Рубрика: 21 век

Вакцины против COVID-19 доступны в 90% странах мира

COVID-19, вызванный вирусом SARS-CoV-2, впервые привлек внимание всего мира в декабре 2019 года, когда в Ухане, Китай, произошла вспышка. Вскоре она распространилась на страны по всему миру, и ВОЗ объявила о пандемии в марте 2020 года. Очень заразное заболевание, передающееся воздушно-капельным путем, со смертностью, намного превышающей обычный грипп, оно стало самым серьезным кризисом в области здравоохранения, с которым столкнулся мир со времен “испанского” гриппа 1918 года, вызвав серьезные социальные потрясения, массовые отмены и отсрочки мероприятий, всемирные локдауны и крупнейшую экономическую рецессию со времен Великой депрессии.

Предыдущая работа по разработке вакцин против связанных с ними заболеваний, SARS (2002) и MERS (2012), привела к знаниям о структуре и функциях коронавирусов, что ускорило разработку в начале 2020 года различных технологических платформ для вакцины COVID-19.

Президент России Владимир Путин объявил, что он одобрил первую в мире вакцину против COVID-19, получившую название Sputnik-V, в августе 2020 года. Однако эксперты выразили озабоченность по поводу скорости работы в России, предположив, что исследователи могли срезать углы. ВОЗ призвала Россию следовать международным рекомендациям и не включила предполагаемую вакцину в свой список кандидатов для клинических испытаний III фазы, которые предполагают более широкое тестирование на людях.

По меньшей мере 321 вакцины-кандидата официально начали разработку к октябрю 2020 года, это в 2,5 раза больше, чем в апреле. Из них 33 находились в испытаниях I–II фазы и девять – в испытаниях II–III фазы. Северная Америка возглавляла эти усилия, являясь родиной около 40% мировых исследовательских проектов по вакцинам против COVID-19, по сравнению с 30% в Азии и Австралии, 26% в Европе и несколькими проектами в Южной Америке и Африке. На фоне растущей обеспокоенности по поводу “вакцинного национализма” коалиция из 165 стран согласовала историческую сделку, известную как Covax, чтобы обеспечить быстрое и справедливое распределение любых новых вакцин против коронавируса. Это гарантировало, что каждая страна-участница получит гарантированную долю доз для вакцинации наиболее уязвимых 20% своего населения к концу 2021 года.

Соединенные Штаты отвергли соглашение Covax, решив вместо этого сосредоточиться на своем собственном государственно–частном партнерстве, известном как “Operation Warp Speed”, при этом Конгресс выделил почти 10 миллиардов долларов на разработку, производство и распространение сотен миллионов доз вакцин к концу 2020 года. Как и в случае с российским Спутником-V, многие медицинские работники считали сроки проведения операции “Warp Speed” нереалистичными. Тем не менее, в конце 2020 и начале 2021 года произошел ряд многообещающих прорывов в исследованиях и разработках, и несколько кандидатов завершили тестирование на поздней стадии.

Тем временем Китай, изначально отсутствовавший в Covax, присоединился к этой глобальной инициативе в октябре 2020 года. Это сделало ее единственной крупнейшей экономикой для участия в альянсе и помогло улучшить имидж страны, учитывая, что она была эпицентром первоначальной вспышки в 2019 году и подверглась резкой критике за задержки в её раннем реагировании на вирус. К концу 2020 года Китай заявил, что у него есть несколько вакцин на продвинутых стадиях исследований и разработок.

В Индии Serum Institute /Институт Сыворотки/ – крупнейший в мире производитель вакцин по объему – сотрудничал с организациями, включая Фонд Билла и Мелинды Гейтс, и пообещал предоставить 200 миллионов доз для стран с низким и средним уровнем дохода по цене 3 доллара за дозу.

Европа была одним из регионов, наиболее пострадавших от пандемии с точки зрения смертности на миллион человек, и правительства предприняли серьезные шаги по подготовке к внедрению вакцин. Великобритания, например, подписала соглашения с фармацевтическими компаниями о предоставлении 340 миллионов потенциальных доз.

Во всем мире первоначальное внедрение вакцин против COVID-19, как правило, было ограничено медицинскими работниками и наиболее уязвимыми слоями общества (пожилыми людьми, с ослабленным иммунитетом и т. д.), С акцентом на города или регионы, в которых наблюдается наихудший уровень инфицирования. Потенциальным “суперраспространителям”, таким как работники общественного транспорта и работники розничной торговли/супермаркетов, также придаётся первостепенное значение по мере продолжения распространения.

Прогресс в производстве и распространении вакцин привел к существенному увеличению доступности со второй половины 2021 года и далее. Это продолжалось наряду с общим улучшением возможностей отслеживания и сдерживания вспышек. Однако производство достаточного количества доз, чтобы охватить всю человеческую расу, заняло годы, а не месяцы, что является узким местом с точки зрения производства, и многие вакцины-кандидаты оставались на стадии испытаний. Миллиарды людей получили вакцинацию в 2022 и 2023 годах, но для безопасного и эффективного осуществления этого процесса требовалось больше времени. К 2024 году вакцины против COVID-19, наконец, были расширены настолько, что подавляющее большинство (90%) из 8 миллиардов человек в мире имели доступ к лечению.

Однако кризис ещё не закончился. Ежедневно продолжают поступать сообщения о значительном количестве инфекций, в то время как многие выздоровевшие пациенты остаются с различными сохраняющимися проблемами со здоровьем. Большое количество людей неохотно делают прививки – либо из-за элементарного скептицизма по поводу необходимости вакцинации, либо из-за веры в теории заговора. Хотя сейчас ситуация в целом под контролем, COVID-19 остается присутствовать в мире на десятилетия вперед.

More…

2024

В Брисбене проходят летние Олимпийские игры

В июле и августе 2032 года Австралия в третий раз в своей истории принимает летние Олимпийские игры. Двумя предыдущими местами проведения были Мельбурн в 1956 году и Сидней в 2000 году. На этот раз выбранным местом является Брисбен, на восточном побережье страны. Это также лишь второй случай, когда Летние игры проводятся зимой в Южном полушарии, после Олимпийских игр 2016 года в Рио-де-Жанейро.

В дополнение к самому Брисбену, мероприятия проводятся в близлежащих городах Голд-Кост (на юге) и Саншайн-Кост (на севере), где используются площадки Игр Содружества 2018 года. Четвертая “Региональная зона” создана для игр в футбол в более отдаленных местах. К 2032 году будет построено несколько новых спортивных центров и стадионов. Также улучшается транспортное сообщение между тремя основными регионами. Общая стоимость как Олимпийских, так и Паралимпийских игр – первоначально оценивавшаяся в 5 миллиардов долларов – впоследствии превысила расходы. Однако это намного меньше, чем бюджет в 26 миллиардов долларов на Токио 2020, самыми дорогими играми в истории.

2032

Запасы танзанита истощены

В середине Эдиакарского периода – геологического периода – в районе, который позже станет горой Килиманджаро, самой высокой горой на африканском континенте, произошла тектоническая активность массивных плит. Происходивший около 585 миллионов лет до нашей эры, этот процесс создавал интенсивное тепло и давление, в результате чего осадочные слои сжимались и формировались в чрезвычайно плотные изоклинальные складки. В “петлях” этих складок небольшие количества ванадия образовали синюю и фиолетовую разновидность минерала цоизита.

В середине 20-го века люди обнаружили этот минерал, который они назвали танзанитом, на очень небольшой территории длиной всего 7 км и шириной 2 км недалеко от холмов Мерерани в Танзании, Восточная Африка. Месторождения оказались уникальными, не расположенными больше нигде на Земле и найденными исключительно в этой геологически сложной части Танзании.

После его открытия в 1967 году за четыре года до национализации шахт было добыто два миллиона каратов (400 кг). Затем производство сократилось, и большая часть добычи осуществлялась мелкими шахтерами-кустарями. В 1990 году правительство разделило шахты на четыре секции: Блоки A, B, C и D. Крупным операторам были предоставлены блоки A и C, а блоки B и D зарезервированы для местных шахтеров.

По мере того как Танзания отходила от социализма и переходила к рыночной экономике, инвестиции быстро росли. В период с 1995 по 2000 год производство танзанита выросло более чем в десять раз, что привело к падению цен.

 

 

В 2001 году появились слухи о том, что “Аль-Каида” использовала драгоценный камень для сбора средств на террористическую деятельность. Некоторые розничные торговцы объявили, что больше не будут его продавать, и это привело к снижению цен. Однако отчет ЦРУ в 2002 году очистил отрасль от любых связей с “Аль-Каидой”, и рост продаж вернулся.

В течение следующих нескольких лет цены росли – достигая более 600 долларов за карат для самых высоких сортов. В то время как великая рецессия повлияла на драгоценные камни среднего и низкого качества, они по-прежнему пользовались высоким спросом в лучших сортах. Цены начали возвращаться к докризисным уровням в начале 2010-х годов.

Танзанит стал очень популярным в ювелирных изделиях. Его редкость и красота сделали его пятым ведущим драгоценным камнем по стоимости продаж во всем мире – уступая только алмазу, изумруду, рубину и сапфиру. Однако, новый президент Танзании Джон Магуфули выявил серьезные проблемы в регионе и занял жесткую позицию в отношении отрасли.

Безудержная контрабанда, уклонение от уплаты налогов и другая незаконная деятельность в течение длительного времени преследовали горнодобывающию отрасль. На фоне сокращения производства Магуфули приказал военным построить 24-километровую стену по периметру, контрольно-пропускные пункты и камеры видеонаблюдения, чтобы улучшить безопасность и наблюдение. Его действия привели к резкому сокращению контрабанды и значительному увеличению налоговых поступлений.

В июне 2020 года был установлен новый рекорд по добыче крупнейшего в мире необработанного танзанита, после того как мелкий шахтер нашел камни весом 9,7 кг и 5,1 кг и продал их правительству за 7,74 миллиарда танзанийских шиллингов (3,35 миллиона долларов США), побив предыдущий рекорд, установленный в 2005 году.

Популярность танзанита продолжала расти, чему способствовал спрос со стороны Китая, Индии и других развивающихся рынков. Дополнительный, долгосрочный фактор теперь начал влиять на тенденцию цен: дефицит, особенно лучших сортов. В 2018 году Национальное бюро статистики Танзании оценило общие запасы танзанита в 109 миллионов карат (21 800 кг). Согласно отдельному отчету, опубликованному в том же году, в блоке С, безусловно, крупнейшем из участков добычи, оставалось, по оценкам, 87,1 миллиона карат (17 420 кг).

Хотя некоторая гибкость сохранялась в плане дальнейших поисковых работ, общая ситуация теперь казалась очевидной – при прогнозируемых темпах добыча танзанита скоро подойдет к концу. Блоку C был призведён расчёт цикла жизни и запасов (Life-Of-Mine) до 2042 года, в то же время, блоки A, B и D имели схожие перспективы.

More…

2042

Фотосинтезирующие люди

После многих десятилетий исследований ряд химер человека и растения переходят из лаборатории в клиническое и коммерческое использование. Среди доступных в настоящее время методов лечения – метод объединения фотосинтетических возможностей хлоропластов с кожей человека. Это позволяет человеку получать энергию от воздействия солнечного света.

В 1990 году ученые впервые ввели термин “клептопластика” для описания симбиотического явления, при котором пластиды, в частности хлоропласты из водорослей, изолируются организмами-хозяевами. Это наблюдалось у Elysia chlorotica, вида зеленого морского слизняка, который поглощает хлоропласты из съеденных им водорослей, что фактически делает его животным, работающим на солнечной энергии.

В первые десятилетия 21 века исследователи создали клетки, которые объединили как животный, так и человеческий материал, производя химеры (названные в честь существа из греческой мифологии, обладавшего головой льва, телом козла и хвостом змеи). Например, в одном примечательном эксперименте удалось поместить человеческие стволовые клетки в эмбрион свиньи, хотя и с очень низкой эффективностью. Другое исследование, проведенное несколько лет спустя, поместило стволовые клетки человека в эмбрионы обезьяны, наблюдаемые в течение 20-дневного периода.

Эти и другие исследования проложили путь к выращиванию животных с человеческими органами, решая проблему нехватки пересаживаемых сердец, почек, печени, легких и других частей тела, а также помогая исследователям лучше понять раннее развитие человека и прогрессирование заболеваний.

Наряду с этими химерами человека и животных произошел прогресс в создании первых химер человека и растения. Ранее исследователи продемонстрировали синтез целых геномов с нуля, например, перекодирование 18 214 кодонов в E. coli для получения нового варианта бактерий. Это привело к синтезу более крупных и сложных геномов. Далее последовали более сложные разработки, поскольку весь потенциал этой области начал проявляться. Не ограничиваясь только геномами, исследователи начали исследовать создание целых органелл – специализированных субъединиц, подобных “мини-органам” внутри клетки. Первые синтетические хлоропласты появились в результате работы лабораторных групп, направленных на повышение эффективности природных хлоропласт, с долгосрочной целью повторить процесс, наблюдаемый в зеленом морском слизняке Elysia chlorotica.

После создания этих синтетических органелл продолжилась работа по их слиянию с клетками кожи человека. Интеграция этой гибридной “второй кожи” в подкожные слои и систему кровообращения организма стала еще более сложной задачей, хотя появившиеся в настоящее время мощные ИИ помогли ускорить процесс исследований.

К концу 21-го века и началу 22-го метод становится жизнеспособным для клинического и коммерческого применения. Биотехнологические усовершенствования в целом набирают популярность в этот период, поскольку трансгуманизм продолжает переходить от меньшинства к более широким слоям населения. Для тех, кто не может или не хочет проходить полную процедуру, доступны менее инвазивные варианты, такие как фотосинтетические волосы, обеспечивающие небольшой заряд энергии в течение дня. Эти волоски можно сохранить того же зеленого цвета, что и хлорофилл, или подкрасить в другой цвет.

Для более предприимчивых типов инфузия всего тела может обеспечить весь внешний слой фотосинтетической кожи. Другими словами, эквивалент солнечной панели площадью почти два квадратных метра. Однако, чтобы получить все преимущества, вторая кожа должна быть спроектирована так, чтобы быть по крайней мере в 300 раз более эффективной, чем натуральные хлоропласты. В идеальный день с обильным солнечным светом это может генерировать достаточно энергии за один час, чтобы удовлетворить потребности их организма в течение 24 часов, в зависимости от того, насколько они полностью одеты. Сродни длительному приливу кофеина, ощущение заряженности солнечной энергией особенно полезно для тех, кто может страдать хронической усталостью или подобными проблемами со здоровьем.

Как и в случае с волосами, эту вторую кожу можно сохранить зеленой или изменить на более естественный человеческий цвет. Большинство людей сохраняют свой первоначальный тон кожи, но зеленый цвет является более популярным выбором среди определенных субкультур и эксцентричных личностей.

More…

2090

Суперкомпьютеры достигают производительности в зеттафлопс

Суперкомпьютеры сейчас в 1000 раз мощнее, чем в 2021 году. Самые быстрые машины достигают 1021 операций с плавающей запятой в секунду (FLOPS). Зеттаскейл – термин, обозначающий суперкомпьютеры с производительностью порядка одного зеттафлопса, следует после экзаскейла (миллиарда миллиардов (1018) операций над числами с плавающей точкой в секунду).

Суперкомпьютер, работающий на 1 зеттафлопсе, способен полностью моделировать погоду следующих двух недель на Земле. Количество людей, жалующихся на неточные прогнозы, сводится к нулю, поскольку всё больше и больше метеорологических агентств модернизируют свои системы мониторинга. Модели изменения климата также становятся более точными, чем когда-либо прежде, что еще больше снижает неопределенность в отношении повышения температуры и будущих последствий. Это оказывает ещё большее давление на правительства и предприятия, требуя принятия значимых мер.

Вычисления zettascale также могут значительно сократить время, необходимое для астрофизического моделирования редких явлений, таких как черные дыры, слияния нейтронных звезд и сверхновых. Например, расчеты 3D-модели нестабильности ударной волны от коллапсирующего ядра сверхновой, для выполнения которых на машинах с петафлопсом требовался миллион процессорных часов, на машинах с эксафлопсом 1000 часов, теперь можно выполнить всего за один час.

В микроскопическом масштабе биологические исследования переходят от “моделирования концепции доказательства” к “моделированию производства”. В то время как первые могут представлять короткие траектории в больших системах, содержащих многие миллионы атомов, или миллисекундные траектории в ультра-упрощенных системах, последние позволяют хорошо отбирать образцы больших систем, встроенных в сложные биологические среды. Можно наблюдать не только сворачивание крупных белков, но и весь клеточный протеом и динамику всех путей передачи сигналов. Это раскрывает механизмы старения, клеточного цикла и многих других аспектов биологии более подробно, чем когда-либо прежде.

Наряду с этими традиционными приложениями продолжают появляться интеллектуальные вычислительные приложения, такие как глубокое обучение. Поэтому в конструкциях процессоров в системах зеттаскейл больше учитывается арифметика смешанной точности (числа с различной шириной за одну операцию) для поддержки более разнообразных рабочих нагрузок. Микроархитектуры развиваются, чтобы состоять из все более разнообразных и гетерогенных компонентов, при этом многие формы специализированных ускорителей, включая новые парадигмы, такие как квантовые вычисления, сосуществуют для повышения производительности. Новые соединительные материалы, такие как фотонные кристаллы, позволяют использовать полностью оптические соединительные системы, что приводит к более масштабируемому, высокоскоростному и недорогому соединению. Технологии мемристоров также развиваются, сокращая разрыв между хранилищем данных и вычислениями.

Несмотря на новые системы охлаждения и другие улучшения эффективности, требования к мощности для вычислений зеттаскейл огромны. Некоторые из них имеют пиковое потребление свыше 100 мегаватт (МВт), достаточное для питания небольшого города, и более чем в три раза превышающее показатель японской Фугаку, самой быстрой машины в мире в 2021 году.

More…

2036

Умная одежда – триллион-долларовая индустрия

“Умная” одежда и электронный текстиль привлекли внимание общественности в первые годы 21 века, когда различные предметы одежды демонстрировались на стадии исследований и разработок или в качестве ранних потребительских товаров. Эта форма носимой технологии предлагала потенциал для улучшения повседневного опыта пользователя способами, недоступными традиционным тканям.

Первоначально предназначенная в первую очередь для любителей здоровья и фитнеса, умная одежда постепенно распространилась на другие области, включая медицину и мониторинг пациентов, моду, развлечения и игры, дополненную реальность, приложения на рабочем месте и военное использование.

В целом умную одежду можно разделить на две основные функции: эстетическую и повышающие производительность. Эстетические примеры включают ткани, которые светятся, и ткани, способные менять цвет. Некоторые из этих тканей собирают энергию из окружающей среды, используя вибрации, звук или тепло. Другие работают, встраивая в ткань электронику для её питания. Ткани, повышающие производительность, предназначены для использования в спортивных, экстремальных видах спорта, в военных целях, включают ткани, предназначенные для регулирования температуры тела, снижения сопротивления ветру и контроля мышечной активности.

Кроме того, компании начали разрабатывать интеллектуальные ткани для защиты от экстремальных экологических опасностей, таких как радиация и последствий космических путешествий. Инновации также включают текстиль, выделяющий необходимые лекарственные препараты, а также ткани для индустрии здоровья и красоты с увлажняющими, парфюмерными и омолаживающими свойствами.

Первое поколение умной одежды имело относительно скромные возможности – например, простое прикрепление датчика, сенсора к одежде или обуви. Второе поколение имело более продвинутые технологии с датчиками/сенсорами, встроенными в одежду. В последующих поколениях сама одежда стала сенсором. Всё большее число компаний начали создавать гибкую, растяжимую, водонепроницаемую электронику с гидрофобными покрытиями, способными отталкивать воду. Они не только могли выдержтвать циклы стирки или ненастную погоду, но и имели беспроводные источники питания, без необходимости в каких-либо батареях.

Прогресс в области сенсорных технологий, новых материалов, искусственного интеллекта (ИИ), отслеживания движения и тактильных ощущений привёл к появлению все более сложных продуктов, которые повысили функциональность и потребительскую привлекательность умной одежды. Хотя она оставалась небольшой частью общего рынка одежды, совокупный годовой темп роста в 20% позволил сегменту smart clothing завоевать всё большую долю рынка. Это позволило ей расшириться до многомиллиардной отрасли в 2020-х годах и достичь переломной точки в 2040-х годах.

К концу 2050-х годов “умная одежда” превратилась в индустрию стоимостью в триллион долларов и продолжает демонстрировать более быстрый рост по сравнению с традиционной одеждой. Почти у каждого в развитом мире сейчас есть хотя бы один предмет такой одежды. Технология сейчас настолько дешева, что развивающийся мир тоже догоняет развитые страны, подобно тому, как смартфоны стали повсеместными во всем мире в 2010-х годах. Некоторые из наиболее распространенных и популярных предметов включают одежду, способную непрерывно контролировать частоту сердечных сокращений, дыхание и другие жизненно важные показатели, предупреждая больницу или медицинского работника о первом намеке на проблемы и гарантируя, что владелец получит необходимую помощь. Также можно отслеживать состояние здоровья на длительном промежутке, например, по данным о силе и геометрии движений.

Другая одежда оснащена встроенными фотоэлектрическими устройствами, которые служат в качестве носимых источников питания. Это особенно полезно для походов или других экскурсий. В мире с более высокими температурами из-за изменения климата умная одежда также может обеспечить дополнительное охлаждение.

Между тем, используя умные перчатки, ученые в полевых условиях могут прикасаться к образцам и за считанные секунды получить информацию об объекте, например, генетические последовательности, а криминалисты могут исследовать места преступлений и улучшить сбор доказательств.

Мир моды также трансформируется, и одежда способна быстро менять внешний вид и текстуру в зависимости от предпочтений владельца. Некоторые из более современных моделей одежды даже включают видео-или голографические дисплеи, предоставляя возможности для создания ярких дизайнов. В дополнение к подиумным творениям, такая одежда встречается в менее эффектных версиях, имеет личные кнопки, индивидуальные интерфейсы на запястьях, голографические часы и так далее. Умная одежда также используется в розничной торговле, общественном питании, развлечениях и других местах – например, для создания именных значков, рекламы или изменения внешнего вида униформы.

Казалось бы, бесконечные приложения теперь возможны благодаря непрерывным достижениям в области технологий. Умная одежда выросла из небольшого и нишевого сегмента рынка в предыдущие десятилетия до повсеместного применения в одежде и обуви в 2050-х годах. К 2070-м годам большая часть одежды будет умной, поскольку миру необходимо всё большее количество биометрических и других данных.

More…

2057

Миссия VERITAS на Венеру

Прошли десятилетия после программы “Магеллан” – последней специальной миссии НАСА на орбиту Венеры для её изучения – стартовавшей в 1989 году и действовавшей до 1994 года. После неё только несколько более поздних космических аппаратов использовали Венеру для гравитационного манёвра, и наконец, после долгого перерыва, агентство устремилось обновить свои знания о соседке Земли.

Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy (VERITAS) – это трехлетняя миссия, проводимая НАСА для топографического изучения поверхности Венеры с более высокой детализацией, чем когда-либо прежде. В июне 2021 года она стала одной из двух миссий на Венеру, выбранных для исследовательской программы НАСА в конце 2020-х и начале 2030-х годов, другой из которых был зонд DAVINCI+.

VERITAS создает глобальную топографию с изображениями поверхности Венеры в высоком разрешении, создает первые карты деформации и глобального типа поверхностных пород, тепловыделения и гравитационного поля. Он обеспечивает более точную оценку размера ядра Венеры и информацию об особенностях, которые лежат ниже поверхности планеты, таких как линии разломов.

Сочетание данных топографии, ближней инфракрасной спектроскопии и радиолокационных изображений дает новые знания о тектонической истории Венеры и ее влиянии, гравитации, геохимии, сроках и механизмах вулканических реакций, а также о процессах в мантии, ответственных за них. ВЕРИТАС также раскрывает информацию о более влажном и прохладном прошлом Венеры. Большая часть данных зонда имеет отношение к науке об экзопланетах и пониманию того, как развиваются планеты за пределами нашей Солнечной системы.

В то время как более ранний зонд Магеллана имел пространственное разрешение 200 м, VERITAS может генерировать детали изображения с точностью до 30 м, что почти в семь раз больше. Между тем, альтиметрические измерения улучшены в 60 раз. На борту находятся два научных прибора – картограф излучательной способности Венеры (VEM) и радар с интерферометрической синтетической апертурой Венеры (VISAR). Космический аппарат работает до 2031 года.

Смоделированные сравнения изображений Магеллана и VERITAS
Смоделированные сравнения изображений Магеллана и VERITAS

 

2028

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 (криптон, аргон, ксенон, неон), 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.

2031

Полностью автономные корабли вместимостью 50 000 контейнеров

В 1960-х годах судоходные компании начали расширять использование контейнеров. Это позволяло объединять товары в более крупные, унифицированные грузы, которые можно было легко обрабатывать, перемещать и складировать, и которые плотно упаковывались на судне или верфи. По мере того как экономика развивалась, а общество становилось все более глобализированным, контейнеров становилось всё больше и больше, что обусловливало спрос на всё более крупные морские суда.

Промышленность использует измерение, известное как TEU, что означает “двадцатифутовая эквивалентная единица”- металлическая коробка стандартного размера 6,1×2,44 м, высотой  1,3—2,9 м, которая может транспортироваться различными видами транспорта: автомобильным, железнодорожным и морским. Например, грузовое судно вместимостью 20 000 TEU может вместить в себя 20 000 грузовых контейнеров такого размера.

В начале 1970-х годов на самых больших кораблях находилось около 2000 TEU. В последующие десятилетия пропускная способность существенно возросла. К 2010 году они достигли 15 000 TEU, а к 2020 году регулярно превышали 23 000 TEU, что на порядок больше, чем 50 лет назад. Примечательный инцидент произошел в 2021 году, когда “Эверетт” – одно из крупнейших в мире контейнерных судов – сел на мель в Суэцком канале, тем самом нанося ущерб мировой торговли на почти 10 миллиардов долларов каждый день в течение недели.

Приспособления для швартовки разделяли суда на 100-метровые секции. В течение многих лет из-за этого ограничения не было возможности строить корабли больше 400 метров в длину, что приводило к появлению широких, громоздких, вертикально сложенных контейнеровозов. Однако огромные и растущие объёмы грузов, требующих перевозки, означали, что в конечном итоге это правило необходимо было нарушить по практическим соображениям и соображениям безопасности. Таким образом, начали появляться первые контейнерные суда длиной в полкилометра, их дополнительная вместимость компенсировала увеличение платы за негабаритную стоянку.

В дополнение к длине, корабли продолжали расти в ширину и в осадке. На развивающихся рынках Юго-Восточной Азии и в других странах теперь в обществе укрепился средний класс с повышенными доходами на душу населения и уровнем жизни, требующий все большего и большего количества потребительских товаров со всего мира.

К концу 2060-х годов – спустя целое столетие после их появления – контейнерные суда достигли поистине огромных размеров. Самые крупные из них в настоящее время превышают вместимость 50 000 TEU, что более чем вдвое больше по объему своих предшественников из 2020 года. Это потребовало серьезной модернизации портов, такой как реконструкция кранов и другой инфраструктуры терминалов. Гигантские плавучие сухие доки с кранами с обеих сторон, которые одновременно загружают или выгружают груз с одного судна, являются обычным явлением в прибрежных городах 2060-х годов. Еще одним важным событием является расширение каналов и других маршрутов.

Эти корабли не только намного больше, но и полностью автоматизированы. Порты с автоматизированными средствами уже появились в 2020-х годах, и сами суда теперь также управляются ИИ. Времена пиратства прошли, так как суда могут действовать полностью самостоятельно, предотвращая любую возможность захвата заложников. Автоматизированные средства защиты, такие как вооруженные беспилотные летательные аппараты, служат для отпугивания любых потенциальных злоумышленников. Любое техническое обслуживание, необходимое во время рейса, также может выполняться роботами.

Ещё одним улучшением является то, что весь мировой судоходный флот теперь на 100% экологичный, поскольку все старые суда были выведены из эксплуатации, в то время как новые суда соответствуют международным стандартам по выбросам.

More…

2067

Достижения в области космических путешествий и туризма

К концу 21 века границы освоения человеком космоса смещаются с Луны, Марса и внутренней Солнечной системы к более отдаленным местам во внешней Солнечной системе.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), образованное в 1958 году, продолжает функционировать спустя 120 лет. Однако, финансирование агентства в настоящее время ничтожно мало по сравнению с финансированием частного сектора, который превратил космос в многомиллиардную индустрию.

Стоимость запуска людей и грузов в космос существенно снизилась за последнее столетие. По сравнению с 85 000 долларов за килограмм сто лет назад, сейчас это меньше доллара за килограмм. Это означает, что даже люди с относительно низкими доходами имеют доступ на околоземную орбиту – благодаря новому поколению ракет и космических самолетов, а также недавнему развитию космического лифта. Поэтому базовые орбитальные круизы воспринимаются большинством людей как нечто само собой разумеющееся и рассматриваются во многом так же, как дальний полет на самолете для посещения известной достопримечательности; то, что многие люди делают раз в несколько лет. Для тех, кто побогаче, доступны поездки вокруг Луны, а также длительное пребывание в ряде частных отелей в космическом пространстве цислунар (внутри лунной орбиты).

Для более предприимчивых и богатых возможны экскурсии и экспедиции с гидом по лунной поверхности. Кроме того, всё, что длиннее простого тура, требует самоотдачи и подготовки, что означает, что это часто считается довольно экстремальным видом досуга, сродни альпинистам или глубоководным дайверам прошлого. Среди наиболее популярных туристических направлений-посадочные площадки Аполлона, которые были окружены ограждением по периметру и включены в список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО. Помимо этих туристических мест есть много областей, представляющих геологический интерес, которые посещают исследователи и учёные, стремящиеся занять своё место в учебниках истории.

Марс обрёл человеческое присутствие несколькими десятилетиями ранее. За первой постоянной базой последовала другая, затем еще одна. К 2078 году население, инфраструктура и самодостаточность выросли до такой степени, что Марс скоро будет готов провозгласить независимость. Водоснабжение, продовольствие и энергоснабжение обеспечиваются за счет все более широкого использования робототехники и общей автоматизации. Первоначально предназначенные для ученых и других исследователей, эти станции в настоящее время испытывают постоянный приток обычных граждан, стремящихся покинуть Землю и начать новую жизнь на Красной планете.

В дополнение к местам обитания на Луне и Марсе, большое и постоянно растущее число горных работ сосредоточено вокруг околоземных объектов, астероидов главного пояса и других, некоторые из которых находятся ещё дальше далеко, например в Троянских астероидах Юпитера. Они обеспечивают изобилие ранее редких металлов и минералов, что привело к резкому падению цен на некоторые товары. Операции почти полностью автоматизированы и контролируются мощным искусственным интеллектом, практически не требующим участия человека. В настоящее время они обеспечивают готовым источником топлива сеть космических заправочных станций – например, из разделения воды на водород и кислород – которые позволяют совершать более длительные, дешевые и быстрые полёты.

Поскольку большая часть внутренней Солнечной системы в настоящее время является домом для процветающей экономики, внимание обратилось на неиспользованный потенциал пространства газовых гигантов. Для государственных и коммерческих интересов, безусловно, наиболее перспективным кандидатом является самый большой спутник Сатурна, Титан.

Беспилотный зонд Гюйгенса успешно приземлился на этом странном мире в 2005 году, вернув первые снимки с его поверхности. Путешествие заняло почти восемь лет. Последующие зонды во внешнюю Солнечную систему, такие как New Horizons в 2015 году, были столь же длительными. Однако годы и десятилетия, последовавшие за этими космическими аппаратами, достижений в двигательной технике привели к сокращению времени в пути – например, использование солнечных парусов для создания небольшого, но непрерывного ускорения означало, что со временем можно было достичь более высоких скоростей. Другие заметные инновации включали ядерную импульсную двигательную установку и прогресс в области антивещества. Расстояние Титана в 1,4 миллиарда километров больше не было значительным препятствием. Эти и другие разработки теперь усиливались и оптимизировались мощными искусственными интеллектами. К 2070-м годам многие ранее непреодолимые проблемы, связанные с космическими полетами, были преодолены.

Одной из самых больших проблем, с которыми сталкивались более ранние колонисты на Луне и Марсе, было то, как бороться с радиацией. На Титане проблема устранена – благодаря защитной атмосфере спутника, которая на 45% толще земной. Из-за этого высокого давления и отсутствия радиации фактически можно передвигаться по поверхности без громоздкого герметичного скафандра, вместо этого используя только кислородную маску и тяжелую одежду со встроенными нагревательными элементами.

Здания на Титане также легче строить и обслуживать, с более простыми конструкциями, которые напоминают полярные базы на Земле. Обитатели могут несколько более спокойно подходить к обеспечению герметичности среды обитания. Хотя утечки должны быть устранены, непосредственной опасности смерти нет. Можно временно использовать простой кусок изоленты до тех пор, пока не будет завершен надлежащий ремонт. Для киборга или другого подходящего “модернизированного” человека эти экологические проблемы могут быть еще меньшей проблемой.

Очень высокое соотношение плотности атмосферы к поверхностной гравитации также значительно уменьшает размах крыльев, необходимый самолету для поддержания подъемной силы; настолько, что человек может надевать крылья и летать на большие расстояния в легком скафандре.

Первоначально население Титана ограничено учеными и другим государственным/корпоративным персоналом, но, как и на Луне и Марсе, в конечном итоге оно увеличивается и включает обычных граждан, достаточно смелых, чтобы совершить путешествие и начать новую жизнь. В течение 22-го века он становится крупным центром науки, исследований, торговли и туризма во внешней Солнечной системе.

More…

2079