Автор Тема: Новости науки и технологии  (Прочитано 763334 раз)

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4260 : Июль 02, 2019, 22:44:27 »
Создана ГМО-бактерия, пожирающая пластик

Проблема загрязнения окружающей среды пластиковыми отходами становится все более актуальной. Помимо непосредственной переработки такого мусора для повторного использования, необходимо как-то утилизировать огромное количество пластика, уже находящегося в природе. Один из перспективных вариантов — отдать эту задачу на откуп живым организмам, которые могут делать это безопасно и эффективно.




Двое молодых ученых Миранда Вэнг (Miranda Wang) и Джинни Яо (Jeanny Yao) специально создали бактерию, которая может разлагать пластик на более простые полимеры и углекислый газ. Они уже смогли собрать несколько сотен тысяч долларов для коммерциализации своей разработки, а также стали самыми юными лауреатами Перлмановской премии. Как сообщает портал stillunfold, на данный момент исследователи смогли добиться готовности технологии к промышленному использованию, еще однако предстоит решить вопрос скорости переработки.



По задумке девушек, одно из возможных применений их разработки — плавучий реактор, который будет патрулировать океан, собирать пластик и во внутренней емкости перерабатывать мусор. В окончательном варианте один цикл Biocellection займет всего сутки, а на выходе останется только вода и углекислый газ. Разложенные полимеры частично будут использоваться бактериями для питания и частично в повторном производстве пластика или топлива.


Лабораторный реактор Вэнг и Яо, в котором происходит измельчение и переработка пластика

Помимо искусственно созданных микроорганизмов, ученые находят и природные примеры использования пластика в пищу. Так, согласно недавнему исследованию, бактериальные пленки уменьшают массу пластиковых отходов на десятки процентов менее чем за полгода, а обнаруженный в 2016 году вид бактерий Ideonella Sakaiensis способен переваривать полиэтилентерфталат. Учитывая объемы мусора, производимого человечеством, возможно, это ожидаемый естественный ответ глобальной экосистемы и его развитие трудно прогнозировать.

Биологическая роль пластиковых отходов и микрочастиц пластика до сих пор полностью не изучена. Если крупные фрагменты мусора могут просто нарушать жизнедеятельность животных, например, блокируя пищеварительный тракт или сковывая движения, то микроскопические кусочки технических полимеров встречаются в самых разных живых существах, а их влияние на функционирование организмов неизвестен. Как показывают исследования, люди потребляют огромное количество пластика ежегодно вместе с пищей и водой, а также его частицы были обнаружены даже в животных, обитающих на глубине в тысячи метров под водой.

Источник: ПМ

========================================

Вопрос только в том, насколько эти искусственно выведенные бактерии контролируемы? Смогут ли они эффективно отличать пластик, который производится из нефтепродуктов, от самих нефтепродуктов? Возможно ли представить в один прекрасный момент, что вместо всех асфальтовых дорог вдруг окажется щебёнка, покрытая водой? И тоже самое случится с автопокрышками! А вместо бензина вдруг окажется вода и углекислый газ!  :D

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11832
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4261 : Июль 03, 2019, 00:17:02 »
Вопрос только в том, насколько эти искусственно выведенные бактерии контролируемы?

Почему-то тоже сразу об этом подумал. Вспоминается какой-то фантастический рассказ, в котором появились бактерии, которые весь пластик съели отбросив цивилизацию в средневековье.

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11832
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4262 : Июль 03, 2019, 00:25:28 »
Кстати, ещё десяток-два лет назад, в городе можно было увидеть майских жуков в довольно больших количествах. Сейчас же их практически не видно.

Да, в детстве в жутком количестве по весне этих жуков было. Еще были большие черные, сантиметра 3 длиной (их тоже майскими у нас называли), и тоже большие только "носороги". Последний раз уж и не помню когда их видел.

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4263 : Июль 05, 2019, 16:26:24 »
России оказалось нечем изучать Арктику


Фото: Андрей Шапран / РИА Новости

Глобальное потепление, особенно ярко проявляющееся в Арктике, влияет на состояние Северного морского пути, на разведку и добычу полезных ископаемых и напрямую связано с экономикой, однако Россия испытывает недостаток в оборудовании и измерениях для изучения соответствующих геофизических процессов. Об этом в «Известиях» пишет завлабораторией геофизических исследований Арктики и континентальных окраин Мирового океана Московского физико-технического института (МФТИ), специалист в области морской геофизики и геодинамики, член-корреспондент Российской академии наук (РАН) Леопольд Лобковский.

«Сейчас есть проблема с закупкой техники для исследований — многое производится за рубежом. Лично мы сталкиваемся с этим, когда не можем получить оборудование и программное обеспечение для сейсморазведки, геофизики и изучения океана», — заявляет ученый.

Завлабораторией отмечает, что «всегда можно договориться с кем-то об аренде по бартеру» и «есть вариант привезти оборудование из стран, которые не вводили санкций против РФ, например из Китая, Сингапура и так далее», однако «нам самим тоже нужно создавать».

По мнению академика, «нужно стараться делать упор на разработку уникальных вещей, которые не надо масштабировать и массово производить, либо создавать продукты в интересах международных заказчиков», поскольку «российский рынок такого оборудования невелик — порядка два процента от мирового».

В апреле президент РАН Александр Сергеев заявил, что таяние вечной мерзлоты, сопровождающееся высвобождением в атмосферу Земли метана, вызванное глобальным потеплением, угрожает катастрофическими последствиями для российской Арктики.

В июле 2017 года ученые из Института леса имени Владимира Сукачева (Красноярск) Сибирского отделения РАН рассказали, что глобальное потепление сделает климат Сибири подходящим для теплолюбивых культур, в частности, фруктов, арбузов, ягод, кукурузы на зерно и некоторых сортов винограда, однако во второй половине XXI века, из-за заселения Сибири широколиственными лесами, спровоцирует наступление масштабных пожаров.

В сентябре 2012 года российская атомная глубоководная станция АС-31 «Лошарик» в ходе экспедиции «Севморгео» взяла пробы морского грунта с глубины более двух километров, которые легли в основу доказательства принадлежности хребтов Ломоносова и Менделеева к российской части континентального шельфа, запасы углеводородов под которым оцениваются в пять миллиардов тонн условного топлива (около 12 процентов мировых запасов нефти).

На арктические владения России приходится примерно 18 процентов (три миллиона квадратных километров) занимаемой страной площади. На зону вечной мерзлоты приходится более 60 процентов территории государства. Площадь, занятая вечной мерзлотой на территории России, может сократиться к середине XXI века на 20-25 процентов, а к концу XXI века — на 31-56 процентов.

Источник: Lenta.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4264 : Июль 06, 2019, 15:53:06 »
Назван реальный способ предотвратить глобальную катастрофу


Фото: Paulo Whitaker / Reuters

Ученые Швейцарской высшей технической школы Цюриха пришли к выводу, что отсрочить глобальное потепление на несколько десятилетий можно с помощью высадки лесных насаждений общей площадью 4,4 миллиарда гектаров. Растения будут изымать излишки углерода из атмосферы и использовать его для своего роста. Об этом сообщает издание Science Alert.

Исследователи выяснили, что на Земле имеется чуть менее одного миллиарда гектаров, которые свободны от городов, сельскохозяйственных земель и еще существующих лесов. Кроме того, 1,7-1,8 миллиарда гектаров заняты редкой растительностью и также могут использоваться для посадки лесов. Однако изменение климата способно в будущем сделать это пространство неплодородным. К 2050 году примерно 223 миллиона гектаров (особенно в тропиках) больше не будут подходить для высадки лесов.

Некоторые европейские страны выплачивают компенсации развивающимся странам, где уничтожение лесов прекратилось. Так, Норвегия обещала выделить Индонезии около миллиарда долларов, если в последней упадут темпы обезлесения. В 2017 году в Индонезии был установлен мораторий на вырубку лесов.

В июне 2018 года сообщалось, что климатологи Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) пришли к выводу, что повышение глобальной температуры даже на 1,5 градуса Цельсия приведет к серьезным климатическим изменениям, исчезновению природных экосистем и вымиранию многих видов. При этом в данный момент уже реализуется сценарий превышения лимита выбросов углекислого газа, и климатический кризис становится неизбежен даже при резком сокращении выбросов.

Источник: Lenta.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4265 : Июль 07, 2019, 14:08:49 »
Подсчитаны затраты на полный отказ от газа и нефти в работе страны

Убытки могут продолжаться на протяжении еще 10-20 лет, после отказа




Аналитики Wood Mackenzie подсчитали, что для исключения использования углеводородов в энергосистеме США, потребуется установка 1600 ГВт новых мощностей солнечных и ветряных источников энергии. Это сопоставимо с общей мощностью в 1060 ГВт, вырабатываемой в Штатах, при этом из них только 130 ГВт являются возобновляемой мощностью.

Если, условно, к 2030 году США трансформируется в страну полного отказа от использования ископаемого топлива, то это будет означать, что ей придется увеличивать объем возобновляемой мощности каждый год в течение последующих 11 лет. Причем размер увеличения должен быть больше, чем все наращивания “зеленых” мощностей за последние 20 лет.

”Проблемы, связанные с достижением 100%-ной возобновляемости производимой энергии, выходят далеко за рамки капитальных затрат на новые генерирующие активы. В частности, потребуется существенная модернизация рынков электроэнергии, смещение от традиционных энергосберегающих конструкций к рынку мощности”, – отметил Дэн Шрив, руководитель отдела глобальных исследований в области ветроэнергетики в Wood Mac.

Источник: Ferra.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4266 : Июль 07, 2019, 14:20:05 »
Оградить и уничтожить: как спасти планету её же методами

Геохимические барьеры — знакомое и новое средство защиты окружающей среды от неуемной человеческой деятельности.



В начале 1940-х в Советском Союзе проводились пионерские исследования в совершенно новой по тем временам области. Академик Борис Полынов и его ученики первыми стали изучать законы движения и накопления веществ в природных и антропогенных ландшафтах. А в 1961 году благодаря работам известного почвоведа Александра Перельмана оформились представления о геохимических барьерах. Так называют участки местности, на которых интенсивность миграции тех или иных веществ резко останавливается, что приводит к их локальному накоплению.



Искусственная плотина ГЭС вместе с водой удерживает массу живых организмов и осадочных веществ, собирая некоторые соединения в водохранилище. Естественными геохимическими барьерами выступают «черные курильщики» — мощные наросты нерастворимых сульфидов, которые образуются в местах выхода геотермальных вод на дно океана. Разница в температуре между поднимающимся из земной коры раскаленным солевым раствором и холодом нижних слоев воды может превышать 350 градусов — и поддерживает этот перепад температурный барьер «курильщика».

Накапливают определенные элементы и живые организмы, поэтому достаточно большие их массы служат естественными барьерами биогеохимической природы. Так, каменный уголь образовался из остатков растений, накопивших углерод в своих тканях, а отложения мела — из мириад раковин одноклеточных морских фораминифер. Недаром поначалу интерес к геохимическим барьерам был связан именно с поисками новых месторождений полезных ископаемых. Однако в настоящее время на первый план выступают другие задачи — прежде всего использование таких барьеров для снижения загрязнения окружающей среды.


Основным поставщиком карбоната калия в США выступают искусственные пруды, устроенные в Долине Пэредокс близ реки Колорадо, — испарительные барьеры.

«Шахтинское» дело

В 1990-х годах в России закрывалось огромное число нерентабельных угольных шахт. Это создало неожиданные и серьезные экологические проблемы, которые требовали незамедлительного решения. Одним из примеров может служить Кизеловский угольный бассейн в Пермском крае, где каменный уголь добывали еще с конца XVIII века. Когда шахты оказались закрыты, их быстро затопили грунтовые воды. При контакте с обнаженными породами эта вода подкислялась и обогащалась сульфатами железа, алюминия и тяжелых металлов. Отвалы горных пород — а их за время эксплуатации Кизелбасса накопилось около 35 млн м3 — также насыщали солями протекавшие через них осадки. Вся эта токсичная вода стала попадать в местные реки, сильно загрязняя хрупкие северные экосистемы.

Решению проблемы помогло установление искусственного геохимического барьера. Для обработки использовали отходы Березниковского содового завода. Складирование этих едких щелочных соединений само по себе создавало большие трудности, так что когда их решили отправлять на нейтрализацию кислых шахтных вод, это оказалось выгодным для всех. Такой «щелочной барьер» могут создавать и обычные, природные осадочные карбонаты. Сегодня прорабатываются технологии, позволяющие с их помощью удалять избытки фтора из воды, образующейся при сжигании больших масс угля на старых электростанциях.


Постепенное изменение содержания солей и микрофлоры могут придавать испарительным барьерам целую гамму ярких расцветок, как у этих соляных прудов в заливе Сан-Франциско.

Для первичной очистки бытовой воды применяются еще более простые механические барьеры — огромные резервуары-отстойники, где в течение некоторого времени происходит оседание взвешенных частиц. Их эффективность не стоит недооценивать: аналогичные механические барьеры промышленные предприятия применяют для сложной задачи очистки газовых выбросов. Для этого газ закачивается в скрубберы — большие вертикальные башни — и орошается тонкой взвесью воды, которая оседает на частицах загрязнения и заставляет их оседать. Так же расчищается и воздух после дождя.

Виноград и карбонат

Сельское хозяйство способно наносить почве вред не менее серьезный, нежели добыча ископаемых или «грязное» промышленное производство. Даже невинное растениеводство связано с внесением удобрений, пестицидов и ядохимикатов, нарушением почвенных горизонтов при вспашке. В СССР, большая часть территории которого была малопригодна для выращивания культурных растений, регионы с благоприятными климатическими условиями испытывали особенно высокие антропогенные нагрузки. Так вышло и с холмистыми равнинами в бассейне Днестра.


Как и многие другие технические решения, первой геохимические барьеры освоила сама природа: человек лишь добавил к ним некоторые собственные нюансы.

Здешний мягкий климат благоприятен для выращивания некоторых сортов винограда и других теплолюбивых культур. Поэтому местные почвы эксплуатируются тысячи лет, и десятилетиями в них вносили «бордоскую жидкость». Эта смесь медного купороса с известковым молоком (гидроксидом кальция) используется для борьбы с грибковыми вредителями растений. Виноградники по большей части располагаются на склонах, и осадки постоянно выносили медьсодержащие соединения в реки. Для решения этой проблемы был разработан проект техногенной локализации загрязнения. Идея заключалась в создании щелочного геохимического барьера из карбоната кальция, который должен был предотвратить миграцию меди. Экспериментальный ров, заполненный отходами камнепильного производства (смесь карбонатных пород с песком), действительно помог сдержать медное загрязнение.

Другой вариант барьеров — сорбционные: состоящие из осадочных пород (глины, суглинки и торф), они способны задерживать определенные соединения и элементы благодаря своим фильтрационным способностям. Они позволяют локализовать существующие загрязнения и удержать новые в пределах разумных границ — ни в коем случае не допустить контакта загрязняющих веществ с грунтовыми водами. Такое решение особенно перспективно при проектировании полигонов для хранения твердых промышленных и коммунальных отходов.

Биология на разлив

Впрочем, даже неправильно спроектированные полигоны ТКО наносят вред сравнительно небольшим территориям, а вот аварийные разливы могут покрывать по‑настоящему огромные площади. Так, при катастрофе нефтяной платформы Deepwater Horizon в 2010 году в Мексиканский залив излилось несколько миллионов баррелей нефти, покрывшей площадь 75 000 км2. К ликвидации последствий привлекли массу технологий, включая распыление авиацией веществ-диспергентов, дробящих нефтяную пленку на мелкие капли, которые могут разноситься волнами. В результате эти методы были признаны скорее опасными, чем полезными для морской экосистемы.

Гораздо лучше проявило себя использование биогеохимических барьеров, таких как бактерии-нефтедеструкторы Arthrobacter и Acinetobacter. Эти микробы используются и в специальном устройстве для очистки воды, запатентованном учеными Тюменского университета. Плавучие боны из сорбирующего материала дополняются полимерными нитями, к которым прикреплены бактерии, разрушающие нефть. Биогеохимические барьеры помогают восстанавливать после загрязнений и почву — например, актиномицеты демонстрируют отличные способности очистки грунта от пестицидов.


Бингем-Каньон в штате Юта — один из крупнейших открытых карьеров мира, где добыча меди, молибдена и золота продолжается уже более 150 лет. Как и некоторые другие искусственные геохимические барьеры, за время существования он приобрел особую ценность и включен в американский реестр Национальных исторических памятников.

Люди вообще часто копируют устройство природных барьеров. Например, многометровые пласты каменной соли образовались в результате интенсивного испарения древних озер и морей — и люди додумались до возведения таких «испарительных» барьеров еще тысячи лет назад. Они продолжают строиться и сегодня — для получения морской соли. Такие соляные пруды представляют собой чрезвычайно красивое зрелище, с высоты напоминающее тюльпанные поля в Нидерландах. Их яркие цвета постоянно меняются в зависимости от текущей солености, которая приводит к временному расцвету в них того или иного вида микроскопических водорослей и микробов.

Стены зелени

Но не менее широко применяются и живые, биологические барьеры. Искусственно высаженные лесополосы в засушливых регионах защищают поля от губительного влияния суховеев, приводящих к излишним потерям влаги; предотвращают образование наносов снега и песка вдоль железных и автомобильных дорог. Наконец, лесонасаждения создают новые места обитания для птиц и зверей.



Организация полигона бытовых отходов

Еще в 1930-х в США для защиты территорий Великих равнин было высажено порядка 220 млн деревьев. В СССР подобные проекты начали реализовываться с конца 1940-х. В результате несколько крупнейших лесополос страны достигли общей протяженности более 5300 км. Многие лесонасаждения до сих пор поддерживаются и охраняются государством, а некоторые даже стали ботаническими памятниками природы. Впрочем, и советские масштабы меркнут на фоне некоторых проектов, которые реализуются сегодня в разных частях планеты. «Великая зеленая стена», по замыслу стран — участниц Африканского союза, должна прекратить расширение на юг великой пустыни Сахара. Для этого лесополоса должна пересечь весь континент и при ширине 15 км достигнет длины более 7700 км.

И уж традиционно не знают конкурентов строители стен Китая. «Зеленая китайская стена» — крупнейший озеленительный проект в истории человечества. Для препятствия продолжающемуся опустыниванию северных областей страны барьеры из растений здесь стали высаживать еще с 1970-х, а закончить планируют лишь в 2050 году, покрыв зеленью пространство шириной 100 и длиной более 4500 км. Но уже сейчас КНР может похвастаться крупнейшей в мире площадью восстановленных лесных массивов — барьера на пути Гоби и других пустынь Центральной Азии.

Стены зелени и бассейны водных отстойников, сложные инженерные сооружения ГЭС и микробиологические системы комплексной очистки нефтяных разливов… Все эти разные подходы объединяет общий принцип — все они выступают барьерами на пути загрязнения окружающей среды. В наше время для этого требуется все, что создала сама природа, и все, что способны придумать люди.

Источник: ПМ

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4267 : Июль 07, 2019, 14:23:25 »
Искусственный интеллект заменит квантовые компьютеры даже без мощных процессоров

Это сделает научные исследования еще более доступными




На том этапе развития технологий, на котором все мы сейчас находимся, очень сложно моделировать объемные квантовые модели. Чем сложнее становится квантовая система, тем больше вычислительных мощностей требуется для решения задач в этой системе. В таком случае рано или поздно может не хватить даже суперкомпьютера.

К счастью исследователи разработали вычислительный метод, который использует нейронные сети для моделирования квантовых систем “значительных” размеров, независимо от их геометрии. По сути, команда объединила уже знакомые методы изучения квантовых систем с нейронной сетью, что позволило одновременно симулировать множество квантовых состояний.

В целом, проект получился очень полезным: теперь квантовые физики смогут изучать сложные системы, будучи независимыми от огромных вычислительных мощностей. Как следствие, все большее количество групп исследователей будет изучать проблемы квантовой механики, что рано или поздно приведет нас к прорыву в этой области.

Источник: Ferra.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4268 : Июль 07, 2019, 14:38:21 »
В России создадут свою Википедию

Чтобы был альтернативный источник информации




Скоро в России может появиться своя цифровая энциклопедия, конкурент «Википедии». Минкомсвязь уже подготовила законопроект, описывающий правила выделения субсидий на создание «общенационального интерактивного энциклопедического портала».

Деньги из госбюджета получит издательство «Большая Российская энциклопедия». О том, что этот ресурс станет отечественным конкурентом «Википедии», ещё три года назад говорил директор Российской национальной библиотеки. Тогда Дмитрий Медведев собрал рабочую группу по вопросу создания цифровой энциклопедии.

Средства, которые получит от государства проект, будут потрачены на аренду помещений, зарплату людям, оплату подписки на необходимую при создании литературу, съёмки в музеях и других учреждениях культуры, использование архивных материалов, разработку ПО и проведение экспертизы. Сколько в итоге потребуется денег, не сообщается. Когда российская «Википедия» начнёт работать, тоже неизвестно.

Зачем это вообще нужно? Гендиректор библиотеки заявлял, что россиянам необходим альтернативный источник энциклопедической информации.

Источник: Ferra.Ru

=======================================

С одной стороны не совсем понятно, зачем это нужно? Ведь существует русскоязычный сегмент Википедии. Правда сервера Википедии расположены в Сан-Франциско, Калиформия, США.

С другой стороны, чем больше источников, касающихся одной и той же темы, - тем лучше, поскольку можно сравнить их между собой и с другими источниками, чтобы убедиться в той или иной степени достоверности приводимых фактов. Да и вообще давно пора перевести огромное количество бумажных материалов в цифровую форму со свободным доступом к ним.

Вот только я не уверен в том, что наши политики, используя кривенькие ручёнки Роскомнадзора, не возжелают, к примеру, слегка так подправить некоторые моменты истории или ещё чего!

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4269 : Июль 07, 2019, 14:44:59 »
Американские роботы научились ходить там, где люди себя калечат

Как всегда будущих поработителей создала Boston Dynamics




Американская компания Boston Dynamics, выкупленная несколько лет назад Google, из года в год удивляет народ демонстрациями новых способностей своих роботов. Так, если два года назад Atlas научился делать сальто, то в этом году робот самостоятельно двигается по сложным путям с чередой различных препятствий.

Инженеры компании научили гуманоидного робота Atlas выбирать путь для движения самостоятельно, несмотря на повышенную сложность обстановки. Робото самостоятельно изучает, оценивает и решает, куда и как именно он будет ставить свою ногу, чтобы не упасть. При это робот учитывает, пройдет ли по этому пути его же корпус и в случае, если нет, то выбирает иной путь для продвижения.

Данные, которые робот собирает с помощью различных датчиков на корпусе, используются им же для построения карты окружающего пространства, в которой выделяются отдельные поверхности, пригодные для постановки ноги. Далее Atlas планирует свой путь, где каждый его шаг соответствует одной вершине графа в алгоритме А*. Если же шаг не подходит, то робот его отбрасывает на ходу.

На самом деле все это выглядит одновременно очень впечатляюще и страшновато. С демонстрацией работы нового алгоритма вы можете ознакомиться далее:



Источник: Ferra.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4270 : Июль 09, 2019, 22:48:27 »
Учёные раскрыли главную причину долгожительства

У людей средний срок жизни составил 79 лет




Учёные Испанского национального центра исследования рака выявили зависимость продолжительности жизни разных видов от скорости укорачивания теломер.

Теломеры — это концевые участки хромосом, которые выполняют защитную функцию. С каждым делением теломеры клетки укорачиваются, и в конечном итоге клетки начинают проявлять признаки старения. Фактически, длина теломер используется как индикатор клеточного старения.

Тем не менее, новое исследование показало, что важна не сама длина теломер, а скорость укорачивания концов хромосом — ведь есть животные с длинными теломерами, но живущие совсем недолго.

Исследование позволило разработать формулу, по которой можно точно определить срок существования особи. Учёные сравнили теломеры мышей, коз, дельфинов, чаек, северных оленей, стервятников, фламинго, слонов и людей. Как оказалось, скорость укорачивания указывает на среднюю продолжительность жизни, а не максимальную. У людей средний срок жизни составил 79 лет.

Источник: Ferra.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4271 : Июль 09, 2019, 22:51:48 »
Создана робо-рука, превращающая инвалидную коляску в ультимативного помощника

Разработали ее в канадской компании Kinova Robotics




В наше время технологии позволяют творить настоящие чудеса. И речь сейчас не столько о смартфонах, умеющающих в своих маленьких корпусах мощь тысяч компьютеров прошлого столетия. Сегодня очень многие люди с ограниченными возможностями могут жить если не стопроцентно полноценной жизнью, то хотя бы максимально близкой к ней. Одним из изобретений такого рода является робо-рука от канадской технологической компании Kinova Robotics.

Робо-рука подключается к источнику батареи пользователя, а затем может управляться с помощью любого механизма, который человек с ограниченными возможностями использует для управления своим креслом”, - поведала глава отдел маркетинга и коммуникаций в Kinova Сара Вулвертон в разговоре с Digital Trends. “Это может быть джойстик, механизм для управления с помощью дыхания и множество других вариантов; мы можем подключиться к ним всем. Это позволяет очень легко начать использовать робо-руку, потому что она всего лишь продолжение инвалидного кресла, которое люди с ограниченными возможностями уже используют на постоянной основе”

Канадская Kinova специализируется на разработке устройств, облегчающих быт людей, которые по тем или иным причинам лишились возможности жить полной жизнью. Робо-рука — их последняя на данный момент разработка, которая, судя по отзывам, и вправду сильно изменила жизнь многих людей за счет простоты освоения и огромной пользы от нее в повседневной жизни.



Источник: Ferra.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4272 : Июль 09, 2019, 22:54:14 »
Сравнение размеров Вселенной: от карликов к колоссам

Вселенная полнится мириадами небесных тел, и все они кажутся нам невероятно далекими и крошечными. Но теперь у вас появилась уникальная возможность визуально оценить то, какой ничтожно малой может быть наша планета в сравнении с подлинными гигантами космоса.




Источник: ПМ

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4273 : Июль 11, 2019, 22:36:09 »
Гонщик управлял реальной машиной при помощи шлема Samsung Gear VR и смартфона Samsung Galaxy S10 5G

Samsung показала первый в мире автомобиль с дистанционным управлением по 5G


На Фестивале скорости в Гудвуде в минувшие выходные компания Samsung представила первый в мире автомобиль с дистанционным управлением по сети 5G. Реализовать данный проект компании помогли Designated Driver и Vodafone.



На церемонии открытия фестиваля чемпион по дрифту Вон Гиттин-младший (Vaughn Gittin jr.), дистанционно управляя автомобилем через гарнитуру виртуальной реальности Samsung Gear VR, провел автомобиль по трассе Goodwood Hillclimb. В гарнитуре был установлен смартфон Samsung Galaxy S10 5G, подключенный к сверхбыстрой сети 5G оператора Vodafone. Автомобиль Lincoln MKZ был оснащен системой дистанционного управления Designated Driver.



Автомобиль Lincoln MKZ, оснащенный системой дистанционного управления Designated Driver, находился в пилотировании Вон Гиттин-младшего при помощи гарнитуры Samsung Gear VR и смартфона Samsung Galaxy S10 5G, которые были подключены к сверхбыстрой сети 5G от Vodafone.

Цитировать
Такое воплощение идеи является уверенным шагом к применению технологии удаленного присутствия с использованием 5G, а фестиваль скорости Гудвуд стал для этого идеальной тестовой площадкой. Мы намерены в дальнейшем расширять ассортимент продукции с поддержкой 5G.
- Юн Ли (Yoon C. Lee), старший вице-президент Samsung Electronics America



Цитировать
Vodafone гордится тем, что стоит у истоков 5G вместе с Samsung и Designated Driver. Водитель, который находится в другой точке Гудвуда, управляет автономной машиной посредством VR-очков. Сеть Vodafone 5G обеспечивает скорость передачи данных до 10 раз быстрее, чем 4G, и сверхнизкую задержку сигнала, что очень важно в ситуации, когда мгновенный отклик имеет решающее значение.
- Макс Тейлор, Директор по работе с клиентами в Vodafone UK



Цитировать
Я никогда не предполагал, что когда-нибудь рискну вести машину, используя VR, телефон и систему дистанционного управления. Designated Driver, Samsung и Vodafone доказали, что это возможно, когда речь идет о передовых технологиях.
- Вон Гиттин-младший

Источник: IXBT

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4274 : Июль 11, 2019, 22:43:09 »
Пересмотрены сроки появления человечества на Земле


Изображение: Katerina Harvati, Eberhard Karls / University of Tübingen

Международная группа ученых пришла к выводу, что череп возрастом 210 тысяч лет является самым древним свидетельством существования человека современного типа за пределами Африки. Это отодвигает время миграции первых Homo sapiens в Евразию на 150 тысяч лет, сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Исследователи обнаружили останки в греческой пещере в 1970-х годах. Тогда кости (два черепа) были ошибочно идентифицированы как неандертальские. Однако результаты нового анализа продемонстрировали, что неандертальцу принадлежал только один из черепов (Apidima 2), возраст которого достигает 170 тысяч лет. Apidima 1 был черепом «человека разумного» и оказался старше Apidima 2 на 40 тысяч лет.

Считается, что гоминини — триба семейства гоминиды, в которую входят Homo sapiens и неандертальцы, — появились в Африке более шести миллионов лет назад. В течение последних двух миллионов лет они совершили несколько миграций в Евразию. Около 35-45 тысяч лет назад люди современного типа полностью сменили неандертальцев спустя тысячи лет сосуществования. Новое открытие предполагает, что Homo sapiens совершили несколько попыток переселения, некоторые из которых оказались неудачными.

Источник: Lenta.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4275 : Июль 11, 2019, 22:53:49 »
«Росатом» успешно изготовил уникальный искусственный источник нейтрино


Фото: Dean Mouhtaropoulos / Getty Images

В Государственном научном центре — Научно-исследовательском институте атомных реакторов (ГНЦ НИИАР, входит в научный дивизион «Росатома») изготовлен и доставлен в Баксанскую нейтринную обсерваторию Института ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) уникальный искусственный источник нейтрино на основе радионуклида хром-51. Об этом «Ленте.ру» рассказали в пресс-службе «Росатома».

Работа проводилась в рамках уникального международного научного эксперимента Baksan Experiment on Sterile Transitions (BEST) в области нейтринной физики по поиску новой элементарной частицы — так называемого стерильного нейтрино. Согласно расчетам специалистов «Росатома» активность хрома-51 в источнике на момент окончания облучения в реакторной установке института составила 3,5–3,6 мегакюри, при этом для получения статистически значимых результатов эксперимента требуется активность не менее 3 мегакюри.

«В рамках договора с ИЯИ РАН в институте были проведены расчетно-экспериментальные исследования возможности получения требуемой активности хрома-51 с использованием центральной нейтронной ловушки реактора СМ, проведено облучение металлического хрома-50 с использованием вновь разработанного уникального центрального облучательного устройства, — сообщил руководитель проекта, заместитель директора по производству ГНЦ НИИАР Александр Звир. — И уже затем из наработанного радиоактивного материала был изготовлен закрытый источник нейтрино».

Ранее специалисты института с рабочим визитом посещали отечественную нейтринную лабораторию и обсуждали все научные, технические и организационные вопросы по подготовке сложнейшего эксперимента.

После доставки искусственного источника в Баксанскую нейтринную обсерваторию, член-корреспондент Российской академии наук, профессор Владимир Гаврин сообщил, что 5 июля источник нейтрино был помещен в облучательный канал галлиевого детектора в лаборатории галлий-германиевого нейтринного телескопа. Эксперимент BEST стартовал. Планируется, что первые результаты эксперимента BEST могут быть опубликованы в 2020 году.

Нейтрино — одна их элементарных частиц, ее крайне сложно зарегистрировать, поскольку она практически не взаимодействует с веществом. Ученые считают, что определение свойств нейтрино позволит значительно продвинуться в понимании физики элементарных частиц, фундаментальных законов Вселенной и лучше понять развитие Вселенной после Большого Взрыва. Предполагается, что эксперимент BEST поможет ответить на вопрос о существовании в природе четвертого типа нейтрино – «стерильных» (кроме электронных, тау- и мюонных).

Источник: Lenta.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4276 : Июль 12, 2019, 20:10:24 »
Физики добились рекордного ускорения электронов терагерцовым импульсом


DESY, Gesine Born

Ученые впервые добились при помощи экспериментального компактного ускорителя частиц на основе терагерцового излучения увеличения энергии электронов более чем в два раза. Помимо этого авторам удалось значительно улучшить и другие характеристики пучка, благодаря чему был продемонстрирован самый удачный на данный момент режим работы подобного устройства, пишут физики в журнале Optica.

В последние годы активно развивается область новых методов ускорения частиц, альтернативных используемым в существующих гигантских установках, таких как Большой адронный коллайдер. Подобные устройства нужны не только для фундаментальных исследований в области физики элементарных частиц и биологии, но и в прикладных областях, таких как медицина и изготовление полупроводниковых устройств.

На данный момент существует несколько параллельно развивающихся концепций ускорения заряженных частиц, каждая из которых обладает своими плюсами и минусами и пока не стала широко применяться. Большинство из них в той или иной форме используют лазерное излучение. К ним относятся, в частности, диэлектрическое лазерное ускорение и лазерно-плазменное ускорение, для которых характерно излучения с длиной волны порядка микрон.

Промежуточным в смысле пространственных масштабов являются ускорители на основе терагерцовых импульсов с характерным размером в миллиметры. Теоретически они позволяют достигать намного больших по сравнению с традиционными устройствами ускоряющих градиентов электромагнитных полей и значительного сокращения размера, стоимости и необходимой инфраструктуры, сохраняя прежний технологический процесс изготовления.

Одной из актуальных проблем данной технологии является синхронизация ускоряемых электронов с импульсами поля, так как частицы обычно движутся не в виде непрерывного потока, поэтому сгустки электронов должны обладать определенными параметрами. Эту задачу решали авторы статьи во главе с Дунфан Чжаном (Dongfang Zhang), сотрудником немецкого ускорителя DESY. Они создали двухступенчатый ускоритель с использованием разработанных ранее устройств STEAM (Segmented Terahertz Electron Accelerator and Manipulator — сегментированный терагерцовый электронный ускоритель и манипулятор).

«Для достижения наивысшего прироста энергии электроны должны испытывать воздействие терагерцового поля точно на ускоряющей половине колебания, — говорит Чжан. — В предыдущих экспериментах сгустки оказывались слишком длинными, поэтому из-за быстрых колебаний терагерцового поля не все электроны ускорялись, а некоторые даже замедлялись. Это приводило к умеренному среднему росту энергии и, что более важно, широкому распределению по энергиям, которое приводит к пучку плохого качества».

Первый ускоритель в каскаде использовался для сужения входящего пучка электронов с 0,3 до 0,1 миллиметра в длину, а второй уже увеличивал энергию. Для реализации понадобилась синхронизация на уровне квадриллионных долей секунды, соответствующих периоду колебания поля. Авторам удалось этого достичь, что привело к четырехкратному уменьшению энергетического уширения и шестикратному улучшению эмиттанса (характеристика занимаемого частицами объема фазового пространства, то есть комбинация распределения по всем координатам и всем проекциями скоростей).

В эксперименте использовались электроны с энергией в 55 килоэлектронвольт, которые были успешно ускорены еще на 70 килоэлектронвольт. Таким образом, в работе впервые было продемонстрирован превышающий 100 процентов рост энергии с использованием терагерцового ускорителя. Максимальный градиент поля достигал 200 мегавольт на метр, что близко к рекордным значениям в современных радиочастотных ускорителях.

«Наша работа показывает, что возможно еще более сильное сжатие пучка электронов, чем в три раза, — подытоживает Чжан. — Вместе с повышением энергии терагерцового поля кажутся достижимыми ускоряющие градиенты на уровне гигавольт на метр. Таким образом, терагерцовая технология представляется все более многообещающей опцией для создания компактных ускорителей электронов».

Ранее физики сгенерировали рекордно мощные импульсы терагерцового излучения, зарегистрировали его от воды и заглянули с его помощью под изоляцию тросов.

Источник: N+1

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4277 : Июль 12, 2019, 20:13:07 »
Найден опровергающий законы физики объект


Изображение: A. Feild, L. Hustak / STScI

Международная группа астрономов обнаружила вокруг сверхмассивной черной дыры в малоактивной галактике NGC 3147 необычное образование. Оно представляет собой тонкий аккреционный диск, чье существование в такой межзвездной среде считалось невозможным. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

По словам исследователей, черные дыры, присутствующие в таких галактиках, как NGC 3147 (удалена от Земли на 130 миллионов световых лет), считаются «голодными». Аккреционные диски не должны формироваться из-за малого количества захваченного материала. Однако в данном случае диск находится настолько близко к черной дыре, что испытывает на себе эффекты от сильной кривизны пространства. Это позволяет проверить некоторые предсказания общей и специальной теории относительности.

Вещество в диске двигается со скоростью, превышающей 10 процентов скорости света. В таких экстремальных условиях один край диска выглядит более светлым, а другой — более тусклым. Кроме того, длина волны света, вырывающейся из гравитационного колодца дыры (она в 250 миллионов раз массивнее Солнца), сильно растягивается до красных областей спектра.

По словам ученых, они впервые обнаружили уменьшенную версию квазара, существование которой даже не предполагалось. Такая находка опровергает нынешние теоретические модели, предсказывающие поведение галактик со слабой активностью.

Источник: Lenta.Ru

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4278 : Июль 14, 2019, 18:11:56 »
Опубликован первый в истории снимок квантовой запутанности



Как заявили ученые, изображение «элегантно демонстрирует фундаментальное свойство природы».

Ученые из Университета Глазго (Шотландия) сообщили об уникальном эксперименте, во время которого им удалось запечатлеть на снимке квантовую запутанность. Их работа опубликована в журнале Science Advances.

Квантовая запутанность возникает в тот момент, когда две частицы становятся неразрывно связанными, — и то, что происходит с одной, сразу же влияет на другую, несмотря на расстояние между ними. Это явление столь странное, что еще великий физик-теоретик XX века Альберт Эйнштейн называл его «жутким действием на расстоянии».

В ходе эксперимента команда физиков создала систему, которая взорвала поток запутанных фотонов — элементарных частиц света. При создании фото ученые расщепили запутанные фотоны и пропустили один луч через кристалл бета-борат бария, вызывая четыре фазовых перехода.



Камера запечатлела момент, когда обе частицы сместились одинаково, хотя были разделены, тем самым наглядно подтвердив существование квантовой запутанности и нарушив неравенство Бэлла. Строго говоря, снимок составлен из нескольких изображений фотонов, переживающих серию фазовых переходов.

«Наш результат открывает путь к новым методам квантовой визуализации», — написали ученые.

Если вы хотите больше узнать о явлении квантовой запутанности — обязательно прочитайте наш лонгрид.

Источник: Naked Science

Онлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 10838
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Онлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #4279 : Июль 14, 2019, 18:47:09 »
Через пропасть



Как добраться до звезд, не нарушая законов физики

Сегодняшние космические аппараты преодолевают силу земного тяготения с помощью химического топлива и даже могут, использовав для разгона гравитационные маневры, выйти за пределы гелиосферы. Этого, конечно, мало для далеких межзвездных перелетов, но возможны ли они в принципе? Мы попросили Бориса Штерна, физика и писателя-фантаста (а также одного из критиков проекта Starshot), рассказать о том, как, не нарушая законов физики, можно было бы развить скорость, достаточную для путешествия к звездам.

Пропасть, отделяющая нас от других планетных систем, чудовищна, но человек не был бы человеком, если бы пристально не присматривался к ней. Где-то там, за дальним ее краем, может быть жизнь, планеты, пригодные для заселения в далеком будущем.

Судя по всему, жизнь — редчайший феномен во Вселенной. Не является ли распространение жизни главной целью Homo sapiens? Для этого надо преодолеть пропасть, но преодолима ли она в реальности, а не в фантазиях?

От апельсина до Иркутска

Есть разные иллюстративные приемы, показывающие весь ужас нашей изоляции. Например, такой.

Уменьшим все в 10 миллиардов раз — на 10 порядков величины. Солнце станет размером с апельсин, Земля — песчинкой в 15 метрах от Солнца. Скорость света будет 3 сантиметра в секунду. И где будет ближайшая звезда? Примерно на том же расстоянии, что Иркутск от Москвы.

Свет доползет туда за четыре с небольшим года, «Вояджер-2» (более быстрый, чем «Вояджер-1»), двигаясь со скоростью 6 миллиметров в час (в рамках модели с апельсином), улетит на такое расстояние за сотню тысяч лет. Это ближайшая звезда Проксима Центавра, где есть планета — скорее всего, непригодная для обитания.

А где ближайшая пригодная? Прикидки, сделанные по данным космического телескопа «Кеплер», дают оценку 15–20 световых лет, то есть в 4–5 раз дальше. И это очень оптимистичный результат. Конечно, такая планета может оказаться и у Альфа Центавра (там двойная система, что неблагоприятно), но вероятность этого явно недостаточна, чтобы полагаться на такую удачу.

Можно ли передвигаться в пространстве на порядки быстрее, чем «Вояджеры»? Скорость «Вояджера-2» — около 16 километров в секунду, что составляет 5 × 10-5 от скорости света. Передвижение со скоростью, превышающей скорость света, невозможно, но до предела остается еще более 4 порядков.

Можно ли существенно увеличить скорость аппаратов в рамках существующих технологий, то есть с помощью химического топлива?

На самом деле с помощью одного лишь химического топлива очень трудно достичь даже той скорости, какую держат «Вояджеры», вылетев из Солнечной системы. Ведь надо не просто разогнать корабль, надо еще преодолеть гравитационный потенциал Солнца.

Если бы корабли разгонялись у Земли, им бы пришлось придать скорость около 30 километров в секунду, притом что скорость истечения газов в сопле ракеты почти на порядок меньше. Это потребовало бы наличия многих ступеней уже в космосе и безумных затрат.

В данном случае значительную часть работы проделали Юпитер с Сатурном, использованные в гравитационных маневрах «Вояджеров».

Гравитационный маневр

А нельзя ли с помощью гравитационных маневров выжать больше, скажем, еще порядок величины по скорости? К сожалению, нет. Планеты-гиганты движутся слишком медленно, а внутренние планеты — слишком легкие. Результат ускорения «Вояджеров» — не предел, но недалек от него. В их случае была использована редкая благоприятная конфигурация планет.

Невозможно «футболить» корабль от одной планеты к другой, накапливая скорость, — при относительной скорости, превышающей первую космическую для данной планеты, маневр теряет эффективность. Реальный предел скорости, достижимой с помощью химического топлива вместе с гравитационными маневрами, — 10-4 скорости света.

Есть еще вариант разгона у Солнца с помощью эффекта Оберта: подойдя к Солнцу по сильно вытянутой орбите из далекого афелия, включаем двигатель в перигелии и получаем конечное приращение скорости в √2Δv V, где V — орбитальная скорость, Δv — приращение скорости.

Если взять радикальный случай пролета на 10 радиусах Солнца (V = 200 километров в секунду, равновесная температура ~ 3000 градусов Цельсия) и добиться приращения скорости 4 километра в секунду, то получим около 40 километров в секунду на бесконечности. Опять те же 10-4 скорости света!

На большее приращение скорости с химическим топливом рассчитывать трудно, не забудем, что корабль перед этим забрался в далекий афелий.

Фотонный звездолет

Можно ли, не нарушая законов природы и пользуясь доступными источниками энергии, сократить время межзвездного перелета на порядки? Зайдем с другого конца — с самых дерзновенных идей.

Наиболее радикальная из них, не нарушающая законов природы с порога, — фотонный двигатель на антивеществе. В принципе, если бы мы имели антивещество, то, казалось бы, могли бы эффективно конвертировать энергию его аннигиляции в световой луч (через нагрев тугоплавкой оболочки и фокусировку обычным параболическим зеркалом).

Теоретически так можно было бы достичь, скажем, половины скорости света, хотя тут есть и обратная сторона, связанная с бомбардировкой корабля атомами межзвездной среды.

Если взять корабль массой 100 тонн, то в идеальном случае для его разгона потребуется всего 30 тонн антивещества и столько же аннигилирующего вещества. Правда, разгоняться придется медленно: при радиусе тугоплавкой (4000 кельвинов) оболочки 10 метров, максимально допустимой мощности 30 гигаватт, силе 0,3 ньютона и ускорении 3 × 10-6 сантиметра в секунду за секунду время разгона до половины скорости света составит 10000 лет.

Довольно, скажем так, не быстро. Можно было бы обойтись без твердой оболочки, например использовать магнитную бутылку с плазмой, но и тогда возникнут ограничения на предельную мощность из-за величины поля, предельной стойкости окружающих конструкций и тому подобных причин.


В середине 2000-х годов специалисты NASA прорабатывали проект корабля, где антиматерия (позитроны) использовалась в качестве топлива для позитронного реактора, чье рабочее тело из жидкого водорода нагревалось, а затем формировало реактивную струю. Расчеты показывали, что путешествие на Марс на таком корабле могло бы занимать всего 45 дней.
NASA


Но главное препятствие на пути создания фотонного звездолета состоит в том, что коэффициент полезного действия в производстве антивещества — порядка одной миллиардной. Причем какая-то часть этой малости неустранима. КПД производства антипротонов составляет порядка одной стотысячной — необходимо вместе родить три антикварка, причем им надо еще объединиться в одну частицу. Потом антипротоны требуется собрать в пучок, охладить и замедлить.
И даже если удастся добиться КПД на уровне одной миллионной, производство антивещества в количестве, достаточном для разгона корабля до 0,5 скорости света, вызовет экологическую катастрофу на Земле. Требуемая энергия для наработки антивещества для разгона 100-тонного корабля до 0,5 скорости света при КПД 10-6 эквивалентна теплу, получаемому всей Землей от Солнца за 100 лет.

Гораздо выше КПД производства позитронов — проценты. Но как их хранить, ведь объемный заряд — страшная вещь? Теоретически можно просчитать варианты: перемешать их с электронами, не давая аннигилировать; использовать какую-то комбинацию магнитного поля и когерентного электромагнитного излучения.

Но все это представимо, пока речь идет о лабораторных условиях и малых количествах. Хранить же тонны или центнеры позитронов в космосе — совершенно монструозное и едва ли осуществимое в реальности предприятие.

Лазерная пушка и взрыволет

А если пойти по пути Жюля Верна и вместо того, чтобы прибегать к ракетному принципу, выстрелить космическим аппаратом в направлении ближайшей звезды? Сегодня подобный проект существует под названием Starshot, соответствующие разработки в их начальной стадии профинансировал Юрий Мильнер.

В общих чертах проект заключается в следующем: берем массив плотно упакованных фазируемых лазеров размером километр на километр, подаем на него мощность 50 гигаватт, после чего узким пучком (расходимость 10-9) ускоряем маленький зонд весом 1 грамм с парусом площадью 4 квадратных метра и весом еще 1 грамм.

По идее, ускорение должно составить 30 000g, время ускорения — 200 секунд, путь ускорения — 6 миллионов километров, конечная скорость — 20 процентов скорости света. По прилете к Альфе или Проксиме Центавра парус превращается в линзу Френеля и передает на землю некую информацию.

Идея, как представляется, технологически неосуществима. Достаточно, например, того, что даже высочайшей отражательной способности поверхности паруса будет недостаточно, чтобы предотвратить мгновенное испарение «звездолета». Дискуссию с Мильнером и автором идеи Филипом Любиным на этот счет публиковал на своем сайте «Троицкий вариант».

Примерно то же самое можно сказать и про другие варианты выстрела (например, электромагнитной пушкой). Длина «ствола» в проекте Starshot составляет 6 миллионов километров, и нет никаких предпосылок к тому, чтобы в случае с электромагнитной пушкой она оказалась бы меньше для достижения той же скорости.

Проект, по замыслу противоположный вышеописанному, которым еще полвека назад увлекался блестящий физик-теоретик Фримен Дайсон, — взрыволет. Работает он следующим образом: если снабдить корабль толстой защитной плитой и взрывать за ней одну за другой водородные бомбы, то реактивная сила придаст кораблю необходимое ускорение. Предполагается, что так можно будет достичь скорости в 10 процентов от скорости света.


В 1950-е годы американская компания General Atomic прорабатывала проект атомного «взрыволета», который должен был приводиться в движение энергией взрывов небольших (мощностью в 1 мегатонну) водородных бомб. В процессе экспериментов испытывалась даже небольшая модель взрыволета — с обычной взрывчаткой.
NASA — Public Domain


Однако давайте посчитаем. Энерговыделение при термоядерном синтезе дейтерия и трития составляет 17,6 мегаэлектронвольт, или 0,37 процента от mc2 реагирующих частиц. Если всю эту энергию пустить в аккуратно сформированный пучок, получим скорость 0,086 скорости света.
Однако усредненная по массе скорость продуктов термоядерного синтеза (нейтрон и альфа-частица) составляет всего 0,031 скорости света, потому что она неравномерно распределяется между нейтроном и альфа-частицей.



Хуже того: из продуктов реакции невозможно сформировать пучок, в лучшем случае его можно перехватить огромной плитой, но не отразить. Из-за этого эффективная скорость дополнительно делится на 4, так как разлет изотропен, а нам нужна проекция скорости на направление движения, и остается всего 0,8 процента скорости света.

Получить 10 процентов скорости света можно только с помощью огромного превосходства массы бомб над массой плиты и корабля. Из формулы Циолковского V = v ln (M начальное / M конечное) получается, что нам потребуется М начальное > 10 0000 M конечного, причем конечная масса включает в себя и вес плиты, а тут сотней тонн уже не отделаться.

Реактор и рабочее тело

Более реальные — и ощутимые — результаты может принести ядерная энергия, поскольку ядерный реактор — хорошо управляемое устройство. При делении ядра урана выделяется около 200 мегаэлектронвольт энергии. Само ядро урана весит чуть больше 200 гигаэлектронвольт, то есть выделяется около 0,001 от массы покоя топлива.

Это почти в 4 раза меньше, чем в термоядерном синтезе, зато энергия, выделенная в атомном реакторе, куда более удобна для использования. Она через тепло переводится в электричество (на Земле — с помощью паровых турбин, в космосе — через термоэлектрические преобразователи), потом передается реактивной струе с помощью ионных или плазменных двигателей.


С 2010 года в России разрабатывается ядерный «космический тягач» — транспортно-энергетический модуль с ядерной энергодвигательной установкой мегаваттного класса, где ядерный реактор обеспечивает энергией ионный двигатель. Главная сложность этого проекта — как обеспечить охлаждение реактора. В одном из вариантов это предполагается делать с помощью капельных холодильников, где аммиак из системы охлаждения выпускается в открытый космос, а потом улавливается и используется опять.
РКК «Энергия»


Скорость истечения струи легко регулируется и может быть любой. При стопроцентном КПД оптимальная скорость реактивной струи из продуктов ядерного горения считается по формуле: √0,002с2 (где с — скорость света), то есть 4,5 процента скорости света.
Конечно, стопроцентных КПД не бывает, поэтому возьмем одну четверть — в надежде на скорый прогресс в технологии термоэлектрических преобразователей. Тогда оптимальная скорость истечения уменьшается в 2 раза, примерно до 7000 километров в секунду.

Двигатель можно взять, например, ионный (правда, это не очень эффективно, если рабочим веществом будет отработанное топливо) или плазменный, использующий скрещенные электрическое и магнитное поля — в обоих типах двигателя легко регулировать скорость истечения.

Итак, чего же можно добиться при таком энергетическом выходе?

Допустим, масса корабля с реактором и двигателем — 100 тонн, как и в вышеприведенном примере, а рабочее вещество — отработанное топливо. Пусть корабль должен тормозить, а максимальная скорость достигает скромных 2 процентов от скорости света. С учетом торможения это будет эквивалентно разгону до 0,04 скорости света, или 12 000 километров в секунду.

Из формулы Циолковского имеем М топлива = [exp(12000/7000)-1]M корабля = 450 тонн. Это чистый уран-235. В общем, хотя подобный проект был бы сопряжен с большими техническими сложностями и финансовыми затратами, он не безнадежен.

В связи с этим можно сказать пару слов о стратегии и возможной технике межзвездного перелета на ядерном топливе. Если корабль должен тормозить (а если нет — от него немного толку), то наиболее надежный и щадящий режим для него — работа на постоянной умеренной мощности от старта до финиша.

Это означает, что сначала происходит медленный разгон, потом — медленное торможение. Переход от одного режима к другому может осуществляться посредством простого разворота корабля вокруг поперечной оси. Тогда средняя скорость при указанных выше параметрах будет в два раза меньше — 0,01 скорости света.

В таком полете все будет происходить очень плавно. Ускорение — десятки микрон в секунду за секунду, тяга — меньше килограмма, мощность реактора — десятки мегаватт. Но только так и можно пересечь пропасть шириной в десяток световых лет.


Схема межзвездного корабля с ядерной силовой установкой, соответствующая концепции, описаной в статье. Двигатель, скорее всего, понадобится плазменный, нетепловой, использующий эффект Холла, скрещенные магнитное и электрическое поля. В качестве ТВЭЛов выступят стержни из урана-235 большой длины, которые будут медленно протягиваться через каналы в реакторе. Полезную нагрузку необходимо защитить магнитным полем сверхпроводящего соленоида. Вес тросов, соединяющих части корабля, невелик, поскольку стационарная нагрузка на них будет около килограмма.

В таком проекте нет ничего технологически невозможного. В космосе у него имеются и свои преимущества — например, не потребуется биологическая защита вокруг реактора — всю полезную нагрузку можно выпустить далеко «на ниточке», не нужна перегрузка ТВЭлов — их можно сделать в виде стержней километровой длины, медленно протягивающихся через каналы в реакторе. Правда, такому двигателю понадобится охлаждение, а значит, очень большие радиаторы.

Есть ли смысл в тысячелетнем перелете?
Итак, полет со скоростью тысячи километров в секунду вполне реален. Однако зададимся вопросом: а есть ли разница — лететь сто тысяч или тысячу лет? Это все равно намного превышает срок жизни человека — так куда спешить?

На самом деле разница есть, и немалая. Через сто тысяч лет к месту назначения прилетит мертвая болванка. Космос — весьма агрессивная среда, интенсивность облучения заряженными частицами там на порядок выше, чем под радиационными поясами Земли.

Человек выдержит в открытом космосе пару лет с заметным ущербом для здоровья. Бактерии, простейшие и замороженные эмбрионы — существенно дольше, но вряд ли перенесут хотя бы вековой перелет. Электроника тоже страдает от космических лучей, хотя и в меньшей степени.

Фон заряженных частиц можно подавить примерно на три порядка с помощью сверхпроводящего соленоида (примерные параметры — критическое поле сверхпроводника 10 тесла и радиус соленоида 10 метров). Сейчас для этого не хватает высокотемпературного (20–30 кельвинов) сверхпроводника с большим значением критического поля, но его создание, видимо, не за горами.

Даже если эффективность его защиты будет вдвое ниже, чем по нашей оценке, то тысячелетний перелет будет сопровождаться двухлетней дозой облучения. Это значит, что к ближайшим планетам, пригодным для обитания, прилетит живой корабль — без экипажа, конечно, но с работающей электроникой, роботами и жизнеспособными семенами, спорами и эмбрионами.

Смогут ли вообще какие-то устройства проработать тысячу лет? Пока еще никто не ставил перед учеными и инженерами подобных задач. Но если такая задача будет поставлена, ее, скорее всего, удастся решить, и никакие тысячелетние эксперименты для этого не понадобятся. «Вояджеры», например, работают уже 40 лет без сорокалетних экспериментов.

Трудно представить себе, чтобы такой проект, результатами которого смогут (если смогут) воспользоваться далекие неведомые потомки, стал реальностью прямо в наши дни. Однако необходимо заметить, что его реализация может дать важные вспомогательные результаты уже в обозримой перспективе.

Речь идет о полетах в пределах Солнечной системы. Атомный тягач — ключ к настоящему ее освоению. Конкретные параметры такого корабля могут отличаться от тех, что необходимы для межзвездных перелетов (потребуется бóльшая тяга, возможность дозаправки рабочим веществом), но принцип тот же.

Такой тягач может работать в космосе десятилетиями, совершая рейсы в два конца, таская как пилотируемые корабли, так и автоматические станции, не опускаясь глубоко в гравитационный потенциал планет. Разработка таких двигателей идет, причем и в России, но, к сожалению, медленнее, чем хотелось бы.

Борис Штерн

Источник: N+1

 

Последние сообщения на форуме:

[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Сегодня в 14:26:44
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Сегодня в 14:24:41
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 17, 2019, 14:29:28
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Сентябрь 17, 2019, 14:25:36
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 23:22:22
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 23:20:45
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 23:13:41
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 23:11:18
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 23:08:26
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 23:05:01
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 23:02:58
[Windows. Обмен опытом] Re: Windows 10 от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 22:27:08
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 14:31:11
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 14:25:05
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 16, 2019, 14:20:14
[Экономика] Re: Экономика и заправки от digitalman Сентябрь 16, 2019, 07:22:59
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 15, 2019, 21:33:09
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 15, 2019, 21:29:50
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 15, 2019, 21:20:30
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Сентябрь 15, 2019, 21:17:54
 Rambler's Top100