Пять инноваций недели, которые вы могли пропустить
Машина с космической скоростью
Британская команда Bloodhound совместно с инженерами норвежско-финской аэрокосмической и оборонной компании Nammo провела очередные испытания авто Bloodhound SSC. Машина, оснащенная ракетным двигателем, будет разгоняться до скорости 1609 километров в час.
Ракетный двигатель разрабатывается компанией Nammo с 2010 года в рамках программы Европейского космического агентства Future Launchers Preparatory Programme (FLPP). Созданный на основе самых прогрессивных технологий, он, в отличие от аналогов, не использует комбинацию жидкого окислителя и топлива. В качестве окислителя применяется концентрированная перекись водорода, а топливом является измельченная синтетическая резина из гидроксила полибутадиена. В итоге ракетный двигатель обладает такими же высокими характеристиками, как и модели на жидком топливе, но является при этом безопасным, экономичным и безвредным для окружающей среды.
Планируется, что автомобиль Bloodhound SSC выйдет на трассу в 2016 году. Он будет оснащен гибридной силовой установкой из двигателей разного типа: обычного внутреннего сгорания (используется в автомобилях "Формулы-1"), двух турбореактивных и ракетного. Последний и разгонит автомобиль до максимальной рекордной скорости в 1609 км/час.
В будущем двигатель Nammo планируется также использовать в ракетах North Star Rocket Family. Они будут взлетать с космодрома в Северной Норвегии и доставлять на околоземную орбиту небольшие спутники.
Через пять лет построят лунный лифт
Вашингтонская компания LiftPort Group обнародовала подробности проекта по строительству космического лифта. Он будет доставлять на Луну все необходимые компоненты и людей для строительства лунной базы, а также поможет в разведке лунных ресурсов. Авторы проекта говорят, что в будущем PicoGravity Lab станет дополнением к Международной космической станции.
О своем проекте LiftPort Group объявила два года назад, но было непонятно, удастся ли его реализовать - ведь воплощение идеи требуется немалых инвестиций. Теперь, когда разработчикам удалось добыть стартовую сумму, они объявили, что строительство начнется совсем скоро, и уже в 2020 году лунный лифт вступит в эксплуатацию.
Было решено строить подъемник не с Земли, а с Луны - в виду ее гораздо меньшего веса и отсутствия содержащей жидкость атмосферы. В основе космического подъемника - станция PicoGravity Lab, которая будет базироваться в лунной точке Лагранжа (здесь гравитационные поля Земли и Луны уравновешивают друг друга). Кевларовую ленту закрепят на поверхности Луны с помощью порта. Она будет протянута на расстояние 250 тысяч километров к Земле, где противовес в виде силы тяжести нашей планеты поможет сохранять ленту в натянутом состоянии.
С помощью электротяги подъемник будет курсировать между Землей и Луной, транспортируя грузы и людей. Соответственно, не потребуются длительные по времени перелеты и дорогостоящие ракетные запуски. Лунный лифт поможет также и в разведке ресурсов, которые планируется изучать на станции-лаборатории. В частности, луноходы будут извлекать ценные элементы из грунта Луны, включая редкоземельные элементы и гелий-3. Часть их отправят на Землю для изучения, часть используют в качестве топлива.
Настольный ускоритель против Большого адронного коллайдера
Команда физиков из департамента энергетики в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли создали компактный лазерный ускоритель заряженных частиц, который функционирует практически с той же эффективностью, что и многие полноразмерные установки. Открытие опубликовано в свежем номере журнала Physical Review Letters. Лазерные технологии помогут сократить размер ускорителей частиц с нескольких километров до нескольких сантиметров, что в разы снизит стоимость их строительства и эксплуатации. Кроме того, ученым не придется стоять в очереди, чтобы воспользоваться для проведения экспериментов одним из ускорителей - прибор будет стоять в каждой лаборатории.
Для создания новой установки исследователи использовали специализированный петаваттный лазер и плазму. Физики разогнали электроны в облаке плазмы, которая находилась внутри 9-сантиметровой трубки. Скорость, которую развили частицы, эквивалентна энергии 4,25 гигаэлектронвольта. Подобное ускорение на столь короткой дистанции соответствует градиенту энергии (скорости изменения физической величины в пространственном направлении) в 1000 раз большему, чем у традиционных полномасштабных ускорителей частиц.
Ныне существующие установки, такие как 17-километровый Большой адронный коллайдер, ускоряют частицы путем модуляции электрических полей внутри кольца. У такой технологии есть ограничения по энергии - не более 100 мегаэлектронвольт на метр, иначе металлическое кольцо просто разрушится. В случае применения лазера подобные ограничения отсутствуют. Лазер генерирует канал внутри плазмы, а также формирует волны, которые захватывают свободные электроны и увеличивают их скорость, а соответственно - энергию до невероятно высоких показателей. Ученые Национальной лаборатории Лоуренса использовали один из мощнейших лазеров в мире - BELLA. С его помощью удалось сфокусировать пучок света на точке диаметром в 500 микрометров, удаленной на 14 метров от источника. Лазерный импульс, который исходит раз в секунду, остается стабильным с точностью до доли процента. Сейчас физики работают над тем, чтобы вычислить максимально точные исходные настройки ускорителя и добиться нужного уровня энергии. В будущем планируется "разогнаться" до скорости в 10 гигаэлектронвольтов.
3D-вакцины победят ВИЧ и рак
Специалисты института Висса при Гарвардском университете разработали инъекционный "программируемый" биоматериал, который сам собирается в 3D-структуры в естественных условиях и может бороться как с онкологическими заболеваниями, так и с инфекционными заболеваниями - в том числе, ВИЧ. Детали разработки описаны в статье, опубликованной в новом номере Nature Biotechnology.
Предполагается, что технология совершит мощный прорыв в медицине, поскольку нейтрализует способность клеток рака уклоняться от атак иммунной системы организма. Пациент получает своеобразную прививку против рака, которая заставляет иммунитет стремительно атаковать чужеродные клетки. Крошечные биоразлагаемые стерженьки из диоксида кремния со множеством пор заполняются биологическими и химическими препаратами и вводятся под кожу, как обыкновенная инъекция.
На месте "вакцинации" стержни объединяются, формируя трехмерный каркас. Пористые пространства в стержнях заполняются особыми дендритными клетками, которые отслеживают появление инфекции. Когда фиксируется "чужеродное вторжение", тут же включается иммунный ответ. На протяжении нескольких месяцев кремниевый каркас растворяется и выводится из крови.
Ранее уже было установлено, что наноразмерные мезопористые частицы диоксида кремния полезны для стимуляции работы отдельных клеток, однако это первый случай, когда более крупные структуры микронного диапазона использованы для создания трехмерного каркаса, способного привлекать десятки миллионов иммунных клеток. Настраивая свойства поверхности и размер пор, регулируя высвобождение различных белков и лекарств, можно манипулировать иммунной системой и лечить таким образом многие заболевания. С помощью технологии можно будет осуществлять и профилактическую вакцинацию, которая обеспечит иммунную сопротивляемость организма до поражения инфекцией.
Копы станут провидцами
Немецкий Институт технологий предсказаний разработал систему программного обеспечения Precobs (Pre-Crime Observation System). На основании данных, полученных из разных источников, она позволяет спрогнозировать преступления, которые могут быть совершены в ближайшем будущем. Сейчас работа установки проверяется в полицейских департаментах на юге Баварии, после чего будет использоваться во всех немецких городах.
Система анализирует местоположение, время и другие детали преступлений, которые уже происходили в прошлом. И когда в полицию поступает сообщение о новом инциденте, программное обеспечение сопоставляет его с уже имеющимися данными, находит подобия, определяет круг причастных лиц и с высокой точностью определяет, какой объект станет очередной целью преступной группировки.
В процессе "обкатки" технологии расследуются квартирные кражи в Мюнхене и Нюрнберге. Программа уже одобрена Министром внутренних дел Германии, который отметил, что она продемонстрировала весьма впечатляющие результаты. Предполагается, что с помощью новой технологии можно будет предотвратить до 70% преступлений.
