21 век |

Гиперзвуковые ракеты используются в военных целях

После запуска крылатые ракеты, как правило, достигают скорость 800-965 км/ч. Однако, новое поколение гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД) поставляются на вооружение после многих лет испытаний и разработок. Скорость таких ракет может превышать 5 Махов, или около 6,150 км/ч, что делает их гиперзвуковыми.

Одновременно с улучшениями в области маневрирования, живучесть этих ракет во время полёта над вражеской территорией значительно улучшилась, поскольку их сложно (если не невозможно) сбить на таких высоких скоростях.

Теперь, когда военное использование ГПВРД было налажено и усовершенствовано, вскоре стоит ожидать появления и их коммерческого использования. В 2030-х годах появится первый гиперзвуковой самолет, способный облететь весь мир менее чем за четыре часа.

Больше…

Затопление Кивалины

Кивалина (Kivalina) была небольшым поселком на Аляске, расположенным на Южной оконечности вытянутого на 12 километров ограждающего материк острова. В нём проживало около 400 коренных эскимосов, его люди выживали на протяжении бесчисленного количества поколений, занимаясь охотой и рыбной ловлей. В конце 20 и начале 21 веков, резкое отступление морских льдов Арктики сделали посёлок крайне уязвимым к эрозии прибрежных зон и бурь. Армия США построила оборонительные стены, но это было лишь временной мерой и остановить наступление моря не удалось. К 2025 году Кивалина была полностью заброшена, и её здания исчезли под волнами.

Потепление в регионе Аляски происходит в два раза быстрее, чем в США в целом и затрагивает многие другие острова эскимосов. В то же время, появляются возможности для добычи неиспользованных запасов нефти, которые становятся доступными в результате таяния льдов.

Больше…

Генная терапия глухоты

По состоянию на 2015 год, от потери слуха страдают в той или иной степени 1,1 миллиарда человек. Инвалидность имеют до 7,5% (540 млн.), включая 1,7% (около 124 млн.) от умеренной до тяжелой степени, населения мира. Воздействие громкого звука вызывает около половины всех случаев, остальными факторами глухоты являются старение, генетика, перинатальные проблемы и инфекционные заболевания.

В первой половине 2030-х годов, вместе с первыми клиническими испытаниями на людях, достигнуты успехи в развитии генной терапии. Предшествующие ранее эксперименты на мышах были сосредоточены на гене TMC1, поскольку мутации именно на этом участке ДНК чаще всего вызывают глухоту. Ген TMC1 кодирует белок, который играет главную роль в слуховом аппарате, помогая преобразовать звук в электрические сигналы, которые поступают в мозг. Чтобы транспортировать здоровый ген, учёные внедрили его в обезвреженный вирус под названием аденоассоциированный вирус 1 или AAV1. Вместе с геном внедряется и активатор — специальная генетическая последовательность, которая «включает» ген только в определённых сенсорных клетках внутреннего уха, известных как волосковые клетки.

После успешных испытаний на людях и одобрения со стороны регулирующих органов, для пациентов, пострадавших от мутации TMC1, стало возможным секвенирование их геномов и восстановление слуха с помощью генной терапии. Однако, в то время как доля TMC1 составляет до 8% случаев, остаются ещё более 70 генов, являющихся причинами генетической глухоты. Поэтому понадобится ещё несколько десятилетий, чтобы полностью понять причины и вылечить всех больных. Тем не менее, в 2030-х годах генная терапия бурно развивается в научных исследованиях и разработках. Другие методы лечения, помимо генной терапии также делают скачок, в том числе продолжается работа с стволовыми клетками и вводом различных новых биотехнологических имплантатов.

Больше…

3D-печать органов человека

3D печать была впервые разработана в середине 1980-х годов и первоначально использовалась в промышленных целях, например, для быстрого прототипирования продукции или деталей. Её стоимость значительно снизилась в течение 2010-х годов и стала доступна гораздо более широкому кругу пользователей.

Пожалуй, самые значительные прорывы происходили в области здравоохранения и медицины. Индивидуальные, 3D-печатные части тела спасали жизни людей, можно было “напечатать” искусственные челюсти, биорезорбируемую шину для дыхания, части черепа и многое другое. Также печатались некритические для жизни элементы тела, например, зубные имплантаты и экзоскелеты, для помощи человеку с мобильностью и подвижностью суставов.

3D печать уже не ограничивается неорганическими материалами, как полимеры и металлы. Она была адаптирована для построения живых, биологических систем. Слой за слоем клетки, отделившись от головок принтера, могут быть размещены именно там, где надо с точностью до микрона. Изначально продемонстрировав на простых компонентах, таких как кровеносные сосуды и ткани, разработчики биопечати смогли сочетать более сложные и большие структуры. В конце концов, первый целый орган был разработан с достаточным количеством питательных веществ, кислорода и вектором роста, чтобы лабораторная мышь смогла выжить.

К 2025 году после тестирования на животных настраиваемая 3D-печать главных человеческих органов становится впервые осуществима. Хотя ещё технология не доведена до совершенства, так как некоторые виды органов остаются слишком сложными, тем не менее, это серьезный толчок в усилиях по продлению жизни. В ближайшие десятилетия из 78 органов человеческого тела всё большее и большее количество станет доступным для печати.

Больше…

Атомная электростанция «Хинкли-Пойнт С» введена в эксплуатацию

В Великобритании первый коммерческий ядерный реактор начал работать в 1956 году, в пиковом 1997-м году 26% электроэнергии страны генерировалось ядерной энергетикой. В начале 21-го века, однако, многие устаревшие реакторы были отправлены на пенсию, и доля снизилась до 19% в 2012 году. Из оставшихся девяти атомных станций с общей мощностью 9 000 МВт – восемь из них были закрыты в начале 2020-х годов. Не только они, но и большинство угольных электростанций уже давно нуждались в замене. Британия столкнулась бы с перспективой потери двух третей своей электроэнергии к 2030 г., если бы не были предпиняты меры по вложению крупных инвестиций с целью повышения энергетической инфраструктуры.

В 2011 году правительство Великобритании объявило о планах заменить весь свой «флот» атомных электростанций. Всё новое будет построено на существующих площадках или рядом с ними, чтобы свести к минимуму возможные неудобства и расходы. «Хинкли-Пойнт С» (Hinkley Point C) – среди первопроходцев, возведена рядом с «Хинкли» A и B – пары старых станций. Это предложение было одобрено в октябре 2013 года. Установлены два реактора общей мощностью 3200 МВт, что достаточно для снабжения около 6 млн. домов, или это в два раза превышает площадь Лондона, и составит 7% электроэнергии страны.

Проект, общей стоимостью 26 млрд долларов финансируется консорциумом французских и китайских инвесторов, в том числе EDF Group. Станция начала вырабатывать электроэнергию в конце 2025 года, став первой в новом поколении АЭС Великобритании, последняя была построена в 1995 году. Она продолжит работать в течение 60 лет.

Больше…

BepiColombo выходит на орбиту вокруг Меркурия

«Бепи Коломбо» является совместной автоматической миссией европейских и японских космических агентств (EKA и JAXA). Это всего третья по счету миссия по изучению Меркурия с близкого расстояния – и только вторая по выходу на орбиту вокруг планеты. Межпланетный зонд был запущен к Меркурию 27 января 2017 года, он содержит две орбитальных станции на одном транспортном модуле Mercury Transfer Module (MTM). Миссия запущена с помощью ракеты-носителя Ариан-5. Он выполнил в общей сложности семь облетов вокруг Земли, Венеры и Меркурия и был выведен на орбиту 1 января 2024 года. На данный момент это самое тщательное орбитальное исследование ближайшей к Солнцу планеты, которое ставит цель ответить на 12 конкретных вопросов:

  • Что можно узнать о роли Меркурия в составе околосолнечной туманности и формировании солнечной системы?
  • Почему нормированная плотность Меркурия значительно выше, чем у всех других планет земной группы, включая Луну?
  • Является ли ядро Меркурия жидким или твердым?
  • Является ли Меркурий тектонически активным на сегодняшний день?
  • Почему такая маленькая планета обладает собственным магнитным полем, в то время как Венера, Марс и Луна таковыми не обладают?
  • Почему спектроскопические наблюдения не выявили каких-либо признаков наличия на Меркурии железа, в то время как этот элемент предположительно является основной составляющей планеты?
  • Содержат ли постоянно затененные кратеры в полярных регионах серу или заледеневшую воду?
  • Есть ли какие-то явные отличия невидимого полушария Меркурия от картины, обрисованной Маринер-10?
  • Каковы механизмы образования экзосферы?
  • В условиях полного отсутствия ионосферы, каким образом магнитное поле взаимодействует с солнечным ветром?
  • Обусловлена ли намагниченная среда Меркурия процессами, подобными северному сиянию, или же радиационными поясами и магнитосферными суббурями, наблюдаемыми на поверхности Земли?
  • Поскольку движение перилегия Меркурия объясняется кривизной пространства-времени, можем ли мы воспользоваться близостью Солнца для проверки общей теории относительности с повышенной точностью?

Первая станция, Mercury Planet Orbiter (MPO), разработана агентством ЕКА. Россия также приняла участие в создании оборудования для этого модуля, один из 11 научных приборов на МРО российский. Эта станция выйдет на орбиту высотой от 400 до 1500 км над поверхностью Меркурия и займется изучением поверхности планеты. В частности, планируется создание мультиволновой карты поверхности планеты.

Вторая станция называется Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Её разработало японское космическое агентство. На ММО установлены пять научных приборов, и орбита его будет более вытянутой. Ближайшее расстояние до планеты в случае ММО также равно 400 км, а вот удаляться зонд будет на целых 12 000 км. Эта часть BepiColombo занимается изучением магнитосферы Меркурия.BepiColombo назван в честь итальянского математика и инженера Джузеппе Коломбо (Giuseppe (Bepi) Colombo) (1920—1984). Он разработал теорию гравитационного манёвра, которая используется для полётов космических аппаратов к другим планетам. Коломбо участвовал в разработке траектории корабля Маринер-10, космического аппарата, вторым совершившим гравитационный манёвр около Венеры.

Изначально запуск планировался в 2014 году с подлётом к Меркурию в 2020 г., но произошла задержка. Миссия завершится в 2026 году.

Больше…

Африканские слоны на пути к вымиранию

Несмотря на все усилия, направленные на сокращение торговли слоновой костью в Африке, огромное количество слонов по-прежнему становятся жертвами браконьеров. В 2009 году их популяция составляла 600 000 особей, и каждый год она сокращалась почти на 40 000.

Сейчас слоны находятся в опасной зоне вымирания. Экологические организации, зоопарки и парки работают для поддержания жизнеспособных популяций.

Больше…

Миллиард геномов человека секвенированы

Секвенирование биополимеров (белков и нуклеиновых кислот — ДНК и РНК) — определение их аминокислотной или нуклеотидной последовательности. В результате секвенирования получают формальное описание первичной структуры линейной макромолекулы в виде последовательности мономеров в текстовом виде, что позволяет, например, использовать их для идентификации мишеней для лекарственной терапии онкологических больных.

Анализ ДНК сейчас настолько дёшев, быстр и доступен, что более миллиарда геномов человека были секвенированы по всему миру. Ещё в 1990 году, когда впервые были сделаны исследования по выявилению и сопоставлению всех 3,3 млрд пар оснований у человека – известные как проект «Геном человека» – стоимость превышала миллиарды долларов. Потребовалось более десяти лет и вовлечения многих ученых со всего мира, чтобы провести крупнейший в истории сотрудничества биологический проект.

В течение нескольких лет после завершения проекта «Геном человека», время и стоимость сократились в разы. Благодаря новым методикам чтение ДНК стало доступным для гораздо большего количества людей. Стоимость одного генома упала на порядки – от $100 млн. в 2001 году до менее миллиона долларов к 2008 году, меньше чем $10000 в 2011 году и $1,000 к 2016 году. Эта тенденция даже обгоняла закон Мура.

Секвенирование ДНК начало набирать популярность во второй половине 2010-х годов. В Великобритании, например, в 2015 году Национальная служба здравоохранения (НСЗ) предложила ставить медицинские диагнозы сначала через генетическое тестирование, а три года спустя было завершен проект «100 000 геномов». Аналогичные инициативы были предприняты во многих других странах, когда все преимущества крупных медицинских баз данных стали очевидными. Стремление к портативности и увеличению поставок тестовых наборов, например, таких, как предлагает компания “23andMe”, привело к дальнейшему ускорению этой тенденции. Помимо выявления рисков для здоровья, разработки персональных необходимых процедур лечения, можно извлечь информацию о своих предках и истории семьи.

К 2025 году было секвенировано миллиард человеческих геномов – около одной восьмой части населения земного шара. Количество геномных данных теперь достигает эксабайта (1 млн. терабайт), что больше всех видео файлов с сайта YouTube, доступных на конец 2016 года. Это создало огромный спрос на улучшенные возможности хранения информации, что привело к увеличению облачных вычислительных сетей. Объём и сложность больших объёмов данных потребовали гораздо более широкого применения для медицинских и научных целей программ ИИ, таких как IBM Watson. Среди последних достижений, выявлены тысячи генов, отвечающие за интеллект. Благодаря им представлены новые идеи и перспективы для лечения нарушений познавательных способностей. Учитывая, что генетические различия влияют на около 75% IQ человека, эти гены сыграют роль в создании супер-умных людей в отдаленном будущем.

Несмотря на достигнутый прогресс в области генетики, есть проблемы конфиденциальности и безопасности хранения в интернете такого огромного количества медицинской информации. Заголовки новостей пестрят хакерскими скандалами, связанными с кражей и продажей персональных данных. Страховые компании и другие корпорации, особенно в США, стремятся добраться до лакомовых кусочков данных, чтобы активизировать свои лоббистские интересы. Возрастает беспокойство по поводу возможной несправедливости, предубеждений и дискриминации по генетическим признакам.

Больше…

Традиционные микрочипы достигают пределов миниатюризации

Производители полупроводников достигли предела миниатюризации компьютерных чипов. Самые маленькие транзисторы сейчас производятся на основе технологических процессов, оперирующих объектами размером до 4 нанометров, что близко к размеру отдельных атомов. Работать с частицами кремния меньшего размера уже невозможно в связи с эффектами квантового туннелирования.

Закон Мура предполагает увеличение мощности компьютеров в два раза каждые 18 месяцев. Однако теперь парадигма меняется в связи с отказом от традиционных микросхем в пользу многоуровневых пространственных интегральных микросхем на основе графена и других новых материалов.

Больше…

В Италии проходят Зимние Олимпийские игры

Зимние Олимпийские Игры 2026 года проходят с 6 по 22 февраля 2026 года в итальянских городах Милан и Кортина-Д’Ампеццо. На 134–й сессии Международного олимпийского комитета (МОК), состоявшейся в швейцарской Лозанне 24 июня 2019 года, Италия победила ещё одну совместную заявку шведских городов Стокгольм-Оре, набрав 47 против 34 голоса. Это уже четвертый раз, когда Олимпийские игры были выиграны Италией, но первый раз, когда они проводятся в Милане, а также первые Олимпийские игры с участием двух городов-хозяев в своем названии. Это происходит в 20-ю годовщину зимних Олимпийских игр 2006 года в Турине и 70-ю годовщину зимних Олимпийских игр 1956 года в Кортина-Д’Ампеццо.