21 век |

«Новые горизонты» завершает своё исследование пояса Койпера

В 2015 году, после девятилетнего путешествия длинною в 3 млрд. км через космическое пространство, аппарат «Новые горизонты» прибыл к Плутону. Несколько месяцев он обследовал этот регион, отправляя ценнейшие данные и снимки с этого ранее неизведанного мира и его пяти спутников. НАСА было намерено пойти еще дальше, с планами по близкому облёту в поясе Койпера объекта диаметром до 45 км. Этот этап миссии начался в 2019 году на расстоянии 43,4 астрономических единиц (а.е.) от Солнца. К 2022 году исследование завершено, и космический аппарат «Новые горизонты» отправился в сторону крайних границ Солнечной системы. Так, к 2038 году, он будет в 100 астрономических единицах от Солнца и продолжит путь в направлении созвездия Стрельца, которое включает сверхмассивную черную дыру в центре нашей Галактики.

Хотя стартовая скорость была намного выше, чем у любого другого внешнего зонда, запущенного ранее, «Новые горизонты» никогда не обгонит «Вояджер-1» или «Вояджер-2» – самых удаленных рукотворных объектов. Пролетая мимо Сатурна и Титана, благодаря гравитационному манёвру, Вояджер 1 получил преимущество в скорости. Когда новые горизонты достигнут 100 а.е., его скорость составит 13 км/с, что около 4 км/с медленнее, чем у «Вояджера-1» на этой дистанции.

Больше…

Миссия «АИДА» достигает астероида Дидим

AIDA (The Asteroid Impact & Deflection Assessment, дословно «оценка удара и отклонения астероида») – это совместный проект НАСА/ЕКА по изучению быстро вращающегося околоземного астероида из группы аполлонов – Дидима и его маленького спутника. Это первый космический аппарат, нацеленный на астероид, у которого заранее известно о наличии своей небольшой луны, получившей неофициальное название «Дидимун». Спутник имеет диаметр всего 150 метров и вращается вокруг основного астероида по орбите радиусом 1,1 км с периодом всего в 11,9 часа. В 1993 году автоматический космический аппарат «Галилео» (США), пролетая мимо астероида (243) Ида, уже обнаруживал спутник размером 1,4 км, но тогда это было сюрпризом. Аполлоны представляют собой группу астероидов, которые вращаются вокруг Земли в пределах приблизительно 1 а.е. от Солнца.

Целями «Аиды» являются:

  • изучение и демонстрация кинетических эффектов от столкновения зонда-ударника в луну астероида.
  • проверка способности космического аппарата отклонить курс летящего к Земле астероида.
  • получение новых данных о поверхности и внутреннем строении астероида.
  • получение новых данных о формировании астероидов и двойных систем.

В состав миссии входят два космических аппарата. Они должны выйти на орбиту астероида, один из них намеренно врежется в луну. Размеры основного астероида около 800 м в диаметре, его небольшого спутника около 150 м в диаметре с орбитой примерно в 1,1 км вокруг основного астероида. Дидим не пересекает орбиту Земли, поэтому отсутствует вероятность столкновения из-за эксперимента.

Зонд-импактор DART (Double Asteroid Redirection Test) весит 300 кг и сталкивается на скорости 6,25 км/с, изменив скорость спутника на 0.4 мм в секунду. Это приводит к значительному изменению взаимной орбиты двух объектов, но минимальным изменениям гелиоцентрической орбиты системы. «Аида» предоставляет данные о поверхности астероида, характеристикам внутренней структуры, ударного кратера и изменениям орбитального вращения. Зонд AIM (Asteroid Impact Monitor) оснащён навигационной камерой, тепловизором и радаром, в то время как импактор имеет камеру с 20-см апертурной ПЗС-матрицей, которая может самостоятельно направлять себя к целям. В дополнение к AIM и DART, развёрнуты 3 малых спутника формата кубсат, чтобы помочь с наблюдениями и апробировать новые научно-технические возможности, такие как межспутниковая связь в глубоком космосе. Миссия стартует в октябре 2020, подлёт к Дидиму состоялся в мае 2022 г.

Дидим пролетал мимо Земли в 2003 году на расстоянии 7.18 млн км. Он сделает ещё один близкий подлёт в 2123, на расстоянии в 5,9 млн км. Также пройдёт вблизи Марса: в 4.69 млн. км в 2144.

Космический телескоп «Евклид» открывает новые горизонты в изучении тёмной материи и тёмной энергии

«Евклид», получивший свое название в честь древнегреческого математика, является частью программы Cosmic Vision Европейского космического агенства (ЕКА) при поддержке организации НАСА, которая производит приборы для проекта и осуществляет научный анализ. Запущенный в 2020 году и помещенный во второй точке Лагранжа системы Солнце-Земля, телескоп выполняет свою миссию на протяжении шести лет, в течение которых он изучает природу темной материи и темной энергии.

Материя в том виде, в котором мы ее знаем – атомы в человеческом теле, например, – всего лишь частица общей материи изученной Вселенной. Остальная же ее часть, около 85%, является темной материей, состоящей из частиц неизвестного типа. Впервые это предположение возникло в 1932 году, но на то время не было его прямых подтверждений. Материя получила название «темной», поскольку она не взаимодействует со светом. Темная материя взаимодействует с обычной материей посредством гравитации, скрепляя галактики между собой подобно невидимому клею.

В то время как темная материя удерживает частицы между собой, темная энергия делит вселенную на части со всё возрастающей скоростью. В условиях эквивалентности массы и энергии во Вселенной темная энергия доминирует. Темная энергия является еще более неизученным явлением, чем темная материя, поскольку была обнаружена астрономами только в 1998 году (за свою работу они впоследствии были награждены Нобелевской премией в области физики в 2011 году).

Используя телескоп размером 1,2 м на длинах волн видимого спектра и ближней инфракрасной его части, Евклид обрисовывает форму, яркость и 3D-распределение двух миллиардов галактик, занимающих более одной трети неба. Он измеряет геометрию и скорость роста вселенной в самом высоком разрешении из когда-либо ранее доступных, задействовав слабое гравитационное линзирование, космологическое красное смещение и наблюдения за скоплениями галактик.

Собрав воедино все эти сверхточные измерения, мы получаем лучшее на сегодняшний день объяснение того, как ускорение Вселенной изменяется на протяжении времени, находя всё новые и новые подсказки о происхождении, эволюции и конечной судьбе космоса, а также о роли темной материи и темной энергии в каждом из этих процессов, в корне изменяя наше понимание этих все еще не изученных до конца явлений.

Запущена космическая обсерватория The Dark Ages Radio Explorer (DARE)

The Dark Ages Radio Explorer (DARE) − дословно «Радио исследователь тёмных веков» − это космический аппарат НАСА, предназначенный для изучения ранней Вселенной периода от 80 до 420 миллионов лет после Большого взрыва. Обсерватория находится на лунной орбите и использует тень Луны, чтобы прятаться от солнечного света и радиопомех Земли. Вместе с полностью выдвинутыми антеннами, размеры DARE составляют 7,5 метров в поперечнике. Высокочувствительные инструменты на борту используются для измерения красного смещения первичных атомов водорода, что позволяет более ясно понять момент начала излучения света первыми звёздами.

На ранних стадиях Вселенная была непрозрачна или «туманной». Свет уже существовал, однако он невидим для современных телескопов. Только когда были выпущены (или отсоединились) фотоны, Вселенная стала прозрачной. В период «Тёмных веков» Вселенная была заполнена водородом и гелием, реликтовым излучением, излучением атомарного водорода на волне 21 см. Звёзды, квазары и другие яркие источники ещё отсутствуют. DARE использует именно красное смещение 21 cм линии перехода нейтрального водорода (40-120 МГц) с целью обнаружения и просмотра первых вспышек. Слабое излучение − более мощный инструмент для изучения ранней Вселенной, чем космический микроволновый фон (реликтовое излучение), что предоставляет астрономам совершенно новый, ранее недоступный ракурс.

Кроме того, DARE получает сведения об аккрециях первых чёрных дыр, периоде реионизации Вселенной, первых образованиях галактик и тёмной материи.

Больше…

Обсерватория Vera C. Rubin начинает работать в полном объёме

В этом году окончено строительство ещё одной обсерватории – Vera C. Rubin Observatory, предыдущее название Large Synoptic Survey Telescope (сокращённо LSST; с англ. большой обзорный телескоп) – приступила к своему десятилетниему исследованию. Исследовательский широкоугольный зеркальный телескоп расположен на высоте 2715 м на горе Серро Pachón на севере Чили.

Среди крупных телескопов конструкция “Vera C. Rubin” уникальна тем, что обладает очень широким полем зрения: 3,5 градуса в диаметре или 9,6 квадратных градуса. Для сравнения, и Солнце, и Луна, видны с Земли как объекты, составляющие 0,5° по горизонтали или 0,2 квадратных градуса. В сочетании с большой апертурой, это позволяет ему иметь исключительно большую эффективную собирающую силу 319 м²∙градус². Другими словами, он позволяет получать большие объемы данных с огромных участков неба одновременно.

Обсерватория имеет камеру размером в 3,2 гигапикселя и может делать 200 000 фотографий (1,28 петабайт без сжатия) в год, что гораздо больше, чем может быть пересмотрено людьми. Управление и эффективный анализ данных, поставляемых системой, является одной из самых технически сложных частей проекта, требующей 100 терафлоп вычислительной мощности и 15 петабайт дискового пространства. Основными научными целями LSST являются:
– имерение слабых гравитационных линз в дальнем космосе для обнаружения характерных особенностей темной энергии и темной материи;
– картографирование малых объектов Солнечной системы, в частности околоземных астероидов и объектов пояса Койпера;
– обнаружение переходных оптических событий, таких как новые и сверхновые звезды;
– составление карты Млечного Пути.

Данные с телескопа (до 30 терабайт в сутки) становится доступным с помощью корпорации Google в виде современной новейшей интерактивной карты ночного неба.

Возвращение космического аппарата OSIRIS-REX с пробами астероида на Землю

Завершился проект по возвращению космического аппарата с пробами астероида. Исследователь реголита для установления происхождения методами спектрального анализа OSIRIS-REX (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer) – это первый проект NASA по забору проб c астероида и возвращению КА на Землю. И в целом это только вторая миссия в истории по получению образцов с астероида. Запущенный в 2016 году, OSIRIS-REX является третьей миссией программы New Frontiers (Новые рубежи), вместе с Juno и New Horizons (Новые горизонты).

Зонд отправлен на 1999 RQ36, осколок карбонатной породы примерно 580 метров (1900 футов) в диаметре, который классифицируется как астероид группы Аполлона. Это околоземные астероиды, орбиты которых пересекают земную. 1999 RQ36 представляет особый интерес, потому что существует небольшой шанс его столкновения с Землей в период с 2169 и 2199.

31 декабря 2018 года аппарат прибыл к астероиду Бенну и вышел на круговую орбиту вокруг астероида. OSIRIS-REX оснащен набором специальных инструментов, в том числе камерами высокого разрешения для получения приближенных изображений поверхности. Образцы возвращаются на Землю в 2023 году. Они проливают свет на формирование и эволюцию ранней Солнечной системы, начальные стадии формирования планет и источники тех органических соединений, которые привели к образованию жизни. Общая стоимость миссии (в том числе ракеты-носителя) составляет примерно $1 млрд. долларов США.

 

Больше…

Марсоход «Розалинд Франклин» приземляется на Марсе на «Казачке»

«Розалинд Франклин», ранее известная как проект «ЭкзоМарс» (ExoMars), является совместной миссией Европейского космического агентства (ЕКА) и Российского федерального космического агентства (Роскосмос). Разделенный на две части, первый этап был запущен в марте 2016 года и прибыл через девять месяцев. Он состоял из орбитального аппарата – Trace Gas Orbiter – для картографирования источников метана и других газов на Марсе, чтобы определить лучшее место для исследования марсохода. Он также содержал статический демонстрационный модуль, чтобы доказать жизнеспособность посадочной площадки. Скиапарелли – так назывался этот модуль – потерпел неудачу незадолго до того, как достиг поверхности, а позже на снимке НАСА было показано то, что, по-видимому, было местом его падения. Однако следующий этап миссии был продолжен.

«Казачок» — роботизированная марсианская посадочная платформа, построенная Роскосмосом, запущенная на ракете Протон-М в конце 2022 года, доставила марсоход в середине 2023 года. Целевое место приземления, Oxia Planum, лежит к северо-востоку от огромной системы каньонов, известной как Долины Маринерис, в районе низкой высоты примерно на 3000 метров ниже среднего марсианского уровня. Здесь находится одна из самых больших залежей глинистых пород на Марсе, демонстрирующая различные составы, которые указывают на разнообразие условий осадков и увлажнения. После того, как “Казачок” приземляется, он расширяет рампу, чтобы развернуть ровер Розалинд Франклин (названный в честь английского химика и пионера ДНК) на поверхность. “Казачок” остаётся неподвижным и начинает двухлетнюю миссию по исследованию окружающей среды, используя самые разнообразные научные инструменты. Он начнёт работать как автоматическая марсианская станция. Будет получать снимки места посадки, проводить метеорологические измерения и исследовать атмосферу. Номинальная продолжительность работы — земной год

Главная задача Розалинд Франклин — определить любые признаки микробной жизни, прошлой или настоящей. Марсоход оснащен буром, который просверливает скважину на два метра ниже поверхности для извлечения образцов. Они переносятся в миниатюрную лабораторию внутри марсохода. Он содержит датчик для биологических молекул, инфракрасный и рентгеновский спектроскопы, которые каталогизируют минералогический состав образца, а также устройства визуализации.

В буровой конструкции расположен ещё один инфракрасный спектрометр, который исследует внутреннюю поверхность скважины. Розалинда Франклин использует георадар для поиска идеальных мест для бурения. Миссия почти полностью автоматизирована, так как марсоход оснащен камерами визуализации для создания 3D-карты местности для обхода препятствий. Он имеет срок службы семь месяцев, двигаясь по марсианской местности со скоростью 70 м за сол (марсианские сутки) и тестируя десятки образцов во время своего 4-километрового путешествия. Орбитальный аппарат Trace Gas Orbiter (TGO), находящийся на орбите с 2016 года, функционирует как спутник ретрансляции данных как для “Казачка”, так и для “Розалинд Франклин”.

Первоначально планировавшийся запуск в 2018 году и посадка на Марс в начале 2019 года, марсоходная часть миссии столкнулась с задержками из-за европейской и российской промышленной деятельности и поставок научной полезной нагрузки. Таким образом, этот график сдвинулся до июля 2020 года. Дальнейшие задержки произошли, отчасти из-за COVID–19, после чего ЕКА и Роскосмос выбрали окно запуска в августе-октябре 2022 года и дату посадки в апреле–июле 2023 года.

“Розалинд Франклин” — одна из многочисленных миссий на Марс, происходящих в это время, когда человечество расширяет свой научный анализ Красной планеты как предшественника миссий с экипажем в последующие десятилетия.

Больше…

Запуск GPT-4

В июне 2018 года исследователи компании OpenAI, базирующейся в Калифорнии, опубликовали исследование о “Генеративном предварительно обученном трансформере” (GPT). До этого лучшие языковые модели искусственного интеллекта (ИИ) в основном использовали обучение с учителем на основе большого количества вручную размеченных данных. Эта зависимость от обучения с учителем ограничивала их использование на неразмеченных наборах данных, а также делала обучение крайне дорогостоящим и затратным по времени для обучения очень больших моделей.

В отличие от этого подход GPT включал в себя этап ненадзорного генеративного “предварительного” обучения, используемый для установки начальных параметров, а затем этап “настройки” для адаптации этих параметров к целевой задаче. GPT имел 117 миллионов параметров, которые можно было рассматривать как примерно эквивалентные отдельным соединениям в мозгу. Новая архитектура GPT обеспечивала более структурированную память, что приводило к “устойчивой переносимой производительности на различных задачах”.

Исследования OpenAI привели к более продвинутой версии с размером набора данных и количеством параметров в 10 раз больше. Как и ее предшественник, GPT-2 использовал ненадзорную модель трансформатора, обученную создавать текст, предсказывая наиболее вероятное следующее слово в последовательности токенов. Продолжая предсказывать дополнительные слова, он мог соединять полные предложения и абзацы с полностью понятными (и семантически значимыми) утверждениями на естественном языке, несколько похожим на очень продвинутую форму автокоррекции на смартфонах. Большой набор данных позволил GPT-2 выполнять задачи за пределами простого создания текста: такие как ответы на вопросы или краткое изложение и даже перевод между языками в различных конкретных областях без предварительной инструкции.

GPT-3, выпущенный в июне 2020 года, поднял исследования на новый уровень. Он имел количество параметров 175 миллиардов, более чем в 100 раз больше, чем у GPT-2, и требовал 800 ГБ хранилища. Около 60% взвешенного набора данных для предварительного обучения GPT-3 было получено из отфильтрованной версии Common Crawl – открытого хранилища данных веб-сайтов, состоящего из 410 миллиардов байт-парных закодированных токенов. Другие источники текста включали WebText2 – корпус веб-сайтов, связанных с сообщениями Reddit с тремя или более положительными отзывами, а также Википедию и цифровые книги.

The New York Times описала способность GPT-3 генерировать естественно звучащий язык, включая компьютерный код, наряду с поэзией и прозой, не только как «удивительный», «жуткий» и «унизительный», но и как «более чем ужасающий». В обзоре Wired говорится, что от GPT-3 «бегут мурашки по всей Силиконовой долине».

Однако некоторые остались настроены скептически, в том числе сам генеральный директор OpenAI Сэм Альтман, который раскритиковал то, что он назвал «ажиотажем вокруг GPT-3», признав, что он имеет «серьезную слабость и иногда делает очень глупые ошибки… ИИ собирается изменить мир, но GPT-3 — это всего лишь очень ранний проблеск».

Растущее использование технологий автоматической генерации текста, основанных на GPT-3 и других языковых генераторах, привело к спорам об академической честности и о том, как школы и университеты должны оценивать, что представляет собой академические проступки, такие как плагиат. Опасения также возникли из-за возможности распространения дезинформации, в том числе предвзятого, сексистского, расистского и другого вредоносного контента, создаваемого ботами. В одном случае французский медицинский стартап протестировал GPT-3 в качестве медицинского чат-бота, который посоветовал вымышленному пациенту покончить жизнь самоубийством.

Тем не менее, GPT-3 оказалась чрезвычайно впечатляющей технологией во многих областях. Продолжались исследования алгоритмов, что привело к созданию нового прототипа, который пытался уменьшить количество негативных или ложных ответов. ChatGPT, версии 3.5, был запущен в ноябре 2022 года и продемонстрировал улучшенное понимание этики и морали. Он мог предложить более вдумчивые ответы о том, что делать — с учетом законности, чувств и эмоций людей и безопасности всех участников — с четко сформулированными ответами во многих областях знаний. ChatGPT также обладал феноменальными навыками компьютерного кодирования, способного сгенерировать весь макет веб-сайта или подробный сценарий за считанные секунды всего по нескольким запросам пользователя. Однако его фактическая точность оказалась в ряде случаев неравномерной.

GPT-4 появляется в 2023 году, и эксперты по технологиям начали размышлять о том, какими могут быть его возможности. Оценки количества параметров сильно различались — от тех, кто считал, что оно будет таким же или лишь немного больше, чем 175 миллиардов GPT-3, до тех, кто предсказывал еще один огромный скачок, возможно, на сотни триллионов.

В конце концов, GPT-4 оказывается в нижней части этих прогнозов. Однако эффективное масштабирование значительно улучшилось в последние годы, а это означает, что количество параметров само по себе больше не является лучшим показателем производительности языковой модели — схлже с так называемым «мифом о мегагерцах» 2000-х годов, который применялся к скоростям персональных компьютеров. Вместо этого обучение на больших наборах данных теперь более важно.

GPT-4 представляет собой самую впечатляющую языковую модель из когда-либо созданных — она прошла несколько модифицированных версий теста Тьюринга и вызвала широкие общественные дебаты по поводу потенциала искусственного интеллекта в ближайшем будущем. Он имеет большую скорость, более длинное контекстное окно, лучшую точность фактов и улучшенную способность «запоминать» и ссылаться на информацию из предыдущих разговоров. В нем также дополнительно рассматриваются этические проблемы, связанные с более ранними версиями.

Благодаря постоянному повышению эффективности и снижению стоимости оборудования GPT-4 и его производные начинают распространяться в таких приложениях, как обслуживание клиентов и техническая поддержка. Пятое и шестое поколения языковых моделей будут разработаны во второй половине 2020-х годов, что приведёт к созданию действительно человекоподобного ИИ, способного имитировать реального человека почти в 100% случаев.

Больше…

В Дубае запущены летающие такси без водителя

В Дубае (ОАЭ), после продолжительного тестирования, которое началось в конце 2017 года и продолжалось пять лет, запущена служба летающего такси без водителя. Автономное воздушное такси (The Autonomous Air Taxi – AAT), производится компанией Volocopter – немецким производителем – работающим с автомобильным и транспортным управлением Дубая.

Первый в своем роде сервис в мире, ААТ представляет собой двухместный летательный аппарат, похожего на помесь вертолета и беспилотного дрона. Он имеет 18 роторов и польностью резервные независимые системы электропитания, с умной автономной системой управления способной перевозить людей без их участия. Он может летать на скоростях до 100 км/ч с использованием чистой энергии в быстрозаряжающихся батареях, с низким уровнем шума.

Служба ААТ доступна пользователям через мобильное приложение. Это позволяет клиентам бронировать полёты, получать справочные данные и отслеживать маршрут своего летательного аппарата. AAT является частью растущей тенденции к автоматизированному транспорту в Дубае – к 2030 году более четверти всех пассажирских автомобилей в городе будут ездить самостоятельно без участия человека.

Больше…

Тропические леса Борнео на грани исчезновения

Третий по величине остров в мире, Борнео (Калимантан), был когда-то домом для ошеломляющего спектра биологического разнообразия, охватывающего сотни тысяч квадратных километров. Расчистка и преобразование естественных лесов в участки для выращивания каучука, пальмового масла и промышленные плантации древесины, а также их уничтожение для мелких фермерских хозяйств привели к значительному обезлесению в последние десятилетия. Лесные пожары расчищали около 25 000 км² для посадок пальм и производства пальмового масла. Также, угроза исходила от разведки нефти и угля и осушения водно-болотных угодий. В итоге от леса остаётся лишь малая часть. Многие редкие виды на грани исчезновения, в том числе орангутанги – одни из самых умных обезьян.

Больше…