Рубрика: 21 век

«БАК на высокой светимости» (англ. High-Luminosity LHC) – это название улучшения для большого адронного коллайдера (LHC) на более высокую светимость. Коллайдер ускоряет заряженные частицы на встречных пучках, предназначен для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Новая конструкция в итоге повышает светимость устройства в 10 раз, увеличивая шансы увидеть редкие процессы и улучшить статистически предельные измерения.

Светимость – это способ измерения производительности ускорителя. В данном случае это параметр коллайдера, характеризующий интенсивность столкновения частиц двух встречных пучков. Чем выше светимость, тем больше данных, которые могут быть собраны во время эксперимента. HL-LHC может выполнить детальные исследования новых частиц, таких как бозон Хиггса. Он позволяет вести наблюдение за редкими процессами, которые были недоступны на предыдущих уровнях чувствительности. Теперь БАК испускает более 15 миллионов бозонов Хиггса каждый год, по сравнению с 1,2 млн., произведенных в 2011-2012 годах.

Усовершенствование до HL-LHC зависит от нескольких технологических инноваций, которые являются чрезвычайно сложными для исследователей – установке сверхпроводящих крабовых резонаторов, разворачивающих сгустки для лобового столкновения. Для увеличения угла пересечения, и усиления линз финального фокуса стали использовать магнитные элементы не с традиционным ниобий-титановым, а со станнидом триниобия Nb3Sn и высокотемпературным сверхпроводящим кабелем и полем до 16 Тесл. Также, для того чтобы обработать возросшее число событий потребовалась значительная модернизация всех детекторов, установленных на кольце.

Вместе эти обновления помогают развивать и усовершенствовать знания, полученные благодаря обнаружению бозона Хиггса и предлагают по-новому взглянуть на так называемую «новую физику», более фундаментальную и полную теорию, нежели стандартная модель.

Больше…

В рамках продолжающегося роста уровня потребительской робототехники новых рубежей достигли последние исследования в области искусственного интеллекта и устройств, созданных по образу и подобию биологических организмов. Современные роботы теперь могут выполнять все более широкий круг задач как дома, так и на работе.  Одно из самых важных (и трудных) умений для таких машин – способность распознавать и взаимодействовать с различными физическими объектами. Для таких простых или повторяющихся задач, как, например, производственная линия сборки, решение было достаточно незамысловатым, требующим просто определенных навыков программирования и использования механических систем. Но все  возрастающая сложность ситуаций, с которыми  приходится сталкиваться коммерческим роботам в настоящее время, привело к разработке более сложных механизмов с широким диапазоном возможностей.

Как уже часто бывало, инженеры обратились за идеями для моделирования как формы, так и функциональных особенностей нового робототехнического аппарата собственно к человеческому телу. Так как почти все роботы должны в некотором роде управлять физическими объектами и взаимодействовать с ними, рука стала наиболее часто имитируемой частью человеческого тела. Вместе с сопутствующим программным обеспечением для визуального распознавания механические руки в 2000-х и 2010-х годах уже могли похвастаться некоторыми впечатляющими способностями. Они могли подбирать миниатюрные и хрупкие объекты, ловить предметы, в них брошенные, делать некоторые жесты,  складывать полотенца, наливать напитки и даже готовить пищу.  Несмотря на это, присущая человеческим рукам уникальная природная ловкость и гибкость наряду с практическими ограничениями механических компонентов мешала ученым добиться идеального воспроизведения.

Однако ко второй половине 2020-х годов используемые технологии получили достаточное развитие для того, чтобы преодолеть большинство препятствий, возникавших в предыдущие десятилетия. Примерно в это же время появляются первые лабораторные образцы  механической руки  с возможностями, равными человеческим.  Достижения в области нанотехнологий, миниатюризации и микроэлектроники позволили инженерам обеспечить выполнение практически всех тонких движений живой биологической руки. Приводы преобразования электроэнергии в движение на основе графена, искусственная кожа, тактильные датчики, гибкая электроника и другие инновации были использованы для полноценной имитации реального объекта. Это также явилось результатом лучшего понимания биомеханики человеческих движений при манипуляциях объектами.

Программы искусственного интеллекта, используя программное обеспечение точного визуального восприятия, способны распознавать бесчисленные физические объекты и разумно планировать, как ими можно манипулировать. Исходя из этого, механическая рука может функционировать автономно и самостоятельно приспосабливаться к различным объектам, основываясь на их текстуре, весе и форме. При этом движения механической руки настолько плавны и естественны, что практически неотличимы от движений реальной человеческой руки. Конечно, пока такие системы еще находятся на стадии испытаний, но в будущем они будут чрезвычайно полезны для создания человекоподобных роботов и андроидов. К середине этого века изощренные возможности механических рук позволят машинам взаимодействовать с людьми и окружающей их средой бесчисленным количеством новых способов.

Больше…

31 января 2026 года зонд под названием Психея /Psyche/ выходит на орбиту большого металлического астероида, известного как (16) Психея. Один из самых массивных объектов в главном поясе астероидов – и самый тяжелый известный астероид M-типа – он более 250 км в диаметре и составляет около 1% от массы всего пояса.

“Психея” – это орбитальная миссия, разработанная в рамках программы NASA Discovery. Его основная цель – исследовать происхождение планетных ядер и подтвердить, является ли 16 Psyche обнаженным железным ядром протопланеты, остатком сильного столкновения с другим объектом, оголивший его от внешней коры.

Космический корабль запущен в июле 2022 года на борту ракеты-носителя SpaceX Falcon Heavy, с последующим гравитационным манёвром на расстоянии 500 км от Марса в мае 2023 года, прежде чем достичь пункта назначения через два с половиной года. Он выполняет всестороннее исследование геологии астероида, формы, особенностей поверхности, элементного состава, силы тяжести, магнетизма и распределения массы, помогая лучше понять формирование планет и их внутреннее строение. Эта информация также может быть использована в будущих операциях по добыче ископаемых с астероидов. Продолжительность миссии составляет 21 месяц, продлится до последнего квартала 2027 года, с серией постепенно уменьшающихся орбит, приближающих зонд к (16) Психея. Начальная орбита начинается на расстоянии 700 км, а конечная – на расстоянии 85 км.

В дополнение к исследованию (16) Психея, космический корабль также тестирует экспериментальную технологию лазерной связи под названием Deep Space Optical Communications, разработанную для повышения производительности и эффективности в 10-100 раз по сравнению с обычными средствами связи космического аппарата. Лазерные лучи от космического корабля принимаются наземным телескопом в Паломарской обсерватории в Калифорнии.

Больше…

Шестиколесный марсоход «Марсианская научная лаборатория» или «Кьюриосити» (англ. Curiosity — любопытство, любознательность) массой 900 кг передавал данные на Землю с 6 августа 2012 года – дня посадки на Марс. Несмотря на изначально запланированную продолжительность миссии около двух лет, этот аппарат продолжал функционировать значительно дольше, как и предыдущие марсоходы Spirit и Opportunity. Его бортовые плутониевые генераторы выработали количество тепла и электроэнергии, хвативших для 14 лет службы. К 2026 аппарат, наконец, замирает. Последний сигнал от марсохода получен в этом году.

Больше…

В течение этого периода, индийской организацией космических исследований (ИСРО) разработана двухступенчатая орбитальная ракета-носитель многоразового использования. После испытаний уменьшенной версии, которая продемонстрировала такие важные технологии, как автономная навигация, наведение и управление, полёт на сверхзвуковой и гиперзвуковой скорости, систему многоразовой тепловой защиты, а также управления входа в атмосферу.

В 2016 году ранний прототип достигнул скорости 5 Махов, а максимальная высота составила 65 км — этого не вполне достаточно, чтобы выйти в космическое пространство, которое, как считается, начинается на высоте 100 км. Полёт длился 13 минут, ракета преодолела расстояние в 450 км и приводнилась в заданной точке в Бенгальском заливе в автоматическом режиме. Не предназначеный для приводнения, корабль рассыпался от удара с водой, и не был восстановлен. Но это был первый в серии из пяти тестов, известный как «Гиперзвуковой экспериментальный полет» (HEX). Четыре последующие итерации были более продвинутыми и включали эксперименты по посадке, перелету и использовании гиперзвуковых воздушно-реактивных двигателей. Эти испытания в конечном итоге привели к окончательному варианту, способному перевозить грузы на орбиту, благополучно возвращаться на Землю и использоваться повторно.

Индия уже самостоятельно запускала астронавтов в космос в 2021 году, в небольшой капсуле на своей ракете GSLV. Дополнение в виде системы многоразового использования значительно расширяет возможности ИСРО в космосе, позволяя проводить более длинные, сложные и коммерчески успешные миссии, при десятикратном сокращении расходов на запуск. К этому времени рядом других стран и космических агентств также разработаны различные новые космические аппараты, что делает полёты в космос более доступным и обыденным явлением.

Больше…

PLAnetary Transits and Oscillations of stars (PLATO) (дословный перевод: транзиты планет и колебания звёзд) – космический телескоп, который был выбран Европейским Космическим Агентством в качестве третьей из средних (M) миссий в рамках программы Cosmic Vision («Космическое Видение»). Другие миссии – Solar Orbiter, запущенный в 2017 году и Космический Телескоп «Евклид», запущенный в 2020 году). Эта обсерватория включает 34 отдельных телескопа и камеры, каждая из которых состоит из четырех ПЗС-матриц с разрешением в 4500×4500 пикселей. Она сканирует до миллиона звезд в поисках по-настоящему землеподобных планет с достаточной детализацией, чтобы изучить их атмосферу с признаками жизни. В ходе работы, находясь на точке Лагранжа L2 Земля–Солнце, миссия преследует следующие цели:

• Раскрыть и охарактеризовать большое количество землеподобных экзопланетных систем, с точностью определения массы планеты до 10%, планетарного радиуса до 2%, и звездного возраста до 10%.
• Обнаружение земного типа планет схожих по размеру, в обитаемой зоне вокруг звезд солнечного типа
• Обнаружение «суперЗемли» в обитаемой зоне вокруг звезд солнечного типа
• Измерение солнечных колебаний у звёзд, содержащих экзопланеты
• Измерение колебаний классических звёздных пульсаций

PLATO использует данные космического телескопа Gaia, который начал свою работу в 2013 году и предоставил множество полезных подсказок для последующих наблюдений.

Эта миссия будет отличается от подобных тем, что она изучает сравнительно яркие звезды (от 8 до 11 звёздной величины), облегчая таким образом подтверждение своих открытий с помощью метода доплеровской спектроскопии. Телескоп будет иметь гораздо большее поле зрения, чем «Кеплер» (поле зрения которого составляет 100 квадратных градусов), что позволит ему изучать более широкую выборку звёзд.

Телескоп запущен в 2026 году на ракете Союз-Фрегат.

Больше…

В течение 2010-х годов твердотельные накопители (SSD) стали более предпочтительным выбором для работы компьютерных операционных систем и приложений из-за их гораздо большей скорости, чем традиционные жесткие диски. Однако, последние по-прежнему играют определенную роль в архивировании/резервном копировании и в общем хранении данных. Они не исчезли как таковые и продолжают составлять часть вычислительных экосистем. Текущие исследования и разработки привели к появлению огромных объёмов: к началу следующего десятилетия появились накопители 20 терабайт (ТБ), основанные на технологии черепичной магнитной записи SMR (Shingled Magnetic Recording).

Ещё одно нововведение – термомагнитная запись (HAMR (heat-assisted magnetic recording)) – ещё больше увеличило производительность. Суть технологии состоит в локальном нагревании лазером крошечной поверхности пластин жёсткого диска до 450° C, а затем охлаждения до комнатной температуры менее чем за наносекунду. Во время этого процесса поверхность становится более восприимчивой к магнитным воздействиям, что позволяет записывать данные на гораздо меньшие пространства, чем при обычной магнитной записи (CMR). Кроме того, новые накопители с несколькими приводами позволяют считывать огромные объемы данных на скоростях, соответствующих или превышающих современные жёсткие диски, что делает их более практичными для повседневного использования.

Первоначально начиная с 20 ТБ, новые диски HAMR быстро увеличили свою ёмкость в течение следующих нескольких лет, достигнув 50 ТБ к 2026 году. Несмотря на то, что разрыв между ценой байта сокращается, обычные жесткие диски продолжают лидировать над твердотельными накопителями в течение некоторого времени, благодаря их доступности и большей ёмкости.

Глобальный объём цифровых данных во всем мире увеличился с 33 зеттабайтов в 2018 году до более чем 200 зеттабайт к 2026 году и продолжает расти экспоненциально.

Больше…

Больше…

(137108) 1999 AN₁₀ – околоземный астероид из группы аполлонов, который характеризуется крайне высокими значениями наклона орбиты к плоскости эклиптики и её эксцентриситетом, из-за чего в процессе своего движения вокруг Солнца он пересекает орбиты сразу трёх планет: Венеры, Земли и Марса. Многие астероиды из этой группы достаточно крупные и могут подлетать достаточно близко к Земле, чтобы считаться потенциально опасными.

AN₁₀ был открыт 13 января 1999 года в рамках американской программы по поиску околоземных астероидов LINEAR в обсерватории Сокорро. По оценкам диаметр объекта до 1800 м – достаточно, чтобы при столкновении стереть с лица Земли целый континент. Астероид делает оборот вокруг Солнца каждые 643 дней и дважды в год проходит через окрестности Земли. Согласно расчётам, 7 августа 2027 года минимальное расстояние между Землёй и астероидом будет составлять около одно радиуса лунной орбиты или 388960 км. Во время этого сближения на небе Земли астероид достигнет максимума своей яркости и будет выглядеть звездой 7,3m звёздной величины, так его можно будет увидеть в хороший бинокль. В результате сближения астероид испытает сильное гравитационное воздействие со стороны Земли, однако, его орбита останется в опасной близости на ближайшие 600 лет.

Больше…