В последние дни уходящего года в Китае были созданы две сверхструктуры для ускорения движения к практическому использованию энергии термоядерного синтеза. Речь идёт не столько о науке, как о коммерческих решениях ближайшего будущего. Если графики работ будут соблюдены, к 2035 году в Китае начнёт работать прототип промышленного термоядерного реактора, а к 2050 году термоядерные электростанции будут строиться по всей стране.

Источник изображения: China National Nuclear Corporation

В Китае 29 декабря 2023 года состоялась церемония учреждения государственной компании China Fusion Energy Inc. Она объединит исследования и разработки в области термоядерной энергетики в Китае, которые ранее были распределены между исследовательскими институтами и частными фирмами. Одновременно с этой структурой был создан консорциум из 25 организаций во главе с Китайской национальной ядерной корпорацией (CNNC). Консорциум будет решать ряд фундаментальных проблем, мешающих практическому освоению энергии термоядерного синтеза.

Создание столь мощных организаций и передача в их руки всех ранее разрозненных ресурсов даёт понять, что центральные власти Китая считают переход к термоядерной энергетике ключевым в промышленности и экономике. Для решения финансовых вопросов также был создан соответствующий фонд. Участниками консорциума стали не только профильные научные организации, но также такие государственные компании, как China Aerospace Science and Industry Corporation и State Grid Corporation of China. Для понимания масштаба усилий — это примерно как если бы под эгидой «Росатома» термоядерной проблематикой также начали бы заниматься РАО ЕЭС и «Ростех».

Согласно опубликованной CNNC информации о встрече, 13 членам новоиспечённого консорциума было поручено решить первый набор из 10 задач, которые касаются таких вопросов, как высокотемпературные сверхпроводящие магниты, материалы для термоядерных реакторов и высокопроизводительные накопители энергии. В первом приближении, если говорить о планах новых структур, Китай намерен построить промышленный прототип термоядерного реактора к 2035 году и внедрить технологию для крупномасштабного коммерческого использования к 2050 году.

Основной научный и экспериментальный задел предоставят две научные организации Китая: Юго-Западный институт физики (SWIP), расположенный в городе Чэнду на юго-западе Китая, и Институт физики плазмы (IPP) при Академии наук Китая в провинции Аньхой.

Китай позже всех включился в гонку за термоядерной энергией, но он быстро навёрстывает упущенное. Так, с 2011 по 2022 год именно Китай подал больше патентов в области термоядерного синтеза, чем любая другая страна.

Летом 2023 года термоядерный реактор HL-2A впервые сгенерировал плазму с током силой более 1 млн ампер в режиме улучшенного удержания, а экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST), разработанный Институтом физики плазмы в Хэфэе (провинция Аньхой) стал первым в мире полностью сверхпроводящим токамаком. В конце 2021 года он стал первым в своем роде, способном работать с длительностью импульса 1056 секунд. Есть и другие достижения, которые позволяют китайским учёным надеяться первыми в мире освоить практический термоядерный синтез — зажечь на Земле «искусственное Солнце».

Этанол давно стал эффективной добавкой к биотопливу, а также является важнейшим ингредиентом для химической промышленности. Традиционно для этих нужд его получают из продуктов сельского хозяйства, что невольно подрывает рынок продовольствия. Китайские учёные смогли разработать технологию получения чистейшего этанола из низкосортного угля, тем самым оставив зерно, кукурузу и другие богатые углеводами продукты для пищевого рынка.

Источник изображения: Xinhua

Технологию DMTE разработал Даляньский институт химической физики (DICP) совместно с государственной компанией «Нефтяная группа Шэньси Яньчан» (Shaanxi Yanchang Petroleum Group). При производстве кокса собирается газ, из которого производится метанол. Затем после серии реакций метанола в присутствии катализаторов производится этанол.

Разработки линии и техпроцесса стартовали в 2010 году. В 2017 году группа исследователей помогла спроектировать первую в мире линию по производству этанола из угля мощностью 100 000 тонн в год, которую построили в северо-западной провинции Шэньси. С тех пор исследователи оптимизировали процесс реакции и снизили производственные затраты, заменив оригинальные дорогостоящие катализаторы на недрагоценные металлы.

В июне прошлого года в Китае в тестовом режиме запустили комплекс по производству этанола из угля мощностью 500 000 тонн этанола в год, использовав оборудование только отечественного производства. Завод начал работать в той же провинции Шэньси. Новый завод, работа которого официально стартовала 29 декабря, стал крупнейшим производством в мире с годовой мощностью выработки 600 000 т этанола.

Китай для нужд химической промышленности и производства топливных добавок ежегодно нуждается в 10 млн т этанола. В прошлом году в стране из ферментированного зерна было произведено 2,7 млн т этого вещества. Уже запущенные и строящиеся заводы по производству этанола из угля нацелены производить до 3,95 млн т этанола в год. По данным источника, таких в Китае 11 предприятий, ещё два начнут работу за рубежом по китайской технологии. Во всём мире ежегодно производится 100 млн т этанола, преимущественно в США и Бразилии и, в основном, из зерна. У Китая есть шанс прекратить использовать для получения этанола сырья для продуктов питания. Это тем более важно, что Китай также зависим от импорта зерновых культур.

В китайском рецензируемом журнале Propulsion Technology опубликована статья о проекте комбинированного детонационного ротационного двигателя для гиперзвуковых полётов. Согласно моделированию, двигатель сможет разгонять воздушное средство до скорости 16 Маха. Это самая смелая на сегодня заявка в сфере гиперзвуковых полётов, реализация которой может не задержаться.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

За последние годы Китай много говорит о разработке двигателей для гиперзвуковых полётов. Но это не только разговоры. Достаточно много становится известно о практических шагах. В сентябре этого года, например, в небо поднимался беспилотник с детонационным ротационным двигателем. Также сообщается о многочисленных испытаниях прототипов в аэродинамических трубах. Есть даже экзотические случаи, как гиперзвуковые двигатели на угле (на угольной пыли, точнее). Наверняка о многом не сообщается по соображениям секретности, но отрицать движение вперёд тоже нельзя. Новые разработки быстро доводят до прототипов и либо отбрасывают, либо продолжают доводить до ума.

Идея нового комбинированного детонационного ротационного двигателя заключается в том, что до достижения скорости 7 Маха двигатель работает на принципе создания вращающегося фронта волны детонирующего топлива. Такой двигатель способен работать в большом диапазоне мощностей и сможет поднять самолёт с взлётной полосы и также позволить приземлиться на полосу с малой дозвуковой скоростью.

На скорости выше 7 Маха скорость набегающего воздуха начинает мешать работе двигателя. Топливо перестаёт нагреваться, и детонация может сорваться. Китайские инженеры предложили добавить к задней части двигателя небольшой кольцевой блок с наклонной детонационной камерой. Тогда на скорости свыше 7 Маха вращательная детонация прекратится, и начнёт работать линейная и, фактически, прямоточная.

Источник изображения: Beijing Power Machinery Institute

Разработчики из Пекинского института энергетического машиностроения признают, что моменты перехода от одного вида детонации к другому остаются сложным процессом, когда двигатель может работать неустойчиво. По крайней мере, об этом говорит моделирование. Дальнейшая работа и испытания в аэродинамической трубе помогут добиться оптимальной конструкции рабочих камер и перейти к созданию масштабного прототипа.

Следует сказать, что примерно по такому же пути пошла американская компания GE Aerospace. Но она после стадии разгона на принципе вращательной детонации переходит на прямоточный ракетный реактивный двигатель. В этом есть плюсы и минусы. КПД топлива падает, и растёт его расход, хотя устойчивость перехода между режимами будет выше. Если китайцам получится совместить ротационный детонационный двигатель и линейный детонационный двигатель, то КПД такого двигателя во всех режимах полёта будет приближаться к 80 %.

Больше и быстрее всех атомные электростанции строит Китай. При этом он остаётся зависимым от иностранных поставок урана. Своя руда довольно низкого качества и даже её запасы ограничены. Теоретически уран можно добывать из морской воды, где его в 1000 раз больше, чем в недрах. Тормозит процесс низкая концентрация урана в воде, поэтому без прорыва на этом направлении дела не будет.

Источник изображения: Weibo/CPNN

Группа учёных из Северо-Восточного педагогического университета в Чанчуне в провинции Цзилинь опубликовала работу, в которой сообщила о разработке и апробации нового метода извлечения урана из морской воды. По словам исследователей, предложенная технология в три раза быстрее извлекает сырьё из воды, чем альтернативные методы. Насколько это сложная задача можно понять, если представить, что нам надо добыть 1 г поваренной соли из 300 тыс. литров пресной воды.

Традиционно уран и другие элементы извлекаются из морской воды с помощью ряда физико-химических процессов и реакций. Новый подход предлагает электрохимическую реакцию. Необходимо было только разработать электрод, который мог бы улавливать ионы урана, связывать их и накапливать для дальнейшего использования.

В итоге команда представила электрод с полимерным покрытием. За основу были взяты так называемые пористые ароматические каркасы. Также исследователи подобрали режимы работы электрохимического процесса, чтобы проходящий через электроды и жидкость ток время от времени менял направление и силу. Это было необходимо для того, чтобы ионы других металлов в морской воде, а их там очень много и разных, не забивали электроды и не тормозили процесс связывания урана.

«Извлечение урана электродами PAF (PAF-E) показывает более высокое поглощение и более быструю кинетику по сравнению с физико-химической адсорбцией», — сообщают авторы работы.

Источник изображения: Zhu Guangshan

В ходе испытаний, проведенных на воде из Бохайского залива, команда использовала электрод для извлечения 12,6 мг урана на 1 г материала. Процесс продолжался в течение 24 дней. Причём на момент измерения насыщения ещё не было. Процесс может быть масштабирован с получением приемлемого результата в промышленных масштабах.

Китайские учёные совершили крупный технологический скачок в сфере рельсового оружия. Традиционно рельсотроны подвержены высочайшему износу направляющих для снаряда, что снижает количество выстрелов, возможных без ремонта орудия, до десятков и даже меньше. Китайская разработка выдержала 120 залпов без ремонта и снижения точности, что приближает её по обслуживанию к современной ствольной артиллерии, и помог в этом искусственный интеллект.

Прототипы рельсотронов американской разработки. Источник изображения: US Navy

ИИ в составе рельсового орудия управлял параметрами системы и режимами выстрела. Снаряд в стволе рельсотрона разгоняется по токопроводящим направляющим. Точное управление силой тока в разные моменты процесса требует невообразимой скорости принятия решений в зависимости от множества текущих характеристик системы. Китайский рельсотрон снабжён 100 тыс. датчиками, что в 10 раз превышает количество сенсоров на современном самолёте. Поэтому выстрела и порчи оборудования не произойдёт, если что-то отклонится от нормы.

Искусственный интеллект оказался способен за миллисекунды анализировать показания всех датчиков и успевать принимать решение. Благодаря этому сбои в процессе работы орудия возникали всё реже и реже. За последние 50 залпов в 120-залповой серии, орудие ни разу не отказало. При этом снаряды вылетали из ствола со скоростью 2 км/с, что примерно соответствует 6 Махам. С такой скоростью можно прицельно поражать цели на дальности до 200 км.

«О подобной работе никогда раньше публично не сообщалось, — заявила команда Национальной лаборатории электромагнитной энергии при Военно-морском инженерном университете в статье, опубликованной 10 ноября. — Военные машины медленно переходят от химической энергии к электромагнитной ... [и] непрерывная скорость стрельбы является решающим показателем боевой эффективности систем электромагнитного рельсового запуска».

Рельсотроны не остались без внимания военных инженеров из других стран. Судя по всему, больше всего внимания им уделили в США. Если верить китайским источникам, ещё в начале 2010-х американцы потратили четыре года на отстрел 1000 испытательных снарядов. К 2018 году стояла цель создать систему, способную произвести 1000 выстрелов без обслуживания. Сделать это не удалось, и в 2021 году проект был закрыт.

В Европе проект рельсотрона официально утверждён к разработке в 2020 году. Занимается им Европейское оборонное агентство (EDA) и Французско-немецкий научно-исследовательский институт Сен-Луи (ISL). В проекте участвуют пять европейских стран. Демонстратор должен быть создан к 2028 году. Кодовое имя проекта PILUM. Также разрабатывают рельсотрон японцы. Массогабаритные испытания морского комплекса прошли этим летом и, как сообщается, успешно.

Интересно отметить, что китайские учёные рассматривают гражданские варианты использования рельсовых технологий. Это могут быть левитирующие поезда в вакуумных трубах (маглевы), которые будут разгоняться до 1000 км/ч, а также электромагнитные ускорители для запуска полезной нагрузки в космос.

В Китае начала работать самая глубокая лаборатория в мире, сообщает информагентство «Синьхуа». Рабочее помещение объёмом 300 тыс. м³ создано на глубине 2400 м под горным массивом Цзиньпин. На такую глубину проникает чрезвычайно мало частиц из космоса, что позволит ставить там уникальные физические эксперименты и даже искать неуловимую тёмную материю.

Источник изображения: Xinhua

Первая очередь строительства лаборатории Цзиньпин (Jinping) была завершена в 2010 году. На тот момент объём помещения составил всего 4 тыс. м³. Второй этап стартовал в 2020 году и привёл к появлению гигантского помещения объёмом примерно со 120 олимпийских бассейнов. Лаборатория стала междисциплинарной, где работать начали команды физиков, астрофизиков, космологов, геологов и даже медиков. Например, последние нашли на глубине молекулы, приспособленные для существования в условиях низкой фоновой радиации — они ценны как молекулярные мишени для противораковой терапии.

Но главными научными обитателями подземной лаборатории стали физики. По сравнению с поверхностью Земли на такую глубину проникает примерно одна миллионная часть частиц из космоса. Поэтому для экспериментов можно создать очень чувствительный фон, который не будет забиваться «мусорными» событиями. Тем самым, как надеются учёные, это облегчит поиск тёмной материи, которая себя никак не проявляет в электромагнитном спектре и поэтому традиционными способами не обнаруживается.

В середине ноября в журнале Science Advances вышла статья исследователей Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики, в которой сказано о достижении рекордного уровня разряда от падающей капли воды. Упавшая на специально подготовленную поверхность с высоты 25 см капля вызвала искровой разряд 1200 В, что примерно в четыре раза выше прежнего рекорда. Этой энергии хватило на расщепление воды на кислород и водород.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 2.2/3DNews

В ранее проводимых экспериментах выходное напряжение насыщения не превышало 350 В. Заряд возникает в процессе падения капли с высоты на наклонную поверхность. При соприкосновении капли с поверхностью возникает двойной электрический слой, делая всю систему похожей на суперконденсатор. Величина напряжения насыщения зависит от скорости скатывания капли по поверхности и от её растекания по поверхности. Как заявили учёные, приблизиться к теоретически возможному пределу выходного напряжения мешало недостаточное понимание физики процесса.

Источник изображений: Science Advances

В ходе эксперимента исследователи снимали падение капли на наклонную поверхность высокоскоростной камерой и соотносили эти данные с результатами измерений электрических характеристик процесса. Позже на основе полученных данных была построена убедительная модель. Работа помогла приблизиться к теоретическому пределу выходного напряжения в результате процесса.

Номинально величина искрового разряда достигла значения 1200 В. Этого оказалось достаточно, чтобы капля обычной водопроводной воды при нормальном атмосферном давлении и температуре, падающая на подготовленную наклонную поверхность, вызывала искровой разряд достаточной для ионизации газа силы. В своём опыте учёные, например, показали процессы ионизации гелия, а также разложения воды на кислород и водород, что может найти применение в передовых установках по добыче водорода.

Представленные парой китайских учёных расчеты показывают, что гипотетические крошечные чёрные дыры могут стать источником энергии. Исследователи доказали возможность создания гравитационных накопителей энергии с КПД до 25 %. Более того, даже отсутствие таких чёрных дыр не будет проблемой. Вместо них в «аккумуляторы» можно будет поместить тёмную материю, и она будет работать как надо.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 2.2/3DNews

Опосредованно наблюдаемые нами чёрные дыры обладают массой как в несколько солнечных масс, так и сверхмассивные. Проблемы есть с обнаружением чёрных дыр промежуточной массы и сверхмалых, к которым относятся так называемые гипотетические первичные чёрные дыры. Но если такие чёрные дыры размером с один атом где-то есть во Вселенной, то их можно использовать как аккумулятор или генератор для хранения и получения электрической энергии, о чём в новой работе рассказали Чжан-Фенг Май (Zhan-Feng Mai) и Рун-Цю Ян (Run-Qiu Yang) из Тяньцзиньского университета (Китай).

Учёные теоретически доказали, что чёрная дыра размерами с один атом и массой от 10¹⁵ до 10¹⁸ кг будет способна вырабатывать энергию порядка гигаэлектронвольт. Энергию можно будет получать за счёт преобразования гравитационных воздействий со стороны чёрной дыры в электричество с КПД не менее 25 %.

«Принимая во внимание тот факт, что чёрная дыра обладает чрезвычайно сильной гравитационной силой, возникает интересный вопрос: если рассмотреть, хотя бы теоретически, можем ли мы использовать гравитационную силу чёрных дыр для выработки электрической энергии, т.е. использовать чёрные дыры в качестве батарей? — пишут они в своей статье. — В данной работе мы теоретически доказываем, что мы можем использовать чёрную дыру Шварцшильда в качестве аккумулятора».

Главным в этих расчётах стало доказательство возможности подпитки чёрной дыры заряжёнными частицами, ведь чем меньше чёрная дыра, тем быстрее она испаряется за счёт излучения Хокинга. Исследователи математически доказали осуществимость такой идеи, хотя до её практической реализации дело если и дойдёт, то в необозримом будущем. Подпитывать такой аккумулятор можно будет, поместив его в ядерный реактор. Расчёты показывают, что первичная чёрная дыра будет поглощать до 25 % альфа-частиц, получаемых при распаде радиоактивного топлива. Иначе говоря, ядерная энергия с приличным КПД будет превращаться в кинетическую.

Другим важным аспектом исследования стало определение диапазона масс, для которых такой аккумулятор имел бы практическую ценность. Оказалось, что в этот диапазон попадает тёмная материя. Она также могла бы работать в предложенной схеме «аккумулятора» с похожим результатом и тоже стала бы источником энергии, о чём исследователи рассказали в статье, которая предложена для публикации в журнале Physical Review D, а пока выложена на сайте arXiv.

9 октября 2022 года зафиксирован ярчайший в истории наблюдений гамма-всплеск (GRB), энергия которого многократно превзошла все ранее наблюдаемые события такого рода. По горячим следам NASA заявило, что энергия вспышки достигла 18 ТэВ (тераэлектронвольт). Китайские учёные были с этим не согласны. В новой работе они доказывают, что мощность исторического GRB составила 13 ТэВ.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 2.2 / 3D News

Гамма-вспышка GRB 221009A за свою исключительную яркость получила персональное название BOAT — The brightest of all time или, по-русски, «ярчайшая за всё время». Событие оказалось настолько энергичным, что все космические датчики были им ослеплены. За исключением китайского орбитального гамма-телескопа, который в этот момент проходил техническое обслуживание и работал с сильно сниженной чувствительностью. Тем не менее, данные с китайского спутника позволили оценить верхнюю границу энергии вспышки, которая оказалась ниже, чем реконструкция данных с аппаратов NASA.

В новой работе использованы данные с наземной высотной обсерватории Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO), которая следит за космическими лучами, включая гамма-излучение. Данные измерений LHAASO указывают на то, что событие BOAT сопровождалось выбросом энергии на уровне 13 ТэВ, о чём учёные сообщили в статье в журнале Science Advances. Согласно современным теориям, такую энергию могла испустить звезда примерно в 20 раз больше Солнца при коллапсе в чёрную дыру.

Реконструкция данных по событию BOAT для телескопа «Ферми». Источник изображения: NASA's Goddard Space Flight Center and Adam Goldstein (USRA)

Но событие BOAT интересно также по другой причине. Впервые учёные зарегистрировали гамма-всплеск, который длился намного дольше, чем во всех остальных случаях, а их науке известно около 12 тыс. Предполагается, что вспышки порождала ударная волна, летящая сквозь вещество сброшенной звездой оболочки. Обсерватория LHAASO намерена более детально изучить данные по событию GRB 221009A, что поможет уточнить физику процесса, который явно вышел за рамки известной нам физики.

Китайские источники сообщили, что учёные страны создали самый мощный в мире термоакустический генератор Стирлинга. Работающая практически бесшумно компактная установка длиной 2 м выдаёт 100 кВт электрической энергии. Патент на устройство в своё время получило NASA (LEW-TOPS-80), но агентство всё ещё не создало рабочую установку. Такие генераторы идеальны для использования в космосе и в подводных лодках. Китай рассматривает обе сферы применения.

Источник изображения: SCMP

Представленный термоакустический генератор Стирлинга создали в Техническом институте физики и химии (TIPC) при Китайской академии наук (CAS). Его длина достигает 2 м при максимальном диаметре 0,63 м. Своим внешним видом генератор похож на гантелю. В ходе проведённой недавно демонстрации прототип выдал революционную мощность в 102 кВт при температуре источника тепла 530 °C. Это первый в мире случай, когда данный тип генератора преодолел порог в 100 кВт, что является важной вехой для его практического применения.

«В настоящее время эффективность термоэлектрического преобразования составляет около 28 %, а при использовании более горячего теплоносителя с температурой 600 градусов эффективность может достигать 34 %», — заявили разработчики. Тем самым перспективная установка приблизилась по КПД к классическим паровым турбинам с сохранением массы собственных достоинств — это почти бесшумная работа, использование абсолютно любого источника тепла, простота конструкции и малое количество подвижных частей.

Инновационная система состоит из термоакустического двигателя Стирлинга и линейного двигателя, заключенных в жёсткую оболочку (что служит дополнительной звукоизоляцией). Двигатель преобразует тепло в звуковые волны, которые, резонируя, образуют бегущую звуковую волну. Звуковая волна приводит в движение поршень линейного генератора, вырабатывающего переменный ток.

«Рабочей средой служит гелий под высоким давлением 15 Мпа (150 атмосфер), а отсутствие механических частей, нуждающихся в смазке, означает, что срок службы генератора может превысить десятилетие», — поясняют разработки. — Он работает тихо и эффективно, может использовать различные виды тепла, включая солнечную энергию, отработанное тепло и биомассу».

Добавим, Китай уже испытывает двигатели Стирлинга с линейными генераторами в космосе. Так, в апреле этого года сообщалось, что один из таких прототипов был испытан на станции «Тяньгун», что стало первым в мире испытанием двигателя Стирлинга на орбите. В России созданы более классические варианты генераторов на двигателях Стирлинга. Например, дочерняя организации НПО «Наука» — «Наука-Энерготех» — разработала 1-кВт свободно-поршневой генератор «Эвогресс» для автономного электропитания в удалённых локациях, но это уже другая история.

Специалисты разных стран мира ведут поиск новых химических составов аккумуляторов, которые позволили бы улучшить потребительские качества тяговых батарей электромобилей сразу по нескольким критериям. Китайским учёным удалось усовершенствовать состав литий-серных батарей, увеличив их эксплуатационный ресурс без ущерба для остальных характеристик.

Источник изображения: Reuters

Как поясняет Nikkei Asian Review, в литий-серных аккумуляторах катоды изготавливаются из серы, что позволяет снизить себестоимость производства и увеличить ёмкость аккумулятора в два раза по сравнению с литийионными аналогами. При этом существовавшие до этого прототипы литий-серных батарей страдали от низкого эксплуатационного ресурса, поскольку выдерживали лишь ограниченное количество циклов зарядки и разрядки. Версии с жидким и твёрдым электролитом в равной мере с трудом преодолевали тысячу таких циклов.

По данным первоисточника, представителям Китайской академии наук удалось создать литий-серный аккумулятор, способный после 1400 циклов зарядки и разрядки сохранить до 70 % своей изначальной ёмкости. Данное открытие приближает литий-серные аккумуляторы к коммерческой пригодности. Новшество, предложенное китайскими исследователями, заключается в сочетании угольных нанотрубок с серой, поскольку такая структура способствует лучшему перемещению в ней ионов и электронов, ибо чистая сера плохо проводит электричество. Данное открытие должно приблизить создание практичных высокоэффективных литий-серных батарей с твердым электролитом.

Сегодня на сайте Китайского национального космического управления (CNSA) появилось объявление, в котором сказано о запуске в 2024 году миссии «Чанъэ-6» по доставке образцов грунта с обратной стороны Луны. Образцы породы с этой части спутника ещё не попадали в руки учёных, что позволяет сохранять интригу.

Источник изображения: wikipedia.org

Автоматическая станция «Чанъэ-6» должна опуститься на поверхность Луны в южной части кратера Аполлон в бассейне Южный полюс (Эйткен). Аппарат окажется в гигантском древнем ударном кратере, что потенциально может обеспечить доступ к образцам пород, выброшенным из недр Луны. Забор грунта с поверхности и с помощью бура из глубины должен обеспечить сбор около двух килограммов образцов. Они могут дать бесценные данные о строении Луны и её геологической истории, включая данные о сейсмической активности.

Повышенная сложность миссии обусловлена тем, что радиосвязь с обратной стороной Луны напрямую с Земли невозможна. Для обеспечения бесперебойной связи со спускаемым аппаратом на орбиту Луны (дальнюю ретроградную или наклонную высокоэллиптическую) сначала будет выведен спутник-ретранслятор «Цюэцяо-2» (Queqiao-2). В прошлом подобная схема использовалась для управления миссией «Чанъэ-4», когда Китай совершил первую в истории человечества посадку на обратной стороне Луны.

Образцы грунта с обращённой к Земле стороны Луны Китай уже вернул на Землю в ходе миссии «Чанъэ-5». Фактически «Чанъэ-6» является дублёром комплекса «Чанъэ-5» и будет работать по похожей схеме за исключением, конечно же, что миссия забора образцов на обратной стороне Луны будет намного сложнее.

Ранее запуск ракеты-носителя «Чанчжэн-5» (Long March 5) с четырьмя космическими аппаратами миссии «Чанъэ-6» на борту ожидался в мае 2024 года. В сегодняшнем сообщении этой информации нет. Ожидаемая продолжительность миссии составит 53 дня, что более чем в два раза дольше, чем в случае возвращения образцов грунта с видимой стороны Луны, которая длилась 22 суток.

Китай перешёл от стендовых испытаний ротационных детонационных двигателей к тестированию их на летающих прототипах. Это позволит создать самые разнообразные гиперзвуковые воздушные транспортные средства, от самолётов до ракет, которые к тому же будут потреблять меньше топлива.

Источник изображения: Bilibili

По сообщению издания South China Morning Post, двигатель FB-1 Rotating Detonation Engine (FB-1 RDE) был разработан совместно Научно-исследовательским институтом промышленных технологий Чунцинского университета и частной компанией Thrust-to-Weight Ratio Engine (TWR), расположенной в Шэньчжэне. Испытания на беспилотном самолёте длиной 5 метров прошли на неизвестном аэродроме в провинции Ганьсу.

В местных социальных сетях распространяется фотография зажжённого двигателя во время рулёжки беспилотника по полосе. Был ли двигатель FB-1 RDE испытан в полёте, не уточняется. Но сам факт создания прототипа двигателя, который разместили на летающем средстве — это настоящее событие. До сих пор было известно только о стендовых испытаниях в крайне громоздких декорациях.

Россия сообщала об испытаниях импульсных детонационных ракетных двигателей ещё в 2016 году. Китай приступил к испытаниям детонационных двигателей около пяти лет назад, а в США добились определённого успеха в испытаниях подобных двигателей в начале этого года. За столь короткое время Китай успел очень и очень удивить, начав испытывать детонационный двигатель на угле. Точнее, на смеси угольной пыли и этилена. Удивил он и сейчас, первым заявив о начале лётных испытаний воздушного судна с детонационным двигателем на борту.

Топливо в детонационном двигателе подаётся либо непрерывно, либо порциями. Российские институты, например, говорили о разработке импульсных детонационных ракетных двигателей. В США и Китае работают над ротационными детонационными двигателями, которые удобны для постоянной подачи топлива, а его детонация порождает кольцевую и закрученную как торнадо взрывную волну, фронт которой начинает распространяться в двигателе со скоростью, значительно превышающей скорость газов, образующихся при сгорании топлива в обычных реактивных двигателях.

По оценкам специалистов, детонационные двигатели смогут также экономить до 30 % топлива, развивая при этом гиперзвуковые скорости. Их другим важным преимуществом также считается способностью гибко управлять тягой от нуля до максимального уровня, что не является сильной стороной реактивных двигателей. Наконец, ротационные детонационные двигатели обещают оказаться проще в эксплуатации и обслуживании.

«Это событие стало важным шагом в реализации комплексной стратегии TWR по развитию технологий детонационных двигателей и полётов с использованием детонационных двигателей», — сообщила компания TWR в сети WeChat.

Ранее в этом году TWR сообщала, что её ротационный двигатель достиг тяги в 1000 Н. В производство он должен быть запущен в течение двух лет. Грубо говоря, это тяга в 100 кг, что не позволяет говорить о каких-либо тяжёлых воздушных аппаратах, но для беспилотников этого будет достаточно.

Китайские учёные сообщили о создании технологии массового производства подложек с атомарно тонкими полупроводниковыми слоями. Новая технология масштабируется до производства 12-дюймовых (300-мм) подложек — самых массовых, продуктивных и наибольших по диаметру пластин для производства чипов. С такими пластинами транзисторы с затвором размером 1 нм и меньше станут реальностью, что продлит действие закона Мура и выведет электронику на новый уровень.

Источник изображения: Pixabay

Современные технологии наращивания слоёв на подложках работают по принципу осаждения материала из точки распыления на поверхность. Для нанесения плёнок толщиной в один атом или около того на крупные пластины эта технология не предназначена. С её помощью можно инициировать рост равномерной по толщине плёнки только на небольшие пластины — примерно до 2 дюймов в диаметре. Для пластин большего диаметра и, тем более, для 300-мм подложек этот метод не годится.

В интервью изданию South China Morning Post профессор Пекинского университета Лю Кайхуи (Liu Kaihui) сообщил, что его группа разработала технологию производства атомарно тонких слоёв на любых подложках вплоть до 300-мм. В основе технологии лежит контактный метод выращивания плёнки с поверхности на поверхность. Активный материал входит в контакт с подложкой сразу по всей её поверхности, давая старт для роста плёнки равномерно во всех её точках. В зависимости от типа активного материала могут быть выращены плёнки нужного состава и даже множество плёнок друг на друге, если это потребуется.

Кроме того, учёные разработали проект установки для выращивания атомарно тонких плёнок в массовых объёмах. Согласно расчётам, одна такая установка может выпускать до 10 тыс. 300-мм подложек в год. Эта же технология подходит для покрытия подложек графеном, что позволит, наконец, внедрить этот интересный материал в массовое производство чипов.

Следует сказать, что учёные заглянули далеко вперёд. Сегодня 2D-материалы (толщиной в 1 атом) только исследуются на предмет использования в структурах 2D-транзисторов и в других качествах. До массового производства подобных решений ещё очень далеко, и предстоит провести много научной работы, пока она не воплотится в серийной продукции. Но это важнейшее направление, которое позволит совершить прорыв в производстве электроники и китайские производители внимательно следят за успехами своих учёных.

Соглашение о научно-техническом сотрудничестве между США и Китаем было подписано ещё в 1979 году, после установления дипломатических отношений, и с тех пор продлевалось каждые пять лет. В июне этого года активисты из числа американских законодателей призвали власти страны прервать эту практику, но научное сообщество США буквально за неделю собрало более тысячи подписей в поддержку продления данного соглашения с Китаем.

Источник изображения: BYD

Открытое письмо президенту Джозефу Байдену (Joseph Biden) было составлено двумя профессорами Стэнфордского университета и подписано более чем 1000 деятелями науки США из местных вузов. Только сотрудничая с коллегами из Китая и других стран, как отмечают авторы письма, можно добиться прогресса в исследованиях в сфере естественных наук и преуспеть в подготовке следующего поколения научных кадров. В минувшую среду Госдеп США заявил, что власти страны рассматривают возможность продления соглашения с КНР как минимум ещё на шесть месяцев. При этом будет продолжаться работа с Пекином по дополнению и усилению положений существующего соглашения.

По словам авторов письма, за прошедшие более чем сорок лет действия соглашения между США и КНР были сформированы прочные и продуктивные связи между членами научного сообщества в обеих странах, был налажен обмен опытом в образовательной сфере, что в итоге принесло США «невероятную выгоду». Как утверждают составители обращения к президенту страны, разрыв связей с КНР по линии научного сотрудничества нанесёт непоправимый вред собственным исследованиям США и работе учебных заведений страны. Продление соглашения, как отметили авторы письма, отвечает собственным интересам США, даже без оглядки на намерения китайской стороны.