Теги → моделирование
Быстрый переход

Суперкомпьютер рассчитал траекторию астероида, уничтожившего динозавров

Одна из версий вымирания динозавров и подавляющего большинства видов флоры и фауны около 66 млн лет назад заключается в том, что на Землю упал огромный астероид, вызвавший глобальные изменения в климате планеты. Сегодня учёные смогли использовать суперкомпьютер, чтобы сравнительно точно определить угол падения астероида на Землю и с высокой точностью оценить степень ущерба от столкновения.

Сообщается, что новый анализ исходных геологических данных из места ударного кратера Чиксулуб на полуострове Юкатан в Мексике, использующий улучшенные алгоритмы 3D-моделирования событий, определил угол падения «смертельного» для динозавров астероида в диапазоне от 45 до 60 градусов по отношению к поверхности Земли.

Это наихудшее развитие сценария из возможных вариантов. При ударе под углом от 30 до 60 градусов испаряется наибольший объём массы осадочных пород, и следовательно, в атмосферу выбрасывается максимально возможное от ударного воздействия количество газов серы и углекислого газа. Удар астероида диаметром от 10 до 80 км о землю был сравним по мощности со взрывом 10 млрд «хиросимских» бомб. Ущерб был бы на порядок меньше, если бы удар пришёлся по касательной под углом до 15 градусов или в два–три раза меньше, чем при отвесном ударе.

Моделирование воздействия астероида на поверхность Земли при падении под углом 60 градусов (Gareth Collins/Imperial College London)

Моделирование воздействия астероида на поверхность Земли при падении под углом 60 градусов (Gareth Collins/Imperial College London)

Проведённое учёными Имперского колледжа в Лондоне моделирование падения чиксулубского астероида имеет ценность в более широком значении. Например, ударный кратер Чиксулуб — единственный на Земле, у которого есть так называемое пиковое кольцо ― кольцо из горных пиков в центре кратера. Но таких пиковых колец много в кратерах на Луне и на других планетах, что позволяет использовать предложенную учёными модель формирования кратеров для изучения геологии на внеземных объектах.

Российские учёные доказали эффективность самоизоляции при борьбе с эпидемиями

Исследователи из Московского физико-технического института совместно со специалистами Высшей школы экономики, а также коллегами из других научных учреждений задействовали математическое моделирование, позволившее получить новые данные о том, как развиваются эпидемии, подобные пандемии коронавируса, которая охватила весь мир.

Помимо прочего, в своей работе учёные изучили сравнительную эффективность некоторых методов борьбы с эпидемиологической угрозой, включая самоизоляцию и закрытие границ. Опубликованная в марте этого года работа «Самоизоляция или закрытие границ: что лучше блокирует эпидемию?» посвящена исследованию моделей распространения эпидемий в кластеризованных сложных сетях. Международная группа учёных в этой работе проводила численные эксперименты, на основе которых были получены данные о сравнительной эффективности разных способов противостояния распространению эпидемии.

В ходе экспериментов была задействована классическая модель развития эпидемий «восприимчивые-инфицированные-выздоровевшие». Весь социум представлялся в виде графа, вершины которого — люди, а рёбра между ними — контакты между двумя индивидуумами. Если задать начальные условия и показатель вероятности дальнейшего распространения «инфекции» при «контактах», то в численном эксперименте можно увидеть развитие «эпидемии».

Учёные рассмотрели развитие вирусной эпидемии на сетях (графах) трёх видов.

На случайной сети, не предполагающей каких-либо ограничений контактов между индивидуумами. В этом случае контакты задаются по случайному распределению.

Во втором случае рассматривалась кластеризованная сеть типа I (i-network, от instantly prepared clustered graphs). Такой подход предполагает ограничение на контакты между кластерами. Это означает, что внутри кластеров контакты не ограничиваются, а контакты между кластерами задаются вручную. Такая сеть считается моделью организации общества, когда установленные повсюду государственные границы не допускают контактов между гражданами соседних государств. Это происходит, когда в целях борьбы с распространением эпидемии страны закрывают свои границы, не позволяя въезд гражданам других государств.

Кроме того, исследователи рассмотрели распространение эпидемии в сетях типа E (e-network, от слова evolution). При таком подходе кластеризация возникает эволюционно благодаря самоизоляции индивидуумов, каждый из которых стремится контактировать только с близким кругом, участники которого также контактируют между собой. Благодаря этому распределение связей между кластерами происходит совершенно по иному принципу, чем в i-сетях.

Доля зараженных в зависимости от времени для случайной сети и сетей типа i и e. Затененные интервалы показывают диапазон значений, по которым производилось усреднение в численных экспериментах по каждой сети. Черная линия — случайная сеть, синяя — сеть типа i, красная — сеть типа e.

Доля заражённых в зависимости от времени для различных сетей. Затененные интервалы показывают диапазон значений, по которым производилось усреднение в численных экспериментах. Черная линия — случайная сеть, синяя — сеть типа i, красная — сеть типа e.

«Насколько хорошо наши модели описывают реальное распространение вируса в социальной сети — вопрос неочевидный. Мы заметили, что по статистическим свойствам эволюционные сети сильно отличаются от мгновенно созданных. Но более детальный анализ невозможен без использования реальных данных по структурам социальных сетей и данных о распространении вируса. Поэтому нашу работу следует рассматривать как "приглашение к обсуждению" серьезного вопроса, который мы попытались четко сформулировать в математических терминах», — подчеркнул Александр Горский, один из авторов работы, руководитель специализации «Квантовая теория поля» кафедры теоретической астрофизики и квантовой теории поля МФТИ, научный сотрудник ИППИ РАН.

Численные эксперименты на каждом из рассматриваемых классов сетей ставили по 1000 раз. Усреднённые результаты наглядно показывают, что пик эпидемии в сети типа i оказывается ниже и наступает позже, чем в случайной сети. Лучше всего дела обстоят в сети типа e, соответствующей адаптивной кластеризации. На основе проделанной работы можно сделать вывод, что закрытие государственной границы в условиях пандемии является действенной мерой, но ещё более эффективная стратегия борьбы с распространением инфекции предполагает самоизоляцию граждан.

Ознакомиться с полной версией работы учёных можно на портале arxiv.org.

Российская разработка упростит внедрение космических нанотехнологий

Государственная корпорация Ростех сообщает о том, что в нашей стране разработан передовой программный комплекс, который поможет в развитии нанотехнологий для космической сферы.

Экспериментальное решение создано специалистами НИИ программных средств холдинга «Росэлектроника» (входит в Ростех). Программная платформа осуществляет численное моделирование воздействия на наноструктуры внешних факторов и прогнозирует изменение характеристик материалов в зависимости от тепловых и механических нагрузок.

Предполагается, что система поможет в подборе оптимальных наноматериалов для различных элементов космической техники. Это может быть, скажем, тепловая защита спутников. Кроме того, комплекс пригодится при проектировании новых гибридных наноструктур и устройств на их основе.

Система выполняет инженерно-физические расчёты без ограничения по количеству задач, моделей и сложности. Создатели реализовали новый подход к пространственной 3D-визуализации атомных структур, который включает современные средства анализа микроскопических свойств материалов с учётом возможных дефектов.

В целом, как отмечает Ростех, практическое внедрение программного комплекса поможет повысить надёжность и эффективность космической техники. «Использование наноматериалов позволяет улучшить технические характеристики летательных аппаратов, в том числе увеличивает срок их эксплуатации и снижает энергозатраты», — говорится в публикации. 

Видео дня: сценарии изменения климата в глобальном масштабе

Прошлый год стал одним из самых жарких в истории метеорологических наблюдений. Многие эксперты сходятся во мнении, что в дальнейшем температура на нашей планете продолжит расти, что спровоцирует таяние ледников и увеличение интенсивности осадков. Ирландский центр высокопроизводительных вычислений (ICHEC) завершил масштабное моделирование возможных изменений климата, а также представил ряд визуализаций на основе полученных данных.   Читать полностью на ServerNews→

Российская платформа позволяет создавать и тестировать дроны в виртуальном пространстве

Специалисты Суперкомпьютерного центра Томского государственного университета (ТГУ) разработали специализированную платформу, которая позволит значительно ускорить и удешевить процесс создания новых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Речь идёт об использовании методов математического моделирования для создания цифрового двойника проектируемого дрона. Такая модель затем тестируется в виртуальной аэродинамической трубе.

В состав платформы входит облачная система, использующая вычислительные ресурсы суперкомпьютера СКИФ Cyberia, функционирующего в ТГУ. На базе платформы можно не только создавать новые беспилотники, но и улучшать характеристики уже существующих дронов.

«Пользователь загружает в облачную систему требуемые технические характеристики, такие как максимальная подъёмная сила, размах крыльев, время и дальность полёта, скорость и другие. На основе этих параметров производятся расчёты, создаются 3D-модели и цифровой прототип летательного аппарата. Оптимальный вариант выбирается с помощью испытаний моделей БПЛА в виртуальной аэродинамической трубе», — поясняют исследователи.

ТГУ

ТГУ

Применение платформы позволяет в разы ускорить процесс разработки и производства беспилотников. Учёные ТГУ уже выпустили первый лабораторный экземпляр дрона, предназначенного для мониторинга окружающей среды. Этот БПЛА планируется оборудовать газоанализатором и камерой для ведения съёмки. 

Часть испытаний ракет в России заменит компьютерное моделирование

Государственная корпорация Роскосмос планирует заменить часть испытаний ракетно-космической техники компьютерным моделированием с применением высокопроизводительных вычислительных систем.

Фотографии Роскосмоса

Фотографии Роскосмоса

О проекте, как сообщает «РИА Новости», рассказал руководитель центра цифрового развития госкорпорации Константин Шадрин на заседании комитета по космической деятельности и развитию ракетно-космической промышленности Союза машиностроителей России.

Предполагается, что отказ от части фактических испытаний ракет позволит снизить стоимость их разработки и ускорить вывод на рынок. А это поможет России укрепить позиции на мировой космической арене.

«Принципиально важным качеством является уход от части натурных испытаний и признание математической модели частью натурных испытаний», — заявил господин Шадрин.

Цифровое моделирование планируется выполнять на суперкомпьютерах с применением специализированных математических алгоритмов. Реализовываться стратегия будет в период до 2040 года. 

Изучение микроструктуры костей черепа поможет создать каску повышенной надёжности

Как и в другие сферы исследований, в область разработки военного снаряжения пришло компьютерное моделирование. В частности, для разработки касок для военных используются компьютерные модели черепа и мозга человека. Это позволяет предварительно оценить степень воздействия ударов на кости и головной мозг человека в зависимости от силы и направления удара и найти оптимальные средства для гашения импульса и минимизации воздействий. Вот только до сих пор все компьютерные модели предполагали, что кости черепа имеют изотропную структуру (с одинаковой во всех направлениях кристаллической структурой). Но на практике это не так.

Другие кости человека убедительно показывают, что кристаллическая структура костных тканей имеет строгую направленность по оси наиболее сильного воздействия для защиты от переломов. С костями черепа всё по-другому. В них тоже есть участки со своей ориентацией, но эти участки достаточно малы, и для грубого моделирования ими можно было пренебречь. Но что, если знание об анизотропии костей черепа поможет создать более надёжные каски для военных? Неужели можно пренебречь этой возможностью? Наконец, знание о поведении различных участков костей черепа может помочь для лечения травм головного мозга.

Именно с этими мыслями Армейская исследовательская лаборатория (ARL) и учёные Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США приступили к комплексным исследованиям микроструктуры костей черепа человека. Для исследований задействована установка высокоэнергетического рентгеновского излучения от усовершенствованного источника фотонов (APS).

Данные о строении костей черепа собираются с использованием поперечного и перпендикулярного сканирования каждого из участков костей и соединений между отдельными костями. Впоследствии массив данных будет переведён в компьютерную модель и будет доступен для проведения экспериментов по рассеиванию ударных импульсов по черепу в зависимости от силы и направления удара. Также будут проведены практические опыты с живыми костными тканями с последующим сканированием травмированных микроучастков.

На основе новых данных и новой компьютерной модели черепа учёные рассчитывают создать каски, способные ещё эффективнее гасить ударные импульсы для предотвращения переломов костей черепа и травм головного мозга.

Инженеры на модели проверили проект крупнейшего в мире арочного моста Леонардо да Винчи

В 1502 г. султан Баязид II задумал построить мост через залив Золотой Рог, чтобы соединить Стамбул и соседний город Галата. Среди откликов от ведущих инженеров того времени крайней оригинальностью отличился проект небезызвестного даже тогда итальянского художника и учёного Леонардо да Винчи. Традиционные на то время мосты представляли собой заметно выгнутую арку с пролётами. Для моста над заливом потребовалось бы минимум 10 опор, но Леонардо набросал проект моста длиной 280 метров без единой опоры. Проект итальянского учёного не был принят. Мы не можем увидеть этого чуда света. Но рабочий ли этот проект? На это дали ответ инженеры MIT, которые по наброскам Леонардо построили макет моста в масштабе 1:500 и испытали его на весь спектр возможных нагрузок.

Gretchen Ertl, MIT

Gretchen Ertl, MIT

В реальности мост состоял бы из тысяч тёсаных камней. Другого подходящего материала на то время не было (учёные попытались максимально близко приблизиться к технологиям строительства мостов в то время и имеющимся материалам). Для изготовления макета моста современные специалисты воспользовались 3D-принтером и разбили модель на 126 блоков заданной формы. Камни последовательно укладывались на строительные леса. После установки в вершине моста краеугольного камня леса были убраны. Мост остался стоять и наверняка простоял бы века. Итальянский учёный эпохи Возрождения учёл всё: от сейсмической нестабильности региона до боковых нагрузок на мост.

Выбранная Леонардо форма приплюснутой арки позволила обеспечить судоходство по заливу даже парусным судам с поднятыми мачтами, а расходящаяся к основанию конструкция обеспечила устойчивость к боковым нагрузкам и, как показали эксперименты с масштабной моделью, сейсмическую устойчивость. Подвижные платформы в основании арки могли перемещаться в значительных пределах без обрушения всей конструкции. Гравитация и никакого крепления с помощью растворов или крепежа ― Леонардо знал, что предлагал.

Verisim Life создаст биосимуляторы на базе ИИ, чтобы прекратить испытания лекарств на животных

Verisim Life (Verisim), базирующийся в Сан-Франциско биотехнологический стартап, намеревается создать симулятор для тестирования препаратов на животных при помощи искусственного интеллекта, чтобы обойти необходимость в настоящих испытаниях. Мало того, что подобная система устранила бы необходимость в жестоком обращении с животными, она также могла бы в целом ускорить процесс разработки новых лекарств и помочь быстрее выводить их на рынок с меньшими издержками.

Стартап Verisim Life создаёт систему биосимуляции на базе искусственного интеллекта, которая поможет предсказать влияние тех или иных лекарственных препаратов на организм животного и даже человека

Стартап Verisim Life создаёт систему биосимуляции на базе искусственного интеллекта, которая поможет предсказать влияние тех или иных лекарственных препаратов на организм животного и даже человека

По оценкам специалистов, объём мирового рынка лекарств составляет 35 миллиардов долларов, а к 2025 году эта цифра может возрасти до 71 миллиарда долларов. При этом запуск новых препаратов всё ещё очень сложный и длительный процесс: от первоначальных исследований до испытаний и непосредственного выхода на рынок проходят многие годы, а главное, это требует огромных финансовых вложений.

Большая часть процедуры запуска нового лекарственного препарата заключается в его тщательном тестировании, чтобы гарантировать, что лекарство не только эффективно, но и безопасно для его будущих потребителей. И это, к сожалению, влечёт за собой необходимость в тестировании на животных: на обезьянах, крысах, мышах, собаках или кроликах. Вопреки тому, что для многих это является недопустимым и даже аморальным, испытание лекарств на животных является не только ключевым аспектом разработки нового препарата, но и в большинстве стран это фактически закрепленное законодательно требование, которое должно быть выполнено до того, как регулирующие органы допустят последующие испытания на людях. Тем не менее, тестирование на животных является медленным и дорогостоящим процессом с низким уровнем успеха: менее 10 % кандидатов в будущие лекарства проходят через этот этап.

Verisim объявила, что компании удалось получить 5,2 млн долларов в рамках раунда финансирования, проведённого при содействии венчурных фондов Serra Ventures и OCA Ventures, а также с участием Intel Capital, Village Global, Susa Ventures, Stage Venture Partners, Loup Ventures и Twin. Компания заявила, что будет использовать новые средства для дальнейшего расширенных партнёрских связей в академической и фармацевтической сферах, чтобы «проводить компьютерные моделирования и поддержать более качественные трансляционные исследования в области разработки лекарственных препаратов». Проще говоря, финансирование поможет Verisim выйти за рамки проверки концепции и позволит испытать их технологию на реальных продуктах в фармацевтической отрасли.

«Стоимость и время разработки новых лекарств растут на протяжении десятилетий», — отметил Эрик Стефанич (Eric Stefanich), директор по доклиническим исследованиям в корпорации Genentech, одного из первых биотехнологических партнёров Verisim. «Моделирование и имитационные подходы могут сократить время и затраты и восстановить стабильность и жизнеспособность разработки новых препаратов. Verisim Life обладает большим потенциалом для разработки более эффективных лекарств, прогнозирования исхода заболевания и выбора именно тех пациентов, которые получат наибольшую пользу от терапии, благодаря чему мечта о персонализированной медицине станет реальностью».

Verysim поможет создавать цифровые модели животных и отдельных людей, которые наглядно продемонстрируют, как испытуемые препараты подействуют на них

Verysim поможет создавать цифровые модели животных и отдельных людей, которые наглядно продемонстрируют, как испытуемые препараты подействуют на них

Verisim была основана в 2017 году доктором Джо Варшни (Dr. Jo Varshney), ветеринаром по профессии, который также имеет докторскую степень в области сравнительной онкологии и геномики. Вместе с группой учёных и инженеров, специализирующихся на машинном обучении и компьютерном моделировании, Варшни разрабатывает модели биосимуляции при помощи ИИ, предназначенные для конкретных заболеваний и отражения реального взаимодействия между лекарственными средствами и биологическими системами животных. Это позволяет фармацевтическим исследователям проводить гораздо больше тестов за короткое время, обеспечивая более высокую эффективность лекарств, которые в конечном итоге будут допущены до клинических испытаний на людях. В будущем Verisim планирует создавать цифровые модели отдельных людей, что позволит наблюдать действие различных веществ и их соединений на организм специфичного человека.

«До появления Verisim Life в фармацевтической сфере существовало фундаментальное заблуждение в процессе того пути, благодаря которому лекарство попадало на рынок для лечения пациентов, которые в этом нуждаются», — объясняет Варшни. «На доклиническом этапе испытания на животных необходимы для понимания того, насколько безопасно и эффективно новое лекарственное соединение для организма человека перед его использованием в клинических испытаниях. Это неэффективно и нецелесообразно по нескольким причинам. Во-первых, это занимает слишком много времени, дорого стоит и тратит дополнительные ресурсы на НИОКР. Во-вторых, данный подход к испытаниям жесток по отношению к животным. И, в-третьих, использование животных в качестве модели для понимания физиологии человека приводит к дальнейшей неэффективности и ошибкам в 92 % случаев, так как это немного похоже на сравнение яблок с апельсинами».

Согласно исследованию маркетинговой компании Zion Market Research, мировой рынок биосимуляторов в 2018 году составил скромные 1,7 млрд долларов, но к 2025 году он может вырасти до 4,6 млрд долларов благодаря активному внедрению технологий искусственного интеллекта.

В прошлом году GV (Google Ventures) инвестировал в Owkin, платформу, которая использует алгоритмы глубокого обучения, чтобы позволить клиническим исследователям разрабатывать прогностические модели для ускорения разработки лекарств. GV и SoftBank также инвестировали 400 миллионов долларов в Relay Therapeutics, которая использует машинное обучение для создания инновационной системы для автоматизации поиска новых лекарств. В то же время исследователи из Стэнфорда разработали модель искусственного интеллекта, которая может предсказать взаимодействие различных лекарств, что особенно важно для людей, которые принимают несколько препаратов одновременно.

Фармацевтическая промышленность и научные круги уже очень давно используют компьютерные модели, чтобы попытаться предсказать потенциальную опасность лекарств или их комбинаций, но регуляторы обычно всё ещё требуют обязательного проведения исследований на животных, так как ценой ошибки в компьютерном моделировании может стать человеческая жизнь. Но с учётом значительных достижений в области анализа и обработки больших данных и в области машинного обучения, биосимуляция может стать ключевым инструментом для более быстрого вывода эффективных лекарств на рынок уже в ближайшем будущем.

Atlas VR: российский образовательный проект на базе виртуальной реальности

Компания «ТЕРРА ТЕХ», входящая в холдинг «Российские космические системы» (РКС), представила проект Atlas VR для образовательных учреждений.

Речь идёт о новой учебной платформе на основе технологий виртуальной реальности. Система позволяет создавать виртуальные копии исторических, культурных и географических объектов реального мира, которые затем могут исследовать учащиеся.

Важно отметить, что виртуальное пространство с высокой точностью воспроизводит реальные объекты и обстановку. В частности, рельеф воссоздаётся за счёт сканирования поверхности, растительный мир формируется по данным спутниковой съёмки, а информация об атмосфере и погоде обновляется в реальном времени через Интернет. В результате, создаётся виртуальное пространство, максимально приближенное к реальности.

Более того, платформа Atlas VR даёт возможность воспроизводить сложные процессы и явления, такие как стихийные бедствия и катастрофы техногенного характера. Система может использоваться и для целей создания дополненной реальности.

Предполагается, что разработка выведет на новый уровень образовательный процесс по таким дисциплинам, как история, биология, география и пр. «Atlas VR позволяет не читать о предмете изучения, а буквально переместиться к нему, побыть рядом, посмотреть и послушать», — говорят создатели платформы. 

Учёные из РФ смоделировали воздействие ядерных взрывов на опасные астероиды

Российские исследователи разработали методику, которая позволяет в лабораторных условиях моделировать разрушительное воздействие ядерных взрывов на астероиды, которые могут представлять угрозу для Земли.

В проекте приняли участие специалисты МФТИ, Института космических исследований РАН, Российского федерального ядерного центра ВНИИЭФ и Троицкого института инновационных и термоядерных исследований.

Существуют два подхода для решения вопроса защиты нашей планеты от потенциально опасных астероидов. Первый предполагает изменение траектории движения космического объекта. Второй подход, над которым как раз и работали учёные, предусматривает разрушение астероида на мелкие осколки, большая часть которых не столкнётся с Землёй.

В ходе моделирования ядерных взрывов использовались миниатюрные макеты астероидов с заданными свойствами. Учитывались химический состав, плотность, пористость, прочность. В основу создания мини-макетов легли данные анализа структуры вещества каменного астероида, упавшего на Землю пять лет назад, в феврале 2013 года, рядом с населённым пунктом Чебаркуль. Аналогом ядерного взрыва служило короткое лазерное воздействие.

С учётом масштабного фактора и результатов лабораторных экспериментов исследователи показали возможность заведомого разрушения ядерным взрывом с энергией свыше 3 мегатонн опасного для Земли каменного астероида диаметром 200 м. Учёные планируют продолжить исследования с мини-макетами различной прочности и состава, в том числе с макетами каменно-ледяных и железоникелевых астероидов. Более подробно с результатами работы можно ознакомиться здесь

da Vinci Mini: 3D-принтер за $290

Специально для студентов, образовательного сегмента и малого бизнеса компания XYZ Printing анонсировала один из самых дешёвых в своём ассортименте 3D-принтеров. Новинка стоит всего $290, что делает её доступной для многих. Дешевле только модель для детей da Vinci Minimaker, но её возможности существенно ограничены.

Computerworld

Computerworld

Модель da Vinci Mini доступна на официальном сайте производителя, а также её можно приобрести в Amazon, Overstock.com и Sam’s Club. Принтер имеет форму куба с гранью 15 см. В комплекте предоставляется программное обеспечение для 3D-моделирования от XYZ Printing.

Computerworld

Computerworld

Новинка включает модуль беспроводной связи Wi-Fi. Принтер поддерживает функцию автоматической калибровки алюминиевого талера (горизонтальная плоская поверхность, на которой формируется 3D-объект), что избавляет пользователя от ручного настраивания. По заявлению разработчиков, алюминий хорошо рассеивает тепло, что снижает риск обжигания рук при извлечении готовой модели с принтера. Также есть механизм автоматической подачи материалов для 3D-печати. 

Computerworld

Computerworld

В некоторых образовательных учреждениях 3D-принтеры XYZ Printing уже прошли успешные испытания и получили положительные отклики педагогов.

Российские учёные смоделировали ядерный взрыв астероида

Томский государственный университет (ТГУ) сообщил о том, что учёным в рамках проекта по разработке превентивных мер по защите Земли от потенциально опасных небесных тел удалось смоделировать ядерный взрыв астероида с таким условием, чтобы его облучённые осколки не попали на нашу планету.

Ядерный взрыв может потребоваться в том случае, если отсутствует возможность мягкого увода потенциально опасного для Земли объекта с орбиты столкновения. Ранее в качестве защитной меры предлагалась ликвидация астероида на подлёте к нашей планете, но это может привести к катастрофическим последствиям — падению на Землю множества высокорадиоактивных осколков.

Учёные ТГУ с коллегами из других научных центров предложили иное решение проблемы. Известно, что большинство опасных объектов несколько раз проходят вблизи Земли, прежде чем столкнуться с ней. Поэтому есть возможность взорвать астероид в тот момент, когда он удаляется от планеты. Эта мера будет намного эффективнее и безопаснее.

Моделирование ядерного взрыва астероида осуществлялось на суперкомпьютере СКИФ Cyberia: исследователи воспроизвели уничтожение объекта диаметром 200 метров. Расчёты показали, что для разрушения подобного тела необходимо воздействие ядерного устройства с энерговыделением одна мегатонна в тротиловом эквиваленте. В таком случае часть астероида  превратится в газ и капли жидкости, часть распадётся на осколки размером не более 10 метров. Это является максимально допустимым с точки зрения безопасности для Земли.

«Поскольку ракета нагоняет астероид сзади, практически все фрагменты после разрушения полетят вперед. При этом орбиты фрагментов будут существенно отличаться от орбиты астероида. В течение 10 лет после подрыва на Землю выпадет ничтожное число осколков, радиоактивность которых за это время существенно уменьшится», — отмечают авторы работы. 

Нужно  добавить, что ядерные взрывы в космосе запрещены международным договором, но в случае реальной угрозы человечеству, как говорят в ТГУ, из этого правила может быть сделано исключение. 

Видео дня: смоделированный NASA процесс поглощения чёрной дырой звезды

Американское космическое агентство регулярно публикует как отснятые в рамках научных миссий материалы из собственного фото- и видеоархива, так и на основе проведённых исследований прибегает к компьютерному моделированию имевших место в космосе событий. В этот раз специалисты NASA потрудились над 3D-визуализацией того, как чёрная дыра — теоретически существующая область космического пространства, для которой характерно чрезвычайно мощное гравитационное притяжение — захватывает и поглощает удалённую на расстояние 290 млн световых лет от Земли звезду. 

На видео длительностью в одну минуту условная звезда, оказавшись в непосредственной близости к чёрной дыре, пересекает «горизонт событий». После этого из-за притяжения, избежать воздействие которого не в состоянии даже кванты света, приливные силы разрывают звезду на части. Продемонстрированный в ролике процесс, именуемый «приливным разрушением», сопровождается потускнением «пойманной» звезды, после которого небесное тело превращается в скопление звёздного мусора.

Лишь немногие остатки от бывшей звезды разносятся по космическому пространству в результате поглощения. Большая же часть газового шара становится новым кольцом чёрной дыры — обволакивающим её диском из летучих соединений с характерным свечением, не способным преодолеть гравитационное поле и рассеяться.

Наглядное и понятное моделирование того, как происходит взаимодействие между звездой и чёрной дырой, было основано на сведениях, полученных во время наблюдения за результатами события, проходящего под кодовым названием ASASSN-14li. При помощи трёх рентгеновских телескопов учёные сумели обнаружить описанное выше газовое кольцо, предположительно состоящее из звёздного мусора поглощённой некогда звезды в галактике PGC 043234. Это позволило объяснить процесс формирования газового диска вокруг чёрной дыры, масса которой, по предварительным подсчётам, в несколько миллионов раз превышает массу Солнца.  

Планшет Google Tango с системой 3D-моделирования стал доступен всем желающим

Разработчиков, заинтересованных в проекте Tango, компания Google обрадовала сразу двумя новостями: отныне экспериментальные планшеты доступны всем желающим, а их цена значительно снижена.

Напомним, что главной особенностью планшета Tango является система 3D-моделирования пространства. Она использует оптимизированные для машинного зрения камеры, продвинутые алгоритмы совместной работы различных датчиков и средства оценки глубины. Платформа позволяет формировать подробную трёхмерную карту пространства и создавать 3D-модели.

В планшет установлен процессор NVIDIA Tegra K1 с четырьмя вычислительными ядрами, работающими на тактовой частоте 2,3 ГГц. Объём ОЗУ равен 4 Гбайт; флеш-модуль рассчитан на хранение 128 Гбайт данных. Сенсорный дисплей имеет диагональ 7 дюймов, его разрешение — 1920 × 1200 точек. Набор датчиков включает гироскоп, акселерометр, барометр, электронный компас, GPS-приёмник, сенсоры освещённости и глубины. Кроме того, есть модули Wi-Fi, Bluetooth LE и LTE.

На сайте магазина Google Store сообщается, что цена планшета Tango снижена вдвое: если раньше он предлагался за 1024 доллара США, то теперь его можно приобрести за 512 долларов. Правда, нужно отметить, что, несмотря на старт открытых продаж, устройство адресовано прежде всего разработчикам. 

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥