Видео

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

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

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

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

Возвращаемая миссия на Марс считается «святым Граалем» роботизированных космических полетов и на сегодняшний день является самым дорогим и сложным исследованием Марса из когда-либо задуманных. Из-за финансовых проблем как у американского (NASA), так и у европейского космического агентства (ESA), проект был практически сорван. Но протесты со стороны научного сообщества были в конечном итоге услышаны, и проект начал набирать обороты под названием Mars Sample-Return (MSR).

При запуске с Земли (возвращение должно состояться через пять лет после запуска) в состав миссии вошли: транспортный модуль Земля-Марс, орбитальный корабль, спускаемый аппарат, механизм забора проб грунта, транспортный модуль Марс-Земля и возвращаемый корабль. Около 30 образцов горных пород и грунта, общей массой 500 граммов, помещаются в транспортный модуль, который затем запускается и выходит в атмосферу Марса, прежде чем совершить обратный путь на Землю.

Сразу по прилёту на Землю, образцы помещаются в специальную изолирующую ёмкость с целью предотвратить их загрязнение. Затем для детального анализа горных пород и грунта применяют расширенный инструментарий, недоступный на предыдущих марсоходах с относительно ограниченным оснащением. Образцы представляют огромную научную ценность. Они обеспечат ученых материалами для исследований по окружающей среде Марса на десятилетия вперёд и станут новой вехой в исследовании планеты. Следующей более важной миссией на Марс остаётся только пилотируемая посадка.

Транзит Меркурия происходит, когда планета проходит непосредственно между Солнцем и превосходной планетой, становясь видимой (и, следовательно, скрывая небольшую часть) солнечного диска. Во время транзита, Меркурий выглядит как маленькая черная точка, движущаяся по диску Солнца.

Это случается вновь 13 ноября 2032 года. В последний раз это произошло 11 ноября 2019 года. В следующий раз это повторится в 2039 году, и ещё восемь транзитов будут совершены в течение оставшейся части XXI века. Каждый транзит обычно длится несколько часов.

Транзиты Венеры относительно Земли также могут происходить, но гораздо реже транзитов Меркурия, потому что Венера находится дальше от Солнца и вращается вокруг него медленнее. Еще реже встречаются одновременные транзиты Меркурия и Венеры. В последний раз такое событие произошло в 373 173 году до нашей эры, а следующее – 26 июля 69 163 года.

После десятилетий исследований и разработок, новое поколение самолетов вступает в коммерческую эксплуатацию. Эти самолеты имеют крейсерскую скорость около 6000 км/ч, что позволяет им летать из Европы в Австралию менее чем за четыре часа. С дальностью полёта более чем 20 000 км они могут выполнять это путешествие без дозаправки и имеют отличную дозвуковую и сверхзвуковую топливную эффективность, что позволяет избежать проблем, связанных с предыдущими моделями сверхзвуковых самолетов. Кроме того, они являются экологически чистыми. Работая на жидком водороде, их отходы – это водяной пар и небольшое количество окиси азота.

Еще одним преимуществом является то, что, в то время как конструкция этих самолетов имеют длину в 150 метров, новые самолеты на самом деле легче, чем Боинг 747 и могут использовать обычные взлетно-посадочные полосы. Они имеют умеренную степень шума при взлете. Во многом они являются наследником «Конкорда».

У таких самолётов нет иллюминаторов. Очень сложно было сконструировать окна, которые не утяжеляли бы сам самолет. Поэтому одним из путей решения этой проблемы была установка дисплеев с плоским экраном, показывающими, что происходит снаружи. Билеты на такие полёты на данный момент очень дороги.

Laser Interferometer Space Antenna (LISA) – гравитационно-волновая обсерватория, запущенная Европейским космическим агентством. Этот проект является третьим из трех больших миссий «Космического Видения» (Cosmic Vision) – программы фундаментальных космических исследований, которая включает в себя также запуск двух других космических аппаратов: для исследования ледяных лун Юпитера – Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), запущенный в 2022 году и Передовой телескоп для астрофизики высоких энергий (ATHENA), развернутый в 2028 году.

LISA разработана для исследования с предельной точностью гравитационных волн – «отрывающихся» от источника гравитации и свободно распространяющихся в пространстве волн, приводящих к изменению (возмущению) гравитационного поля в окружающем пространстве (т. н. «рябь пространства-времени»). Ввиду относительной слабости (по сравнению с прочими) гравитационных сил, эти волны должны иметь весьма малую величину, с трудом поддающуюся регистрации.

Проект LISA нацелен на исследование гравитационных волн посредством лазерной интерферометрии на астрономических расстояниях. Измерения будут проводиться при помощи трёх космических аппаратов, расположенных в вершинах правильного треугольника. Две стороны этого треугольника длиной 5 миллионов километров, проходящих по схожей с Земной гелиоцентрической орбите, будут образовывать плечи гигантского интерферометра. Когда гравитационная волна искажает структуру пространства-времени между двумя космическими аппаратами, появляется возможность измерить относительные изменения длины плеч интерферометра по сдвигу фазы лазерного луча, несмотря на малость этого эффекта. Лазерная интерферометрия используется, чтобы контролировать колебания относительных расстояний между ними, с разрешением всего в 20 пикометров (20 триллионных метра, что меньше, чем атом гелия).

Целью проекта является не только детектирование гравитационных волн, но и измерение их поляризации, а также направления на их источник. Таким образом, в конечном итоге цель проекта — построение карты неба с угловым разрешением порядка нескольких градусов путем исследования низкочастотного гравитационного излучения. В случае успешной работы эксперимента в течение нескольких лет, разрешение для источников высокочастотных гравитационных волн (с периодами менее 100 секунд) может быть улучшено до нескольких угловых минут.

Для устранения негравитационных сил, таких как давление света и солнечного ветра на пробных массах, каждый космический аппарат выполнен как спутник с нулевым сопротивлением, позволяющий эффективно «плыть» вокруг масс, начинённый специальными сенсорами для определения относительной позиции, с сверхточными двигателями, что позволяет всё время оставаться правильно ориентированным.

Результаты предыдущих поисков гравитационных волн в космосе были проведены в течение коротких периодов планетарных миссий с другими первичными целями (Например, Кассини-Гюйгенс), с помощью микроволновых доплеровских радаров, позволяющих измерить колебания расстояния между Землёй и кораблём. Но Миссия LISA использует лазерную интерферометрию для достижения гораздо более высокой чувствительности. Другие антенны работают на Земле, но их чувствительность на низких частотах сильно ограниченна из-за сейсмического шума, помехи от близлежащих движущихся масс.

Прохождение гравитационных волн поочередно сжимают и растягивают объекты на ничтожную величину. Эти волны вызваны энергетическими событиями во Вселенной, такими, как массовые слияния черных дыр в центре галактики, черные дыры, потребляющие небольшие компактные объекты, как нейтронные звезды и белые карлики; взрывы сверхновой звезды; остатки на очень ранней стадии Большого взрыва и, возможно, теоретические объекты, как космические струны.

Поскольку LISA является первой расположенной в космосе обсерваторией на основе детектора гравитационных волн, миссия добавляет совершенно новый смысл нашего восприятия Вселенной – её запуск позволяет астрономам «слышать» события так, как это невозможно было ранее и раскрывает многие важные явления, которые прежде были «невидимыми».

Больше…

Dragonfly (англ. – «Стрекоза») – это четвёртая миссия в рамках программы NASA New Frontiers («Новые рубежи»), выбранная в качестве победителя в июне 2019 года. Космический аппарат, запущенный к Сатурну в 2026 году, приземлился на поверхности его спутника Титана в 2034 году.

Аппарат Dragonfly, весом около 450 килограммов, совершил посадку на парашюте в экваториальных дюнах «Шангри-Ла», которые по своей природе похожи на линейные дюны Намибии на юге Африки и предлагают места с разнообразием образцов породы. Специалисты NASA по планированию миссий многие годы анализировали более ранние данные космического корабля “Кассини” (Cassini), чтобы выбрать период спокойной погоды, а также безопасное первоначальное место посадки и интересные с научной точки зрения цели.

Dragonfly состоит из  винтокрылого летательного аппарата, во многом похожего на большой квадрокоптер с двойными винтами – октокоптер. Такая конфигурация позволяет аппарату выдержать потерю по меньшей мере одного винта или мотора. Аппарат выполняет вертикальные взлёты и посадки (VTOL) и контролируемые полёты между объектами, подзаряжаясь от радиоизотопного термоэлектрического генератора (RTG). Он может двигаться со скоростью 36 км/ч или около 10 м/с и подниматься на высоту 4 км. Корабль предназначен для работы при температуре в среднем -179,2 °C.

Используя преимущества плотной атмосферы Титана и низкой гравитации (требующей в 38 раз меньше энергии, чем полёт на Земле), Dragonfly исследует разные области на поверхности спутника Сатурна, общая протяженность полётов составит 175 км за трёхлетний период. Аппарат соберёт и измерит составы органических материалов с поверхности для того, чтобы определить жизнепригодность окружающей среды Титана и изучить пребиотическую химию. Основная цель миссии – огромный кратер Селк, образовавшийся в результате удара, достаточно большого, чтобы в далёком прошлом расплавить водно-ледяную кору Титана и высвободить кислород.

В ночное время, которое длится на Титане 192 часа или восемь земных дней, аппарат работает на поверхности. Мероприятия в это время включают в себя сейсмологические исследования и метеорологический мониторинг, анализ проб и микроскопическое фотографирование местности с использованием светодиодной подсветки. Dragonfly связывается непосредственно с Землей – на расстоянии более миллиарда километров – используя антенну с высоким усилением, с задержкой передачи 79 минут. Помимо спектрометров, метеорологических датчиков и сейсмометра, научная полезная нагрузка включает в себя панорамные камеры высокого разрешения для съемки поверхности Титана и поиска потенциально интересных площадок для исследования.

Новая вершина инженерной мысли реализована в этом году в Норвегии открытием нескольких подводных плавающих тоннелей. В каждом тоннеле проложена дорога из двух полос движения. Пролегающая через Согне-фьорд – самому большому и самому известному фьорду в Норвегии и второму по длине в мире, конструкция представляет собой параллельные трубы длиной 1200 м, которые поддерживают собственную плавучесть. Используются законы физики статики жидкостей, то есть силы Архимеда (на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объёме погруженной части тела). Трубы подвешены на глубине от 20 до 30 метров, что ниже любого возможного контакта с кораблями, выдерживают любые приливные силы или неблагоприятные погодные условия.

Этот проект в своей первой стадии стал первым подводным подвесным тоннелем в мире, введённым в эксплуатацию. В последующие годы к нему присоединятся несколько других близлежащих регионов. В общей сложности стоимость составит 25 миллиардов долларов. Это снизит перегруженность местных паромов и сократит время в пути между севером и югом страны. Например, путешествие на автомобиле, занимающее 21 час из Кристиансанда в Тронхейм сократится более чем наполовину.

Большинство автомобилей на дорогах страны управляются автопилотом, что помогает оптимизировать расходы времени в пути.

Находясь под водой, транспортные системы не портят живописные ландшафты и сохраняют природу в её первозданном виде.

Больше…

К 2037 году поставки F-35 Lightning II для американских военных прекратились. Несмотря на то, что самолет планируется сохранить в эксплуатации до 2070 года, примерно в это время начинает выпускаться шестое поколение самолётов. Существующий флот ВМС из F/A-18E/F «Супер Хорнет» также сейчас уходит на пенсию, требуя замены. Новые истребители закупаются для ВМС США (программа известна как F/A-ХХ) и ВВС (известный как F-X). С точки зрения технологии – это крупный скачок в сравнении с F-35, разработка также должна превзойти китайские Чэнду J-20 и Шэньян J-31.

Самолеты шестого поколения имеют повышенную автономность (с возможностью быть беспилотными), на порядок улучшенную компьютерную начинку с расчётами алгоритмов, более быстрым маневрированием и сканированием поля боя, гиперзвуковым оружием, лазерными пушками, расширенными возможностями радиоэлектронной борьбы, лучшую технологию скрытности и так называемую “умную оболочку” – встроенными датчиками, уменьшающими сопротивление. У самолётов впервые появляется сверхзвуковой бесхвостый дизайн, что стало возможным благодаря передовому компьютерному моделированию и новым материалам корпуса.
Больше…

Клэйтроника, также известная как программируемая материя, внедряется сегодня в бесчисленное количество предметов обихода. Эта технология подразумевает управление крошечными устройствами, названными к-атомами (клэйтронические атомы). Соединенные посредством электростатики, они действуют совместно, производя крупномасштабные изменения.

Предметы, с которыми взаимодействуют к-атомы, могут радикально менять свою форму и функции. Например, одни предметы мебели могут трансформироваться в другие. Кровать может вдруг стать диваном или большим столом. Стулья могут моментально подстраиваться под сидящего. Стены, ковры, потолки, двери и другие поверхности могут по требованию менять цвета или структуру.

Можно сделать электронику более легко приспосабливаемой к окружающей среде – таким образом, чтобы она изменяла свою структуру и была в состоянии справиться с пылью и жарой в пустыне, затем перестроиться, чтобы сопротивляться влажности в джунглях или стать совершенно водонепроницаемой. Устройства, которые носятся на голове и ушах, могут сами подстраиваться под индивидуальные характеристики.

Клэйтроника применяется сейчас во многих транспортных средствах. Поверхности машин могут менять цвета по одному нажатию кнопки или самовосстанавливаться: исправлять вмятины и устранять царапины. Шины могут моментально адаптироваться к поверхности земли или погодным условиям, а прозрачные окна могут мгновенно затемняться при необходимости уединения.

Особенно популярна клэйтроника в детских игрушках – она позволяет фигуркам приобретать поразительно живые формы. Сегодня множество прочих предметов обихода также стали очень легко конфигурируемыми. В дальнейшем будущем с помощью клэйтроники станет возможным создание полностью искусственных людей.

Больше…

В результате многолетних разработок к энергетической системе теперь можно отнести и энергию, вырабатываемую из космической солнечной энергии. Эту идею пытались реализовать с 1970-х годов, но достижения в нанотехнологиях и достижения, касающиеся эффективности передачи, лишь недавно сделали её коммерчески и технически осуществимой.

Система предполагает запуск нескольких спутников на геосинхронную орбиту Земли. На начальном этапе он финансируется и осуществляется совместно правительственными организациями и частными корпорациями. Очень большие поверхности на каждой солнечной батарее спутника, изготовленные на основе нанотехнологий (как правило, размером от 1 до 3 км), захватывают энергию Солнца, которая затем передаётся на Землю с помощью микроволн или лазеров. Большие собирающие тарелки на земле принимают энергию и преобразуют ее в годное к употреблению электричество. Вот несколько плюсов такого подхода:

• Большее количество захватываемой энергии: В космосе передача солнечной энергии не подвергается фильтрующему воздействию атмосферных газов. Вследствие этого, количество энергии, захваченной на орбите, составляет 144% от максимального количества, которое можно собрать на поверхности Земли.
• Больше срок сбора энергии: высоко над Землёй орбитальные спутники подвергаются достаточно высокому уровню солнечного излучения 24 часа в сутки, тогда как наземные панели ограничены максимум 12 часами в день.
• Независимость от погодных условий: орбитальные спутники находятся достаточно далеко от каких-либо атмосферных газов, облаков, ветра, дождя и других возможных погодных явлений.
• Управляемая передача энергии: При необходимости спутники могут направлять энергию в различные места на поверхности Земли, установленные в зависимости от географически обусловленных потребностей в базовой или пиковой мощности нагрузки.

Также орбитальная солнечная энергия приносит пользу климату, поскольку при этом подходе отсутствуют выбросы газов, вызывающих парниковый эффект (хотя энергия, передаваемая на Землю, в конечном счёте, переходит в тепло). Эти проекты, однако, изначально были очень дорогостоящими ввиду агрессивности космической среды. Необходимо высокопрочное экранирование панелей для того, чтобы защитить их от космического мусора, поскольку огромные размеры делают их очень уязвимыми для летящего в него космического мусора. Некоторые из наиболее высокотехнологичных панелей содержат композитный материал на основе нанотехнологий, который может самовосстанавливаться. Ухудшение качества поверхности солнечных панелей делает их практически невыгодными, но дальнейшее развитие технологий позволит решить эту проблему.

Несмотря на далекое от совершенства начало, космическая солнечная энергия станет очень успешной отраслью промышленности в конце 21-го и в 22-м веке. На орбитах вокруг Луны и Марса начнут появляться спутники, оказывая значительную поддержку пилотируемым базам. Космическая энергия продолжит распространяться по всей Земле на протяжении почти двух столетий до тех пор, пока практически весь солнечный свет, падающий на планету, не начнёт использоваться и в некотором роде «собираться».

Больше…