Архив рубрики: Технологии

В переводе с греческого слово технология означают искусство, умение и мастерство. На страницах нашего сайта в рубрике технологии, мы будем описывать сегодняшние и значимые исторические открытия в науке, которые можно применить к производству устройств и высокотехнических продуктов.

Подробная карта синапсов мозга приоткрыла завесу над загадкой мышления

Подробная карта синапсов мозга приоткрыла завесу над загадкой мышления

Представьте карту с каждой звездой в галактике. Карту настолько подробную, что на ней указано, как выглядит каждая звезда, из чего состоит, с какой другой звездой связана великими законами физики космоса. Хотя мы пока не имеет такой астрономической карты небес, благодаря монументальному исследованию, опубликованному на прошлой неделе в Neuron, у нас появилась подобная карта мозга.

Если бы каждый нейрон был галактикой, синапсы — небольшие структуры, точками рассыпаные вдоль змеевидных продолжений нейронов — это звезды. Группа ученых из Эдинбургского университета в Великобритании построила первую подробную карту каждого синапса в мозге мыши.

Карта мозга: ключ к загадке мышления

Используя генетически модифицированных мышей, ученые буквально заставляли каждый синапс загораться под флуоресцентным светом по всему мозгу, будто звезды на небе. И, подобно тому, как звезды отличаются одна от другой, ученые обнаружили, что и синапсы очень разнообразны, однако соблюдаются закономерности, которые могут поддерживать работу памяти и мышления.

«В человеческом мозгу больше синапсов, чем звезд в галактике. Мозг — самый сложный объект, известный нам, и понимание его соединений на таком уровне будет важным шагом вперед в раскрытии его загадок», говорит ведущий автор работы доктор Сет Грант из Центра клинических наук о мозге.

Подробные карты показали фундаментальный закон активности мозга. С помощью машинного обучения команда ученых разделила примерно один миллиард синапсов по всему мозгу на 37 категорий по типу. Вот ведь в чем суть: когда наборы нейронов получают электрическую информацию, например, выбирая между различными решениями проблемы, уникальные подтипы синапсов, разбросанные среди разных нейронов, единодушно искрятся активностью.

Другими словами, синапсы бывают разных типов. И каждый тип может контролировать мысль, решение или воспоминание.

Неудивительно, что нейробиологи отреагировали на работу весьма положительно.

«Вау», прокомментировал Бен Сандерс из Университета Миннесоты.

Это «удивительная статья, каталогизирующая разнообразие и распределение подтипов синапса по всему мозгу мыши», пишет нейрогенетик Кевин Митчелл. Это «подчеркивает тот факт, что синапсы — это ключевые вычислительные элементы нервной системы».

Соединение коннектомы

Интерес ученых в создании «синаптомы» — первого цельного каталога синапсов в мозге мыши — вышел из гораздо большего проекта: коннектомы.

Если коротко, коннектома — это все нейронные соединения внутри вас. Как говорит доктор Себастьян Сьюнг, коннектома — это биологический базис того, кто вы есть — ваших воспоминаний, личности, ваших мыслей и рассуждений. Поймайте коннектому — и однажды ученые смогут вас восстановить при помощи эмуляции целого мозга.

И все же, коннектома описывает только то, как нейроны функционально разговаривают друг с другом. Где в мозге это закодировано физически.

Здесь в игру вступают синапсы. Нейробиологам давно известно, что синапсы передают информацию между нейронами, используя химические вещества и электричество. Были также намеки на то, что синапсы сильно разнятся в зависимости от белков, которые содержат, но это различие обыкновенно игнорировали. До недавних пор, большинство ученых считали, что реальные расчеты происходят в нейронном теле — луковичной части нейрона, из которого выходят ответвления.

До сих пор не было никакого способа взглянуть на морфологию и функцию синапсов по всему мозгу, объясняют авторы работы. Обычно мы были сосредоточены на сопоставлении этих важных точек соединения в небольших областях.

«Карту синаптомы можно использовать для того, чтобы понять, связано ли пространственное распределение синапсов с архитектурой коннектомы», считают ученые.

Подробная карта синапсов мозга приоткрыла завесу над загадкой мышления

И если да, будущие эмуляторы мозга найдут, наконец, точку опоры.

Карта синаптомы

Чтобы построить синаптому мыши, авторы разработали план под названием SYNMAP. Они начали с генетически модифицированных мышей, у которых синапсы светились разными цветами. Каждый синапс плотно укомплектован разными белками, среди которых PSD-95 и SAP102 — самые известные господа. Не пугайтесь названий. Авторы добавили к ним светящиеся белки, которые выступали в роли фонариков, подсвечивающих каждый синапс в мозгу.

В общем, сначала ученые изменили биологию мыши, заставив ее синапсы светиться под флуоресцентным светом.

Затем они кропотливо нарезали мозг на кусочки, использовали микроскоп для съемки синапсов в разных областях мозга и собрали фотографии вместе.

Подробная карта синапсов мозга приоткрыла завесу над загадкой мышления

Изображение синапсов напоминает неопытному глазу плотно упакованную звездную карту — вроде той, что заснял «Хаббл» недавно. Категоризация каждого синапса выходит за рамки способностей (и времени) любого человека, поэтому ученые использовали новые методы классификации при помощи машинного обучения и разработали алгоритм, который парсит эти данные — более 10 терабайтов — автоматически, не нуждаясь в надзоре.

Физическая коннектома

Сперва ученых поразили «выразительные схемы» сияющих синапсов. Один помеченный белок — PSD-95 — казалось, тусовался в более удаленных от центра частях мозга, где протекают высшие когнитивные функции. Хотя области перекрываются, другой светящийся белок предпочел больше внутренних областей мозга.

При ближайшем рассмотрении выяснилось, что два светящихся белка представляют разные наборы синапсов, объяснили авторы. Каждая область мозга имеет характерную «сигнатуру синаптомы». Подобно отпечаткам пальцев, которые отличаются формой и размером, разные области мозга, похоже, содержат синапсы, отличающиеся по составу белка, размеру и численности.

Используя специально разработанный алгоритм машинного обучения, ученые классифицировали синапсы на 37 подтипов. Что примечательно, области мозга, связанные с более высокими способностями рассуждения и мышления, также содержали самую разнообразную популяцию синапсов, в то время как «области мозга рептилий», были более однородными в содержании синапсов.

Подробная карта синапсов мозга приоткрыла завесу над загадкой мышления

Чтобы увидеть, помогает ли разнообразие синапсов в обработке информации, ученые применили компьютерное моделирование, показывающее, как синапсы отвечают на обычные электрические схемы в гиппокампе — области мозга, важной для обучения и памяти. Гиппокамп — это одна из областей, которые демонстрируют поразительное разнообразие в подтипах синапсов.

Что важно, каждый тип обработки электрической информации передается в уникальную карту синаптомы — измените ввод, изменится синаптома.

Подробная карта синапсов мозга приоткрыла завесу над загадкой мышления

Это предполагает, что мозг может обрабатывать множественную электрическую информацию, используя одну область мозга, потому что задействуются различные синаптомы.

Ученые обнаружили аналогичные результаты, когда записывали электрические схемы мозга мышей, пытающихся выбрать между тремя вариантами награды. Различные синаптомы зажигались, когда выбор был правильным или неправильным. Подобно карте внутреннего мышления, синаптомы рисовала яркую картину того, о чем думала мышь, делая выбор.

Каждое поведение активирует отдельную синаптому. Каждая синаптома — это уникальный слепок мыслительного процесса.

Перепрограммирование синаптомы

Как и компьютерный код, синаптома, по всей видимости, лежит в основе вычислительного результата — решения или мысли. Что, если изменить этот код?

Подробная карта синапсов мозга приоткрыла завесу над загадкой мышления

Психиатрические заболевания зачастую имеют генетические причины, влияющие на белки в синапсе. Используя мышей, которые демонстрировали симптомы, схожие с шизофренией или аутизмом, ученые составили карты их синаптом — и обнаружили кардинальные изменения в том, как структурируются и соединяются различные подтипы синапсов в мозге.

Например, в ответ на обычные электрические схемы мозга, некоторые синаптические карты проявлялись слабо, другие же становились аномально сильными у мутантных мышей. Мутации могут менять синаптому и потенциально ведут к психиатрическим расстройствам. То есть, некоторые психиатрические заболевания «перепрограммируют» синаптому. Более сильные или просто новые карты синаптомы могут быть причиной того, что пациенты с шизофренией испытывают заблуждения и галлюцинации.

Значит вы — это ваша синаптома?

Возможно. Суть вас — воспоминания, мысли — похоже, запечатлевается в том, как активируются различные синапсы в ответ на ввод. Словно по отпечатку пальца, синаптому можно было бы прочитать, чтобы расшифровать, о чем вы думаете. Однако это исследование — только начало. Нейробиологам еще предстоит проанализировать сложные связи между синапсами и вами.

«Эта карта открывает множество новых направлений исследований, которые должны трансформировать наше понимание поведения и болезней мозга», говорит Грант.

Самый древний в мире сыр, обнаруженный в древней гробнице, оказался смертельно опасен

Самый древний в мире сыр, обнаруженный в древней гробнице, оказался смертельно опасен

Люди давно производят и употребляют в пищу сыры, и недавнее обнаружение сыра возрастом 3200 лет в древней египетской гробнице стало тому подтверждением. И хотя этот сыр для некоторых гурманов мог бы быть деликатесом, он так же оказался и источником болезней. На этой неделе в журнале Analytical Chemistry появилось исследование, в котором ученые описали находку — «вероятно, самый древний археологический пример сыра». «Затвердевшая белая масса» 13 века до нашей эры была обнаружена в банке и, несмотря на 30 столетий пребывания в суровых условиях пустыни, соединение содержало достаточно изначального химического содержания, чтобы понять его сырное происхождение.

Гробница, в которой была чаша с сыром, была изначально обнаружена в 1885 году, но впоследствии забыта и потеряна, потому что пески Сахары ее накрыли. Только в 2010 году место было заново открыто и пересмотрено французскими археологами. Мародеры и грабители уже обнесли гробницу, но сыр почему-то не тронули.

Самый древний сыр: съедобный или нет?

Почти 33 века воздействия сильной щелочной среды пустыни изменили химическую природу образца (особенно его жировое содержание), затруднив анализ белой субстанции. Белки тщательно проанализировали с использованием масс-спектрометрии и жидкостной хроматографии. Несмотря на годы распада, твердый сыр все же смогли идентифицировать. Анализ показал, что этот молочный продукт был получен путем смешивания молока козы, овцы и, как ни странно, африканского буйвола — этот вид обычно не ассоциировался с домашним скотом в Африке. Анализ холста, которым накрыли сыр, показал, что он хорош для хранения твердых, а не жидких веществ.

Самый древний в мире сыр, обнаруженный в древней гробнице, оказался смертельно опасен

Также ученые обнаружили следы пептидов, соответствующих Brucella melitensis — бактерии, которая вызывает бруцеллез. Неудивительно, что этот сыр был непастеризованным, а значит крайне опасной, хоть и вкусной, пищей.

Какой он был на вкус? По консистенции похож на козий сыр, но с «очень, очень кислотным» привкусом, говорит Пол Кинштедт, профессор Университета Вермонта. Его можно было бы намазывать на хлеб.

Важная деталь Snapdragon 855

Важная деталь Snapdragon 855

В основе флагманских смартфонов — мощное «железо». Новый Snapdragon 855 от Qualcomm, вероятно, получит ранее не свойственную аппаратным платформам компании особенность, которая расширит его функциональность.

В Сети появилась новая информация о преемнике флагманского чипсета Qualcomm Snapdragon 845 — Snapdragon 855. TSMC начнет производство этих чипов в соответствии с 7-нанометровым технологическим процессом к концу 2018 года или в начале 2019 года. Впрочем, об этом ценители высоких технологий уже слышали. Очередное сообщение о грядущем чипсете, рассмотренное Шривастаном Шридаром (Srivatsan Sridhar) на страницах ресурса fonearena.com, касается нового подхода к наименованию чипсетов Qualcomm и особенностях предстоящей к выпуску флагманской мобильной платформы.

Snapdragon 855 и Kirin 980

Номером модели Snapdragon 855 (кодовое название «Hana») был SDM855, но к его дебюту он может стать другим — SM8150. Новый подход, вероятно, предназначен для того, чтобы лучше различать чипсеты, предназначенные для смартфонов и ноутбуков.

Ожидается, что чипсет Snapdragon SM8150 будет комплектоваться специальным вычислительным чипом для задач искусственного интеллекта. В этом он будет подобен уже известному Kirin 970 от Huawei, который был представлен в минувшем году и стал первым мобильным чипсетом со специальным Neural Processing Unit (NPU).

Huawei может представить свой новый флагманский чипсет Kirin 980 на IFA 2018.

Следует отметить, что ряд текущих моделей чипсетов Qualcomm (и речь идет не только о флагманской версии, но и о ряде аппаратных платформ среднего класса) уже поддерживают функции искусственного интеллекта, но не располагают специально предназначенным для этих задач вычислительным чипом.

Сообщается, что компания Qualcomm даст другое название также и чипсету с ARM-процессором для ноутбуков, кодовое название которого «Poipu». Он станет уже не SDM1000, а SCX8180. В Сети сообщается также и об аппаратных платформах SM7150 и SM7250. Речь может идти о Snapdragon 670 и Snapdragon 710, новейших «10-нанометровых» чипсетах среднего класса от компании Qualcomm.

Аппаратные характеристики чипсетов очень важны, поскольку именно они, во многом, определяют возможности и производительность мобильных устройств и компьютеров.

В Telegram-чате читатели могут, наряду с другими технологическими новинками, обсудить грядущие флагманские чипсеты Snapdragon 855 и Kirin 980.

«Хаббл» сделал новое фото, которое напомнит вам, насколько вы ничтожны

«Хаббл» сделал новое фото, которое напомнит вам, насколько вы ничтожны

Все мы с нетерпением ждем запуска космического телескопа Джеймса Вебба, который застрял в бесконечной серии задержек, благодаря идиотам в Northrop Grumann — но старина «Хаббл» по-прежнему доставляет шикарные виды небес. Последний снимок телескопа напомнит вам о том, насколько вы ничтожны в грандиозной картине бытия.

Снимок, который вы видите выше, упакован крошечными деталями, но размеры объектов, которые создают эти крошечные детали, колоссальны. Вы видите тысячи галактик, многие из которых дают жизнь совершенно новым звездам. Здесь снимок можно найти в высоком разрешении.

Последнее фото «Хаббла»

Вот как NASA объясняет, что находится на фотографии:

«Астрономы использовали ультрафиолетовое зрение космического телескопа Хаббла, чтобы сделать одну из крупнейших панорам огня и ярости, в которых рождаются звезды в далекой Вселенной. Это поле включает примерно 15 000 галактик, 12 000 из которых формируют звезды. Ультрафиолетовое зрение «Хаббла» открывает новое окно в развивающуюся Вселенную, отслеживая рождение звезд за последние 11 милиардов лет вплоть до самого бурного периода звездообразования в космосе, который случился спустя 3 миллиарда лет после Большого Взрыва».

15 000 галактик. Невероятно.

«Хаббл» сделал новое фото, которое напомнит вам, насколько вы ничтожны

Чтобы вы понимали, о каких масштабах идет речь, представьте, что наша Солнечная система и все планеты, луны и случайные обломки между ними, удерживаются на месте одной звездой. По оценкам астрономов, в Млечном Пути — нашей родной галактике — находится 400 миллиардов звезд. Умножьте это на 15 000 и получите примерное представление о том, сколько звезд, планет и лун находится на этой картинке. Можете добавить или убрать пару триллионов звезд, потому что не все галактики создаются равными.

На этой сверхгорячей экзопланете — настоящий «железный занавес» вместо неба

На этой сверхгорячей экзопланете — настоящий «железный занавес» вместо неба

Впервые в истории астрономы обнаружили железо и титан в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы. Эта экзопланета — KELT-9b — представляет собой самый горячий инопланетный мир из всех, что мы когда-либо находили. Планета настолько раскалена, что ее температура выше даже, чем у большинства звезд. Горячая экзопланета расположена примерно в 620 световых годах от Земли в созвездии Лебедя — астрономы называют такие «сверхгорячими Юпитерами». KELT-9b — гигантский газовый мир, похожий на Юпитер, крупнейшую планету в Солнечной системе. Однако масса его в три раза больше юпитерианской и диаметр — в два раза, а орбита расположена очень близко к родительской звезде экзопланеты, KELT-9.

«Сверхгорячий Юпитер» — это неофициальный термин для горячих экзопланет типа Юпитера, температуры которых превосходят 1700 градусов Цельсия. Они «настолько горячи, что имеют определенные сходства со звездами, хотя являются планетами», говорит Кевин Хен, астрофизик из Бернского университета в Швейцарии. KELT-9b может достигать температур в 4300 градусов.

Самая горячая планета

Это рекордное тепло позволило астрономам обнаружить железо и титан в атмосфере KELT-9b. Хотя ученые давно подозревают, что эти элементы присутствуют на некоторых экзопланетах, железо является одним из самых распространенных элементов во Вселенной — их трудно обнаружить в прохладной среде, потому что атомы в основном «заточены в других молекулах», говорит Хен. Но KELT-9b настолько горячая, что облака не конденсируются в его атмосфере, позволяя отдельным атомам железа и других металлов летать по отдельности.

Титан был замечен в атмосфере экзопланеты и раньше — но не в атомной форме. В сентябре 2017 года астрономы, работающие с космическим телескопом Хаббла, объявили, что обнаружили диоксид титана в атмосфере экзопланеты Kepler-13A.

Астрономы могут обнаруживать различные элементы, изучая спектр света, исходящего от объекта в пространстве. Поскольку экзопланета не излучает свой собственный свет, Хен и его команда исследователей изучили данные телескопа, собранные во время солнечного транзита, когда экзопланета проходила прямо перед своей звездой.

Что удобно, данные уже существовали до того, как Хен и его соавторы решили заняться этим исследованием. После того, как его коллеги из Женевского университета использовали спектральные данные для поиска водорода в атмосфере KELT-9b, «они фактически хранили данные в ящике, потому что не было никаких оснований искать железо или титан», говорит Хен. «Затем, несколько месяцев назад, мы провели теоретическое исследование, которое предсказало, что железо и титан должны быть там, и это мотивировало нас на поиск».

Используя данные годичной давности от Национального телескопа Галилея в Ла-Пальме, Испания, ученые начали охоту на металлы в спектре света, который светил через атмосферу KELT-9b в течение 5-часового транзита. Эти данные были собраны с использованием спектрографа HARPS.

«Разные атомы и молекулы демонстрируют разные сигнатуры, когда вы расщепляете свет на спектр», говорит Хен. «Имея достаточное разрешение, достаточно данных, можно обеспечить каждую молекулу уникальной подписью». Поиск подписей железа и титана — элементов, которые, по мнению Хена и его команды, должны быть в атмосфере KELT-9b — потребует «сочетания мощных вычислений, тщательного исследования спектроскопических баз данных и щепетильного сбора подробностей», писал Хен.

Команда Хена обратилась за помощью к Саймону Гримму, астрофизику из Университета Берна, специалиста по расчетам непрозрачности атомо и молекул. «Эти непрозрачности не так легко рассчитать, потому что нужно оценивать силы и формы миллионов и миллиардов спектральных линий».

Предыдущие исследования, в рамках которых вели поиск водорода в атмосфере KELT-9b, увидели сильные линии абсорбции водорода в спектре, не проводя каких-либо сложных кросс-корреляционных анализов, чтобы найти железо и титан, в отличие от исследования Хена. Астрономы, которые собирали данные для поиска водорода, не имели теоретической мотивации для серьезного поиска металлов вроде железа.

Другое исследование, опубликованное 2 июля в журнале Nature Astronomy, показало, что водород фактически «выкипает» из атмосферы KELT-9b и засасывается родительской звездой планеты. «Возможно, тяжелый металл тоже убегает вследствие того, что мощный побег водорода «затягивает» тяжелые элементы в верхние слои атмосферы», говорит Фей Янь из Института астрономии Макса Планка, ведущий автор исследования.

В то время как железо и титан в атмосфере KELT-9b были важным открытием, Хен говорит, что интересна сама техника открытия. Потому что такой же метод будет использоваться для обнаружения биосигнатур. Впрочем, маловероятно, что астрономы найдут какие-либо признаки жизни на этой адской планете.

Lockheed Martin показал, где астронавты будут жить во время миссий в глубокий космос

Lockheed Martin показал, где астронавты будут жить во время миссий в глубокий космос

Массивное цилиндрическое жилье может однажды приютить четырех астронавтов, отправленных в глубокий космос. Lockheed Martin показал, как могли бы выглядеть такие жилища, в четверг в Космическом центре им. Кеннеди, где аэрокосмический гигант по контракту с NASA разрабатывает прототипы жилых сред. Lockheed — один из шести подрядчиков (включая Boeing, Sierra Nevada Space Systems, Orbital ATK, NanoRacks и Bigelow Aerospace), которые получили в общей сложности 65 миллионов долларов от NASA на строительство жилого прототипа до конца года. Затем агентство изучит предложения, чтобы получить лучшее понимание системы и интерфейсов, которым нам нужны будут для жизни в глубоком космосе.

Конструкция Lockheed использует многоцелевой логистический модуль Donatello, обновленный модуль эпохи космических шаттлов, который некогда предназначался для перевозки грузов на Международную космическую станцию. Но Donatello никогда не отправляли в космос, и теперь модуль трансформировался в прототип Lockheed.

Где будут жить космонавты?

Цилиндрическая капсула шириной примерно 5 и длиной 7 метров, по размерам с небольшой автобус. Но четырем астронавтам, которые будут в ней жить 30 или 60 дней, она будет тесновата. Капсула предназначена для размещения научных стоек, систем жизнеобеспечения, станций сна, тренажеров и роботизированных рабочих станций, говорит Билл Пратт, менеджер программы.

«Представьте себе трейлер в глубоком космосе», говорит он. «Когда вы в трейлере, ваш стол становится вашей кроватью, и вещи постоянно передвигаются, поэтому вам нужно эффективно использовать пространство. Мы много над этим работаем».

Команда использовала гарнитуры дополненной реальности, которые накладывают реальное оборудование с помощью симуляции для визуализации капсулы. Это позволяет экономить время и помогает Lockheed уловить ошибки на ранней стадии.

Еще одна мера экономии: повторное использование Donatello.

«Мы хотим добраться до Луны и Марса максимально быстро, и нам кажется, что у нас достаточно много инструментов, чтобы это осуществить», говорит Пратт, добавляя, что перепрофилирование материалов стало большой темой в Lockheed.

Сама среда обитания является частью более крупной миссии по доставке экипажей на Луну и Марс. Окончательная версия капсулы будет прикреплена к Deep Space Gateway, космопорту, который будет вращаться вокруг Луны и выступать в качестве отправной точки для миссий по исследованию космоса.

Астронавты будут вылетать на спроектированном для глубокого космоса, но еще не готовом космическом аппарате «Орион», при помощи Space Launch System, которую NASA считает «самой мощной ракетой» в истории. Gateway будет намного меньше 450-тонной Международной космической станции. В 75 тонн вмещается жилье, шлюз, двигательный модуль, порт стыковки и энергетический узел.

Работа над «Орионом» идет, и ожидается, что беспилотная миссия на орбиту Луны (Eploration Mission-1) будет осуществлена к 2020 году. Exploration Mission-2, которая выведет экипаж на лунную орбиту, запланирована на середину 2022 года.

В Комическом центре им. Кеннеди сейчас размещают тепловые щиты на «Орион». Разработка космического аппарата идет с 2004 года. Длительное время разработки связано в основном с требованиями космического аппарата для выхода в глубокий космос и суровыми условиями, с которыми он столкнется в ходе 1000-дневной поездки на Марс. К примеру, NASA требует, чтобы модуль экипажа «Ориона» имел нулевые дефекты сварки, в то время как даже в «Аполлонах» допускалось определенное количество дефектов на дюйм.

«Это инфраструктура для стабильного исследования космоса силами людей, поэтому нужно учитывать каждый сценарий, который может возникнуть. Именно поэтому требования настолько строгие», говорит Лиза Каллахан, вице-президент и генеральный менеджер коммерческого подразделения гражданской программы Lockheed Martin.

Сейчас Lockheed готовится выйти на финишную прямую. В следующем месяце Европейского космическое агентство представит Европейский сервисный модуль, который будет находиться ниже модуля экипажа в «Орионе», и вместе с этим начнется окончательный этап разработки.

В мире огромные проблемы с электричеством. Возвращаемся к ядерным реакторам?

В мире огромные проблемы с электричеством. Возвращаемся к ядерным реакторам?

Еще в 2009 году Саймон Айриш, инвестиционный менеджер из Нью-Йорка, обнаружил способ, с помощью которого, по его мнению, можно было изменить мир. Айриш увидел, что страны всего мира нуждаются в колоссальном количестве проектов в области экологически чистых источников энергии, чтобы заменить свою инфраструктуру на ископаемом топливе, а также обеспечить достаточно энергии, чтобы удовлетворить спрос со стороны Китая, Индии и других быстрорастущих стран. Он понял, что одними только возобновляемыми источниками, которые полагаются на дуновение ветра и свечение солнца, не отделаться. И он также знал, что ядерная энергия, единственная существующая форма чистой энергии, которая может заполнить пробелы, была слишком дорогой, чтобы конкурировать с нефтью и газом.

Но затем, на конференции в 2011 году, он встретил инженера с инновационным проектом ядерного реактора, охлаждаемого расплавленной солью. Если это сработает, подумал Айриш, это не только решит проблемы со старением ядерной энергии, но и обеспечит реалистичный путь к отказу от ископаемого топлива.

И тогда он задал себе вопрос: «Можно ли разработать реакторы лучше тех, что были 60 лет назад?». Ответом было: «Абсолютно точно».

Можно ли построить домашний ядерный реактор?

Айриш был настолько убежден, что этот новый реактор станет отличным поводом для вложений, что посвятил ему всю карьеру. Почти десять лет спустя Айриш стал генеральным директором компании Terrestrial Energy, расположенной в Нью-Йорке. Компании, которая ожидает создать реактор на основе расплавленной соли до 2030 года.

Terrestrial не одна занимается этим. Десятки ядерных стартапов появляются там и тут, и все они посвящены решению известных проблем с ядерной энергетикой — радиоактивные отходы, выбросы, распространение оружия и высокие издержки.

Реакторы, сжигающие ядерные отходы. Реакторы, спроектированные уничтожать изотопы, которые можно использовать в оружии. Небольшие реакторы, которые можно было бы недорого строить на заводах. Идей так много.

Бывший министр энергетики Эрнест Мониц, советник Terrestrial, считает, что происходит что-то новое. «Я никогда не видел таких инноваций в этом сегменте», говорит он. «Это действительно интересно».

Другие реакторы, вроде спроектированного Terrestrial реактора с соляным охлаждением, автоматически охлаждаются, если становятся слишком горячими. Вода течет через обычные реакторы, защищая их от перегрева, но если что-то остановит этот поток — например, землетрясение и цунами на Фукусиме — вода уйдет, не оставив ничего, чтобы остановить расплавление.

В отличие от воды, соль не закипает, поэтому даже если операторы отключат системы безопасности и уйдут, соль продолжит охлаждать систему, говорит Айриш. Соль нагревается и расширяется, расталкивая атомы урана и замедляя реакцию (чем дальше атомы урона, тем меньше вероятность того, что пролетающий нейтрон разделит их, запустив следующую цепочку реакций).

«Это похоже на кастрюлю на плите, в которой варятся макароны», говорит Айриш. Независимо от того, насколько горячая ваша плита, паста никогда не будет горячее 100 градусов Цельсия, если только вода не испарится. Пока она присутствует, вода циркулирует и рассеивает тепло. Однако если заменить воду жидкой солью, придется разогреть все это до 1000 градусов Цельсия, прежде чем ваш хладагент начнет испаряться.

Все это может показаться фантастикой, но это реальность. Россия производит электроэнергию из передового реактора, который сжигает радиоактивные отходы, с 2016 года. Китай построил реактор из «гальки», который блокирует радиоактивные элементы внутри графитовых сфер.

В 2015 году, чтобы отслеживать стартапы и проекты государственного сектора, пытающиеся добывать низкоуглеродную энергию при помощи безопасного, дешевого и чистого ядерного процесса, аналитический центр Third Way начал картировать все передовые ядерные проекты по всем США. На карте было 48 точек тогда, а теперь 75, и они распространяются как саранча.

В мире огромные проблемы с электричеством. Возвращаемся к ядерным реакторам?

«С точки зрения количества проектов, количество людей, над ними работающих, и объема частного финансирования, нет ничего, с чем можно было бы сравнить, не вернувшись в 1960-е годы», говорит Райан Фитцпатрик, работающий над чистой энергией в Third Way.

В те времена, когда Уолт Дисней выпустил фильм «Наш друг Атом», пропагандирующий развитие ядерной энергетики, когда футуристическое понятие электричества, которое «слишком дешевое, чтобы его мерить», казалось правдоподобным, электротехники планировали построить сотни реакторов по всей территории Соединенных Штатов.

Почему все это происходит только сейчас? В конце концов, ученые работают над альтернативными типами реакторов с начала холодной войны, но так и не развернулись в полную силу. История передовых реакторов усеяна трупами неудачных попыток. Реактор с солевым охлаждением впервые успешно запустили в 1954 году, но США решили специализироваться на реакторах с водяным охлаждением и ликвидировать другие конструкции.

Но что-то фундаментальное изменилось: раньше не было никакой причины у ядерной компании выпрашивать миллиарды долларов на новую конструкцию в рамках федерального регулирующего процесса, поскольку обычные ядерные реакторы были прибыльными. Теперь это не так.

«Впервые за полвека действующие ядерные игроки терпят финансовое бедствие», говорит Айриш.

В последнее время США делают ставку на обычные реакторы с водяным охлаждением и она играет не лучшим образом. В 2012 году South Carolina Electric & Gas получила разрешение на строительство двух огромных обычных реакторов для производства 2200 МВт энергии, которых достаточно для питания 1,8 миллиона домов, и пообещала, что они будут запущены в 2018 году. Оплачивая счета за электричество, люди увидели, что они выросли на 18%, что, разумеется, привело к задержкам в строительстве реакторов. Слив в проект 9 миллиардов долларов, коммунальщики сдались.

В мире огромные проблемы с электричеством. Возвращаемся к ядерным реакторам?

Подобные истории происходят и за границей. В Финляндии строительство нового реактора на электростанции Олкилуото на восемь лет отстает от графика и на 6,5 миллиардов долларов — от бюджета.

В ответ эти ядерные стартапы разрабатывают свой бизнес, чтобы избежать ужасных перерасходов средств. Многие из них планируют построить стандартизированные частиц реактора на заводе, а затем собрать их вместе, как LEGO, на строительной площадке. «Если вы можете переместить строительство на завод, вы сможете значительно снизить затраты», говорит Парсонс.

Новые реакторы также могли бы снизить затраты, если бы были безопасными. Обычные реакторы имеют огромный риск разрушения вследствие плавления, главным образом потому, что они предназначены для подводных лодок. Охладить реактор водой, когда он находится на подводной лодке, достаточно просто, но когда реактор на суше, приходится закачивать в него воду, чтобы охладить. «И эта насосная система никогда, никогда не должна ломаться, иначе вы получите Фукусиму. Нужна система безопасности для системы безопасности, избыточность поверх избыточности».

Oklo, стартап из Кремниевой долины, основал проект своего реактора на прототипе, не подверженном разрушениям. «Когда инженеры отключили все системы охлаждения, он остыл сам и затем начал резервное копирование, после чего работал нормально», говорит Кэролайн Кокран, соучредитель Oklo. Если эти более безопасные реакторы не будут нуждаться во всех этих резервных системах охлаждения и куполах из бетона, компании смогут строить электростанции намного дешевле.

Зачастую технологии долгое время терпят крах, прежде чем преуспеть: 45 лет прошло с момента появления первой электрической лампочки до патента Томаса Эдисона на лампу накаливания. Инженерам могут потребоваться десятилетия, чтобы воплотить идею в форму. Некоторым кажется, что все идеи передовых ядерных технологий были опробованы в прошлом. «Но наука продвинулась вперед», говорят ученые. «У вас гораздо лучше материалы, чем несколько десятилетий назад. Есть шансы, что все получится».

Недавнее исследование некоммерческого проекта Energy Innovation Reform оценивает, что последняя партия ядерных стартапов может поставить электроэнергию по цене 36-90 долларов за мегаватт-час. Любые энергетические станции, работающие на природной газе продают электричество по цене 42-78 долларов за мегаватт-час.

В мире огромные проблемы с электричеством. Возвращаемся к ядерным реакторам?

В лучшем случае, ядерные станции смогут стать еще дешевле. Есть прогнозы

Мэтью Банн, ядерный эксперт из Гарварда, говорит, что если ядерная энергия будет играть роль в борьбе с изменением климата, передовые атомные стартапы ждет неизбежный и быстрый рост. «Чтобы обеспечить десятую часть чистой энергии, которая нам понадобится к 2050 году, нам придется добавлять в сеть по 30 гигаватт ежегодно», говорит он.

Это значит, что миру нужно будет построить в 10 раз больше ядерной энергии, чем это было до катастрофы Фукусимы в 2011 году. Это вообще реально?

«Думаю, нам стоит пытаться — хоть я и не оптимист», говорит Банн, отмечая, что темпы, которыми нам нужно будет строить солнечные и ветряные технологии добычи энергии, чтобы отказаться от использования ископаемого топлива, так же сложны».

На пути к ядерному ренессансу остаются большие барьеры. Потребуются годы, чтобы протестировать прототипы и получить одобрение правительства в любой стране.

«В конечном счете на планете с 10 миллиардами человек, любое количество доступной и безопасной энергии — будь она от ядерного синтеза или деления — найдет себе применение».

Ученые заподозрили фононы в обладании массой и… отрицательной гравитацией

Ученые заподозрили фононы в обладании массой и… отрицательной гравитацией

Трое физиков из Колумбийского университета наделали шума со своей новой теорией о фононах — они предполагают, что эти частицы могут иметь отрицательную массу и, вследствие этого, отрицательную гравитацию. Ангело Эспосито, Рафаэль Кричевский и Альберто Николис написали статью в поддержку своей теории и выгрузили ее на сервер препринтов arXiv.

Большинство теорий изображают звуковые волны скорее как коллективное событие, нежели как физическую вещь. Их рассматривают как движение молекул, натыкающихся друг на друга, подобно шарам на бильярдном поле — энергия одного шара, сбивающего следующий, и так далее — когда любое движение в одном направлении компенсируется движением в противоположном. В такой модели звук не имеет массы и, следовательно, не может быть затронут гравитацией. Но это не вся история. В своей работе ученые предположили, что современная теория не в полной мере объясняет все, что наблюдается.

Звук обладает массой?

В последние годы физики придумали слово, которым описывается поведение звуковых волн в очень малом масштабе — фонон. Он описывает сложный способ взаимодействия звуковых вибраций с молекулами, благодаря которым распространяется звук. Этот термин оказался полезен, потому что позволил применять принципы для звука, которые ранее применялись к реальным частицам. Но никто не предполагал, что звук на самом деле представлен частицами-фононами, поэтому и массы у них не было. В новой работе ученые допустили, что фонон может иметь отрицательную массу, а вследствие этого и отрицательную гравитацию.

Чтобы понять, как это возможно, ученые использовали контейнер с жидкостью в качестве примера. В чаше воды частица воды плотнее на дне чашки, чем те, что наверху — потому что гравитация тянет их вниз. Но также известно, что звук движется быстрее по более плотному материалу. Что же происходит с фононом, когда он сталкивается с этим расхождением? Ученые предположили, что он будет отклоняться вверх, демонстрируя свойства отрицательной гравитации. Также они предположили, что то же самое будет справедливо для звука в воздухе вокруг нас, из-за чего он будет нарастать. Сейчас эти зацепки слишком малы, чтобы их можно было измерить с помощью подходящего оборудования, но однажды улучшения в области технологий могут позволить проверить эту теорию.

Водные миры оказались не такими уж редкими

Водные миры оказались не такими уж редкими

Ученые считает, что вода должна быть важным компонентом многих экзопланет (планет размером в 2-4 раза больше Земли, вращающихся возле других звезд). Если это подтвердится, подход к поиску жизни в нашей галактике изменится. Открытие экзопланет в 1992 году вызвало интерес к пониманию состава этих планет, потому что они, среди прочего, могли бы содержать жизнь. Последние данные космического телескопа «Кеплер» и миссии «Гайя» указывают на то, что многие из известных планет могут на 50% состоять из воды. Это намного больше, чем на Земле (0,02%).

«Для нас было большим сюрпризом узнать, что может быть так много водных миров», говорит ведущий исследователь доктор Ли Цзэн из Гарвардского университета.

Сколько на экзопланетах воды?

Ученые выяснили, что большинство из 4000 подтвержденных экзопланет, обнаруженных на сегодняшний день, попадает в две категории размеров: планеты с радиусом в 1,5 земного и планеты с радиусом в 2,5 земного.

Проанализировав экзопланеты на основе измерений радиуса и массы спутника «Гайя», ученые разработали модель их внутренней структуры.

«Мы рассмотрели, как масса относится к радиусу и разработали модель, которая могла бы объяснить это отношение», говорит Ли Цзэн. Модель показывает, что те экзопланеты, которые имеют радиус около 1,5 земного, как правило, являются твердыми (и имеют массу в 5 раз больше земной), а те, которые имеют радиус 2,5 земного (и массу в 10 раз больше) — вероятнее всего, водные миры.

«Это вода, но не такая, как на Земле», говорит Цзэн. «Предполагается, что температура поверхности будет в диапазоне от 200 до 500 градусов Цельсия. Поверхность может быть покрыта атмосферой с преобладанием водяного пара с протекающей под ней жидкой водой. Двигаясь глубже, можно было бы ожидать, что эта вода превратится в лед под высоким давлением до того, как мы достигнем твердого каменистого ядра. Прелесть модели в том, что она объясняет, как состав соотносится с известными об этих планетах фактами».

«Наши данные показывают, что около 35% всех известных экзопланет, которые больше Земли, должны быть богаты водой. Эти водные миры, вероятно, сформировались так же, как и ядра гигантских планет (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун), которые мы нашли в собственной системе. Недавно запущенная миссия TESS найдет еще больше таковых, при помощи наземной спектроскопии. Следующее поколение космических телескопов, таких как Джеймс Вебб, охарактеризует атмосферу экзопланет. Удивительные времена для исследования далеких миров».

Можем ли мы отправить что-то вроде «Кассини» на Уран или Нептун?

 

Можем ли мы отправить что-то вроде «Кассини» на Уран или Нептун?

В том месте Солнечной системы, где находимся мы, изучение далекой Вселенной при помощи мощных наземных и космических обсерваторий обеспечило нас данными и знаниями, о которых мы и не мечтали. Но у нас по-прежнему нет никакой возможности самостоятельно отправиться куда-нибудь дальше Марса, об этом нам рассказали миссии на другие планеты. Несмотря на все ресурсы, которые мы отдали планетарной науке, мы отправили только одну миссию на Уран и Нептун: «Вояджер-2», который просто пролетел мимо планет. Каковы наши перспективы на орбитальные миссии в эти внешние миры?

Существует окно, в которое на Уран или Нептун можно отправить космический аппарат, используя Юпитер для гравитационного разгона. Что нужно сделать, чтобы аппарат достаточно замедлился после такого маневра и вышел на орбиту «ледяных гигантов»?

Уран и Нептун: как их исследовать?

Солнечная система — сложное, но, к счастью, привычное для нас место. Лучший способ добраться до внешней Солнечной системы — то есть до любой планеты за Юпитером — это использовать Юпитер в помощь. В физике, когда вы берете небольшой объект (например, космический аппарат), который пролетает рядом с массивным и неподвижным объектом (вроде звезды или планеты), гравитационная сила может существенно изменить его скорость.

Но если есть третий объект с гравитационной значимостью в этом уравнении, все немного меняется, и это особенно важно для достижения внешних пределов Солнечной системы. Космический аппарат, пролетающий рядом с планетой, привязанной к Солнцу, может набрать или потерять скорость за счет отъема импульса у системы планета-Солнце. Массивной планете все равно, но космический аппарат может получить разгон или замедление в зависимости от его траектории.

Такого рода маневр с гравитационной поддержкой был необходим для запуска «Вояджеров» за пределы Солнечной системы, а совсем недавно — для запуска «Новых горизонтов» к Плутону. Несмотря на то, что Уран и Нептун имеют поразительно длинные орбитальные периоды в 84 и 165 лет, соответственно, окна миссий для возвращения к ним повторяются каждые 12 лет или около того: каждый раз, когда Юпитер завершает орбиту.

Космический аппарат, запущенный с Земли, как правило, облетает несколько внутренних планет несколько раз в рамках подготовки к гравитационному маневру с Юпитером. Космический аппарат, облетающий планету, может использовать «гравитационную рогатку» — чтобы планета разогнала его. Если бы мы захотели запустить миссию на Нептун сегодня, выравнивание планет позволит нам это сделать. С Ураном, который ближе, это было бы еще проще сделать.

Десять лет назад была предложена миссия «Арго»: облететь Юпитер, Сатурн, Нептун и объекты пояса Койпера с окном запуска с 2015 по 2019 годы. Но миссии облета — это просто, потому что вам не нужно замедлять аппарат. Закинуть его на орбиту другого мира куда сложнее, но и интереснее.

Можем ли мы отправить что-то вроде «Кассини» на Уран или Нептун?

Вместо одного прохода, орбитальный аппарат позволит вам многократно изучить мир в течение длительных периодов времени. Вы сможете наблюдать изменения в атмосфере мира своими глазами и постоянно исследовать его в широком диапазоне длин волн, невидимых для человеческого глаза. Вы можете найти новые луны, новые кольца и новые явления, которых не ожидали найти. Можете даже отправить посадочный модуль или зонд на планету или одну из ее лун. Все это и многое другое уже происходило вокруг Сатурна с недавно завершенной миссией «Кассини».

«Кассини» не только изучила физические и атмосферные свойства Сатурна, хотя эта часть работы была проделана с блеском. Она не только засняла и изучила кольца, хотя и с этим справилась. Что более любопытно, так это то, что мы наблюдали изменения и переходные события, которых никогда бы не предсказали. Сатурн показал смены времен года, которые соответствовали химическим и цветовым изменениям у его полюсов. Колоссальный шторм проявился на Сатурне, окружив планету и продержавшись много месяцев. Было обнаружено, что кольца Сатурна имеют ярко выраженные вертикальные структуры и меняются со временем; они динамические, а не статические — отличная лаборатория для исследований формирования планет и лун. Имея эти данные, мы решили старые проблемы и открыли новые загадки о спутниках планеты Япет, Титан, Энцелад и других.

Нет никаких сомнений в том, что мы захотим проделать то же самое с Ураном и Нептуном. По Урану и Нептуну предлагалось много миссий, из которых многие прошли процесс заявки, но ни одну из них так и не начали планировать. NASA, ESA, JPL и Великобритания предлагали орбитальные устройства по Урану, из которых все в разработке, но никто не знает, что с ними будет в будущем.

До сих пор мы изучали эти миры издалека. Но есть огромная надежда на то, что будущая миссия спустя много лет все-таки состоится, когда окно запуска для достижения обоих миров будет открыто. В 2034 году концептуальная миссия ODINUS должна будет отправить аппараты-близнецы на Уран и Нептун одновременно. Сама миссия станет интересным совместным предприятием NASA и ESA.

Одной из основных флагманских миссий, предложенных планетологам NASA в 2011 году, были зонд и орбитальный аппарат на Уране. Эта миссия получила третий приоритет после миссии Mars 2020 и Europa Clipper. Эти сдвоенные аппараты должны были бы отправляться в 2020-х годах в окно в 21 день, которое есть каждый год: когда Земля, Юпитер и Уран занимают оптимальные позиции. Орбитальный аппарат взял бы три отдельных инструмента, предназначенных для визуализации и измерения различных свойств Урана, его колец и спутников. Уран и Нептун должны обладать огромными жидкими океанами под атмосферой, и орбитальный аппарат должен бы наверняка это обнаружить. Атмосферный зонд будет измерять облачные молекулы, распределение тепла и изменение скорости ветра с глубиной.

Предложенная Европейским космическим агентством программа ODINUS идет еще дальше: расширяет эту концепцию на два двойных орбитальных устройства, которые отправятся на Нептун и Уран. Окно запуска в 2034 году, когда Земля, Юпитер, Уран и Нептун выровняются соответственным образом, позволит запустить их одновременно.

Миссии облета отлично подходят для первых встреч, потому что вы можете многое узнать о мире, изучив его с близкого расстояния. Также они отлично достигают нескольких целей, в то время как орбитальные аппараты застревают в любом мире, орбиту которого выбирают. Наконец, орбитальные аппараты должны иметь на борту топливо для выполнения маневров, замедления и выхода на стабильную орбиту, что делает миссию намного дороже. Но наука, которую вы получаете от долговременного пребывания на планете, более чем компенсирует это.

Можем ли мы отправить что-то вроде «Кассини» на Уран или Нептун?

Существующие ограничения такой миссии не связаны с техническими достижениями; технологии, чтобы осуществить ее сегодня, уже существуют. Сложности вот в чем:

  • Политика. Поскольку бюджет NASA ограничен, ресурсов крайне не хватает.
  • Физика. Даже если взять самое большое судно NASA, беспилотную версию SLS, мы можем отправить лимитированную массу во внешнюю Солнечную систему.
  • Практика. Учитывая колоссальную удаленность от Солнца, солнечные панели не будут работать. Нужны радиоактивные источники, чтобы запитать аппарат так далеко, а это самая большая проблема.

Дело в том, что радиоактивные источники для зондов дальнего следования (вроде «Вояджера») питаются плутонием-238 — изотопом, который создается при обработке ядерных материалов. Большая часть плутония-238 была создана во времена активной ядерной гонки. Он нужен для радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ), которые используются в космических зондах.

Можем ли мы отправить что-то вроде «Кассини» на Уран или Нептун?

Однако с 1988 года производство плутония-238 прекратилось, а запасы исчерпались.

Чем быстрее вы двигаетесь при встрече с планетой, тем больше топлива нужно сжечь аппарату, чтобы замедлиться и остаться на орбите тела. В случае с Плутоном, шансов не было: «Новые горизонты» был слишком маленьким аппаратом и обладал слишком большой скоростью, плюс масса Плутона была слишком низкой, чтобы можно было за нее зацепиться. Но в случае с Нептуном и Ураном, если мы выберем удачный путь разгона от Юпитера и, возможно, Сатурна, это может быть осуществимо. Если мы хотим отправиться только на Уран, можно вылетать в любой год в 2020-х. Если же мы хотим посетить об планеты, наш год — 2034. Уран и Нептун могут быть похожи издалека, но вблизи они могут оказаться такими же разными, как Земля и Венера. Есть только один способ узнать.

Как SpaceX тренирует астронавтов NASA для полета на капсуле Dragon

Как SpaceX тренирует астронавтов NASA для полета на капсуле Dragon

Первая пассажирская команда SpaceX собрана, дата полета — назначена, и теперь настало время подготовить ее к путешествию в космос. В понедельник президент SpaceX Гвинн Шотвелл показала первым четырем астронавтам NASA, которые поедут в космос на новеньком пассажирском космическом аппарате компании, сам Crew Dragon, построенный для программы коммерческих пилотируемых полетов NASA. Также компания рассказала, какие инструменты будут использовать астронавты для подготовки к этим полетам.

Теперь, когда экипажи сформированы официально, в ближайшие месяцы и годы им придется поработать вместе с SpaceX над подготовкой к полетам. Crew Dragon — это аппарат SpaceX (не NASA), поэтому SpaceX и будет обеспечивать астронавтов необходимым для подготовки обмундированием. В него входят два набора модельного оборудования, которые познакомят астронавтов с недрами капсулы.

Когда астронавты полетят на аппаратах SpaceX?

Первый набор — для командира и пилота. Он состоит из двух центральных сидений, которые будут внутри капсулы, а также кнопочного интерфейса и сенсорного экрана, с которым космонавты будут взаимодействовать во время полета. Все выполнено в фирменном стиле SpaceX, гладкое и обтекаемое. Есть лишь несколько десятков физических кнопок, которые астронавты могут нажимать, большинство из которых можно использовать только во время аварийных сценариев. Например, космонавты должны нажать реальную кнопку, чтобы включить систему пожаротушения.

 

Как SpaceX тренирует астронавтов NASA для полета на капсуле Dragon

Все другие взаимодействия должны происходить на трех сенсорных экранах капсулы, которые будут реагировать на касание экипажа в перчатках скафандра. Основная цель экранов — обеспечить отслеживание орбитального полета. Астронавты смогут настраивать дисплеи, чтобы менять виды Земли, показывающие, где именно находится их капсула на пути на орбиту. У них также есть возможность переключаться в режим управления ориентацией на этих экранах, что позволит им вручную управлять экипажем Crew Dragon в космосе. Простое нажатие запускает двигатель аппарата, слегка изменяя его курс. Впрочем, делать это не обязательно, поскольку Crew Dragon предназначен для автоматической стыковки с космической станцией. Вариант на всякий случай.

Однако есть ключевая часть интерфейса, которая не является ни кнопкой, ни командой тачскрина. Это большая ручка в центре консоли со словом EJECT (выброс). Есть надежда, что астронавтам никогда не придется ее трогать. Но если ракета, несущая Crew Dragon, получит повреждение или сломается во время полета, астронавты должны будут провернуть и потянуть эту ручку, зажигая двигатели на борту капсулы, которая унесет их от опасности. Этот рычаг предназначен для последней линии защиты астронавтов. SpaceX запрограммировала бортовой компьютер аппарата на обнаружение любых аномалий, которые потребуют скорейшего побега, в надежде избавить астронавтов от необходимости вмешиваться.

Как SpaceX тренирует астронавтов NASA для полета на капсуле Dragon

На самом деле, кажется, что цель Crew Dragon — почти полная автоматизация. Если во время полета все будет хорошо, астронавты будут большую часть времени сидеть сложа руки и наслаждаться поездкой. Тем не менее, космический полет требует подготовки к самым мрачным сценариям, и в этом поможет другой важный инструмент SpaceX: симулятор, который по сути воссоздает все внутри капсулы, от сидений до окон. Внутри астронавты тренируются в любых ситуациях космического полета, от обычного полета до необычного и экстремального. SpaceX помещает астронавтов в различные сценарии поломок и отказов оборудования, вроде разгерметизации, и людям придется связываться с наземным контролем, чтобы узнать, нужно ли им что-то чинить в капсуле. Есть даже симулятор солнечного света — лампа — который светит через окно, имитируя вид Солнца во время полета.

Единственное, чего не может симулятор — это передать, каково астронавтам будет в ракете. Поездка на Falcon 9, которая понесет капсулу с экипажем в космос, будет не самой мягкой: астронавты подвергнутся перегрузкам и воздействию мощной вибрации. Для имитации этого астронавтам приходится сидеть на гигантской платформе, которая заставляет аппарат вибрировать.

NASA выбрало четырех астронавтов в 2015 году для первых полетов в рамках программы Commercial Cres. Однако вопрос о том, на каком аппарате астронавты будут летать, оставался открытым. Boeing и SpaceX разрабатывали капсулы для этой программы, CST-100 Starliner и Crew Dragon, соответственно. В этом месяце NASA объявило о назначении экипажа для каждого из космических аппаратов вместе с новыми целевыми датами, когда они выйдут на орбиту.

Как SpaceX тренирует астронавтов NASA для полета на капсуле Dragon

В команду астронавтов SpaceX входят три летчика-ветерана и один новичок. Первый пилотируемый испытательный полет компании, в ходе которой Crew Dragon отправится на Международную космическую станцию в двухнедельный полет, будет проходить под командованием Дуга Херли и Боба Бенкена, двух бывших членов экипажа космического шаттла, хороших друзей. Полет запланирован на апрель 2019 года и станет важным шагом в начале регулярных поездок Crew Dragon на МКС и обратно. Как только Crew Dragon будет сертифицирован, первый операционный полет понесет команду из четырех человек на МКС, где те останутся на много месяцев. В эту команду войдут астронавт NASA Майк Хопкинс, который летал на российском «Союзе», и Виктор Гловер, который выйдет в космос впервые.

Официальная подготовка к миссиям уже началась в последние пару месяцев. Бенкен и Херли, которые стали частью Commercial Crew Program в 2015 году, провели много недель в штаб-квартире SpaceX и проведут еще больше по мере приближения даты полета.

Как SpaceX тренирует астронавтов NASA для полета на капсуле Dragon

Что касается того, будут ли соблюдены последние назначенные даты полета, Шотвелл говорит, что иногда появляются причины, приводящие к изменениям. Прогнозировать точную дату запуска бессмысленно. При этом наивысшим приоритетом, по ее словам, является безопасность.

«Мы не полетим, пока не убедимся, что ребята будут в безопасности», говорит Шотвелл. «Эта миссия будет похожа на любую другую миссию, потому что мы хотим, чтобы каждая ракета и каждая капсула были надежными, но в этот раз за системой будет следить еще 7000 дополнительных глаз».

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

Российские космонавты Олег Артемьев и Сергей Прокопьев завершили второй в этом году выход в открытый космос с борта Международной космической станции. Работы за бортом МКС начались 15 августа в 19:17 по московскому времени. Изначально планировалось, что расчетная продолжительность работы в открытом космосе составит 6 часов и космонавты вернутся на борт МКС примерно в 01:15 в ночь на 16 августа, однако установка оборудования для эксперимента ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space) затянулась почти на час. Помимо этого, был произведен ручной запуск четырех российских наноспутников. В итоге в открытом космосе космонавты провели почти 8 часов.

В ходе выполнения поставленных задач Олег Артемьев и Сергей Прокопьев не забывали делать фотографии Земли, а также МКС. Приведем здесь лишь несколько, на наш взгляд, самых лучших снимков. С остальными вы сможете ознакомиться в альбоме Атемьева в социальной сети «Вконтакте». Кроме того, на Артемьева можно подписаться в «Твиттере». Космонавт активно ведет свою страничку и часто делится новыми фотографиями из космоса.

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

#галерея | Космонавт Олег Артемьев поделился фотографиями выхода в открытый космос

Hyundai представила аудиосистему, позволяющую каждому пассажиру слушать свою музыку

Hyundai представила аудиосистему, позволяющую каждому пассажиру слушать свою музыку

Музыкальные (равно как и любые другие) предпочтения просто по определению не могут быть у всех одинаковыми. И не всегда нужно искать компромисс, ведь недавно компания Hyundai представила аудиосистему для автомобиля, которая посзволит каждому пассажиру слушать ту музыку, которая нравится именно ему. Причем дополнительные аксессуары вроде наушников или чего-то подобного использовать не придется.

Новая звуковая система носит название Separated Sound Zone SSZ (или, если угодно, разделенные звуковые зоны) и она, согласно заявлению компании, появится в серийных автомобилях компании в течение ближайших двух лет. Так как же устроена эта система? Для каждого из пассажиров автомобиля создается «индивидуальное аудиопространство».

Hyundai представила аудиосистему, позволяющую каждому пассажиру слушать свою музыку

Большое количество динамиков, установленных по всему салону, генерируют контроллируемые акустические поля, которые направлены на каждого конкретного пассажира. Помимо этого, динамики оборудованы функцией фазового смещения, экранирования и нейтрализации звуковых волн, идущих от динамиков, подзвучивающих других пассажиров. При этом аудиопространоство можно использовать не только для прослушивания музыки, но и для, например, разговоров по телефону. Как отмечает пресс-служба Hyundai,

«Наша технология может изолировать от пассажиров звуки, которые мешали бы им, но при этом необходимы водителю. Указания навигационной системы или предупреждающие сообщения позволят сосредоточиться на управлении автомобилем, а технология SSZ даст возможность сохранить их в личной звуковой зоне, без проникновения в звуковое поле остальных пассажиров.»

Новые таблетки не позволят раковым клеткам «лечить самих себя»

Новые таблетки не позволят раковым клеткам «лечить самих себя»

Раковые опухоли не в последнюю очередь опасны тем, что являются крайне устойчивыми и обладают высокой способностью к самовосстановлению даже после очень сильных повреждений. Но что, если лишить раковые клетки этого «бонуса»? Такой подход мог бы сделать их менее устойчивыми к воздействию средств лечения. И именно такой метод был разработан учеными из Великобритании, создав новый препарат в таблетированной форме.

Новое лекарство, созданное совместными усилиями исследователей из института Френсиса Крика и Оксфордского университета, направлено на найденную в опухолевых клетках уязвимость. Дело в том, что некоторые виды рака (в частности, рак большинства отделов кишечника) развиваются из-за отсутствия особого белка AhR — Aryl hydrocarbon Receptor (ариловый углеводородный рецептор). И для его замены вполне подходит вещество I3C — Indole-3-Carbinol (индол-3-карбинол). По словам одного из авторов работы, доктора Амины Метиджи,

«Мы изучили мышей, которые не могут вырабатывать или активировать AhR в кишечнике, и установили, что у них легко развивается воспаление кишечника, которое прогрессирует до рака. Но если в их рацион добавить I3C, воспаление и рак не развиваются. Более того, даже перевод уже больных раком мышей на питание с I3C вызывает снижение злокачественности и уменьшение размера самих опухолей, делая их менее устойчивыми к традиционным методам терапии.»

После «замены» одного белка другим снижается способность клеток опухоли к саморегенерации и увеличивается уязвимость и проницаемость клеточных мембран. Таким образом, опухоли становятся более уязвимыми для радио- и химиотерапии, что ведет к тому, что можно либо обходиться меньшими дозами, что приведет к меньшему повреждению здоровых тканей, либо к тому, что те же дозы лечения будут действовать более эффективно.

ВЭФ предупреждает: ИИ может дестабилизировать финансовую систему

ВЭФ предупреждает: ИИ может дестабилизировать финансовую систему

Искусственный интеллект определенно изменит финансовый мир в ближайшем будущем, автоматизировав инвестирование и другие услуги — но он также может внести дисбаланс в систематические слабости и риски, сообщает Мировой экономический форум (МЭФ).

В докладе, сделанном на основе интервью с десятками ведущих финансовых экспертов и лидеров отрасли, делается вывод о том, что искусственный интеллект разрушит отрасль, позволив первопроходцам получить конкурентное преимущество. Из этого также следует, что технологии приведут к появлению более удобных продуктов для потребителей, таких как сложные инструменты для управления личными финансами и инвестициями.

Что будет с банками в будущем?

Но самое главное то, что в докладе указывается возможность для крупных финансовых учреждений создавать сервисы на основе машинного обучения, которые находятся в облаке и к которым обращаются другие учреждения.

«Динамика машинного обучения создает сильный стимул к объединению бэк-офиса», говорит главный автор доклада Джесси МакУотерс. «Более сетевой мир более уязвим для рисков кибербезопасности, а также создает риски концентрации».

Другими словами, финансовые системы, которые включают машинное обучение и доступны через облако многим учреждениям, могут представлять собой вкусную цель для хакеров и единую точку системного сбоя.

Уолл-Стрит уже стремительно развивает машинное обучение — технологию, которая находится в центре бума искусственного интеллекта. У финансовых компаний есть много данных и много стимулов к инновациям. Хедж-фонды и банки нанимают специалистов в области ИИ как можно быстрее, а финансовая отрасль экспериментирует с полной автоматизацией бэк-офиса. Автоматизация высокочастотного трейдинга всегда создавала системные риски. Система в целом может быть намного более уязвимой из-за своей сложности.

Обзор наушников Simgot EM5 — кардинальные перемены

Обзор наушников Simgot EM5 — кардинальные перемены

У вас бывало такое, что знакомая девушка, которую вы не видели несколько месяцев, за это время сменила причёску, перекрасила волосы и полностью сменила стиль с гардеробом? Примерно такая же метаморфоза произошла с компанией Simgot, представившей линейку гибридных наушников. Сегодня поговорим про их флагман EM5.

В прошлом, компания выпустила несколько моделей в серии EN700, отличавшихся классным дизайном и фирменной тёплой подачей. По результатам «пробного шара» в компании решили немного пересмотреть свой подход к звуку и использовать для топовых моделей гибридную схему. Флагман EM5, помимо 10 мм динамического излучателя, использует TWFK-30017 для средних и высоких частот а так же SWFK-31736 для сверхвысокой части диапазона. Разумеется, ценник был заметно увеличен, старшая модель компании на момент написания обзора стоит 500 долларов, но это практически «нормальная» цена для пятидрайверных гибридов.

Обзор наушников Simgot EM5 — кардинальные перемены

Технические характеристики

  • Излучатели: 10 мм динамический + 4 × со сбалансированным якорем
  • Чувствительность: 101 дБ
  • Импеданс: 16Ω
  • Диапазон частот: 15 Гц – 40 кГц
  • Общие гармонические искажения: <1%
  • Кабель: сменный, с двухпиновым коннектором, медь + посеребрённая медь
  • Штекер: 3.5 мм TRS

Упаковка и комплект поставки

Ну наконец-то хоть кто-то решил нестандартно подойти к упаковке. Коробка Simgot, сделанная из приятного материала с текстурой, открывается вытягиванием на манер ящика стола. Внутри, помимо самих наушников и кабеля к ним, находятся:

  • два набора по 3 пары насадок, немного отличающиеся по звуку
  • эффектнейший чехол из коричневой кожи, напоминающий дорогой дорожный чемодан

Обзор наушников Simgot EM5 — кардинальные перемены

Ну и, конечно, не будем забывать про бесценные инструкции и гарантийный талон.

Дизайн и удобство ношения

Я думаю, что, дочитав досюда, вы уже составили представление о внешнем виде наушников по фотографиям, но на всякий случай немного расскажу о нём. На этот раз IEM сделаны из прозрачного пластика, с размещённой на внешней стороне металлической вставкой. Корпуса имеют каплевидную форму и достаточно компактный размер, обеспечивающий комфортную посадку. Не знаю кому как, а мне EM5 напоминают то ли бензобак мотоцикла, то ли какую-то деталь от самолёта 30-х годов, есть в их дизайне что-то ретрофутуристичное. В Simgot очень качественно обыгрывают материалы и цвета: прозрачный пластик не белый, а слегка телесного оттенка, ту же цветовую гамму имеет и провод. Цвет вставки на передней панели перекликается с оттенком разветвителя и штекера. С одной стороны это мелочи, с другой — именно подобное внимание к деталям и выдаёт тщательный подход к дизайну.

Носятся EM5 заушно, и благодаря достаточно длинным звуководам обеспечивают звукоизоляцию, немного превосходящую средний уровень. Носить наушники кабелем вниз теоретически можно, но на практике это выходит очень, очень неудобно.

Провод сделан сменным, используются немного необычные коннекторы. Точнее, сами двухпиновые вилки, конечно, стандартны, а вот гнёзда на наушниках расположены на небольшом выступе, в свою очередь коннекторы сделаны с кантом, таким образом обеспечивается «бесшовное» соединение. На самом деле, подключить к наушникам получится любую подходящую вилку, но смотреться эстетично это всё будет только с родным кабелем. Впрочем, сам провод, идущий в комплекте очень хорош. Он мягкий, практически не запутывается и не твердеет на морозе, микрофонный эффект отсутствует. Кроме того, этот кабель ещё и очень красив: ровное плетение, удачный выбор оттенка — всё сделано в соответствии с «феншуем».

Обзор наушников Simgot EM5 — кардинальные перемены

Звук

Для прослушивания использовалось следующее оборудование.

  • Yulong DA9 и Resonessence Labs Concero HP в роли ЦАП и усилителя
  • Apple MacBook Pro Retina 2016 в роли источника
  • Fidelia в роли плеера
  • Lotoo PAW Gold, theBit OPUS#2, Astell&Kern A&ultima SP1000 и другие в роли портативных плееров
  • Записи высокого разрешения в Lossless-форматах (Dr. Chesky The Ultimate Headphone Demonstration Disc и другие)

Перед прослушиванием наушники были прогреты на протяжении 48 часов, изменения в звуке наблюдались первые часа 4.

По словам разработчиков наушников, в гибридных моделях используются те же динамики что в EN700Pro, но, слушая новые модели, в это сложно поверить. Даже если откинуть СЧ/ВЧ диапазон, за который отвечают арматуры, бас наушников тоже не сильно похож на EN серию. Общая подача сделана в нейтральной манере, кроме того, флагман отличается повышенной протяжённостью ВЧ, что накладывает определённые требования на источник и качество материала. Я не тестировал EM3, но, судя по отзывам, они похожи на «пятёрки», но с меньшей протяжённостью верхних частот, видимо, среднюю модель как раз лишили SWFK-31736.

Обзор наушников Simgot EM5 — кардинальные перемены

Бас в EM5 быстрый и не акцентированный, но при этом обладающий позитивными сторонами гибридной схемы: плотностью, ударностью, весом. Тут есть передача раскатов, ударов и рокота, равно как и хорошая текстурность. Из за отсутствия традиционного подчёркивания НЧ наушники могут не подойти любителям «навалить», но эта модель создавалась с максимальным прицелом на естественность, отсюда и более ровная. Так же бас тут обладает очень приличной глубиной и нормально контролируется на всём своём диапазоне.

Средние частоты можно условно разделить на две части. Нижняя половина подаётся в манере, напоминающей звук динамических излучателей: чуть-чуть сглажено и слитно, но с хорошим разрешением и массой. Мужской вокал звучит авторитетно, инструменты обладают хорошей телесностью. Верхние средние частоты подаются максимально нейтрально, с лёгким акцентированием микроконтраста, это немного напоминает эффект clarity в Lightroom, звук обретает дополнительную «прозрачность» и подчёркнутую чистоту. Может быть это некоторое отступление от тотально нейтральной подачи, но звучит очень приятно, особенно на качественных записях. Воображаемая сцена больше средней в глубину и ширину, с хорошим разделением планов и правильным позиционированием инструментов.

Верхние частоты отличаются повышенной протяжённостью и радуют натуральными атаками и затуханиями. Это обеспечивает невероятную реалистичность, особенно заметную на записях тембрально богатых инструментов, все эти обертона, затухания и мелкие нюансы тут присутствуют. ВЧ так же хороши по разрешению и даже обладают дорогой слоистостью, но при этом тут нет ни малейшей попытки сгладить «верха», добавив им комфортности. Кроме того, наушники налагают повышенные требования на материал и источник, поскольку они не имеют типичного завала выше 10 кГц (или точнее сказать — он меньше выражен), поэтому вся грязь и проблемы, характерные для некачественных записей будут поданы весьма наглядно.

Обзор наушников Simgot EM5 — кардинальные перемены

Если говорить о сравнениях, сегмент «около 500 долларов» последнее время активно наполняется гибридными наушниками, так что именно схожие модели и выступали в сравнении.

iBasso IT04 Тоже многодрайверная модель с гибридной схемой, но по звуку они обладают более окрашенной подачей. Наушники iBasso больше акцентируют область мидбаса и начало верхнечастотного диапазона, так что выбор между данными моделями является абсолютно субъективным и упирается в личные вкусовые предпочтения.

IMR R1 Не совсем стандартные гибриды, использующие динамик и керамический излучатель для ВЧ. Данные IEM так же отличаются повышенной протяжённостью ВЧ, но, благодаря керамике, «верх» тут немного ровней и телесней, на СЧ R1 чуть ближе к «динамическому» звуку с немного меньшей детальностью, а на НЧ британская модель весомей и глубже, но так же менее детальна.

Dunu DK-3001 Пожалуй, самая старая из гибридных многодрайверных моделей данного сегмента. Dunu обладают чуть меньшей глубиной на НЧ, при этом детальней на СЧ и чуть-чуть проще на ВЧ, но при этом они не так критичны к источнику.

Обзор наушников Simgot EM5 — кардинальные перемены

Совместимость

Разумеется, эти наушники не предназначены для телефонов или даже бюджетного сегмента плееров. Хороший источник с качественным контролем всего диапазона и без излишнего акцентирования ВЧ им просто необходим. Если откинуть топовый сегмент, из того что у меня есть в наличии они лучше всего показали себя с FiiO X7-II и iBasso DX150. Так же неплохая связка получилась с DX200 с усилителями AMP7/AMP8.

Стилистически наушники универсальны, но, разумеется, наиболее полно они раскрываются с насыщенными нюансами стилями вроде камерной музыки или прогрессивного рока. К качеству материала EM5 критичны, так что по 10-бальной шкале «придирчивости» они получают 9 баллов.

Обзор наушников Simgot EM5 — кардинальные перемены

Несколько традиционных треков для примера.

Opeth — In My Time of Need Группа, прочно ассоциирующаяся у меня с Брюсом Бэннером: вот перед нами интеллигентный профессор, но стоит его разозлить… Так же и с Opeth, легко меняющих сложные многоходовые прог-баллады на рёв дисторшена и гроул. Впрочем, этот трек тяжести почти лишён, хотя сложные ударные иногда и намекают на стилистическое происхождение группы. EM5 тут как никогда хороши: все нюансы вокала, объём, плотная подложка ритм-секции — всё это им по силам.

Robert Plant — Polly Come Home Ещё один прекрасный тест потенциала наушников. Мощные, раскатистые и весьма низкочастотные удары покажут, на что IEM способны на НЧ, а вокал Планта и бэк-вокалисток является достаточно сложным материалом, показывающим разрешение и динамику остального диапазона. Флагман Simgot тут справляется без вопросов, удары звучат реалистично, а знакомый, чуть меланхоличный на этот раз, голос завораживает нюансами.

Marvin Gaye — Sunny Я даже не припомню такого отличного кевера: звезда соула блистательно перепевает известнейший диско-хит, трансформируя его в совершенно другое произведение. Герои сегодняшнего обзора не пасуют и на этот раз, тщательно передавая все нюансы записи, от вокала до оркестрового аккомпанемента.

Выводы

Думаю, вы уже поняли по обзору, что наушники получились очень интересными. Необычный внешний вид, не банальный, достаточно «дорогой» звук, правильно выставленная цена — всё это показывает, что Simgot нашли свою рыночную нишу.

P.S. Если вы интересуетесь темой портативного звука, подписывайтесь на мой канал в Telegram, где я публикую ссылки на обзоры, видео и другие связанные темы.