Часть 3

Раздел ТРАНСПОРТ начнем с того, что прыгает и бегает.

«Инженеры представили компактного прыгающего робота», пишет 30 марта www.membrana.ru. «Новичок по имени «песчаная блоха» несёт на борту видеокамеру, а двигается и контролируется, словно обычный игрушечный автомобиль с ДУ. Однако при необходимости он способен прыгнуть на высоту в 8-9 метров, что превращает его в проворный аппарат для разведки в городских условиях. Четырёхколёсного прыгуна Sand Flea на средства американской армии построила компания Boston Dynamics. Она известна нам по целому ряду весьма неординарных роботов. (Последний из них – рекордный робот-гепард.)

Переносной аппарат является развитием «высокоточного городского прыгуна» (Precision Urban Hopper), построенного в 2009 году. Прежний робот взлетал в воздух благодаря поршню под днищем, выстреливаемому при сгорании порции топлива. В новой версии механизм прыжка оказался пересмотрен. Сначала машинка «встаёт на дыбы», а затем отправляется в полёт, отталкиваясь поршнем в своей задней части. Оператор может регулировать угол старта и высоту прыжка (от одного метра и до максимума). В воздухе «песчаная блоха» использует гироскопическую систему стабилизации, чтобы не вращаться слишком уж хаотично и тем самым обеспечить приемлемую картинку с бортовой видеокамеры. Приземляться разведчик может на любую сторону — упругие колёса смягчают удар. Вес «блохи» составляет пять килограммов. Длина робота равна 33 сантиметрам, ширина – 46, высота – 15 см. На одной зарядке (картридж с углекислым газом) Sand Flea может прыгнуть 25 раз. Запаса электричества в литиевом аккумуляторе хватает на два часа работы. Максимальная скорость машины равна 5,5 км/ч. Допустимая температура окружающей среды – от минус 15 до плюс 45 градусов Цельсия.

Камера робота оснащена видимой и инфракрасной подсветкой и делает снимки с разрешением 1280 х 960 точек, а также передаёт в реальном времени видео с разрешением 320 х 240 пикселей. Хотя разрабатывался новый прыгун в первую очередь для военных, Boston Dynamics полагает, что он пригодится в полицейских операциях, спасательных работах и даже в планетарных исследованиях».

«Робот-гепард установил мировой рекорд скорости бега», информирует 6 марта www.membrana.ru. «В США построен и испытан первый прототип кибернетического гепарда, заказанный военными год назад. Внешне он не слишком напоминает живой прообраз, но зато является самым быстрым на Земле роботом с ногами. Рекордсмена по имени Cheetah построила компания Boston Dynamics по заказу пентагоновского агентства передовых оборонных исследований DARPA. На недавних испытаниях аппарат развил 18 миль в час (29 км/ч). Это вдвое быстрее, чем, к примеру, способно передвигаться "гидравлическое четвероногое", недавно построенное итальянцами. Предыдущий же абсолютный рекордсмен среди роботов на ногах — Planar Biped, созданный в Массачусетском технологическом институте, развивал максималку в 21 км/ч и удерживал пальму первенства аж с 1989 года.

Галопирующий робот Cheetah тестировался на бегущей дорожке. При этом работал аппарат от внешнего гидравлического насоса. Также использовались направляющие, помогающие машине держаться середины «тропы». Однако испытания свободно бегущего прототипа должны состояться уже нынешнем году, сообщает DARPA. Робот-гепард обладает техникой бега, напоминающей таковую у настоящего гепарда. В частности, машина использует для наращивания длины шагов и своей скорости сгибание и разгибание спины на каждом прыжке. Именно поэтому создатели машины рассчитывают на дальнейший рост её характеристик.

"В то время как 18 миль в час это хорошее начало, наша цель — получить «гепарда», движущегося гораздо быстрее и на открытом воздухе, — говорит доктор Альфред Рицци (Alfred Rizzi), технический руководитель проекта Cheetah и ведущий учёный в Boston Dynamics. — Мы разработали бегущую дорожку, способную разгоняться свыше 50 миль в час (80 км/ч), но мы планируем покинуть её и выйти в поле как можно скорее. Мы действительно хотим понять пределы того, как быстро могут двигаться роботы ". Робот Cheetah создан в рамках программы «Максимум мобильности и манипуляции» (M3). DARPA утверждает, что программа «носит фундаментальный характер» и не ориентирована на конкретные военные задачи. Её цель – исследования по наращиванию возможностей роботов в целом. Однако, признаётся агентство, рождённые в ходе выполнения этой программы технологии могут иметь широкий диапазон военного применения. Добавим, что всего месяц назад Boston Dynamics и DARPA провели первые тесты на пересечённой местности автономного робота-мула».

«Китайцы решили построить первый вакуумный поезд», сообщает 27 марта www.membrana.ru. «Разработчик спорной концепции самого быстрого наземного транспорта продал в шести странах более 60 лицензий, позволяющих участвовать в реализации проекта. Особый интерес задумка вызвала в Поднебесной, чьи учёные намерены первыми воплотить смелый замысел, которому скоро исполнится вот уже как сто лет. Деловой подход к реализации своей мечты выбрал изобретатель из Флориды Дэрил Остер (Daryl Oster). Его компания ET3.com разрабатывает систему скоростного сообщения, призванную заменить самолёты, но строить её предлагается всем желающим: автор распространяет лицензии на право использования своей интеллектуальной собственности. ET3 означает Evacuated Tube Transport Technologies (технологии транспортировки по вакуумной трубе), соответственно, сам такой транспорт Дэрил именует ETT.

В общих чертах суть его проста. Герметичные капсулы на магнитной подвеске (маглев) летят внутри трубы, из которой откачан воздух. Поскольку «вагоны» не касаются стенок, а аэродинамическое сопротивление практически сведено к нулю, затраты на перемещение такого аппарата в пространстве (в расчёте на килограмм груза) могут быть в десятки раз ниже, чем у обычного поезда. Ведь начальная энергия, необходимая для разгона капсулы до высокой скорости, может быть почти полностью возвращена в сеть близ пункта назначения — при торможении за счёт всё тех же электромагнитных систем. Типичная трасса ETT должна состоять из двух труб для движения в двух направлениях. Трубы могут быть как надземными, так и подземными, в зависимости от конкретной местности. В развитой системе труб может быть и больше, а также могут появиться узловые станции с системами, автоматически направляющими входящие капсулы на боковые ветки. В теории, летающие в вакуумной трубе вагончики могли бы развивать скорость, более менее сопоставимую с космической (до 8 тысяч километров в час), и преодолевать межконтинентальные расстояния быстрее любого самолёта.

Но хотя в XX веке с подобными предложениями инженеры выступали не раз, вакуумный поезд до сих пор остаётся сказкой. Очевидно, при его создании необходимо преодолеть массу трудностей. Это нисколько не смущает Остера, который ещё в 1999 году получил на ETT американский патент. Документ описывает многие тонкости в устройстве и работе дороги: капсулы и систему их подвески, приспособления для согласованного ускорения капсул и регенеративного торможения, контроль за вибрациями и автоматическое управление транспортными потоками в таких трубах, меры безопасности (в том числе резервирование систем) и так далее.

Автор ETT полагает, что вакуумированная дорога может быть реализована в нескольких модификациях, отличающихся поперечником трубы и размером капсул. Оптимальный же вариант по соотношению капитальных затрат и вместимости – это полутораметровая труба и капсулы на шесть пассажиров либо 370 килограммов груза, насчитывающие 1,3 метра в диаметре и 4,9 м в длину. Несмотря на размер, как у легкового автомобиля, капсулы должны весить всего 180-190 кг. Дело в том, что эти аппараты будут играть в системе совершенно пассивную роль, как посылки пневмопочты. Все системы привода, активные части магнитной подвески, управление движением – всё отдано на откуп самой трубе. В капсулах будут размещены только магниты и проводящие обмотки для отклика на внешние поля. Вероятно, там могут быть использованы и сверхпроводники. На станциях по всему маршруту ETT должны быть предусмотрены автоматические шлюзы, запускающие заполненные капсулы в трубу и извлекающие их в месте назначения. В коротких (междугородних) поездках скорость таких капсул могла бы составлять 600 км/ч, а в дальних – до 6500 км/ч. Это позволило бы добираться из Нью-Йорка в Пекин за два часа.

Системы регенерации воздуха, похожие на те, что применяются на подлодках и в космических кораблях, обеспечивали бы пассажиров кислородом. А заскучать в межконтинентальных рейсах им не давали бы экраны с видеофильмами или играми. Также на «виртуальные окна» на стенках капсулы можно выводить любой пейзаж, сообщает новатор. При внеплановой остановке капсулы Дэрил предлагает использовать для эвакуации людей аварийные люки, которые должны быть встроены в стенки трубы каждые полтора километра. В общем, предусмотрено действительно многое. Только реализация по-прежнему едва виднеется на горизонте. За $100 и 6-процентные отчисления от будущих доходов Остер продаёт лицензии на ETT. Инженер надеется, что именно лицензиаты помогут ему довести замысел до стадии железа. Среди заинтересованных сторон могут найтись специалисты по электромагнитным системам и вакуумным установкам, знатоки сопротивления материалов и доки в автоматизированных системах управления…

 Свою компанию Дэрил называет открытым консорциумом, а покупателей лицензий – его совладельцами. Финальное проектирование работоспособной вакуумной дороги американец сравнивает с разработкой открытого ПО. Он утверждает, что дело сдвинется с мёртвой точки, если наберётся тысяча владельцев лицензии, способных в какой-то мере поучаствовать в проекте – расчётами, материалами, лабораторными экспериментами. Пока таковых набралось едва больше 60. Возможно, первая такая дорога будет построена в Китае. Ещё в 2001 году патентом на ETT заинтересовался доктор Чжан Яопин (Zhang Yaoping) из Юго-Западного университета Цзяотуна (SWJTU), который написал американцу письмо. В 2002 году Дэрил приехал в Китай, познакомился с Яопином лично и помог ему запустить в Поднебесной исследования по ETT, причём в них удалось заинтересовать ещё нескольких учёных из разных китайских институтов и университетов, а чуть позже и специалистов из Японии. Важно, что в число соратников Дэрила вошли физики, занимающихся системами магнитной левитации на основе высокотемпературных сверхпроводников.

В 2010 году появилась информация, что работа над китайским вариантом ETT идёт полным ходом. Чжан и его коллеги решили построить два прототипа. К 2013 году они намерены создать небольшую модель вакуумного поезда, рассчитанную на достижение скорости 600-1000 км/ч, а в последующие годы — более крупную систему, фактически прообраз рабочего транспортного аппарата, с максимальной скоростью 500-600 км/ч. Этот поезд должен передвигаться по подземному туннелю. Причём если Дэрил предлагал создавать в туннеле вакуум, то китайцы решили ограничиться просто пониженным давлением воздуха. Это позволило бы получить заметную экономию энергии и в то же время упростило бы и удешевило бы конструкцию трубы. Её стоимость китайцы оценили примерно в $3 миллиона за километр, что ниже, чем для двухпутного рельсового высокоскоростного транспорта.

Очевидно, для построения пассажирской системы ETT нужно будет подумать ещё над тысячей вещей. Как дорога будет защищена от землетрясений, какие дублирующие тормоза будут останавливать капсулы при сбое в работе электроники, сколько энергии будет уходить на поддержание низкого давления в трубах длиной в сотни километров…На часть из этих вопросов ответы были получены в 2011 году: Остер и его соратники из Китая и Японии опубликовали две работы, в которых рассмотрели проблему построения больших вакуумных труб с разумными капитальными затратами и способы быстрой откачки воздуха, задачу регулирования температуры внутри такой дороги и методы поиска утечек воздуха, работу систем жизнеобеспечения в капсулах и другие аспекты проекта. Интересно, что похожую вакуумированную дорогу в 2002 году предлагали британцы. Правда, в их системе Fast Tube крохотные капсулы двигались на колёсах по рельсам. И хоть это было явно более простое решение, чем маглев, дело закончилось пшиком. Большой прототип системы ETT вряд ли стоит ждать раньше 2020 года. Но, может быть, именно упорные китайцы с японцами первыми доведут столетнюю идею до воплощения. Идею, которую флоридский инженер поэтично называет Space Travel on Earth, космическим путешествием на Земле».

«Подводный воздух: корабль на пузырьках», называется заметка, размещенная 14 марта на www.popmech.ru. «Укутанный «коконом» воздушных пузырьков корпус судна сможет продвигаться в воде практически без трения – намного быстрее и при меньшем потреблении топлива. Проект Air Support Vessel (ASV) – часть масштабной судостроительной программы Effect Ships International AS, на работы над которым Евросоюз выделил 10 млрд евро. Основную нагрузку при этом берут на себя норвежские исследовательские организации и компании, а недавно в Швеции состоялись первые испытания прототипа ASV. В самом деле, для судна двигаться по воде намного сложнее, чем может показаться со стороны. Вода обладает определенной вязкостью и в любом случае создает довольно значительное противодействие, для больших кораблей особенно значительное. Обычно говорят о том, что нос судна «разрезает» воду, однако на самом деле он не столько разрезает ее, сколько толкает перед собой, что особенно заметно при движении на больших скоростях. В какой-то момент этот эффект становится столь заметным, что дальнейшее увеличение скорости практически невозможно.

На деле максимальная скорость судна прямо пропорциональна длине его ватерлинии – иначе говоря, чтобы сделать его более быстроходным, приходится увеличивать его размеры. Это, с другой стороны, увеличивает массу корабля и трение его корпуса с водой. Судостроитель попадает в своего рода замкнутый круг, который и ограничивает все его возможности по созданию быстроходных кораблей. Конструкторам приходится изрядно ломать головы, отыскивая все более экзотические формы и подходы с тем, чтобы принципиально уменьшить трение или противодействие головной волны.

Какие же существуют решения для снижения трения о среду, сквозь которую движется объект? Один из них можно увидеть на поверхности мячика для гольфа: небольшие углубления на ней создают вихри в ближайшем воздушном слое, разрушают его и позволяют мячу двигаться быстрее и более прямолинейно. Кстати, так же поступают и дельфины, у которых при плавании на больших скоростях кожа образует сходные углубления. Впрочем, для кораблестроения, где используются стальные корпуса, этот подход мало применим. С другой стороны подошли к проблеме разработчики Mitsubishi, которые предложили снижать трение о воду, окружая корпус судна массой воздушных пузырьков – мы писали об этом в заметке «Воздушная подкладка».

Но участники европейского консорциума Effect Ships International AS пошли сходным, но другим путем. Они отталкивались от механизма, который позволяет скоростным катерам развивать скорость, гораздо большую той, нежели позволяет длина их ватерлинии: для этого катера буквально пробиваются сквозь воду, разрушая головную волну. Корпус устраивается таким образом, чтобы при движении создавать «подъемную силу», выталкивающую судно из воды и позволяющую ему двигаться практически по самой поверхности и над ней. Лишь малая часть корпуса остается погруженной в воду, трение и противодействие головной волны минимальны. Крайним примером подобного подхода можно назвать корабли на воздушной подушке, в движении вообще не касающиеся воды и способные развивать впечатляющую скорость. Правда, при высокой волне они неспособны стабильно поддерживать свой «полет», что резко ограничивает применимость таких судов.

Итак, авторы проекта ASV учли эти принципы и создали прототип корпуса судна довольно оригинальной конструкции. Его V-образный нос расходится парой острых, постепенно уплощающихся граней, которые разрезают встречный поток воды и направляют его в стороны и вдоль проходящей по центру выемки, которая, в свою очередь, имеет пару острых выступов. Она же и наполняется воздушными пузырьками, так что трение корпуса о воду резко падает – по расчетам разработчиков, вдвое, что на 40% повышает энергоэффективность, даже с учетом дополнительных расходов на работу воздушной системы.

Стоит сказать, что работает эта система также лишь на сравнительно спокойной воде. Предполагается, что увенчается ее разработка созданием быстроходных кораблей прибрежной зоны, имеющих около 20 м в длину и способных перевозить до сотни пассажиров на скорости до 35 узлов (более 60 км/ч). Отдельно авторы отмечают чрезвычайную плавность движения, что должно понравиться людям, страдающим морской болезнью. Рассматриваются возможности и создания судов других размеров, от 15 до 100 м длиной. Возможно, технология будет использована и для более крупных судов, вплоть до коммерческих грузовых. Чтобы добиться минимального веса судна корпус планируется изготавливать с применением углеволоконных композитов. Если это будет успешно проделано, суда можно будет оснащать бесшумными электродвигателями взамен дизельных».

 

Раздел ИНФОРМАЦИЯ в этот раз демонтсрирует всего одну новость.

«Seagate обещает увеличить ёмкость винчестеров до 60 Тб», пишет www.nanonewsnet.ru. «…Компания Seagate выступила с заявлением о достижении плотности записи в один терабит на квадратный дюйм – это на 55% выше показателей, присущих самым ёмким существующим накопителям. Компания утверждает, что в этом десятилетии максимальный объём винчестеров типоразмера 3.5" удастся удвоить до 6 Тб, а в последующие десять лет он может достичь 60 Тб. В классе 2.5" максимальный объём винчестера вырастет до 2 Тб и 20 Тб, соответственно. Seagate утверждает, что покорять заявленные вершины компания будет при помощи технологии магнитной записи с подогревом, о которой уже рассказывали инженеры Hitachi. Перед процессом записи информации участок магнитной пластины подогревается лучом лазера.

Методика позволяет довольствоваться достаточно мелкими магнитными частицами с «перпендикулярной» ориентацией. Заметим, что ни Hitachi, ни Seagate не заявили, когда в продаже появятся первые винчестеры, использующие технологию магнитной записи с подогревом. Судя по всему, разработки Hitachi теперь перейдут Western Digital, и оба крупнейших производителя жёстких дисков смогут воспользоваться данной технологией».

 

Новости раздела НАУКА. ЖИЗНЬ. ЧЕЛОВЕК по традиции можно разбить на земные и космические.

«О некоторых тайнах биологического антифриза» рассказывается в заметке от 26 марта на www.nanonewsnet.ru. «Многие представители живой природы в результате эволюции научились производить особые химические вещества, позволившие им колонизировать территории с экстремально низкими температурами. Для тех, кто зовёт Арктику или Антарктику своим домом, способность к выживанию при температурах сильно ниже нуля является наиважнейшей. Именно из таких организмов химики выделили много природных биологических «антифризов».

 Один из таковых, ксиломаннан, продуцируемый холодоустойчивым арктическим ночным жуком Upis ceramboides, был тщательно изучен исследователями из Института физико-химических исследований RIKEN (Япония). Впервые ксиломаннан выделили в 2009 году; это один из наиболее эффективных антифризов у насекомых. Биологические антифризы, называемые также факторами теплового гистерезиса [thermal hysteresis factor (THF)], защищают клетки от урона, которой могли бы нанести мельчайшие кристаллики льда, обычно образующиеся внутри клеток при низкой температуре. Считается, что THF прикрепляется к поверхностям зарождающихся кристалликов и каким-то образом препятствует их дальнейшему росту, защищая клеточные мембраны от будущих ледяных игл, которые по мере своего роста протыкали бы её. Самая необычная вещь в ксиломаннане — его строение. Все выделенные на сегодня биологические антифризы относятся к классу сложных белков-гликопротеинов [antifreeze proteins (AFP)]. А вот ксиломаннан представляет класс глюканов — длинноцепочечных веществ на основе фрагментов сахаров (но это не протеин, и в этом смысле он уникален).

Чтобы подтвердить предложенную структуру ксиломаннана и перейти к изучению собственно механизма его взаимодействия с кристалликами льда, японские учёные синтезировали то, что, как они полагали, являлось ключевым компонентом этого соединения. Структурный анализ, проведённый с использованием ядерного магнитного резонанса и молекулярного моделирования, подтвердил, что синтетическая структура совпадает с природным веществом. Полученная структура также подсказала исследователям, каким образом ксиломаннан выполняет свои функции сверхэффективного антифриза. А именно: одна «сторона» структуры ксиломаннана намного полярнее другой, что делает одну плоскость молекулы гидрофильной, а другую — гидрофобной.

Таким образом, гидрофильная часть молекулы притягивается к кристаллику льда, создавая на его поверхности гидрофобный слой за счёт неполярной стороны молекулы, которая теперь обращена к раствору, отталкивая новые молекулы воды и не позволяя кристаллу расти. Единственное, что пока остаётся не совсем понятным, — за счет каких именно групп происходит изначальное взаимодействие полярной стороны молекулы ксиломаннана с кристалликом льда. Для прояснения картины учёные собираются синтезировать более длинные фрагменты этого биоантифриза, чтобы поставить точку в исследовании его способности связываться со льдом.

В заключение отметим важность открытия биологических антифризов вообще и данной работы в частности. Понимание принципов действия и возможность использования подобных соединений в генетической инженерии позволило бы, к примеру, увеличить срок хранения замороженных продуктов, улучшить производство рыбы в местах с более холодным климатом, удлинить время сохранения тканей для трансплантологии, кардинально изменить протокол не самой простой и приятной процедуры гипотермальной терапии…»

«Человеческий мозг «похудел» на 14 миллиардов нейронов», сообщает 21 марта www.nanonewsnet.ru. «Сколько нервных клеток в нашем мозге? Сто миллиардов. Число на слуху, правда, никто не знает, откуда оно взялось. Во всяком случае, по словам Сюзаны Херкулано-Хузель (Suzana Herculano-Houzel) из Федерального университета Рио-де-Жанейро (Бразилия), когда она попыталась выяснить у коллег-нейрофизиологов происхождение этих «ста миллиардов», никто не смог дать ей вразумительного ответа. И тогда она решила посчитать нейроны мозга сама. Вручную перебрать все нейроны человеческого мозга представляется ещё менее возможным, чем сосчитать число звёзд на небе, волос в бороде и маковых зёрен в мешке мака. Без помощи сказочного помощника никак не обойтись.

Тем не менее существуют научные подходы, позволяющие решить эту задачу с той или иной степенью точности. Выполнить работу можно было бы стандартным методом: взять небольшой кусочек мозга и посчитать количество нейронов в нём, а потом увеличить результат пропорционально размерам целого мозга — исходя из того, что нейроны распределены более или менее равномерно. Но исследователи выбрали другой способ. Они взяли весь мозг и осторожно растворили клеточные мембраны, получив суп из разрушенных клеток, в котором плавали клеточные ядра. Плотность ядер в любой порции этого супа была уж точно одинакова. После чего было подсчитано число ядер нейронов, условно говоря, в чайной ложке полученной смеси.

При этом, разумеется, не учитывались ядра служебных, глиальных клеток, не участвующих в проведении нервного сигнала. Для своей работы учёные использовали мозг четырёх мужчин 50, 51, 54 и 71 года. Ни один из них не болел неврологическими заболеваниями (все они завещали свой мозг науке). Как оказалось, в среднем наш мозг насчитывает около 86 млрд нейронов — на 14 млрд меньше, чем считалось. Если кому-то эта разница кажется не столь существенной, специально уточним, что человеческий мозг «похудел» на число нервных клеток, которые составляют целый мозг бабуина и половину мозга гориллы. Размер тут имеет значение!

Впрочем, о том, что касается соответствия между размером мозга и степенью развитости организма, есть разные мнения. Известно, что, помимо числа нейронов, важную роль играет их организация, способы соединений между нервными клетками, количество таких соединений, а также способность самих нейронов вступать в разнообразные контакты друг с другом. Небольшое количество межнейронных связей может свести на нет преимущество множества нервных клеток.Некоторые исследователи полагают, что размер мозга вообще соответствует только размеру тела, что мозг увеличивается лишь для того, чтобы большим телом было легче управлять. Другие, наоборот, считают, что увеличение мозга у человека связано как раз с появлением высших психических функций и развитием социальной жизни. Таким образом, перед наукой встают два вопроса.

Первый — действительно ли нас от обезьян отделяет лишь прирост нервных клеток в мозгу?

И второй — кто всё-таки первый сказал об этих «ста миллиардах»?»

 

«Алгоритм маневра: поток уклонения» обсуждается в заметке от 29 марта на www.popmech.ru. «Удивительная скорость, с которой лесные птицы маневрируют во время полета даже в самых густых зарослях, способна вызвать зависть авиаконструкторов и инженеров. Впрочем, понемногу механизмы этой поразительной способности начинают раскрываться – возможно, они будут использованы и в самолетах будущего. В самом деле, никакому самому современному компьютеру не по силам отслеживать на быстрой скорости огромное количество препятствий в трехмерном пространстве, распознавать их и маневрировать в полете, уклоняясь от столкновений и постоянно уточняя траекторию дальнейшего движения. Такое доступно разве что свуп-байкам штурмовиков из «Звездных войн». А еще – обычным птицам и летучим мышам.

 

Как же летающим животным это удается? Этим вопросом вплотную занялись Кен Себеста (Ken Sebesta) и Джон Бэйлюль (John Baillieul) – и, кажется, во многих деталях им удалось разобраться. По мнению ученых, секрет состоит в использовании довольно простого алгоритма, который, впрочем, накладывает принципиальное ограничение на максимальную скорость такого «маневрового полета». Для этого ученые подошли к задаче обнаружения и оценки препятствий с новой стороны, рассмотрев их в рамках оптического потока, изображение видимого движения объектов, возникающего при движении глаза относительно сцены. Иначе говоря, в рамках целостного «течения», а не набора отдельных деталей, за каждой из которых пришлось бы следить индивидуально.

Скорость этого движения в поле зрения определяется набором факторов, включающим скорость полета, размеры и расстояние до конкретного объекта, причем вероятность столкновения рассчитывается довольно просто, исходя из скорости полета и скорости изменения видимых размеров объекта. Ученые предполагают, что на деле птица, маневрирующая среди густых ветвей, не интересуется выявлением и распознаванием образов, оценкой их точных размеров и потенциальной опасности. Она лишь меняет курс так, чтобы избежать столкновений, и делает это, исходя из довольно простых закономерностей и достаточно простым способом.

Авторы предложили алгоритм, позволяющий распространить этот подход на все участки поля зрения и тем самым создать систему, которая обеспечит нужной информацией систему управления полетом для оперативного корректирования курса. К слову, подход, основанный на оптическом потоке, накладывает и принципиальные ограничения на маневренность скоростного полета. Ограничения эти связаны с линейными размерами и плотностью препятствий в поле зрения, скоростью полета, а также с маневренностью самого летающего механизма – точнее говоря, с минимальным возможным радиусом поворота. Себеста и Бэйлюль уже начали работу по практическому использованию этого весьма многообещающего подхода в управлении реальным беспилотным аппаратом-квадрокоптером».

«Путаница с происхождением: титановые свидетельства», называется заметка, размещенная 29 марта на www.popmech.ru. «Детальный анализ изотопного состава лунных минералов ставит под сомнение принятую теорию, объясняющую появление спутника Земли. Из всех существующих на сегодня версий происхождения Луны наибольшим авторитетом вполне заслуженно пользуется Теория гигантского столкновения. Она предполагает, что около 4,5 млрд лет назад Земля столкнулась с крупным объектом Тейей, размерами примерно с Марс. Удар пришелся под достаточно острым углом, так что огромные количества вещества были выбиты им на околоземную орбиту. Спустя определенное время эти обломки сложились в круглую Луну. Теоретические расчеты показывают, что не менее 40% вещества, составившего спутник, должны были появиться не с Земли, а с Тейи.

Удостовериться в этом позволит анализ изотопного состава лунной породы и сравнение его с тем, что должен был существовать на молодой Земле. Стоит напомнить, что атомы большинства элементов могут иметь в своих ядрах разное количество нейтронов, а следовательно – иметь разную массу при совершенно одинаковых химических свойствах. У кислорода, к примеру, таких изотопов в природе имеется три, ¹⁶О, ¹⁷О и ¹⁸О. Соотношение количества этих трех изотопов в образце, взятом на Земле, будет одним, а, скажем, с Марса или с астероида – совершенно другое. Так что анализ изотопного состава (не обязательно по кислороду, но и по другим распространенным элементам) позволяет с высокой достоверностью идентифицировать источник происхождения образца. Ранее было показано, что изотопный состав кислорода в образцах лунной породы идентичен земному. Однако если 40% спутника составило вещество Тейи, имевшей наверняка иной изотопный состав, куда же оно делось?

Есть, правда, возможность того, что Земля уже после столкновения и вплоть до формирования Луны продолжала обмениваться кислородом с выброшенным на орбиту веществом, уравновесив его изотопный состав со своим.Очередное исследование на эту тему провели американские геофизики совместно с коллегами из Швейцарии. Авторы сравнили содержание изотопов титана в 24-х образцах лунной породы и земных минералов. Соотношение ⁵⁰Ti и ⁴⁷Ti служит не худшим индикатором происхождения вещества, чем кислород. И как в случае с кислородом, показатели для Луны в точности совпали с земными – и заметно отличающимися от соотношений, установленных для некоторых других тел Солнечной системы. Ученые отмечают, что обмена титаном наподобие обмена кислородом не могло быть – этот элемент не отличается такой летучестью.

Так что объяснить полное совпадение изотопного состава титана на Луне и на Земле будет посложнее. А сделать это защитникам Теории гигантского столкновения, так или иначе, придется».

«Лунная подсказка: отражение отражения», название заметки от 6 марта на www.popmech.ru. «Астрономы обнаружили жизнь на Земле! Ничего смешного: сделать это удалось, наблюдая не за Землей, а за Луной – и тем самым подтвердить эффективность оригинального метода поиска жизни на других планетах. Пожалуй, каждому доводилось видеть Луну целиком, хотя Солнцем освещен был лишь тонкий ее полумесяц – остальная часть видна словно в тусклом пепельном свете. Объяснение этому эффекту дал еще Леонардо Да Винчи: подсветку создает солнечный свет, рассеянный Землей, который затем попадает на Луну – и отражается обратно к нам.

Ранее уже было показано, что по периодическим изменениям в характере пепельного света спутника на его планете можно обнаружить океаны («Вид в отражении»). Европейские же астрономы, работающие в обсерватории ESO, пошли еще дальше. «Мы наблюдали за пепельным светом Луны, чтобы взглянуть на Землю, как на экзопланету, - говорят они. – Поверхность Луны служит гигантским зеркалом, которое отражает свет, падающий на него с Земли, и его мы фиксировали с помощью телескопа VLT». В этом тусклом свечении астрономы под руководством Энрика Палле (Enric Palle) пытались выявить следы, которые могли бы нести свидетельства о присутствии определенных веществ в земной атмосфере – веществ, связанных с несомненным наличием жизни на этой планете. Ученые вполне логично предположили, что если это удастся, то аналогичный подход можно будет, при необходимости, использовать и для далеких экзопланет. Тем более что традиционными методами вести поиски таких следов жизни очень непросто.

Интересно, что авторы решили сконцентрироваться не только на спектральных линиях в пепельном свете Луны, но и на его поляризации – иначе говоря, обратились к технике спектрополяриметрии. И путь этот оказался более чем успешным: присутствие «химических следов» жизни было выражено чрезвычайно ярко. Один из авторов работы, работающий в Ирландии Стефано Бануло (Stefano Bagnulo) поясняет: «Свет от удаленных экзопланет сильно затмевается излучением их материнских звезд, так что анализировать его бывает чрезвычайно трудно, подобно тому, как рассматривать песчинку на фоне света яркой лампы. Но свет, отражаясь от поверхности планеты, частично поляризуется, что позволяет отличить его от света самой звезды. Таким путем мы можем непосредственно выделить ту долю излучения, которая была отражена планетой, и вести его анализ».

Таким путем ученые показали, что на Земле имеются облака, что значительная часть ее поверхности покрыта океанами, и – главное – что здесь происходят химические процессы, которые можно связать с деятельностью растений и фотосинтезом. «Обнаружение внеземной жизни целиком зависит от двух факторов, - резюмирует Энрик Палле, - во-первых, от ее существования, а во-вторых, от наших технических возможностей ее заметить. Наша работа – еще один шаг к достижению этих возможностей».