Группа китайских учёных из Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики опубликовала в издании Unmanned Systems Technology статью о разработке беспилотного аппарата, который попеременно может передвигаться под водой и по воздуху. Подобное судно может использоваться в широком спектре гражданских и военных операций от спасения на море и обследования подводных объектов до противодействия подводным ракетоносцам.

Источник изображения: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Идея совместить в одной единице техники функции подводной лодки и самолёта не нова. Один из первых более-менее обоснованных проектов самолёта-подлодки был предложен в 1934 году студентом ленинградского Высшего морского инженерного института Борисом Ушаковым. Комиссия признала проект бесперспективным ввиду малоподвижности гибридного судна в надводном и подводном состоянии. Зато другой проект — американца Дональда Рэйда — дошёл до стадии первых полётов в 1964 году, хотя дальше прототипов дело не пошло.

Современные материалы, аккумуляторы и электроника позволяют решить множество технологических трудностей, с которыми ранее сталкивались разработчики мультисредных аппаратов. Можно предположить, что подобные проекты ведутся во многих странах, косвенным подтверждением чему стала демонстрация в Китае. Там учёные успешно испытали прототип гибридного дрона с размахом крыльев около двух метров, рассчитывая в конечном итоге создать беспилотный самолёт-субмарину гораздо большего размера.

Основной трудностью учёные признают момент перехода из подводного состояния в надводное с последующим взлётом. Помешать этому процессу может даже небольшое волнение на воде. Англичане, к примеру, решают эту проблему с помощью ускорителей на ацетилене, но китайцы пошли другим путём. Аэродинамика гибридного судна ориентирована на скольжение по поверхности воды до создания подъёмной силы. Крылья самолётного типа складываются перед погружением и выдвигаются после подъёма на поверхность. В движение в воздухе дрон приводится четырьмя пропеллерами по типу квадрокоптерных, передняя пара которых может менять угол наклона для манёвров и для движения по горизонтали.

Источник изображения: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Скорость движения прототипа гибридного дрона в воздухе достигает 120 км/ч. Утверждается, что для 100-процентного преодоления систем ПВО вражеских авианосцев гибридный дрон должен двигаться со скоростью 150 км/ч. При обнаружении радаром гибридный дрон может быстро уйти под воду, а при обнаружении сонаром — подняться в воздух, оставаясь неуязвимым для атаки во всех средах.

Китайские учёные завершили технико-экономическое обоснование проекта космического радиотелескопа, который разместится на орбите Луны и поможет земной науке заглянуть в Тёмные века нашей Вселенной, когда ей было около 200 млн лет. Радиосигналы из той эпохи не могут пробиться сквозь шум радиопомех на Земле, а отсутствие в те времена звёзд не позволяет получить данные в видимом и инфракрасном свете. Остаётся Луна или её орбита, где влияние шумов намного меньше.

Источник изображения: Chinese Academy of Sciences

В идеальном случае астрономы хотели бы построить радиотелескоп на обратной стороне Луны. Рано или поздно такой проект будет реализован, но, очевидно, в не очень близком будущем. Гораздо проще и дешевле запустить радиотелескоп на орбиту Луны, чтобы он работал в те моменты, когда Луна экранирует радиофон со стороны нашей планеты, а делает она это очень и очень хорошо, что, например, заставляет запускать спутники-ретрансляторы для проведения космических миссий на обратной стороне Луны.

С другой стороны, проблема с космическими телескопами в том, что пока невозможно создать достаточно большую антенну, чтобы поместить её в головную часть ракеты-носителя. Китайский проект Discovering the Sky at the Longest Wavelength или Hongmeng («Великий туман первозданной вселенной» в китайской мифологии) предполагает запуск на орбиту Луны спутника ретранслятора, который также будет обрабатывать данные, и линейного массива небольших спутников с антеннами.

Фактически на орбите Луны может быть развёрнут распределённый радиотелескоп, благодаря синхронизации данные с которого будут рассматриваться как сигналы с одной большой антенны. Такой радиотелескоп будет осматривать небо, находясь на дальнем конце лунной орбиты над тёмной стороной Луны, а передавать данные на Землю будет после прохода над видимой стороной спутника.

Продвигающая проект группа китайских учёных в этом году завершила технико-экономическое обоснование проекта Hongmeng. Работы над проектом начались в 2015 году и включали испытания отдельных технологий на беспилотниках. Земные распределённые радиотелескопы учёные давно используют для наблюдения за небом, но создавать радиотелескоп на движущихся объектах ещё не пытались.

Учёные утверждают, что все ключевые моменты для реализации проекта Hongmeng в космическом масштабе испытаны и могут быть переведены в практическую плоскость. Если проект будет утверждён властями Китая, запустить лунную обсерваторию можно будет через 3,5 года.

Лунный радиотелескоп будет искать признаки атомарного водорода в Тёмные века юной Вселенной. Это очень и очень слабые сигналы, выделить которые из шума окружающего космоса будет непросто даже на обратной стороне Луны.

Вчера новая китайская твердотопливная ракета «Лицзянь-1» вывела на орбиту шесть экспериментальных спутников, один из которых оказался спутником квантовой связи нового поколения. Несколько таких спутников обеспечат глобальную сверхзащищённую сеть для 100 абонентов в любом уголке Земли. Подобной системы связи нет ни у кого в мире. Китай станет первой страной с абсолютно защищёнными глобальными коммуникациями.

Источник изображения: SCMP

Квантовое распределение ключей гарантирует высочайшую степень защиты информации. Ключи кодируются в квантовых состояниях элементарных частиц, в частности — фотонов, и сразу же компрометируются при попытке перехвата. Это фундаментальное свойство квантовой механики, обойти которое невозможно в силу непреложности законов физики. Такие системы передают информацию одиночными фотонами, что требует уникальной аппаратуры. И тем более это касается спутниковых платформ, ключи на которые надо передать по оптическому каналу в снег, дождь, туман и даже днём, когда Солнце глушит всё на свете.

Первый в мире спутник для квантового распределения ключей в космос запустили китайцы ещё в 2016 году. С тех пор этот более чем 600-кг аппарат — Mozi («Мо-цзы») — был неоднократно испытан в деле и доказал работоспособность концепции. Новый спутник квантовой связи — Jinan 1 («Цзинань-1») — весит всего 100 кг и может генерировать квантово-распределённые ключи со скоростью на два–три порядка быстрее, чем «Мо-цзы».

Аппарат «Мо-цзы» из-за помех со стороны Солнца не мог работать днём. Новый спутник может работать днём и ночью в любую погоду, генерируя одиночные фотоны и успешно запутывая их для создания квантово-защищённых каналов связи. В ближайшее время Китай планирует вывести на орбиту ещё несколько подобных спутников, чтобы создать глобальную квантовую сеть минимум для 100 абонентов одновременно из любых уголков Земли.

«Это также важный шаг. Благодаря ему Китай стал первой страной в мире, достигшей квантового распределения ключей в режиме реального времени между спутником и Землёй с помощью микро-нано спутника и миниатюрных наземных станций», — говорится в заявлении.

Отметим, спутники по типу «Цзинань-1» будут выводиться на низкую околоземную орбиту, что потребует целой группировки, но создаст каналы с высокой скоростью реакции и передачи. Покрыть всю Землю всего тремя спутниками квантовой связи можно лишь разместив платформы на геостационарную орбиту на высоту до 36 тыс. км. Проблемой остаётся низкая скорость связи с такими платформами с точки зрения скорости генерации ключей. Выходом может стать создание пула из постоянно генерируемых ключей, над чем в Китае также ведутся работы.

Новости из Китая говорят о значительном наращивании инструментальной базы для широкого слежения за космосом. Спутники, телескопы, радиотелескопы, лазеры, орбитальная станция и многое другое указывают на планы создать максимальный охват в сфере космических интересов страны. В эти планы также входит создание планетарной защиты от астероидной угрозы, которая потенциально может стать щитом нацбезопасности Китая, и Луна обещает стать ключом к успеху.

Источник изображения: Wu Weiren, Scientia Sinica Informationis

Согласно предложению группы китайских учёных, на Южном и Северном полюсах Луны необходимо установить оптические телескопы для слежения за астероидной обстановкой. Области наблюдения за небом из этих точек почти идеально перекрывают секторы наблюдения, которые с Земли находятся со стороны Солнца. Тревожным звоночком стало падение метеорита в Челябинске в 2013 году. Он зашёл со стороны Солнца и поэтому не был замечен сетью оптического наблюдения за небом.

Более того, лунная система раннего предупреждения об астероидной опасности должна быть подкреплена средствами для изменения траекторий астероидов. Для этого на орбиту луны должны быть выведены три станции с кинетическим вооружением. Станции смогут отреагировать на астероидную угрозу как минимум на неделю раньше, чем отреагируют размещённые на Земле ракеты (средства отражения угрозы). Также станции на лунной орбите смогут охватить средствами поражения сферу в два раза больше, чем орбита Луны, что повысит шансы на перехват цели.

Проект создания форпоста на Луне для смягчения астероидной опасности представляется очень и очень дорогим, что заставит Китай искать партнёров по его реализации. Очевидно, это произойдёт после 2030 года, когда Китай будет закладывать основу для создания на Луне космической базы постоянного присутствия.

Наконец, системы предупреждения об астероидной опасности на Луне и на высоких орбитах помогут Китаю создать системы национальной безопасности, в которой как угрозу будут рассматривать космические аппараты и ракеты других стран. Про тылы тоже забывать нельзя, а шанс получить неприятность от партнёров по планете намного выше, чем падение смертельно опасного для земной цивилизации астероида.

В ходе недавней демонстрации в Объединенной лаборатории сверхбыстрых лазеров Хунтуо в долине оптики в Ухане китайские учёные с помощью сверхмощного лазера создавали в воздухе символы, которые были видны под любым углом, и которые можно было «потрогать» руками. Надписи создавались в чистом воздухе, тогда как предыдущие опыты требовали насытить пространство перед лазером пылью или водяным паром. Подобного в мире ещё никто не показывал.

Источник изображения: SCMP

Несмотря на необычность эксперимента, ничего магического в нём нет. Сверхмощные, но очень короткие по времени лазерные импульсы ионизируют молекулы атмосферной газовой смеси и превращают их в плазму с последующим эффектом свечений. Другое дело, что фокусировать лазер в пространстве с такой точностью — это задача не из лёгких. Разработчики не дали чётких инструкций, как повторить подобный эксперимент, но подсказали, что для этого необходимы 3D-сканеры, которые наводили бы лазер на нужные точки пространства.

Длительность каждого лазерного импульса составляет несколько фемтосекунд. При этом пиковая мощность каждого импульса достигает миллионов мегаватт энергии. Но поскольку импульсы сверхкороткие, средняя потребляемая мощность лазера составляет всего несколько десятков ватт.

Источник изображения: SCMP

«С помощью нового устройства мы можем рисовать в воздухе без использования бумаги и чернил», — сказал Цао Сяндун (Cao Xiangdong), ведущий учёный лаборатории в интервью Science and Technology Daily.

Учёный продолжил, что повышение точности управления лазером позволит создавать в воздухе полноцветные и яркие изображения. В то же время исследователи надеются использовать разработку в других сферах: в точном производстве, в изучении мозга человека, в квантовых компьютерах и в других передовых областях науки.

По сообщению китайских СМИ, мощная космическая обсерватория для наблюдения за Солнцем готова к запуску. Запуск китайской обсерватории ASO-S запланирован на 20 октября с космодрома Цзюцюань в пустыне Гоби. Аппарат будет четыре года наблюдать за нашей звездой, пик очередной активности которой ожидается в 2025 году. Это позволит собрать ценнейшие данные о процессах на Солнце и их влиянии на космическую погоду вблизи Земли и на ней.

Источник изображения: Chinese Academy of Sciences

Китайская обсерватория впервые объединит на космической платформе два типа датчиков: оптические телескопы, которые будут следить за вспышками, пятнами и выбросами коронарной массы, и датчики слежения за магнитным полем Солнца. Для этого 888-кг обсерватория будет поднята на орбиту высотой 720 км. Синхронные наблюдения событий на Солнце в оптическом диапазоне и за динамикой магнитного поля позволят больше узнать о процессах в недрах нашей звезды.

Китайские учёные, согласно источнику, находятся на втором месте в мире по публикациям научных статей, посвящённых физическим процессам на Солнце. В то же время данные для своей работы китайские исследователи вынуждены были брать из сторонних источников. Обсерватория ASO-S восполнит этот пробел и позволит напрямую получать информацию.

В прошлом году, кстати, Китай запустил младшего брата ASO-S — небольшой экспериментальный спутник Chinese Hydrogen-Alpha Solar Explorer (CHASE). Аппаратура CHASE стала первой в космосе, которая фиксировала спектральные линии H-альфа. Это видимые линии красного цвета в спектре водорода. Они появляются при переходе электрона с 3-го на 2-й уровень с одновременным излучением фотона. Эти линии помогают изучать явления в короне Солнца, такие как образование и динамика протуберанцев.

Также Китай завершает создание на Земле двух крупных радиотелескопов для слежения за Солнцем: солнечного радиотелескопа Даочэн (DSRT) для слежения за корональными выбросами массы и сцинтилляционного телескопа Mingantu для создания пространственной карты распределения плотности солнечного ветра в нашей части пространства. Вместе с космическими обсерваториями новые наземные телескопы позволят Китаю далеко продвинуться в изучении космической погоды и в планировании космических миссий с учётом её прихотей.

Как сообщает китайское издание SCMP, учёные из Северо-Западного политехнического университета в городе Сиань доложили об успешном тестовом гиперзвуковом полёте транспортной ракеты, которая комбинировала работу ракетных и «дышащих» гиперзвуковых двигателей, обеспечивая полёт в разном диапазоне скоростей, включая превышающую 5 Махов. Работе над проектом не помешало то, что университет давно находится под санкциями США.

Источник изображения: Weibo

Университет заявил, что испытательный полет прошел «с полным успехом» и стал первым в мире доказательством работоспособности критически важных новых технологий. Прежде всего, речь идёт об использовании недорогого и относительно чистого ракетного топлива — керосина. Запуск был произведен на неуказанном испытательном полигоне в северо-западном регионе Китая. Ракета стартовала из вертикального положения и продемонстрировала плавный и последовательный запуск обоих двигателей — вспомогательного ракетного и основного гиперзвукового.

В момент старта оба двигателя аппарата Feitian 1 работали одновременно. Отключение ракетного двигателя произошло после перехода аппарата в сверхзвуковой режим. «Дышащий» гиперзвуковой двигатель использовал для своей работы забортный кислород, чем экономил на запасе бортового топлива. Проблемы начались при разгоне до скорости 4 Маха — воздушная смесь перестала поступать в двигатели в достаточном объёме, но на этот случай была предусмотрена другая система смешивания компонентов. Переключение на второй контур позволило разогнать аппарат до большей скорости.

Источник изображения: Weibo

Учёные отмечают, что ещё одной проблемой было организовать переходы между различными режимами двигателя на керосине. Керосин не такое активное топливо, как водород и процессы по его контролируемому зажиганию прибавил учёным работы. Впрочем, полёт показал, что учёные со своей работой справились. Испытания позволили подтвердить «прорыв в некоторых критических технологиях, таких как регулировка теплового потока и высокоэффективное сгорание [топлива] в сверхшироком диапазоне скоростей».

Это не первый успешный испытательный полёт китайского гиперзвукового аппарата. Об успешных запусках сообщалось ещё в 2019 году, а в 2021 году мир потрясённо узнал о запуске Китаем гиперзвукового «глайдера», к чему на Западе оказались не готовы. Испытания американских гиперзвуковых ракет пока находятся на стадии неудачных прототипов. Но это уже другая история.

По сообщениям китайских СМИ, на днях на верхней ступени ракеты-носителя «Чанчжэн-2» был развёрнут парус для ускорения свода с орбиты отработавшей ступени. Парус площадью 25 м² поможет ступени затормозить и войти в плотные слои атмосферы для полного уничтожения. Тем самым космического мусора на орбите станет меньше, а технология может получить путёвку в жизнь.

Источник изображения: Xinhua

По разным оценкам, на орбите Земли может быть до миллиарда фрагментов космического мусора, что обещает стать проблемой для космонавтики уже в обозримом будущем. Это тем более вероятно, что началась гонка за спутниковым интернетом на основе группировок из тысяч космических аппаратов связи. Для примера, спутник весом 15 кг на орбите высотой 700 км без посторонней помощи будет падать в атмосферу 160 лет. Парус площадью 2 м² на таком спутнике ускорит падение аппарата до 10 лет. Парус большей площади ещё сильнее сократит время пребывания отработавшего спутника на орбите.

В Китае отрабатывают технологию развёртывания парусов для торможения на спутниках и ракетах. Запуск демонстратора паруса на верхней ступени лёгкой ракеты «Чанчжэн-2» стал первым в мире такого рода и ключевым для китайской программы по сокращению космического мусора. Вторая ступень весом 300 кг с тормозящим парусом площадью 25 м² должна войти в атмосферу для уничтожения через два года. Важно отметить, что «парусная регата» просчитывается от начала до конца, поскольку свод с орбиты всё это время должен быть контролируемым, чтобы избежать столкновений с другими аппаратами (и мусором) и сгореть над строго заданным районом Земли.

Вид на развёрнутый на второй ступени парус. Источник изображения: Weibo

До этого момента парус на спутниках рассматривался в основном как тяговый или солнечный парус. Под действием солнечного ветра или под лучом лазера с Земли аппараты с солнечными парусами могут выполнять межпланетные и даже межзвёздные полёты. Прототипы подобных решений испытывались в космосе неоднократно и оцениваются как перспективные, в том числе российскими учёными. Но для торможения парус первыми испытали в Китае и, вероятно, первыми они возьмут его на вооружение.

Вместе со вспышками на Солнце в космос выбрасываются также потоки высокоэнергетических частиц — так называемая коронарная масса. До 70-х годов прошлого века учёные не могли наблюдать подобных явлений, а отслеживать их стоит — слишком мощные потоки могут навредить не только космонавтам и спутникам, но также земным системам связи и энергоснабжения. Взять под постоянный контроль эту активность Солнца решили в Китае, для чего строят радиотелескоп.

Источник изображения: China News Service

Солнечный радиотелескоп Даочэн (DSRT) строится на площадке высоко на Тибетском нагорье в провинции Сычуань и будет состоять из 313 антенн, каждая из которых диаметром 6 метров. Антенны будут расположены по кругу со 100-метровой башней в центре. Комплекс будет эквивалентен антенному массиву диаметром 3,14 км. Все 313 антенн массива будут работать согласованно по специально написанному алгоритму. Строительство, как ожидается, будет завершено к концу текущего года.

«DSRT станет крупнейшей в мире круговой решёткой для получения радиоизображений Солнца и позволит более точно наблюдать корональные выбросы массы», — сказал на прошлой неделе Китайской службе новостей Ву Цзюньвэй (Wu Junwei) из Национального центра космической науки, который курирует проект на месте.

Телескоп DSRT будет работать в паре с другим телескопом наблюдения за солнечной активностью — Mingantu, который строится во Внутренней Монголии. Mingantu — это сцинтилляционный телескоп, который будет создавать пространственную карту распределения солнечного ветра по искажению радиосигналов из далёкого космоса. Это будут косвенные наблюдения, тогда как решётка DSRT будет следить непосредственно за выбросами корональной массы. В паре оба инструмента выведут Китай в мировые лидеры по наблюдению за космической погодой в Солнечной системе.

Источник изображения: China News Service

Судя по всему, Китай готовится к массовому присутствию в космосе, поскольку космическая погода определяет возможности космической связи и безопасные траектории для космических аппаратов, а также заостряет внимание на здоровье космонавтов. Это особенно важно за пределами магнитного поля Земли, например, на орбите Луны, где частицы Солнечного ветра могут нанести ущерб оборудованию кораблей и здоровью людей.

Китайские учёные из военных институтов НОАК провели серию экспериментов по беспроводной передаче сигналов головного мозга человека. Утверждается, что активность мозга можно превратить в радиоволны с помощью программируемого метаматериала. Эта технология открывает путь к созданию управляемых сознанием радаров, систем обнаружения уставших водителей и другим интересным применениям.

Источник изображения: Pixabay

«Наша разработка предоставляет пользователям универсальный способ манипулирования электромагнитными волнами с помощью мозговых волн», — сообщил профессор Ван Цзяфу (Wang Jiafu), ведущий научный сотрудник инженерного университета ВВС в северо-западной провинции Шэньси, в статье, опубликованной 11 июня в рецензируемом журнале eLight.

«Мозговые волны» — это электрическая активность нервных клеток человека и животных. Современная наука научилась распознавать как общее состояние активности мозга — улавливая сигналы от мозга в целом (ритмы), так и сигналы от отдельных нейронов. Проблема заключается лишь в том, чтобы выделить и интерпретировать полезную информацию среди всего «шума».

Китайские учёные смогли соединить в единую систему интерфейс мозг-компьютер (которые также активно и успешно сейчас развиваются) и некий метаматериал для прямой трансляции радиосигнала в зависимости от сигналов на выходе интерфейса мозг-компьютер. Носимое устройство в виде интерфейса мозг-компьютер с помощью Bluetooth передавало сигнал об активности мозга на метаповерхность, которая «служила мостом, соединяющим мозговые и радиоволны», как пишет источник. До этого сигналы на метаповерхность передавались проводным соединением. Сигнал Bluetooth — это тоже радиоволны, поэтому зачем ещё нужна какая-то метаповерхность, не понятно.

В другом эксперименте учёные под руководством профессора Цуй Тиеджуна (Cui Tiejun) из Юго-Восточного университета в городе Нанкин установила межмозговую связь между двумя добровольцами с помощью аналогичной технологии. Метаповерхность, запрограммированная командой Цуй, передавала сообщение от одного человека к другому, преобразуя сигналы мозга в радиоволны.

Оба учёных отказались комментировать достижения, ссылаясь на работу с военными.

Архитектура RISC-V является открытой и доступна разработчикам чипов во всём мире. Но дальнейшее обострение отношений между Китаем и США может ограничить доступ разработчиков из Поднебесной и её союзникам даже к открытой архитектуре. Китай может и должен создать отдельную экосистему на основе RISC-V для гарантии полной независимости от санкций США, считает глава китайского альянса разработчиков RISC-V.

Источник изображения: SCMP

Архитектура под условным названием RISC-X может быть создана для использования в среде разработчиков стран нового «Шёлкового пути» — альянса стран «Один пояс и один путь», в который также входит Россия. Архитектура RISC-X также будет оставаться открытой без необходимости платить лицензионные отчисления за её использование.

Примечательно, о важности и насущности идее форка RISC-V сообщил генеральный секретарь Китайского альянса RISC-V Бао Юнган (Bao Yungang), который является одним из ведущих китайских учёных в области компьютерных технологий в Китайской академии наук. Также Бао сказал, что в экстремальных сценариях, включающих санкции и войну, Китай может оказаться в гораздо лучшем положении, чем Россия, благодаря своим возможностям в области центральных процессоров, значительной базе талантливых специалистов и большому рынку.

«В крайних случаях спецификации стандарта RISC-V могут быть выделены в RISC-X, и Китай вполне способен самостоятельно развивать стандарт RISC-X и создавать экосистему вместе со странами “Один пояс и один путь”, — сказал Бао. — RISC-X по-прежнему может поддерживаться как открытый исходный код, чтобы развивающиеся страны могли строить [независимую] экосистему».

В то же время надо помнить, что в Китае нет полностью национальной экосистемы проектирования чипов и замкнутой структуры производства инструментов для выпуска полупроводниковых продуктов. Отдельные элементы есть и развиваются как в сфере программных продуктов, так и в сфере производства. Но всё это встанет, если конфликт между США и Китаем перейдёт в горячую фазу. Форк RISC-V в таком случае не спасёт, но с чего-то надо начинать.

Китайские учёные сообщили о создании искусственного интеллекта на базе суперкомпьютера производительностью свыше одного экзафлопса. Система Sunway OceanLight может оперировать 174 трлн параметров (весовыми значениями), что приближает её к масштабу человеческого мозга.

Источник изображения: Top500.org / News.cn

В мозге человека и животных за весовые значения отвечают синапсы — места передачи сигналов (контакты) от одного нейрона другому. Передача происходит с помощью химико-биологических процессов, и компьютерный термин «весовые значения» вполне соответствует духу процесса. Заявленная учёными способность OceanLight оперировать 174 трлн параметров условно конкурирует лишь с корой больших полушарий мозга человека, в которых содержится порядка 125 трлн синапсов, но это очень и очень неплохо для изучения ИИ масштаба мозга человека.

Сообщается, что для оптимизации модели ИИ к запуску на экзафлопсном суперкомпьютере потребовалось внести аппаратные изменения в архитектуру системы — провести «аппаратную внутриузловую оптимизацию», как и реализовать «гибридные параллельные стратегии» в беспрецедентных масштабах. А с учётом того, что система OceanLight имеет в основе 42 млн вычислительных ядер, объём проделанной работы просто поражает.

Суперкомпьютер OceanLight стал первым в мире решением с производительностью свыше одного экзафлопса. К сожалению, китайские учёные перестали передавать данные в комитет TOP500 для отслеживания самых производительных в мире систем. Но шила в мешке не утаишь. Данные, так или иначе, просачиваются в прессу и заставляют ожидать удивительных решений.

На территории Сидяньского университета в Сиане (Китай) на три года раньше запланированного срока принят в эксплуатацию наземный комплекс для испытания технологий передачи энергии из космоса на Землю. Стальная конструкция высотой 75 метров принята инспекцией и допущена к эксплуатации. Комплекс поможет в испытании целого спектра технологий, которые приблизят появление космической солнечной энергетики — чистой энергии из бесконечного источника.

Источник изображения: Xidian University

Построенная в университете конструкция будет собирать на своей верхушке солнечную энергию и без проводов с помощью антенны передавать её на землю на расстояние 55 м. В составе комплекса будут проходить проверку как технологии эффективного сбора солнечной энергии, так и технологии её преобразования в микроволновое излучение, средства передачи, приёма и обратного преобразования. Учёные изучат также вопросы оптимизации формы волны излучения и методы управления передачей.

Multi-Rotary (MR SPS)

Университетская группа разрабатывает собственную концепцию выработки и передачи энергии из космоса с геостационарной орбиты на Землю — Orb-Shape Membrane Energy Gathering Array (SSPS OMEGA). Также в Китае прорабатывается другая концепция солнечной электростанции — Multi-Rotary (MR SPS) или многоповоротной станции, которая будет менять угол наклона солнечных панелей для оптимальной выработки энергии.

Наконец, национальное космическое агентство Китая — CNSA — ведёт другой проект по передаче энергии с орбиты на Землю, начать работы по которому в космосе они намерены в 2028 году. Как видим, в Китае решительно движутся к одной цели по нескольким направлениям, тогда как в других странах хорошо, если есть один подобный проект.

По данным источников, в Китае ускорили реализацию амбициозной программы по созданию на орбите Земли солнечной электростанции для передачи энергии земным потребителям. Первая такая электростанция будет выведена в космос в 2028 году или на два года раньше первоначальных планов. На Землю со станции с помощью лазера или микроволнового излучения будет передаваться всего 10 кВт энергии, но она станет первой ласточкой для будущих масштабных проектов.

Источник изображения: Dong Shiwei, National Key Laboratory of Science and Technology on Space Microwave, China Academy of Space Technology in Xian

Без малого год назад мы сообщали, что вблизи деревни Хэпин в районе Бишан (юго-запад Китая) на площади 2 га начали строить наземную станцию для испытаний технологий приёма энергии из космоса. Сначала эксперименты должны были провести с передачей энергии с воздушных шаров и дирижаблей с высот до 20 км и только затем перейти к созданию солнечной станции и передачи энергии из космоса. Запуск космической солнечной электростанции намечался на 2030 год. Новый план предусматривает ускорение выхода экспериментов с передачей «космической» энергии на орбиту на 2 года — на 2028 год.

Ведущие проект учёные предлагают в 2028 году вывести на высоту 400 км солнечную станцию с трансляцией на Землю до 10 кВт мощности. После проверки технологии в космосе в 2030 году на орбите может быть создан комплекс по добыче и отправке на Землю до 1 МВт мощности. Станция будет выведена на высоту 36 000 км на геостационарную орбиту. Следующим шагом станет 10-МВт станция и передатчик на той же геостационарной орбите. После всесторонней обкатки технологии к 2050 году Китай рассчитывает вывести на ГСО 2-ГВт электростанцию.

Каждый этап строительства подобного объекта будет сопряжён с множеством трудностей технического, экономического и политического характера. В космосе предстоит собирать конструкции площадью сотни и тысячи квадратных метров. Высокоэнергетические лучи со станций несут угрозу здоровью и жизни людей, а также земной флоре и фауне. Более того, направленные лучи могут стать оружием, хотя это вряд ли кого-то остановит, ведь подобные проекты есть у США, Великобритании и России.

В идеальном случае на смену ядерной энергетике должна прийти энергетика термоядерная, когда в процессе слияния более лёгких ядер получаются более тяжёлые ядра с попутным выделением колоссальной энергии. Учёные идут к этому свыше 70 лет. Узких мест много, и одно из них — это импульсная работа термоядерного реактора, что грозит критическими перепадами нагрузки на энергетические сети. Китайские учёные предлагают вариант решения этой проблемы.

Проект площадки China Fusion Engineering Test Reactor. Источник изображения: SCMP

Осенью прошлого года в Китае была завершена разработка термоядерного реактора China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR). Проект начали разрабатывать в 2017 году, имея в основе разработку термоядерного реактора ИТЭР. Но если ИТЭР будет выдавать мощность не более 500 МВт и не будет вырабатывать электричество, то китайский реактор CFETR обещает номинальную мощность до 1 ГВт с пиковой мощностью до 2 ГВт. При этом CFETR будет вырабатывать электричество и подавать его в распределительные сети, что станет реализацией первой в мире термоядерной электростанции.

Запуск CFETR планируется осуществить в районе 2035 года. К этому времени на основе ИТЭР в Европе только-только начнут реализацию проекта первой демонстрационной термоядерной электростанции EU DEMO, которая сейчас находится на очень ранних стадиях проектирования. Следует сказать, что китайский реактор CFETR тоже не рассматривается как коммерческий. Это тоже будет демонстратор возможностей, что не позволит говорить о его коммерческой эксплуатации. Первый коммерческий термоядерный реактор в Китае планируют запустить к 2050 году или около того.

Несмотря на фактическое завершение разработки проекта токамака CFETR, вопрос выработки электричества установкой остаётся открытым. Проблема в том, что реактор необходимо будет останавливать каждые два часа на 20 минут для охлаждения и очистки вакуумной камеры от посторонних частиц, иначе стабильной плазмы в камере не будет. Когда-нибудь термоядерный реактор будет работать днями, месяцами и даже годами, но в обозримом будущем учёные на это не рассчитывают.

Прерывистая работа термоядерного реактора требует буферной системы, чтобы колоссальные и, главное, быстрые всплески энергии не сожгли энергетическую инфраструктуру страны. Как вариант китайские учёные предложили следующую схему. Переносить тепло от реакции синтеза — от реактора — будет газообразный гелий. Гелий будет нагревать до температуры 600 °C теплоноситель — расплав солей. Соль будет подаваться в теплообменник для доведения воды до кипения и отправки пара на обычные турбины для выработки электроэнергии.

Представленный процесс довольно сложный и будет вести к излишним потерям тепла. Однако в таком случае процесс получения энергии будет гладким без резких перепадов в выработке за счёт огромной аккумуляции тепла. Такие турбины без проблем можно будет подключать к действующим энергосетям.