обучения, чем в случае с одиночным нейроном».


РАЗРАБОТАН СУПЕРКОНДЕНСАТОР, ПАРАМЕТРЫ КОТОРОГО НЕ УСТУПАЮТ ЛИТИЙ-ИОННЫМ АККУМУЛЯТОРАМ

Вопрос разработки новых элементов стоит с каждым годом все более остро. С ростом мощности устройств увеличивается и энергопотребление, что негативно сказывается на времени работы. Обладатели всех современных смартфонов уже вряд ли представляют свой день без дополнительной подзарядки гаджета от сети или переносной портативной аккумуляторной батареи. Разработки новых элементов питания ведутся непрерывно, и японская компания Spacelink Inc недавно представила образец двухслойного электрического конденсатора (Electric Double-Layer Capacitor, EDLC), энергоплотность которого эквивалентна аналогичному показателю литий-ионных аккумуляторных батарей.


Суперконденсаторы компании Spacelink Inc не имеют в своем составе оксидов металлов, а энергоплотность их равна 55 Вт*ч/л. Взяв за основу эту конструкцию, специалисты компании добавили слой оксидов, который наносится на поверхность электродов. Такой слой участвует в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих внутри конденсатора. Таким образом, новое устройство является неким гибридом между суперконденсаторами и обычными литий-ионными аккумуляторами. В качестве материала для электродов суперконденсатора используются углеродные нанотрубки.

Высокая скорость, с которой новый конденсатор может принимать и отдавать накопленную энергию, делает его идеальным вариантом для использования в элементах питания тормозных систем электрокаров, беспилотниках и вообще любых электронных устройствах. Сам суперконденсатор имеет следующие параметры: емкость — 650 Фарад, объем — 0,52 литра, вес — 500 грамм и энергетическая плотность — 58 Вт*ч/кг. Как утверждают представители компании Spacelink Inc,

«Наши нанотрубки обладают большой прочностью и высокими «связующими» свойствами. Когда они смешиваются с жидкостью, все это высыхает, получается лист прочного токопроводящего материала. Однако электролит не очень хорошо проникает внутрь таких листов, и они не могут использоваться в качестве электродов эффективных конденсаторов. Нам же удалось найти такой состав растворителя, при высыхании которого между сцепленными нанотрубками остаются достаточно большие зазоры, позволяющие электролиту беспрепятственно проникать внутрь и служить в качестве среды для переноса электрических зарядов».


ТЕМНЕЕ ЧЕРНОГО: VANTABLACK — МАТЕРИАЛ БУДУЩЕГО

Ученые нашли способ заглянуть в самое сердце тьмы. А если без шуток, темное нечто на представленных в этом тексте изображениях не является порталом в другое измерение, но в то же время и не является «фотошопом». Это реальные физические объекты, которые были покрыты Vantablack – самым темным материалом из известных науке.


Если вы не в курсе, Vantablack был создан британскими исследователями еще в 2014 году и вскоре после этого был объявлен самым темным из когда-либо создавшихся в лабораториях материалом, способным поглощать 99,96 процента видимого, ультрафиолетового и инфракрасного света.

После серии экспериментов с этим материалом компанией Surrey NanoSystems, которая, к слову, его и создала, в начале 2016 года было объявлено, что в мире нет ни одного спектрометра, который обладал бы достаточной мощностью для измерения того, сколько на самом деле этот материал может поглощать света.

«Даже при направленном на него луче высокомощного лазера этот материал практически ничего не отражает. До этого мы не создавали настолько «темный» материал, поэтому у нас просто нет подходящих спектрометров, которые могли бы с максимальной точностью показать уровень отражения в инфракрасном диапазоне», — говорят создатели Vantablack.

Материал решили сделать более практичным, поэтому исследователи создали «спрей-версию» Vantablack, которая, конечно, получилась не такой темной – материал на основе спрея поглощает «только» 99,8 процента ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света, — но вполне способна визуально делать трехмерные объекты похожими на двухмерные.

Просто посмотрите на изображение ниже и убедитесь сами:

Так как же эта штука работает?
В своей основе оригинальный материал Vantablack не является краской, красителем или тканью. Это специальное покрытие, созданное на базе миллионов углеродных нанотрубок диаметром около 20 нанометров (примерно в 3500 раз меньше диаметра человеческого волоса) и длиной от 14 до 50 микрон (1 нанометр равен 0,001 микрона). Другими словами, поверхность площадью 1 квадратный сантиметр может содержать около 1 миллиарда этих крошечных нанотрубок. Когда свет попадает на поверхность, покрытую Vantablack, фотоны заполняют промежутки между нанотрубками и фактически остаются взаперти, начиная просто отскакивать от молекул материала внутри.

«Практически полное отсутствие рефлекторной способности позволяет создать практически идеальную черную поверхность», — говорят исследователи.

«Для понимания этого эффекта попробуйте представить себя идущим по лесу, высота деревьев которого составляет около 3-х километров вместо обычных 10-20 метров. Легко представить, насколько мало света сможет вас достигнуть».

Материал Vantablack настолько темный, что человеческий глаз практически неспособен его воспринимать, так как нашему мозгу требуется наличие отражающегося света, чтобы можно было понимать, что находится прямо перед нашими глазами. Создатели материала заявляют, что люди, смотрящие на материал, испытывают некоторую степень замешательства, а некоторые вообще говорят, что при просмотре на Vantablack видят не физический объект, а скорее какую-то бездонную черную дыру.

Спрей-версия материала называется Vantablack S-VIS и позволяет использовать материал на более широком наборе различных поверхностей. Одна из потенциальных сфер применения — создание настоящих самолетов-невидимок.

А вот так выглядит трехмерная маска с распыленным на нее Vantablack. Нашему мозгу может показаться, что маску просто вырезали тем же «фотошопом».

А вот фотография сферического объекта, покрытого Vantablack S-VIS.

Если у вас уже зачесались руки раздобыть такую штуку себе, спешим огорчить. В свободном доступе этот материал достать не получится. Поэтому покраска вашего автомобиля отменяется. Однако если вы являетесь сотрудником какого-нибудь крупного университета или музея, то, возможно, вам и удастся выпросить образец.

Ниже можно посмотреть видео, в котором сравниваются предметы «обычного» черного цвета с объектами, покрытыми Vantablack. Разница, что называется, без комментариев.


ИЛОН МАСК РАБОТАЕТ НАД ИНТЕРФЕЙСОМ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОЗГА К КОМПЬЮТЕРУ

Многоразовые ракеты-носители, космические корабли, платёжные системы, беспилотные электромобили, машины для бурения тоннелей под густонаселёнными городами, скоростные вакуумные железные дороги. Казалось бы, Илон Маск попробовал себя практически во всём. Но предприниматель всё никак не успокоится. Вот и на этот раз его новая компания Neuralink займётся тем, что создаст способ подключения человеческого мозга к компьютеру.


Согласно публикации в Street Wall Journal, Илон Маск основал компанию, сотрудники которой работают над весьма перспективной технологией объединения человеческого мозга с компьютером. Пока проект находится на ранних стадиях развития, тем не менее в будущем нам вполне могут стать доступны мозговые имплантаты, превращающие нас в нечто похожее на то, что все мы видели в фильмах «Джонни Мнемоник» или «Матрица». Ведь кто из нас откажется за пару минут освоить кунг-фу? Сам Илон Маск уверен, что от полноценного нейрокомпьютерного интерфейса человечество отделяют всего четыре-пять лет.

На самом деле Маск уже несколько раз намекал на то, что готовится рассказать нам о чём-то очень интересном. Например, не так давно, во время выступления в Дубае, он заметил: «Через какое-то время мы, возможно, станем свидетелями объединения биологического интеллекта с интеллектом цифровым». А после Маск добавил: «Здесь всё упирается в пропускную способность, скорость установленной связи между вашим мозгом и компьютером».

К тому же в личном Twitter-аккаунте ещё в январе текущего года Маск, отвечая на вопросы поклонников, признался, что уже совсем скоро поделится с ними информацией о так называемой технологии «neural lace». Так в научной фантастике называют нейрокомпьютерные интерфейсы. Пока всё это действительно звучит слишком уж фантастически, чтобы быть правдой. Но первые шаги в данном направлении делаются уже не первый год. Например, больным нейродегенеративными заболеваниями в мозг вживляют массивы из электродов, чтобы при помощи стимуляции облегчить симптомы.

Над фантастической технологией трудится не только Илон Маск. Основатель стартапа Kernel, а также совладелец компании Braintree Брайан Джонсон также работает над чем-то подобным ещё с 2013 года. Джонсон вложил в исследования более 100 000 000 долларов из своего кармана и добился немалого прогресса. В его компании трудятся десятки первоклассных нейробиологов и программных инженеров. Но первостепенной их задачей является всё же борьба с нейродегенеративными болезнями, а не просто создание связки «человек —
компьютер». Добиться всего этого Джонсон планирует за счёт того, что сделает мозг человека быстрее и умнее, когда он подключен к цифровой сети.

Компания Neuralink была основана в июле прошлого года в Калифорнии. Если верить документам, то она займётся медицинскими исследованиями. Человеческий мозг скрывает в себе множество загадок, ответы на которые учёные ищут десятилетиями. Быть может, начинание Илона Маска хоть немного ускорит этот процесс, и наши потомки действительно смогут быстро и безболезненно подключаться к своим компьютерам.

 

Разрешается использование пресс-релизов, новостей и других информационных материалов, предназначенных для общественного пользования, с целью информирования общественности, при условии указания веб-портала «Zentrix» в качестве источника информации.
Автор материала:
Гость
Логин на сайте: Гость
Группа: Гости
Статус:
Зарегистрирован дней:
День рождения:
О материале:
Дата добавления материала: 01.04.2017 в 20:06
Материал просмотрен: 211 раз
Категория материала: HI-TECH
К материалу оставлено: 0 комментариев
Рейтинг материала 0
Вы находитесь на этой странице

секунд!
Всего комментариев: 0
  • Комментарии через сайт

    avatar

  • Комментарии через ВК

  • Комментарии через Facebook