Зонд для поиска жизни на Европе, спутнике Юпитера, испытывают в Антарктике

Зонд для поиска жизни на Европе, спутнике Юпитера, испытывают в Антарктике

О том, что на Европе, спутнике Юпитера, может быть жизнь, говорят уже давно. Собственно, то же самое говорят и об Энцеладе и некоторых других спутниках планет Солнечной системы (даже о Хароне!). Но все же именно к Европе обращены глаза ученых, и среди всех планов посещения потенциально обитаемых миров больше всего теорий о возможности полета к спутнику Юпитера.

Сейчас этот проект становится все более реальным, специалисты из Технологического университета Джорджии даже разработали специального подводного робота. Это устройство способно погрузиться под лед и начать изучение всего, что находится вокруг. Возможно, когда-то именно такой робот сможет доказать, что и на планетоидах Солнечной системы существует жизнь.

Прототип устройства сейчас тестируется в рабочих условиях в Антарктике. Условия здесь больше всего похожи на «Европейские». В течение трех месяцев Бритни Шмидт из Университета Джорджии вместе со своей командой испытывала робота, который называется Icefin. Главное назначение подводного дрона — поиск подледной жизни.

Icefin может проникать через небольшие отверстия во льду, возможно, именно такие образовываются в ледяной коре Европы. В то же время, мы используем робота и для того, чтобы лучше понимать, что происходит подо льдом в Антарктике и как эти процессы могут влиять на биосообщества», — говорит Шмидт.

Зонд для поиска жизни на Европе, спутнике Юпитера, испытывают в Антарктике

Больше всего дрон похож на торпеду, как, собственно, и многие другие подводные роботы. Длина устройства составляет 3 метра. Разрабатывать робота начали в 2014 году, тогда же сообщалось, что торпедообразный робот — это проект НАСА, и этот робот будет использоваться для проверки жизнеспособности технологии. Сейчас эта программа называется Ross Ice Shelf and Europa Underwater Probe (RISE UP). НАСА финансирует три экспедиции в Антарктику для проведения испытаний Icefin в условиях экстремально низкой температуры.

К роботу добавили новые сенсоры для отслеживания органики, а также проведения измерений, результаты которых могут указывать на наличие жизни. В частности, это уровни кислотности и концентрация растворенного в воде кислорода. Нельзя знать точно, но есть предположение, что жизнь на других планетах также изменяет указанные параметры, так что проведение подводных анализов воды может косвенно указать на наличие живых существ.

«Мы увидели, что Icefin очень хорошо плавает, использует все предусмотренные научные инструменты, благодаря чему он смог получить данные из трех разных локаций. Робот действовал на шельфе и относительно больших глубинах (530 и 800 метров). Также он изучил язык ледника Эребус», — заявили участники проекта.

Новый дрон гораздо «умнее» первого прототипа. Он способен работать в условиях автономности, что требуется на Европе. Робот должен работать на расстоянии около 800 миллионов километров от Земли и быть способным действовать в полностью автоматическом режиме. Ученые идут на риск утери аппарата, но по-другому поступить невозможно, ведь управлять роботом подо льдом с огромного расстояния невозможно.

Одна из задач, которую поставили ученые, проводя тесты в Антарктике — проверка точности показаний робота. Специалисты проверяли все результаты анализов, предоставленных Icefin. Ведь было бы не слишком приятно узнать, что устройство, которое обошлось во много миллионов долларов (или даже миллиардов), и отправленное на Европу, успешно там работает, но отправляет некорректные результаты измерений.

При этом не исключены и аварийные ситуации. «Наиболее пугающим для нас моментом была системная ошибка, в результате которой отключился главный компьютер робота. Все решилось практически сразу — компьютер включился, но если бы это произошло на Европе, все могло бы оказаться гораздо серьезнее», — говорит Шмидт. Ученым необходимо изучить все слабые места системы для того, чтобы получить возможность создать надежного робота, который сможет без проблем работать самостоятельно.

Зонд для поиска жизни на Европе, спутнике Юпитера, испытывают в Антарктике

В течение девяти последующих месяцев ученые добавят к функционалу робота еще несколько инструментов, возможно, будет даже микроскоп. Следующая фаза исследований, которая начнется в октябре, будет непосредственно касаться автономности Icefin, о чем говорилось выше. Третья же тестовая программа, заключительная будет ставить своей целью проверить возможность робота самому «принимать решения». То есть выбирать места для изучения, пути следования и тому подобное.

В Антарктике робот смог найти много интересных форм жизни. Понятно, все они известны ученым, но наблюдать за ними от этого не становится менее интересно. Вообще все это выглядело, как реальное погружение под лед иной планеты.

Топливные элементы из водорослей стали в 5 раз эффективнее

Топливные элементы из водорослей стали в 5 раз эффективнее

Многое о энергопроизводстве мы могли бы узнать у растений, которые неустанно, в течение миллионов лет, превращали воду и солнечный свет в экологически чистую энергию. Недавно инженерам Кембриджского университета удалось по-новому сымитировать фотосинтез с помощью искусственных листьев, в которых в роли топлива выступают электроны водорослей. Заявляется, что новое изобретение в пять раз эффективнее существующих аналогов, при этом намного дешевле в производстве и проще в использовании.

Во время фотосинтеза, водоросли производят электроны в своих клетках, часть из которых выходят за ее пределы, где и «собираются» с помощью специальных устройств. Топливные элементы, построенные по этому принципу, часто называют биофотогальваническими элементами (BPV). Они генерируют энергию за счёт двух основных процессов: накопление (улавливание лучей света для производства электронов) и передача электричества.

В большинстве топливных элементов на основе водорослей, эти процессы происходят в одном отделении. Учёные из Кембриджа поняли, что они могут повысить эффективность устройства если разделить их.

«Накопление и перенос электроэнергии часто имеют противоречивые требования, — говорит Кади Лиис Саар, ведущий автор исследования. — Например, накопительное устройство должно подвергаться воздействию солнечных лучей для максимальной эффективности, в то время как для передачи энергии этого не требуется».

В итоге команда ученых разработала устройство с двумя камерами, первая их которых обеспечивает необходимые условия для производства электроэнергии с наибольшим КПД, а вторая – позволяет сохранять энергию для последующего использования, например, после заката солнца.

«Разделение процессов накопления и передачи электричества означало, что у нас получится повысить производительность девайса за счёт уменьшения его компонентов, — говорит Туомас Ноулз, соавтор исследования. — В микромасштабах жидкости ведут себя иначе, что позволило нам создать более эффективные элементы, которые обладают низким внутренним сопротивлением и меньшими электрическими потерями».

Исследователи смогли добиться ещё большей эффективности и уменьшения потерь электронов в процессе фотосинтеза за счет генетически модифицированных водорослей. Новый прототип получил энергетическую плотность 0,5 Вт/м2, что в пять раз больше, чем в предыдущем проекте команды.

Это достаточно низкое значение по сравнению с другими фотогальваническими элементами, но устройство на основе водорослей является более «зелёной» альтернативой (во всех смыслах). Их производство проще и дешевле, что перспективно для использования в развивающихся странах.

 

Два первых спутника глобальной беспроводной интернет-сети и охота за обтекателями

Два первых спутника глобальной беспроводной интернет-сети и охота за обтекателями

Частная космонавтика — не только полезна для общества, она еще и весьма увлекательна. Следить за успехами коммерческих предприятий космической отрасли, которые ставят все новые рекорды — одно удовольствие. Впереди планеты всей в этом плане — компания SpaceX, основанная Илоном Маском.

22 февраля компания запустила ракету-носитель Falcon 9 с военно-воздушной базы Ванденберг. Изначально этот запуск планировался для доставки на орбиту испанского спутника PAZ, но затем стало ясно, что компания планирует отправить в космос еще немного полезного груза.

И этим грузом стали прототипы интернет-спутников для будущего проекта Starlink. Спутники получили название Tintin A и Tintin B. На Geektimes этот проект описывался не раз и не два. Его цель — обеспечение всего мира широкополосным доступом в интернет. В первую очередь — регионов, где иных способов подключения к глобальной сети либо нет, либо они весьма сложны и затратны.

После запуска ракеты-носителя SpaceX попыталась вернуть обтекатель Falcon 9. Для этого было создано судно нового типа, которое называется Mr. Steven. Корабль представляет собой посадочную платформу, на которой развернута большая сеть (самая обычная, хотя и очень прочная). При помощи этой сети и планируется поймать обтекатель.

На днях Илон Маск опубликовал восьмисекундное видео в своем Twitter. Ролик показывает выход в космос спутников, которые успешно отстыковались от ракеты и вышли в космос. Связь с ними уже установлена, так что повода сомневаться в успешности запуска нет.

Как уже говорилось выше, эти спутники — тестируемые образцы. На их примере будет отрабатываться работа всей сети. Если все пройдет хорошо, то в 2019 Илон Маск начнет разворачивать уже полноценную сеть спутников, которая и обеспечит всю планету беспроводным интернетом. Илон Маск пошутил, что пароль к глобальному Wi-Fi — «martians», то есть «марсиане».

Стоимость обтекателей составляет около $6 млн. Так что возврат их на Землю с последующим восстановлением и повторным запуском может сэкономить компании значительное количество средств. SpaceX уже научилась возвращать на Землю ступени ракеты, причем с повторным их запуском. Теперь настала очередь обтекателей.

Они отделяются от ракеты через три минуты после запуска и возвращаются на Землю. После этого наступает следующий этап операции — нужно поймать обтекатели и пустить снова в дело. Мягкая посадка обтекателей обеспечивается за счет парашютов и собственных двигателей. Парашют управляемый, за счет GPS-сигналов он направляет обтекатель к судну, о котором говорилось выше.

К сожалению, через час после запуска вернуть обтекатель не удалось. Он не попал в сеть, приводнившись на воду в нескольких сотнях метров от судна. Вернее, приводнилась лишь половина обтекателя, которая оказалась неповрежденной.

Ранее SpaceX уже удавалось возвращать обтекатели, но сейчас впервые для этой цели в океан было отправлено специализированное судно, о котором шла речь выше. Вероятно, с течением времени компания научится точно сводить в одной точке обтекатель и судно, как это было, например, со ступенями ракеты Falcon 9. Изначально ступени тоже то падали в воду мимо баржи, которая отправлялась на встречу с ними, то взрывались на борту самого судна. Но потом инженеры отладили этот процесс, и сейчас все идет, как по часам.

Что касается спутников, то масса каждого из них составляет 386 кг. На первом этапе для ввода глобальной интернет-сети планируется ввести в строй около 800 спутников, что позволит создать полное покрытие территории США и прилегающих регионов.

Высота, на которую будут отправлены спутники, составляет от 1150 до 1325 км. Это позволяет существенно сократить время отклика. SpaceX ожидает, что задержка не превысит 25-35 мс. У современных спутниковых систем этот показатель составляет около 600 мс. Если у компании Илона Маска все получится, то глобальный спутниковый интернет по показателям задержки приблизится к проводным услугам интернет-доступа.