Новини України
Підбірка новин з українських джерел

У Японії вперше посадили робота за кермо електромобіля
Дослідники з Токійського університету навчили робота-гуманоїда на ім’я Мусасі керувати невеликим електромобілем.
Випробування показали, що людиноподібний робот здатний безпечно керувати електромобілем.
Тема
Вчені попередили про відмову нирок після польоту до Марса1 джерел • 2 матеріалів • оновлено 16 черв. 2024 р., 18:12
Останнє по темі
У Японії вперше посадили робота за кермо електромобіля
Portaltele.com.ua • 16 черв. 2024 р., 18:12
Вчені попередили про відмову нирок після польоту до Марса
Portaltele.com.ua • 13 черв. 2024 р., 19:17
Таймлайн
Порівняння джерел
Пов'язані матеріали
Глава підрозділу NASA із систем дослідження Місяця пояснила раніше невідому публіці умову для висадки людей на супутнику Землі у вересні 2026 року. Скептики оцінили цю заяву як прагнення Національного управління з аеронавтики та дослідження космічного простору США перекласти відповідальність за зрив термінів місячної висадки на когось ще.
Кетрін Кернер (Catherine Koerner), яка раніше очолювала програму пілотованих польотів NASA, а тепер відповідає за «системи дослідження» для програми «Артеміда», відповіла на питання американських ЗМІ про те, який наступний крок з боку SpaceX необхідний для того, щоб США змогли повернути людей на Місяць 2026-го. Саме вересень цього року в космічному агентстві все ще називають терміном висадки на земному супутнику, хоча практично ніхто знайомий із космічною галуззю не чекає на виконання плану.
Кернер заявила, що для утримання NASA у розкладі SpaceX за контрактом необхідно виконати перекачування кріогенного палива на орбіті Землі. За її словами, це має статися на початку 2025 року. Такий політ має містити досить складні маніпуляції. Після запуску одного Starship із Землі має бути запущений інший, «наздоганяючий» (Starship chaser). Потім вони стикуються на земній орбіті, і «наздоганяючий» повинен буде перекачати певну кількість палива на основний корабель.
При простоті опису, що здається, все це дуже складні операції. Обом кораблям доведеться зістикуватися в автоматичному режимі. Ще складніше з перекачуванням палива: поки що її в порівнянних обсягах не виконував ніхто в космосі. Річ у тому, що для дозаправки місячної версії Starship (Starship HLS) потрібні як мінімум сотні тонн рідкого метану та кисню.
Тому обсяг перекачування з «наздоганяючого» корабля має бути близьким до всього його практичного корисного навантаження (до 100 тонн). Досі кріогенне паливо на орбіті не перекачували з одного корабля до іншого. Передачі невеликого обсягу некріогенного палива (тобто не потребує охолодження) набагато простіше технічно.
Нагадаємо, перед «Артемідою III» (запланований політ для висадки афроамериканця та жінки на Місяці) Starship HLS має бути дозаправлений зі спеціального корабля – накопичувача палива. Це теж має бути Starship, який, своєю чергою, заздалегідь дозаправить як мінімум 10 польотів інших Starship-танкерів. Рідкий метан та кисень на орбіті поступово википають, тому час для дозаправки корабля-накопичувача обмежений кількома місяцями.
Це накладає величезні вимоги на наземну інфраструктуру SpaceX. Оскільки кораблі типу Starship ще далеко не відпрацьовані, вони легко можуть пошкодити стартові вежі, на які повинні опускатися перший і другий щаблі цієї системи. У Бока-Чике (Техас, основний космодром SpaceX в рамках цієї програми) поки що одна вежа, що працює, другу добудовують. Другий пусковий майданчик у Флориді SpaceX планує дообладнати не раніше другої половини 2025 року.
До кінця 2025-го заплановано наступну демонстраційну місію SpaceX: вона передбачає автоматичний політ Starship HLS на Місяць, посадку там і зліт на близькомісячну орбіту. Так корабель має імітувати свої дії під час Артеміди III у 2026 році.
За планом NASA виведе на орбіту корабель «Оріон» (на власній ракеті SLS), той долетить до близькомісячної орбіти, два астронавти звідти перейдуть на Starship HLS, той сяде на Місяць, де пробуде тиждень. Потім він злетить, знову зістикується з Оріоном, після чого корабель повернеться на Землю.
Naked Science раніше писав, що на сьогодні у реалізації цього плану вчасно є великі сумніви. За першого ж безпілотного польоту «Оріона» 2021 року з’ясувалося, що при поверненні на нашу планету його теплозахисний щит отримав значні пошкодження. По-хорошому, щит треба модифікувати, а потім випробовувати ще одним безпілотним польотом.
Але це практично нереально, адже один такий політ коштує 4,3 мільярда доларів. Для порівняння: за всю програму створення Starship HLS, що складається з багатьох десятків польотів, NASA заплатить SpaceX лише 2,6 мільярда. Чотирьох із лишком у бюджеті агентства немає — ймовірність якихось проблем з «Оріоном» там просто не врахували.
Інше слабке місце – скафандри. На сьогодні астронавти відпрацьовують дії у шлюзі Starship у костюмах із порожніми ранцями. Спорядження для Місяця зробити дуже складно: американські місячні скафандри, зокрема, мали обмежену рухливість у колінах і пропускали повітря після першого виходу через використання блискавок. Тижнева місія на Місяці із чимось такого ж рівня просто небезпечна. Нові скафандри для висадки поки що не показали достатнього рівня готовності для посадки у 2026 році.
У зв’язку з цим у Штатах багато хто вважає, що NASA просто намагається перекласти відповідальність за неминучий зрив термінів висадки на Місяць на SpaceX. Однак це може і не вийти: компанія Ілона Маска демонструє серйозні успіхи у випробуваннях. Зі значною ймовірністю вона встигне показати перекачування палива на орбіті в першому кварталі 2025 року. У цьому випадку Національному управлінню з аеронавтики та дослідження космічного простору США доведеться шукати іншого крайнього.
Дослідження з використанням забутих аерофотознімків китобоїв 1937 року показує, що лід Східної Антарктиди був стабільним і навіть виріс, незважаючи на деякі ранні ознаки ослаблення. Екстремальна погода, танення льодовиків і підвищення рівня моря — все це свідчить про те, що клімат і льодові маси світу перебувають у критичному стані. Однак нове дослідження Департаменту наук про Землю та управління природними ресурсами Копенгагенського університету виявило позитивну аномалію.
Використовуючи сотні старих аерофотознімків, датованих 1937 роком, у поєднанні з сучасними комп’ютерними технологіями дослідники відстежили еволюцію льодовиків у Східній Антарктиді. Ця територія, яка охоплює приблизно 2000 кілометрів берегової лінії, містить стільки ж льоду, скільки весь льодовиковий щит Гренландії. Порівнюючи історичні аерофотознімки з сучасними супутниковими даними, дослідники визначили рух льодовиків і зміни їх розміру, виявивши, що лід не тільки залишався стабільним, але й дещо виріс за останні 85 років, частково через збільшення снігопадів.
«Ми постійно чуємо про зміни клімату та нові рекорди танення, тому спостерігати за областю льодовиків, яка залишалася стабільною протягом майже століття, приємно», — каже докторант Мадс Домгаард, перший автор дослідження.
Китобійне судно Firern з літаком Stinson Reliant на борту поблизу Кларіуса Міккельсена Ф’єлла на Землі Ларса Крістенсена в Східній Антарктиді. Кредит Норвезький полярний інститут
Ранні ознаки змін
Незважаючи на загальну стабільність, дослідження також виявило перші ознаки змін у морському льоду, що оточує льодовики, що вказує на те, що ці стабільні льодовики Східної Антарктики можуть зменшитися в майбутньому.
«Наші результати також вказують на погіршення стану морського льоду, що робить плаваючі крижані язики льодовиків більш вразливими та нездатними вирости до таких розмірів, як це видно на ранніх аерофотознімках 1937 року. З інших частин Антарктиди ми знаємо, що океан відіграє надзвичайно важливу роль і спричиняє масове та зростаюче танення, яке ми спостерігаємо, наприклад, у Західній Антарктиді», — каже Домгаард.
Прихований від нацистів
Більшість зображень, використаних у дослідженні, були зроблені під час експедиції 1937 року, організованої та оплаченої норвезьким китобоєм Ларсом Крістенсеном. Місія мала на меті створити перші карти цієї частини Східної Антарктиди, але карти так і не були опубліковані через німецьке вторгнення до Норвегії. Відтоді зображення зберігалися в Норвезькому полярному інституті в Тромсе і були забуті.
Коли дослідники з Копенгагенського університету прочитали про експедицію, вони зрозуміли, що цінні зображення, ймовірно, були заховані в архіві в Норвегії. Вони поїхали в Тромсе і переглянули всі 2200 зображень, зроблених під час експедиції. Вони доповнили норвезькі аерофотознімки зображеннями тих самих льодовиків з австралійських досліджень, проведених між 1950 і 1974 роками.
«Порівнюючи історичні аерофотознімки з сучасними супутниковими даними, ми отримали важливі знання про льодовики, яких інакше не мали б. Я вважаю фантастичним те, що ці старі зображення можна використовувати для створення нових результатів досліджень майже через 100 років після того, як вони були зроблені», — каже доцент Андерс Бьорк з Копенгагенського університету, який очолює групу, що працює з історичними зображеннями.
Льодовик Хоннербрюгга в затоці Лютцов-Хольм у 1937 році порівняно з сучасним супутниковим знімком Landsat 2023 року. 9-кілометровий плаваючий язик льоду, який видно на зображенні 1937 року, зник наприкінці 1950-х років і не відріс через ослаблення морського льоду. Авторство: Mads Dømgaard / Норвезький полярний інститут
Можливість швидкого підвищення рівня моря
Антарктичний льодовиковий щит привертає все більше уваги дослідників через його потенціал надзвичайно великого та швидкого підвищення рівня моря. На відміну від Гренландії, про льодовики Антарктиди було відомо дуже мало до 1990-х років, коли стали доступними перші якісні супутникові спостереження.
«Ранні спостереження за льодовиками надзвичайно цінні, оскільки вони дають нам унікальне уявлення про те, як лід еволюціонував у змінному кліматі та чи поточні зміни льоду перевищують нормальний цикл просування та відступу льодовиків», — пояснює Домгаард.
Інгрід Крістенсен, дружина Ларса Крістенсена, брала участь у кількох експедиціях до Антарктиди і вважається першою жінкою, яка ступила в Антарктиду. Тут її можна побачити в літаку Стінсона в 1937 році, готовому кинути норвезький прапор над територією Східної Антарктиди. Авторство: Норвезький полярний інститут
Покращення прогнозних моделей
За словами дослідника, надійні довгострокові дані мають вирішальне значення для отримання точних прогнозів щодо майбутньої еволюції льодовиків і підвищення рівня моря, і це дослідження дає нове уявлення про величезну територію Східної Антарктиди.
«Довгий часовий ряд льодовиків покращує нашу здатність створювати точніші моделі майбутніх змін льоду, оскільки моделі тренуються на основі історичних спостережень», — підсумовує Бьорк.
Висновки нещодавно були опубліковані в Nature Communications, результатом спільних зусиль за участю дослідників з Університету Копенгагена, Норвезького полярного інституту, Арктичного університету Норвегії та Інституту наук про навколишнє середовище у Франції.
Оглядова карта маршруту експедиції 1936/1937 рр. та районів, які досліджували дослідники. Авторство зображення: Mads Dømgaard
Детальніше про дослідження
З 2200 знімків, зроблених з гідролітаків у 1937 році, для аналізу було відібрано 130.
Дослідники поєднали історичні фотографії з сучасними супутниковими даними, щоб створити 3D-реконструкцію льодовиків.
Норвезькі аерофотознімки були доповнені 165 аерофотознімками тих самих льодовиків з австралійських досліджень, проведених між 1950 і 1974 роками. Це дозволило дослідникам вивчити еволюцію льодовиків протягом різних періодів і розрахувати історичну швидкість потоку льоду для вибраних льодовиків.
Порівняно з сучасними даними, швидкості течії льоду не змінюються. Хоча деякі льодовики стоншувалися протягом коротших проміжних періодів у 10-20 років, вони залишалися стабільними або незначно зростали в довгостроковій перспективі, що вказує на баланс системи.
Дослідники з’ясували деталі того, як поводиться звук у різні часи та в різних місцях на Марсі, і результати дуже відрізняються від тих, до яких ми звикли на Землі. Марсохід NASA Perseverance на Марсі несе кілька мікрофонів. Ці пристрої, призначені для вивчення властивостей матеріалів на Червоній планеті, вловили всілякі додаткові звуки, включно з моторошним бризканням марсіанських пилових дияволів.
Записи вже показали, що звук на Марсі поводиться своєрідно. Наприклад, шуми нижче 240 герц (приблизно середній C піаніно) поширюються приблизно на 30 футів на секунду (10 метрів на секунду) повільніше, ніж звуки вищого тону. Це пояснюється тим, що молекули вуглекислого газу, які поглинають частину енергії звуку на низьких частотах, складають 95% атмосфери Марса. Такі дивні властивості, якщо їх не врахувати, можуть поставити під загрозу зв’язок у майбутніх місіях на Марс, особливо в місіях з екіпажем.
Маючи це на увазі, група вчених із французьких і американських інститутів вирішила вивчити швидкість звуку та його затухання — його тенденцію затихати на відстані — у перших 60 футів (20 м) атмосфери Марса.
Для початку команда зібрала значення різних параметрів, включаючи атмосферний тиск, температуру та хімічний склад, у різних точках Червоної планети з кліматичної бази даних Марса. Зміни в цих параметрах можуть розтягнути або стиснути звукові хвилі, що робить ці фактори важливими для прогнозування властивостей звуку.
Команда обчислила швидкість і затухання звуку в різні моменти часу в році планети (це приблизно 687 земних днів) і в різних точках марсіанського ландшафту, включаючи гірські вершини та долини. Такий підхід був необхідний, оскільки чинники, що лежать в основі, значно змінюються в просторі та часі. У полярних регіонах, наприклад, полуденна температура може коливатися на 108 градусів за Фаренгейтом (60 градусів за Цельсієм), а рівень вуглекислого газу – на 30% у різні пори року.
Розрахунки дали кілька цікавих висновків, які були опубліковані 7 травня в JGR: Planets. По-перше, пил, схоже, не впливає на поширення звуку, повідомили автори у спільному електронному листі до Live Science — подібно до ситуації на Землі, де, наприклад, пилова буря між вами та аеропортом не завадить вашій здатності чути. літаки, що злітають. Зміна швидкості звуку з температурою (приблизно 0,5 м/с на кожен градус Цельсія) також подібна до земної.
Однак, на відміну від Землі, швидкість і затухання звуку значною мірою залежать від рівня вуглекислого газу. Крім того, хоча швидкість звуку різко зростає приблизно на 240 герц, ступінь зсуву менш виражена при нижчих температурах, ніж при вищих.
Однак найбільша відмінність від Землі пов’язана з величезними коливаннями температури — і, меншою мірою, концентрації вуглекислого газу — щодня. Наприклад, у районі, де зараз знаходиться марсохід Perseverance, рівень ртуті змінюється приблизно на 90 градусів за Фаренгейтом (50 градусів за Цельсієм) протягом дня. Це призводить до того, що звук поширюється зі швидкістю до 100 футів на секунду (30 м/с) і затихає втричі швидше в жаркі години порівняно з холодними. Зміни температури та рівня вуглекислого газу також спричиняють зміну швидкості звуку та ослаблення звуку в різні пори року, хоча цей ефект більш виражений у полярних регіонах.
Результати дозволяють вченим «передбачити швидкість і затухання звуку для будь-якого місця на поверхні Марса в будь-який час року і в будь-який час доби», — повідомили дослідники Live Science. Модель також може покращити розуміння вченими того, як насправді звучать об’єкти, що створюють звук на Марсі.
«Ми чуємо його [звук] тільки після того, як звук поширюється через атмосферу», — сказали автори. «Наша модель може допомогти відновити характеристики оригінальних джерел звуку».
Крім того, модель дає уявлення про життя майбутніх мешканців Марса: ранок на вершинах гір може бути найближчим до того, як звук поводиться на Землі. В інший час і в інших місцях, наприклад у другій половині дня на сайті Perseverance, виникне різкий ефект, оскільки високі звуки на близькій відстані досягають вуха швидше, ніж низькі; більш віддалені шуми, зазвичай чутні на Землі, не будуть почуті взагалі.
Дослідники виявили, що гриб Parengyodontium album руйнує поліетилен в океані під впливом УФ-променів, припускаючи, що подібні гриби також можуть розщеплювати пластик у глибших водах.
Дослідники, в тому числі з NIOZ, виявили, що морські гриби можуть розкладати пластиковий поліетилен після того, як він піддається ультрафіолетовому випромінюванню сонячного світла. Їхні висновки, опубліковані в журналі Science of the Total Environment, показують, що численні інші гриби, здатні розкладати пластик, ймовірно, живуть у більш глибоких регіонах океану.
Гриб Parengyodontium album живе разом з іншими морськими мікробами в тонких шарах на пластиковому смітті в океані. Морські мікробіологи з Королівського нідерландського інституту морських досліджень (NIOZ) виявили, що грибок здатний розщеплювати частинки пластикового поліетилену (PE), найпоширенішого з усіх видів пластику, які потрапили в океан. Дослідники NIOZ співпрацювали з колегами з Утрехтського університету, Фонду очищення океану та дослідницьких інститутів у Парижі, Копенгагені та Санкт-Галлені, Швейцарія. Знахідка дозволяє грибу приєднатися до дуже короткого списку морських грибів, які руйнують пластик: на сьогодні знайдено лише чотири види. Вже відомо, що велика кількість бактерій здатна розкладати пластик.
Ретельно стежте за процесом деградації
Дослідники вирушили на пошук мікробів, що розкладають пластик, у гарячих точках забруднення пластиком у північній частині Тихого океану. Із зібраного пластикового сміття вони виділили морський грибок, вирощуючи його в лабораторії на спеціальному пластику, який містить мічений вуглець. Ваксмаа: «Ці так звані ізотопи 13C залишаються простежуваними в харчовому ланцюгу. Це як бирка, яка дозволяє нам стежити, куди йде вуглець. Потім ми можемо відстежити це в продуктах розпаду».
Ваксмаа в захваті від нового відкриття: «Що робить це дослідження науково видатним, так це те, що ми можемо кількісно визначити процес деградації». У лабораторії Ваксмаа та її команда спостерігали, що руйнування PE на P. album відбувається зі швидкістю приблизно 0,05 відсотка на день. «Наші вимірювання також показали, що грибок не використовує багато вуглецю, що надходить з поліетилену при його розщепленні. Більша частина PE, яку використовує P. album, перетворюється на вуглекислий газ, який гриб знову виділяє». Незважаючи на те, що CO2 є парниковим газом, цей процес не є чимось, що може створити нову проблему: кількість, яку виділяють гриби, є такою ж, як мала кількість, яку виділяє людина під час дихання.
Тільки під впливом УФ
Дослідники виявили, що присутність сонячного світла необхідна для того, щоб гриб використовував PE як джерело енергії. Ваксмаа: «У лабораторії P. album розщеплює лише ПЕ, який піддавався впливу УФ-світла принаймні протягом короткого періоду часу. Це означає, що в океані грибок може руйнувати лише пластик, який спочатку плавав біля поверхні», — пояснює Ваксмаа. «Вже було відомо, що ультрафіолетове світло руйнує пластик механічно, але наші результати показують, що воно також сприяє біологічному руйнуванню пластику морськими грибами».
Там інші гриби
Оскільки велика кількість різного пластику занурюється в глибші шари, перш ніж потрапити під сонячне світло, P.album не зможе зламати їх усіх. Ваксмаа очікує, що в глибших частинах океану існують інші, поки невідомі, гриби, які також руйнують пластик. «Морські гриби можуть руйнувати складні матеріали з вуглецю. Існує велика кількість морських грибів, тож, ймовірно, окрім чотирьох ідентифікованих на цей час видів, інші види також сприяють розкладанню пластику. Є ще багато запитань щодо динаміки того, як відбувається розкладання пластику в більш глибоких шарах», — каже Ваксмаа.
Пластиковий суп
Пошук організмів, які розкладають пластик, є терміновим. Щороку люди виробляють понад 400 мільярдів кілограмів пластику, і очікується, що до 2060 року цей показник збільшиться щонайменше втричі. Велика частина пластикового сміття потрапляє в море: від полюсів до тропіків воно плаває на поверхні. води, досягає більшої глибини в морі і зрештою падає на морське дно.
Провідний автор Анніка Ваксмаа з NIOZ: «Велика кількість пластику потрапляє в субтропічні круговороти, кільцеподібні течії в океанах, у яких морська вода майже нерухома. Це означає, що коли пластик був перенесений туди, він потрапляє в пастку. Близько 80 мільйонів кілограмів плаваючого пластику вже накопичилося лише в північно-тихоокеанському субтропічному круговороті в Тихому океані, який є лише одним із шести великих круговоротів у всьому світі».



