Что будет в 2030 году?

Новое поколение военных вертолетов

На протяжении многих лет, вертолеты, используемы в ВВС США, были существенно изменены. Хотя они постоянно совершенствуются новыми технологиями, лежащими в основе конструкций вертолетов 2000-х и 2010-х.

В современных войнах для Америки, вертолеты в первую очередь служили в качестве транспорта для разведки и доставки боеприпасов. Ничего не изменилось и по сей день. Тем не менее, ВВС теперь, наконец, внедрило новый флот, превосходящий Blackhawk и Chinook.

Все модели были усовершенствованы в значительной степени, что дало им огромное преимущество перед противником. Производство вертолетов будет продолжаться на протяжении 2030-х годов, полностью заменив Black Hawk, который окончательно исчезнет в 2038 году.

Joint Multi-Role (JMR) rotorcraft

Наряду с JMR, Heavy Lift (JHL) вертолеты, являются основным дополнением к флоту. Используя аналогичную наклонную конструкцию ротора, он способен развивать скорость до 290 миль в час, с диапазоном 600 миль, и способен вынести нагрузку массой 25 тонн. Это делает его жизнеспособной альтернативой для C-130J ВВС транспортного супер самолета Hercules.

Joint Heavy Lift (JHL) rotorcraft

Оба самолета, наряду с другими моделями готовы к эксплуатации, необязательно полностью укомплектованы. JMR, в частности, может работать в крупных, полуавтономных эскадрильях. Бортовые компьютеры управляют данными, собранными с множества датчиков, поддерживающих самолет на безопасном расстоянии во время контроля высоты и погоды.

В качестве боевика, JMR может быть использован пилотами, но пульта дистанционного управления становится все более популярным. При выполнении менее сложных задач, таких как транспорт, пилотирование, как правило, ведётся компьютером, что позволяет существенно автоматизировать полет. Внутренние датчики следят за малейшими повреждениями. Ремонт регулярно проводится в полете, часто осуществляется самовосстановление материалов. На земле ремонт обычно выполняется роботами, снижая всяческое вмешательство человека.

Больше…

ВВС США вводит в эксплуатацию Lockheed Martin SR-72

SR-72 – это беспилотный, гиперзвуковой летательный аппарат, предназначенный для разведки, наблюдения и рекогносцировки. Разработанный компанией «Локхид Мартин», это долгожданный преемник стратегического сверхзвукового разведчика ВВС США SR-71 Blackbird, который был выведен из эксплуатации в 1998 году. Самолет сочетает в себе как традиционные турбины, так и ГПВРД (гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель), способен добиться скорости 6 Махов (~6 500 км/ч), что в два раза быстрее SR-71 и может пересечь Атлантический океан в течение часа. Прототип в меньшем масштабе был построен и испытан в 2018 году. За тем последовал полноразмерный прототип в 2023 году. Ввод в эксплуатацию состоялся к 2030 году.
SR-72 имеет такой же размер, как и SR-71, примерно 30 м в длину. С рабочей высотой над уровнем моря около 24,300 метров, в сочетании с его скоростью, SR-72 почти невозможно сбить.

Больше…

Технология «активно-адаптивных интеллектуальных сетей» широко распространена в развитых странах

Разрушительное воздействие нефтяных кризисов предыдущих десятилетий наряду с постоянным увеличением спроса на электроэнергию со стороны растущих населения и промышленности привело к огромной нагрузке мировые электрические сети. В наиболее пострадавших регионах происходят частые отключения электроэнергии, и потребители во всем мире начинают более сознательно относится к использованию энергии и принимают меры по контролю или сокращению ее потребления. Ситуация усугубляется использованием во многих странах относительно древней инфраструктуры. Большая часть электрических сетей в начале 21-го века были очень старыми и неэффективными: более 50% электроэнергии терялось в процессе ее производства, передачи и использования. Наложение множества деловых, политических, социальных и экологических проблем вынудило правительства и регулирующие органы наконец решить эту проблему.

К 2030 году активно-адаптивные интеллектуальные электросети получают все большее распространение в развитых странах мира. Главным их преимуществом является оптимальный баланс спроса и производства. Традиционные электросети раньше основывались на системе поставки «точно в срок», где поставки постоянно регулируются для того, чтобы удовлетворить спрос. Сейчас эта проблема устраняется за счет широкого спектра датчиков и автоматизированных устройств контроля, встроенных в энергосеть. Этот подход уже применялся в небольших масштабах в виде смарт-счетчиков для индивидуальных домов и офисов. К 2030 году эта технология охватит энергосети целых стран.

Электростанции теперь поддерживают постоянную связь в режиме реального времени со всеми жителями и предприятиями. Если мощности не хватает, бытовая техника может самостоятельно мгновенно снизить потребление энергии, вплоть до полного самоотключения при нахождении в режиме ожидания. Поскольку балансировка спроса и производства в настоящее время производится в режиме реального времени и автоматически внутри самой энергосети, это значительно снижает потребность в дополнительных «пиковых» электростанциях. В случае наличия какого-либо пробела в поставках, вычислительные алгоритмы определяют точные объемы требуемой поставки и включают дополнительные генераторы автоматически.

Компьютеры также помогают сгладить пики и спады спроса на электроэнергию и приспособиться к ним. Датчики в энергосети позволяют определить, где и когда потребление является самым высоким. Со временем производство может автоматически настраиваться в соответствии с прогнозируемым ростом и падением спроса. Смарт-счетчики могут затем приспосабливаться к любым расхождениям. Еще одно преимущество этого подхода позволяет поставщикам энергии поднять цены на электроэнергию в периоды высокого потребления, что помогает выравнивать пики. Таким образом, сеть в целом становится более надежной, так как уменьшается количество переменных, которые должны быть учтены.

Еще одно преимущество активно-адаптивных интеллектуальных сетей – возможность осуществления двунаправленного потока. В прошлом электропередача происходила только в одном направлении. Сегодня с распространением таких средств локального производства электроэнергии, как фотоэлектрические панели и топливные элементы, производство энергии стало гораздо более децентрализованным. Активно-адаптивные интеллектуальные сети учитывают также те дома и предприятия, которые могут добавлять свои собственные избытки электроэнергии в систему, позволяя передавать энергию через линии электропередач в обоих направлениях.

Подобная тенденция перераспределения и локализации делает крупномасштабные возобновляемые источники энергии более жизнеспособными, так как теперь энергосеть адаптирована к таким прерывистым мощностям, как солнечная и ветровая. Помимо этого интеллектуальные сети имеют множество каналов полноценной передачи. Таким образом, если повреждение линии передачи вызывает отключение электроэнергии, датчики мгновенно находят поврежденный участок, в то время как электроэнергия перенаправляется в отключенный район по другому каналу. Больше нет необходимости исследовать несколькими бригадами многочисленные трансформаторы, чтобы обнаружить местоположение проблемы, и в результате количество отключений электроэнергии уменьшается. Это также предотвращает «эффект домино», приводящий к веерному отключению электроэнергии.

Больше…

Супербыстрый анализ места преступления

Благодаря использованию множества современных технологий, анализ места преступления и криминалистика в целом чрезвычайно усложнились и ускорились. Исследования, которые занимали часы, дни или недели в предыдущие десятилетия, теперь могут быть выполнены в считанные секунды.

Портативное оборудование превратило среднего агента ФБР в ходячую лабораторию. Расширенная реальность (сочетание реальной и виртуальной реальностей) и мощный искусственный интеллект в сочетании со сверхбыстрой широкополосной связью и облачными сетями позволяют анализировать место преступления беспрецедентно новыми способами. Важные детали могут быть выделены из окружения, просто посмотрев вокруг. Они могут включать в себя биологические доказательства, такие как кровь, волосы и отпечатки пальцев, следы, следы шин, и даже частицы в воздухе. Массивные онлайновые базы данных доступны в полевых условиях для анализа находок. Распознавание лиц в сочетании с доступом к базам данных о судимостях позволяет создать полный профиль подозреваемого прямо в поле зрения офицера, использую расширенную реальность. Новые программы искусственного интеллекта позволяют определить любое подозрительное поведение или распознать знакомые лица.

В частности, крупные прорывы произошли в области сканирования ДНК. Скорость секвенирования генома выросла столь быстро, что эквивалент всего проекта генома человека может быть выполнен почти мгновенно, с помощью специальных сенсорных перчаток. Помимо ДНК человека, растительные и животные ДНК миллионов различных видов могут быть также идентифицированы. Новые алгоритмы созданы для анализа огромного количества геномных данных и идентификации конкретных геномов.

Почти мгновенное секвенирование геномов с использованием промышленного размера установок уже начало появляться во второй половине 2010-х годов. Тем не менее, оставались проблемы точности (машины все еще были подвержены ошибкам) и портативности. Последующие поколения нанотехнологий постепенно снизили стоимость, время и размер необходимого оборудования. К 2030 году секвенирование стало дешевым и проводится с очень высокой точностью, портативно и с использованием огромных онлайновых баз данных для точного анализа информации о потерпевших и подозреваемых. При анализе места преступления, стало возможным даже идентифицировать лицо, используя только образцы ДНК.

Технологии опреснения воды распространяются быстрыми темпами

Сочетание все более частых и сильных засух, старения инфраструктуры и истощения подземных водоносных хранилищ представляет в настоящее время угрозу для миллионов людей во всем мире. Продолжающийся рост населения только усугубляет этот процесс, глобальные запасы пресной воды находятся на пределе. Это приводит к быстрому распространению технологии опреснения воды.

Идея удаления соли из соленой воды была описана ещё в 320 г. до нашей эры. В конце 1700-х опреснение было применено военным флотом США, используя солнечные дистилляторы, встроенные в судовые печи. Однако только в 20-м веке опреснение стало применяться в промышленных масштабах с использованием многоступенчатой дистилляции и обратноосмотических мембран. Для этого может использоваться вторичное тепло, возникающее при сжигании ископаемого топлива или атомные электростанции, но даже в этом случае опреснение остается непомерно дорогим, неэффективным и очень энергоемким.

К началу 21-го века мировой спрос на ресурсы рос в геометрической прогрессии. По оценкам ООН, к 2030 г. человечеству потребуется на 30% больше пресной воды, чем было необходимо в 2012. Исторически сложившиеся темпы роста эффективности опреснения больше не в состоянии идти в ногу с быстро увеличивающимся населением, что также усугубляется последствиями изменения климата.

Новые методы опреснения рассматривались в качестве возможного решения этого кризиса; ряд прорывных методов возник в 2000-х и 2010-х годах. Одним из таких методов, особенно полезным в засушливых регионах, стало использование концентрированных фотоэлектрических (КФЭ) элементов для гибридного производства электричества и воды. В прошлом, использование этих систем затруднялось высокими температурами, что делало эти элементы неэффективными. Эта проблема была преодолена с помощью заполненных водой микроканалов, обеспечивающих охлаждение элементов. Помимо увеличения эффективности самих элементов, горячие сточные воды могут быть повторно использованы для опреснения. Этот комбинированный процесс позволяет снизить стоимость и расход энергии, что делает его широкомасштабное применение более целесообразным.

Эта, а также другие инновационные технологии благодаря огромным инвестициям привели к существенному росту опреснения по всему миру. Эта тенденция была особенно заметна на Ближнем Востоке и в других экваториальных районах, где имеется наибольшая концентрация солнечной энергии и самый быстрорастущий спрос на воду.

На графике по вертикали: мировые опреснительные мощности, км3/год; по горизонтали – год
Тем не менее, этот экспоненциальный прогресс оказался незначительным по сравнению с огромным объёмом воды, необходимым для постоянно расширяющейся глобальной экономики, включающей теперь растущий средний класс в Китае и Индии. Каждый год мировое население увеличивается на 80 миллионов человек — что эквивалентно всему населению Германии. К 2017му году в Йемене возникла чрезвычайная ситуация в связи с практически полным истощением запасов подземных вод в столице. Серьезный уровень региональной нестабильности возникает на Ближнем Востоке, Северной Африке и Южной Азии, поскольку водные ресурсы стали оказывать большее влияние и  стали использоваться в качестве шантажа и политических спекуляций.
На фоне этих волнений был достигнут еще больший прогресс в области опреснения. Было признано, что текущие тенденции прироста опреснительных мощностей, хотя и впечатляющие по сравнению с предыдущими десятилетиями, являются недостаточными для удовлетворения мирового спроса. Таким образом, встаёт вопрос о необходимости масштабного фундаментального прорыва в этой области.
На графике по вертикали: мировое потребление воды (км3/год); легенда сверху: мировое производство пресной воды, опреснение (текущий тренд), прирост объема опреснения, необходимый для удовлетворения будущих потребностей; по горизонтали – год

Космическая станция JUICE исследует систему Юпитера

Исследователь ледяных лун Юпитера (Jupiter Icy Moons Explorer / JUICE) – это миссия Европейского космического агентства (ЕКА) по исследованию системы Юпитера с упором на спутники Ганимед, Каллисто и Европу. Запущенный 14 апреля 2023 года, автоматическая межпланетная станция проходит через четыре гравитационных ассиста (Земля, Венера, Земля, Земля), прежде чем достичь Юпитера в 2031 году.

Для своей основной цели зонд выполняет серию облетов некоторых из крупнейших галилеевых спутников — Ганимеда, Каллисто и Европы, которые, как считается, содержат подповерхностные океаны с жидкой водой. В качестве второстепенной цели он также изучает атмосферу и магнитосферу Юпитера, получая ценную информацию о том, как изначально мог образоваться газовый гигант.

Основные научные цели для Ганимеда и, в меньшей степени, для Каллисто:

  • Характеристика слоев океана и обнаружение предполагаемых резервуаров подземных вод.
  • Топографическое, геологическое и композиционное картирование поверхности.
  • Изучение физических свойств ледяных корок.
  • Характеристика распределения внутренней массы, динамики и эволюции внутри спутника.
  • Исследование разреженной атмосферы Ганимеда.
  • Изучение собственного магнитного поля Ганимеда и его взаимодействия с магнитосферой Юпитера.

Для Европы основное внимание уделяется химии, необходимой для жизни, включая органические молекулы, а также пониманию формирования поверхностных особенностей и состава материала, не состоящего из водяного льда. Кроме того, JUICE обеспечивает первое подповерхностное зондирование этого спутника, включая первое определение минимальной толщины ледяной коры над недавно активными областями.

Две возможные модели Европы.

JUICE стартует с Ганимеда, крупнейшего спутника Солнечной системы, мимо которого он пролетит с близкого расстояния в июле 2031 года. Через несколько часов после этого маневра он готовится к выходу на орбиту самого Юпитера. За этой сильно вытянутой первой орбитой следует еще один пролет Ганимеда, затем дальнейшие исследования Юпитера, при этом орбиты вокруг планеты становятся менее вытянутыми и более круглыми.

JUICE пролетает мимо Европы в июле 2032 года и Каллисто в том же месяце. Затем начинается фаза «большого наклонения», позволяющая исследовать полярные области Юпитера и изучать магнитосферу газового гиганта. Он также наблюдает за лунными транзитами, т.е. лунами и их тенями, когда они проходят перед Юпитером.

В декабре 2034 года космический корабль возвращается к Ганимеду и выходит на орбиту (в отличие от облета), став первым космическим кораблем, облетевшим спутник планеты, отличную от Земли. Этот сложный маневр позволяет ему приблизиться на расстояние до 500 километров, возвращая изображения поверхности с очень близкого расстояния. Он также оснащен лазерным высотомером с размером пятна 20 метров и разрешением по вертикали 10 сантиметров, выявляющим приливные деформации Ганимеда. Из-за того, что у JUICE заканчивается топливо, он сойдёт с орбиты и врежется в поверхность Ганимеда в конце 2035 года.

Эта миссия, одна из самых важных в ЕКА за последние годы, предоставляет множество эмпирических данных и новое понимание системы Юпитера. Помимо улучшения общего научного понимания галилеевых спутников, JUICE также позволяет планировщикам миссий определять потенциальные места посадки наземных зондов в будущем. Действительно, в эти годы идёт подготовка к дальнейшему исследованию Европы в период с 2035 по 2050 год .

Космический аппарат DAVINCI+ опускается на Венеру

DAVINCI+ – это роботизированный космический аппарат, отправленный для исследования атмосферы Венеры в рамках исследовательской программы НАСА. Запущенный в 2029 году, выполнив серию облётов вокруг планеты, зонд направит спускаемый аппарат в 2031 году – впервые со времен “Пионера”, запущенного НАСА на Венеру в 1978 году, и “Веги” от СССР в 1985 году.

В ходе миссии изучаются вопросы формирования и эволюции атмосферы Венеры, идёт поиск признаков того, что в прошлом на поверхности Венеры был океан из воды. Спускаемый зонд исследует пробы воздуха на разных высотах в поисках благородных газов (криптонаргонксеноннеон), а также других химических элементов и соединений, которые могут помочь изучить прошлое планеты.

Во время 63-минутного спуска на парашюте этот сферический зонд постоянно измеряет химический состав и другие свойства атмосферы вплоть до поверхности. Эти данные, в 10 раз более подробные, чем любая предыдущая миссия, помогают понять происхождение атмосферы, её эволюцию с течением времени, а также то, как и почему она отличается от атмосферы Земли и Марса.

Прежде чем зонд достигнет поверхности, DAVINCI+ делает первые в истории фотографии с высоким разрешением интригующей рельефной местности планеты (“тессеры”), чтобы исследовать её происхождение. Эта камера, визуализатор спуска Венеры (VenDI), похожа на визуализатор спуска Марса (MarDI) и показывает поверхность Венеры в потрясающих, невиданных ранее деталях.

Другие приборы зонда включают два спектрометра для получения первых подробных исследований на месте благородных и следовых газов и связанных с ними соотношений изотопов, а также “исследование структуры атмосферы” для измерения динамики атмосферы Венеры во время входа и спуска.

Все эти открытия помогают ученым понять, почему Венера и Земля шли такими разными путями по мере становления, обеспечивая ещё одну точку сравнения для исследований скалистых экзопланет. В это время на Венере также проходит сестринская миссия “VERITAS“, в которой основное внимание уделяется картографии и геологии.

Исчезновение значительной территории Бангкока из-за наводнения

Бангкок, с населением более 12 миллионов человек, погружался под воду в течение десятилетий. К началу 2030-х годов, он сталкивается с катастрофой эпических масштабов, причем большая часть города теперь пустует.

Это произошло по различным причинам. Прежде всего, город был построен на глине. Первоначально это была просто болотистая береговая линия, но сегодня там находятся небоскребы, магистрали. Огромная масса всего этого бетона и исчезла из-за мягкой глины под ними, все эти сооружения погружались в почву на 5.3 см в год. К 2010 году часть мегаполиса уже была под уровнем моря, и эта ситуация будет только ухудшаться в последующие десятилетия.

Незаконный отбор подземных вод стал еще одним важным фактором. Многие из жителей города постоянно откачивали подземные воды – как для собственных нужд, так и для продажи в качестве товара – удаление природного слоя приводит к дальнейшей дестабилизации почвы.

Повышение уровня моря из-за глобального потепления был еще один фактор эрозии береговой линии со скоростью 4 см в год, в то время как увеличение интенсивности муссонных дождей привёл к более длительным и разрушительным наводнениям.

Взрывной рост Бангкока в последние десятилетия (что делает его одним из наиболее быстро растущих мест в Юго-Восточной Азии) нанес серьезный удар по инфраструктуре города. Участки земли, которые в начале 20-го века были использованы для покрытия паводковых вод, были превращены в обширные пригороды и деловые районы. Каналы были заполнены, чтобы освободить место для быстрой урбанизации устья реки Чао Прайя. Вес город рос и рос, до той точки, где был мягкий грунт, который просто не мог больше поддерживать его.

К началу 2030-х годов, большая часть мегаполиса стала значительно ниже уровня моря. Работа правительства в течение этого времени оказалась недостаточной, ведь из-за отсутствия четкой политики ничего особого не было предпринято, чтобы изменить сложившуюся ситуацию, а из-за увеличения эрозии берега все просто начало рушиться. Снижение города, вместе с повышением уровня моря (на 20 см выше, чем в 2000), привело к тому, что целые районы Бангкока были просто затоплены. Более миллиона зданий, большинство которых жилые, оказались непригодными для проживания, заставляя их обитателей переезжать дальше  вглубь страны.

Многие районы, которые еще не в полной мере затоплены, были также эвакуированы, а результаты потопов оказались слишком разорительными для многих. Строятся трущобы и лагеря для беженцев за пределами города, в то время как правительство пытается урегулировать ситуацию. Таиланд в целом пострадает в результате такого огромного перемещения населения. Политические, экономические и социальные потрясения в этих регионах оказывают значительное влияние на мировой уровень ВВП.

Предпринимаются усилия для сохранения многочисленных исторических памятников и артефактов Бангкока, некоторые храмы перемещены внутрь и реконструируются в полном объеме. Из-за масштабов этого бедствия, тем не менее, многое было потеряно.

В ближайшие годы, ситуация в Бангкоке будет только ухудшаться, поскольку город все больше и больше будет подвержен наводнениям. К концу этого столетия, весь город будет затоплен.

Больше…

Мировые запасы свинца на исходе

Свинец является одним из элементов группы углерода с высокой плотностью, податливостью, мягкостью и пластичностью. Металлический свинец относительно редко встречается в земной коре, и поэтому, как правило, производится из цинка, серебра и медных руд. Как и серебро, свинец люди использовали на протяжении тысяч лет. Он широко использовался в Римской империи и сыграл большую роль в промышленной революции. Мировое производство свинца удвоилось с 1850 по 1900 гг., и снова удвоилось с 1900 по 1950 года, а затем еще раз удвоилось с 1950 по 2000 год.

Благодаря своей высокой плотности, он часто используется в качестве противовеса или балласта, а также для радиационной защиты. Он также используется для огнестрельного и другого оружия. Большая часть свинца используется в производстве автомобильных аккумуляторов и т.п., а также в электродах и проводах высокого напряжения. Основными производителями являются Китай, Австралия, США, Канада и Казахстан.

Он также является ведущим загрязнителем и может быть опасен для здоровья человека, будучи использован в красках и топливе. С 18 по 21 века, экологические уровни воздействия свинца увеличились более чем в 1000 раз. В отношении числа людей, подвергшихся его влиянию на здоровье, он стала одной из крупнейших экологических проблем медицины. Хотя с 1970-х началось сокращение содержания свинца в продукции и значительное сокращение вывоза в развитые страны мира, во многих развивающихся странах по-прежнему разрешено его использование.

К началу 2030-х годов, большинство запасов свинца исчерпано. Большая часть недавнего увеличения спроса пришла из растущего автомобильного сектора Китая. Потому что половина поставок идет из переработанных отходов, улучшение программ утилизации могут привести к росту спроса в краткосрочной перспективе. К счастью, у свинца имеются готовые альтернативы: цинк, медь, железо и вольфрам. Тем не менее, некоторые из этих металлов в скором времени тоже начнут  исчезать, требуя производства искусственных заменителей. Из-за этого в 2030-х годах ведется ускорение глобальных усилий по утилизации в целях предотвращения дефицита ресурсов.

Больше…

Web 4.0 – новая веха Интернета

Дальнейшее сближение интернет сети и физического мира привело к появлению “Web 4.0” – новое поколение интернета. Семантический анализ программ произошел в формах ИИ (искусственного интеллекта), который теперь выполняет огромный спектр автоматизированных задач для бизнеса, государства и потребителей. Ускорение работы массивно-параллельных сетей, поисковых роботов-охотников текстовой и визуальной информации – в сочетании самых тонких возможностей человека (таких как распознавание образов) и возможностей машин (такие как скорость и память) дают потрясающие результаты.

В дополнение к действующим в качестве высокоразвитых поисковых систем, ИИ играют важную функцию в реальном мире – сбор информации из массива сенсоров, камер и других устройств слежения, на транспортных средствах, и даже от самих людей.

Несмотря на неприкосновенность частной жизни, это новое поколение IT обещает принести огромную пользу обществу. Преступления быстрее и проще раскрыть благодаря этим интеллектуальным виртуальным агентам, транспорт и логистика становятся более плавными и эффективными; ресурсы теперь можно распределять более точно и безошибочно.

Кроме того, практически каждое физическое существование документа в настоящее время подвергается цифровому кодированию, резервному копированию и даже может архивироваться онлайн. Это включает в себя полные копии всех книг, журналов, рукописей и другой литературы, когда-либо опубликованных – формирование полного хранилища человеческих знаний. Эти документы могут быть получены и проанализированы, при помощи речевых команд, в переводе с любых из 6000 языков мира и доступны через голографические изображения 3D.

Web 4.0 – это процесс демократизации в интернете. Традиционные информационные агентства чувствуют себя ещё более отсталыми по сравнению с блоггерами и другими социальными медиа источниками, когда речь идет о скорости и точности информации.

Больше…