Теги → ученые
Быстрый переход

Китайские учёные предложили осваивать Марс с помощью гиперзвуковых беспилотников

Крайне разреженная атмосфера Марса делает сложным полёты обычных самолётов и вертолётов над Красной планетой. Крыльям и лопастям не на что опереться даже вблизи поверхности, не говоря о полётах на больших высотах. Но это открывает другую возможность — полёт на гиперзвуке, что позволит создать компактные воздушные суда для перелётов по Марсу.

Марсианский вертолёт Ingenuity. Источник изображения: NASA

Марсианский вертолёт Ingenuity. Источник изображения: NASA

Китайские учёные, как сообщают местные источники, активно изучают возможность полётов гиперзвуковых беспилотников на Марсе. Эта задача входит в круг решений проблем гиперзвуковых полётов на Земле и в космосе. К 2035 году в Китае обещают создать гиперзвуковой самолёт для перелёта в любую точку Земли за один час, а ещё через десять лет таких самолётов (космолётов) будет целый флот с возможностью полётов на околоземную орбиту.

Двухлопастной вертолёт Ingenuity NASA может пролетать несколько сотен метров за раз. Его лопасти вращаются с огромной скоростью — без малого 3000 об/мин. Для более масштабного летающего объекта может оказаться сложным и даже невозможным создать лопастную систему с подобной скоростью вращения. Но гиперзвуковое воздушное судно уже нацелено на движение в разреженном воздухе и атмосфера Марса в этом отношении — это его стихия.

Например, по расчётам китайских учёных, 500-кг гиперзвуковой дрон, половину веса которого будет составлять топливо, сможет передвигаться в атмосфере Марса со скоростью в пять раз превышающей скорость звука на дальность до 1000 км. Высота полёта должна составить порядка 5000 м, поскольку на Марсе горы выше, чем на Земле.

Интересен вопрос топлива. Практически полностью состоящая из углекислого газа атмосфера Марса (96 %) не позволит проходить обычным окислительным процессам в сжиженном топливе. Горения, как в атмосфере Земли, не будет. Но в углекислом газе хорошо горят некоторые металлы, например, магний. Магний в качестве топлива для двигателей на Марсе предложили специалисты из Японии. Сделано это было в 80-х годах прошлого века, а в 2016 году инженеры NASA разработали ракетный двигатель на магнии для мягкой посадки на поверхность планеты.

Для эффективности магниевого двигателя китайские специалисты предлагают использовать две последовательные камеры сгорания, что решит проблему малой тяги таких двигателей. На первых порах освоения Марса магний можно будет завозить с Земли, а затем воспользоваться местными разработками. Сегодня все эти планы представляются фантастическими, но лет через 30 они могут воплотиться в жизнь. Технически это осуществимо, необходимы лишь деньги и воля довести дело до конца. Всего этого у китайцев в избытке, а успешная посадка первого китайского марсохода с первой попытки лишь подтверждает резко возросшее качество космонавтики Поднебесной.

Работа насмарку: Facebook предоставила исследователям дезинформации неполные данные

Исследователи механизмов дезинформации, которые полагались на предоставляемые Facebook данные, возможно, потеряли месяцы, если не годы работы. Администрация соцсети предоставляла им недостоверную и неполную информацию о том, как пользователи площадки взаимодействуют с публикациями и ссылками.

Источник: engadget.com

Источник: engadget.com

Два года назад Facebook открыла данные для учёных, которые исследуют распространение дезинформации на платформе. Компания пообещала им прозрачность и доступ ко всем типам пользовательского взаимодействия. Как выяснилось, на практике в банк вошли данные только примерно по половине пользователей в США. И в большинстве случаев в отчёт была включена информация о тех пользователях, кто был достаточно активен в политической сфере, чтобы его пристрастия были очевидными.

Учёные поставили администрацию Facebook в известность об инциденте, а в ответ представитель сервиса прислал электронное письмо с извинениями за «возможные неудобства». Компания также заявила, что работает над устранением проблемы, однако её окончательное решение может занять несколько недель — из-за огромного объёма данных, которые надо обработать. А данные по пользователям за пределами США неточностей не содержат.

Представитель Facebook Мейвис Джонс (Mavis Jones) заявила, что причиной проблемы стала «техническая ошибка», которой компания уже занимается. Первым расхождение обнаружил доцент Урбинского университета (Италия) Фабио Джильетто (Fabio Giglietto). Он сравнил данные, которые соцсеть поставляла исследователям, с данными «Отчёта о широко просматриваемом контенте», которые были опубликованы в августе — и результаты не совпали.

Другие исследователи выразили обеспокоенность сразу после публикации отчёта. Элис Марвик (Alice Marwick) из Университета Северной Каролины (США) заявила, что не смогла верифицировать результаты, потому что у неё не оказалось данных, которые использовала Facebook. Ей компания позвонила с извинениями. Ещё одна исследовательница по имени Меган Сквайр (Megan Squire) ответила, что за один только день пообщалась по данной проблеме с 47 специалистами: у каждого проект оказался под угрозой, а для некоторых он вообще стал непригодным для дальнейшей работы.

Не так давно Facebook заблокировала аккаунты учёных, которые для получения данных соцсети использовали собственные инструменты. Сервис отключил персональные учётные записи участников проекта Ad Observatory из Университета Нью-Йорка. Они разработали собственный браузерный плагин для сбора информации по политической рекламе, однако администрация площадки сочла такой способ «несанкционированным сбором данных». Впоследствии данный инцидент подвергся критике со стороны Федеральной торговой комиссии США.

В Китае создают «дышащие» спутники, для которых топливом станет воздух

По сообщению китайских источников, в стране активно продвигается разработка спутниковых платформ для сверхнизких орбит, которые в качестве топлива будут использовать воздух. Такие спутники будут летать на высоте 100 км или несколько выше, где заканчивается атмосфера и начинается космос. Это отличное решение для спутников оптического наблюдения, но прежде придётся решить множество проблем.

Источник изображения: Beijing Institute of Control Engineering

Источник изображения: Beijing Institute of Control Engineering

В Китае уже создано и испытано несколько прототипов двигательных установок для работы на воздушной газовой смеси, получаемой из атмосферы. В основе систем лежат классические электрические ионные ракетные двигатели, которые благодаря питанию от силовой атомной установки или от солнечных батарей создают реактивную тягу на ионизированном газе. Спутники для сверхнизкой орбиты не будут нуждаться в запасе топлива на борту. Они будут годами летать, собирая газ из разрежённой атмосферы на траектории полёта.

Моделирование и натурные испытания показали, что такая возможность существует. Теоретически возможно создать систему улавливания разрежённого газа и поддержания заданной орбиты при движении на таком топливе. Правда, оказалось, что ударные волны, которые распространяются перед летящим на огромной скорости спутником, представляют проблему как для конфигурации заборника, так и с точки зрения сбора газа — они могут нарастать до критических значений и отталкивать редкие молекулы газа в разрежённой среде прочь от спутника.

Тем не менее, китайские специалисты настроены оптимистично и планируют собрать 10-кг демонстрационный спутник для полёта без топлива на орбите высотой 180 км. Аналогичный проект, кстати, развивает Европейское космическое агентство. EKA без оглашения сроков рассчитывает получить спутник для 200-км орбиты с топливом на основе собираемого на траектории полёта газа. Модель подобной двигательной установки в 2018 году испытана польскими и итальянскими инженерами в вакуумной камере на Земле. Результаты обнадёживают, но путь ещё не пройден.

Китай совсем скоро испытает ядерный реактор на ториевом топливе — он может стать будущим атомной энергетики

Как сообщает издание Nature, учёные всего мира с нетерпением ждут начала испытаний в Китае экспериментального ядерного реактора, использующего торий в качестве топлива. Если эксперимент окажется успешным, то это поможет Китаю добиться целей по защите климата и подтолкнуть развитие собственной экономики. К тому же, Китай является первой страной, у которой есть шанс коммерциализировать эту технологию.

Ториевые пилетты индийского центра Источник изображения: Pallava Bagla/Corbis/Getty

Ториевые пелетты индийского центра Bhabha Atomic Research Centre. Источник изображения: Pallava Bagla/Corbis/Getty

«Если бы мне разрешили, я бы полетел туда первым самолетом, — заявил Саймон Миддлбург (Simon Middleburgh), специалист по ядерным материалам из Университета Бангора в Великобритании. — Мы узнаем очень много нового».

А интересоваться есть чем. Хотя китайский проект, судя по словам специалистов, повторяет экспериментальный жидкосолевой ядерный реактор из 60-х годов американской Ок-Риджской национальной лаборатории, впоследствии закрытый, китайцы привнесли в разработку очень и очень много нового. Фактически проект возрождён на совершенно новом уровне, хотя вопросов вряд ли стало меньше.

Опытный жидкосолевой китайский реактор будет вырабатывать всего 2 МВт тепловой энергии (а электрической ещё меньше), но он станет испытательной площадкой для изучения материалов, сред и радиоактивности на всех этапах работы реактора. Это будет обкатка технологий, которые, в случае успеха, значительно продвинут Китай в сторону энергетической независимости и углеродной нейтральности.

Тория намного больше на Земле, чем урана. Лет через 100–150 урана на Земле почти не останется, а тория будет всё ещё очень много. Для эксплуатации нового вида топлива заниматься им надо начинать уже сейчас. К тому же, торий в Китае сегодня вырабатывается в значительных объёмах как отходы производства при добыче редкоземельных материалов.

Экспериментальный ториевый реактор построен в Вувее, на окраине пустыни Гоби, как отрапортовало правительство провинции Ганьсу, где всё это происходит. Этот тип реактора не использует воду в качестве основного теплоносителя и идеален для расположения в пустынных районах. Реактор сдан в эксплуатацию несколько недель назад и готовится к запуску в ближайшие недели или даже дни.

Условная схема жидкосолевого реактора. Источник изображения: US Department of Energy/International Atomic Energy Agency

Условная схема жидкосолевого реактора. Источник изображения: US Department of Energy/International Atomic Energy Agency

Жидкосолевой ториевый реактор не требует цикла загрузки и смены топлива. Топливо в виде тория и небольшой доли урана загружается непосредственно в расплав и автоматически подаётся в зону ректора и выводится из него. Расплав солей при температурах около 450 °C циркулирует через реактор без опасности взрыва при разгерметизации, поскольку давление в этом контуре намного меньше, чем в обычных водяных контурах современных атомных реакторов. В ториевом реакторе вода используется во втором контуре, который не заходит в реактор.

В ходе ядерной реакции изотоп тория-232 облучается в реакторе вспомогательным радиоактивным топливом и поглощает нейтроны, образуя уран-233, который уже расщепляется с выделением тепла. Китайский реактор станет первым, который в жидкосолевых расплавах в качестве топлива будет использовать торий. Если технология себя оправдает, на следующем этапе в Китае начнут строить ториевый реактор мощностью 373 МВт, что планируется к 2030 году.

В Китае разработан принципиально новый квантовый радар — он способен обнаруживать стелс-самолёты

Развитие стелс-технологий заставляет искать средства противодействия — развивать технологии раннего обнаружения малозаметных целей. Новым направлением на этом пути стала разработка радаров на основе квантовых явлений. Таким радарам нипочём погодные условия, расстояния и стелс-покрытия. Новая китайская разработка обещает в разы повысить распознавание малозаметных объектов.

Малозаметные американские истребители F-35. Источник изображения: Xinhua

Малозаметные американские истребители F-35. Источник изображения: Xinhua

Практически все предыдущие разработки квантовых радаров опирались на запутывание фотонов. В частности, в 2016 году китайская корпорация China Electronics Technology Group Corporation (CETC) показала прототип квантового радара на парах запутанных фотонов. Фотоны запутывались в криогенной системе, после чего один из них направлялся на детектор, а второй излучался в сторону цели. Если на пути фотона была цель, то он отражался и также фиксировался детектором. Система на выходе детектора подтверждала, что оба фотона из спутанной пары, что определялось по идентичности ряда параметров этих частиц. Вероятность появления случайных связанных фотонов (частиц) стремится к нулю, поэтому точно известно что, откуда и куда летело.

Проблема с подобными фотонными (оптическими) квантовыми радарами в том, что они работают на терагерцовых частотах. Для систем ПВО и для лучшего распространения сигнала в атмосфере, включая осадки, квантовый радар было бы желательно перевести на микроволновый (гигагерцовый) диапазон. В прошлом году подобное впервые сделала группа европейских учёных, но они тоже использовали связанные фотоны, которые модулировались микроволновым излучением.

Принцип работы радара на спутанных фотонах. Источник изображения: Science

Принцип работы радара на спутанных фотонах. Источник изображения: Science

Работа китайских учёных опиралась на совершенно иной механизм. Вместо фотонов специалисты из университета Цинхуа использовали квантовые свойства электронов, разогнанных до скорости, близкой к скорости света. Специальный ускоритель, больше похожий на пушку, а не на тарелку-радар в обычном представлении, разгонял электроны и придавал им определённые свойства — создавал что-то вроде микровихрей. Утверждается, что такие высокоэнергетические микровихри из электронов не теряют вращательный момент на огромных дистанциях и способны отражаться от стелс-объектов. В частности, новая технология позволила повысить отражение от стелс-объектов с 10 % до 95 %.

Самое важное, что новая технология позволит квантовым радарам работать в обычном радарном диапазоне на частотах 10 ГГц и 35 ГГц. Это упростит интеграцию в действующие системы, хотя пока эксплуатанты со скептицизмом воспринимают эти новшества. Сопутствующая квантовым радарам криогенная система не добавляет удобства в эксплуатации и обслуживании. Этого сторонятся даже военные. Что касается учёных, то они ждут предложений для постройки прототипа системы.

Китайцы придумали, как безопасно приземлять гиперзвуковые беспилотники

Недавний полёт космического самолёта Virgin Galactic показал, что на скоростях намного выше скорости звука манёвры воздушного судна крайне ограничены. Особенно опасно это на этапе приземления, что чревато катастрофой как для самого судна, так и для всего остального на его пути. Автопилот банально не успевает оценить все параметры полёта, но китайские специалисты, похоже, знают, как это исправить.

Секретный прототип киатйского гиперзвкового воздушного судна. Источник изображения: CCTV

Секретный прототип китайского гиперзвукового воздушного судна. Источник изображения: CCTV

В китайском рецензируемом журнале Tactical Missile Technology опубликована статья, в которой специалисты ВВС Народно-освободительной армии Китая заявили, что они внесли ряд существенных улучшений в засекреченную модель гиперзвукового беспилотника, что позволит воздушному судну на скоростях свыше 5 чисел Маха выходить на безопасную для себя и окружающих траекторию посадки. Аппарат Virgin Galactic, напомним, двигался со скоростью порядка 3 Маха, и это уже составило проблему.

Для захода на посадку на скорости 5 Маха с высоты 30 км, например, гиперзвуковые двигатели судна должны отключиться за 200 км до взлётно-посадочной полосы. В случае ошибки с курсом гиперзвуковые двигатели уже не включить. Посадка должна осуществиться за одну попытку и в точно заданном воздушном пространстве. Современные бортовые компьютеры для таких скоростей не успевают рассчитать режимы снижения с использованием всего спектра данных, поэтому было решено остановиться только на замере двух величин: давлении воздуха и высоты.

Уникальность идеи китайских специалистов в том, что они предложили рассчитывать для каждой посадки три модели снижения вместо обычно одной. В зависимости от данных о высоте и давлении будет выбираться та или иная модель снижения. С таким объёмом информации бортовые компьютеры успевают справиться. В противном случае с гиперзвуковыми полётами будет как в случае с космолётом Virgin Galactic — этот вид транспорта будет вылетать за разрешённые воздушные коридоры и представлять угрозу для обычного пассажирского воздушного транспорта.

В общем и целом речь идёт не только о беспилотниках. В Китае запущена программа создания пассажирских гиперзвуковых самолётов. Такое судно за час должно будет доставлять десять пассажиров в любой уголок Земли. Управляемость и способность к точным манёврам, что сегодня немыслимо без компьютеров, будет одной из проблем на этом пути.

Китай развернёт на орбите 1-ГВт солнечную электростанцию для передачи энергии на Землю

Стало известно, что в Китае ещё три года назад был заложен проект наземной станции для принятия высокоэнергетического микроволнового излучения с орбиты. Вскоре строительство было заморожено по экономическим и экологическим соображениям. Но два месяца назад стройка возобновилась и будет завершена к концу текущего года. Цель — к 2030 году принимать энергию с 1-МВт орбитальной станции, а с 2049 — с 1-ГВт.

Источник изображения: Frazer-Nash Consultancy

Источник изображения: Frazer-Nash Consultancy

По словам учёных из Чунцинского университета, их проект нашёл поддержку у властей и бизнеса после установки цели на нейтральный углеродный след в Китае к 2060 году. Передача энергии с орбитальной станции на удалении 36 тыс. км будет свободна от проблем с облачностью и туманами (постоянными в Чунцине). Орбитальная солнечная электростанция будет 24 часа в сутки получать свет и полученное электричество в виде микроволнового излучения передавать на землю. Потери в атмосфере составят всего 2 %.

Наземную станцию начали строить вблизи деревни Хэпин в районе Бишан (юго-запад Китая). Под площадку отвели 2 га земли и создали вокруг буферную зону в пять раз превышающую занятую объектом. С микроволновым излучением шутки плохи. Местным строжайше запрещено входить в неё, хотя до космических экспериментов дело ещё не дошло. Пока учёные учатся улавливать энергию с воздушных шаров на высоте до 300 м. На следующем этапе планируется приём энергии с дирижабля на высоте 20 км. Потом испытания будут перенесены в космос.

Первую орбитальную электростанцию по проекту планируется запустить в 2030 году. Она будет мощностью 1 МВт. Полномасштабный проект орбитальной электростанции мощностью 1 ГВт учёные ожидают к 2049 году — к 100-летию образования КНР.

Возобновление строительства опытной наземной станции не означает, что все проблемы решены. Остаются опасения, что микроволновая передача энергии может причинить вред здоровью местных жителей и создаст сильные помехи электронике и беспроводным каналам связи. Все эти и другие проблемы будут изучаться на практике в новом центре, стоимость которого оценивается в 100 млн юаней ($15,4 млн).

Для высокоэнергетического луча с орбиты может найтись немало других применений, например, питание дронов в воздухе или перехват гиперзвуковых ракет. В США также изучают подобную технологию, но пока находятся на ранних этапах прототипирования. Ожидается, что года через три американские военные отправят на орбиту первый демонстратор передатчика энергии на Землю. Эта технология рассматривается как средство обеспечения питанием военных баз.

Власти Великобритании также заинтересовались технологией передачи энергии с орбиты, но пока лишь заказали экспертную оценку возможностей. Зато в Новой Зеландии беспроводную передачу энергии испытывают как способ прокладки энергосетей в труднодоступных местах и для временного подключения абонентов.

Китай обогнал США по частоте цитирования научных статей

В научной среде принято оценивать активность того или иного сообщества по частоте цитирования статей в профильных публикациях. В этом плане китайские учёные в последние годы обошли американских коллег. Научно-исследовательский потенциал КНР в этом смысле позволяет конкурировать с США, если говорить о естественных науках.

Источник изображения: Nikkei Asian Review

Источник изображения: Nikkei Asian Review

По информации Nikkei Asian Review, полученной от Национального института наук и технологической политики Японии, среди 10 % наиболее цитируемых научных статей преобладают публикации представителей Китая. За период с 2017 по 2019 годы в количество 10 % наиболее часто упоминаемых попали 40 219 публикации китайских авторов, что в пять с лишним раз больше, чем за десять лет до этого. Американские учёные за это время увеличили количество наиболее часто цитируемых статей всего на 3 % до 37 124 штук.

Среди 10 % наиболее цитируемых научных статей публикации китайских учёных занимают 24,8 %, США заняли второе место с 22,9 %, а Великобритания — третье с 5,4 %. Если рассмотреть срез по направлениям научной деятельности, то Китай занимает 48,4 % среди статей в сфере материаловедения, 39,1 % в области химии и 37,3 % в инженерных дисциплинах. В целом, Китай демонстрирует потенциал в прикладных дисциплинах, приближённых к промышленности. США преуспели в науках биологической направленности, заняв 34,5 % в сфере клинической медицины и 26,9 % в естественных науках.

КНР лидирует на протяжении двух лет и по общему количеству научных публикаций. При этом США по-прежнему обходят Китай по доле среди 1 % самых цитируемых научных статей. В этом сегменте США принадлежит доля в 27,2 %, а Китай ограничивается 25 %, но даже в этом случае китайские учёные догоняют американских коллег, сокращая разрыв.

В Китае нашли кратер от стометрового астероида, который упал 49 тыс. лет назад

Изучение ударного кратера от падения на Землю астероида на северо-востоке Китая принесло массу сюрпризов. Это небесное тело упало в эпоху появления человека разумного и может считаться крупнейшей космической катастрофой в истории современного человечества. Кроме того астероид врезался в землю с очень высокой скоростью и под необычным углом. Энергия от удара превысила взрыв тысячи бомб, сброшенных на Хиросиму, что уничтожило местные формы жизни.

Ударный кратер от иланьского астероида. Источник изображения: Heilongjiang

Ударный кратер от Иланьского астероида. Источник изображения: Heilongjiang

«Кратер такой молодой, а образцы кернов настолько свежие, это было почти как событие, которое произошло вчера», — сказал профессор Института геохимии Академии наук Китая Гуанчжоу Чэнь Минь (Chen Ming). Иланьский ударный кратер в провинции Харбин был обнаружен на спутниковых снимках около 20 лет назад. К изучению кратера учёные приступили только в 2019 году и были крайне удивлены полученным результатам.

Выяснилось, что глубина воронки имеет необычное соотношение к её ширине, чего ещё не встречалось на Земле. Например, 10-км астероид, который, как считается, погубил на Земле динозавров, создал воронку диаметром 150 км и глубиной 20 км. Глубина Иланьского ударного кратера достигает 579 метров при ширине 1850 метров. Это позволяет сделать вывод, что скорость движения этого астероида намного превышала ту, с которой в Землю врезался убивший динозавров астероид. Угол падения также был намного острее.

Изучение образцов древесного угля из воронки показало, что 100-метровый астероид упал 49 000 лет назад. Большинство крупных ударных кратеров на Земле образовано задолго до появления человека разумного, что произошло 300 000 лет назад. Тем самым, похоже, Иланьский астероид станет первой доказанной катастрофой космического масштаба в истории человека разумного. Во времена его падения в регионе могли быть как местные предки людей, так и люди, пришедшие из Африки. Возможно, не случись этого несчастья, история Земли развивалась бы совсем по-другому. Совсем недавно в Китае был найден череп «человека-дракона», который силой и интеллектом мог превышать человека разумного, но это уже другая история.

Китайские учёные создали стекло, превосходящее алмаз по твёрдости

Китайские учёные представили новую форму стекла, достаточно прочную, чтобы поцарапать поверхность алмаза. Но самое удивительное, что новый материал сохранил полупроводниковые свойства аморфного стекла. Это открывает путь к предельно прочным фотоэлектрическим панелям и к электронике, выдерживающей экстремальные температуры и давление.

Новый материал оставил царапины на алмазе. Источник изображения: National Science Review

Новый материал оставил царапины на алмазе. Источник изображения: National Science Review

Прочность алмаза, как известно, обусловлена его идеальной кристаллической структурой. Стекло не имеет упорядоченной структуры и особенной прочностью похвастаться не может. Китайские исследователи смогли подобрать такие режимы нагрева и давления, которые придали стеклу необычайную прочность с сохранением свойств полупроводника.

В основе нового высокопрочного стекла лежат фуллерены — это что-то типа графена, свёрнутого в подобие футбольного мяча. Сами по себе фуллерены не обладают рекордной твёрдостью, но спечённые вместе они оказались прочнее алмаза. В процессе обычного нагрева до высоких температур под давлением фуллерены расплавляются, и на выходе получается обычный искусственный алмаз — диэлектрик, а вовсе не полупроводник.

Учёные растянули процесс нагрева и охлаждения образцов на 12 часов каждый, а температурные режимы годами подбирали шаг за шагом, чтобы сохранить фуллерены в материале целыми. При нагреве до 1200 °C под давлением 25 ГПа фуллерены удалось сохранить в материале целыми. Новый материал получил название AM-III. Под микроскопом такой материал выглядит как кристаллическая структура, но при дальнейшем увеличении представляется неупорядоченным скоплением фуллеренов. Подобное сочетание сделало его прочнее алмаза.

При измерении твёрдости методом Виккерса материал AM-III показал твёрдость 113 ГПа. Для сравнения, алмазы природного происхождения имеют твёрдость от 70 до 100 ГПа, а сталь всего 9 ГПа. Статья об исследовании была опубликована в издании National Science Review. Эта работа появилась благодаря консультациям с профильными специалистами из Швеции, США, Германии и России.

Также было обнаружено, что материал AM-III является полупроводником с диапазоном запрещенной зоны от 1,5 до 2,2 эВ, что аналогично обычному аморфному кремнию. Такое сочетание электронных и механических свойств делает AM-III привлекательным решением для фотоэлектрических датчиков и солнечных батарей. Наконец, микросхемы из такого материала будут выдерживать чудовищные рабочие температуры и давления, что пригодится для космоса и авиации.

В Китае готовят к испытаниям прототип нового ракетного двигателя для полётов на Луну и Марс

Китайские СМИ сообщают, что разработка нового ракетного двигателя на жидкостном топливе для будущей ракеты-носителя «Чанчжэн-9» сверхтяжёлого класса в целом завершена. Первый прототип изготовлен и будет полностью испытан до конца года. Новый двигатель поможет Китаю осваивать Луну и летать к Марсу и обратно.

РН «Чанчжэн-5». Источник изображения: AP

РН «Чанчжэн-5». Источник изображения: AP

Судя по всему, речь идёт о прототипе двигателя YF-220 мощностью 200 тс. В зависимости от конфигурации этот водородно-кислородный двигатель с дополнительным циклом сгорания топлива будет использоваться в количестве от одного до четырёх  как в составе первой ступени РН «Чанчжэн-9», так и в составе второй ступени в зависимости от их конфигурации. Новая и первая сверхтяжёлая РН «Чанчжэн-9» с двигателями YF-220 должна быть сдана в эксплуатацию до 2030 года, чтобы примерно в это время начать доставку на Луну тайконавтов и запустить этап строительства совместной с Россией лунной станции к 2035 году.

Сегодня самая мощная из китайских ракет-носителей «Чанчжэн-5» выводит на низкую околоземную орбиту 25 т полезной нагрузки. Перспективная РН «Чанчжэн-9» сможет забрасывать на низкую околоземную орбиту до 150 т полезной нагрузки. Сравниться с ней сможет только американская SLS, если этот проект будет успешно доведён до стадии регулярных запусков, с чем пока не всё гладко.

ИИ помог китайским учёным создать карту мозга обезьяны с разрешением 1 мкм

Учёным из Университета науки и технологий Китая удалось получить полное изображение мозга обезьяны с разрешением 1 микрон, что в сто раз меньше размеров обычных нервных клеток мозга человека. Изображение получено за четыре дня, что стало абсолютным рекордом по скорости картографирования мозга приматов. Ускорить процесс удалось с помощью искусственного интеллекта, который собрал все снимки в одно 3D-изображение объёмом более петабайта.

Источник изображения: SCMP

Источник изображения: SCMP

Для составления карты мозга учёные вводили макакам-резус генно-модифицированный вирус, вырабатывающий светящийся белок при попадании в нейроны. После восьми месяцев жизни с вирусом, который не вызвал в организме животного болезненных или иных побочных состояний, обезьяну усыпили и препарировали мозг.

Из 250 отдельных срезов были сделаны очень детальные снимки. Объём информации получился настолько большим, что для точной сшивки общего объёмного изображения пришлось привлекать ИИ, для чего китайцы обратились за помощью к учёным из Массачусетского технологического института и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. После сжатия результирующее изображение оказалось больше одного петабайта.

Источник изображения: SCMP

Источник изображения: SCMP

На картографирование мозга обезьяны по новой технологии ушло четыре дня, тогда как раньше примерно столько времени занимало картографирование мозга мышей, а их мозг в 200 меньше мозга макак-резусов. Детальная карта мозга обезьян будет служить основой для изучения неврологических отклонений и откроет путь к лечению широкого спектра неврологических заболеваний у человека. Предложенная китайцами технология подходит для изучения внутренней структуры и работы любого органа, что обещает продвинуть медицину в самых разных направлениях, включая «чипирование» — установку умных имплантатов.

Китайские учёные научились прятать космические спутники от радаров

Неизбежные последствия соперничества США и Китая — это ускорение оборонных отраслей, к которым космос относится не в последнюю очередь. Космическая группировка обеспечивает связью, предупреждает и помогает наносить урон. Поэтому сокрытие спутников от обнаружения противником — это страховка от поражения. Стелс-технологии для космоса уже рождались в противостоянии США и СССР. Теперь в эту игру вступает Китай.

Америкаснкий проект стелс-техноллогии Misty, закрыт в 2007 году. Источник изображения: SCMP

Американский проект спутниковой стелс-техноллогии Misty, закрыт в 2007 году. Источник изображения: SCMP

В Китае не первый год работают над технологиями невидимости в космосе. Предложено множество концепций от покраски спутников в чёрный цвет до покрытия графеном и до их перемещения в радарной тени от космического мусора. И если от обнаружения в оптическом диапазоне защититься сравнительно просто, то скрыть спутник от радара — это серьёзная задача.

Важно понимать, что земные технологии, например, применяемые в самолётах-невидимках, не подходят для условий открытого космоса. Во-первых, это большой вес. Во-вторых, маскирующее покрытие не выдерживает вакуума и бомбардировки космическими лучами. В-третьих, резкие скачки температур до экстремальных, а также другие проблемы. Для космических стелс-технологий нужны другие материалы, работающие на иных принципах.

Одну из таких технологий предложили учёные из Чанчуньского института оптики, точной механики и физики, расположенного в Нанкине. Используя композитные материалы со включением бумаги и пластика, исследователи создали многослойную сотовую структуру, способную поглощать до 80 % радарного излучения во всём задействованном сегодня диапазоне частот. Вес покрытия снижен до 6 кг на 1м2, что существенно меньше, чем у имеющихся современных материалов для радарной невидимости.

Многослойное сотовое композитное стелс-покрытие для спутников, созданное в Китае. Источник изображения: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Многослойное сотовое композитное стелс-покрытие для спутников, созданное в Китае. Источник изображения: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Также предложено прозрачное радарное стелс-покрытие для солнечных панелей, площадь которых обычно намного больше размеров спутника. Толщина такого покрытия составляет всего 3 мм, но оно остаётся устойчивым на изгиб и выдерживает удары. Очевидно это не финал, и вскоре последуют новые разработки и даже открытия. В США и в России тоже занимаются подобными вопросами. Но главное во всём этом не забывать, что хуже космического мусора может быть только невидимый космический мусор.

Через четыре года Китай сможет вызывать искусственные дожди почти по всей стране, и помогут в этом дроны

Пару недель назад телевидение ОАЭ показало сильнейший дождь в неимоверную жару, который был вызван с помощью дронов в облаках. Однако дальше всех в вызове искусственного дождя продвинулись китайцы, которые уже к 2025 году собираются вызывать искусственный дождь на 60 % своей территории. А к 2035 году в этом искусстве у них не будет равных, но соседние страны опасаются, что такая практика может закончиться очень и очень плохо. Шутить с погодой — это опасно.

Источник изображения: Reuters

Источник изображения: Reuters

В конце 2020 года Пекин утвердил национальную программу по модификации погоды. Ключевым пунктом программы считается искусственный вызов дождя. Периоды засухи и опасности наводнений могут корректироваться с помощью ряда технологий, которые вызывают обильные осадки тогда и там где нужно, а не случайным образом. Например, самой распространённой и испытанной технологией остаётся засев химическими реагентами облаков, что ведёт к увеличению размера капель и последующему выпадению осадков.

Использование для подобных работ дронов в Китае считается самым перспективным инструментом для коррекции погоды. Для этого в январе этого года был испытан дрон Ganlin-1. Нечто подобное собираются развернуть в Объединённых Арабских Эмиратах. Однако в ОАЭ пытаются реализовать другой и более экономичный, а также экологически чистый подход — провокация дождя ведётся с помощью электрических разрядов.

Подвешенные на крыльях самолётов или дронов разрядники создают в облаках области с заряжёнными частицами влаги, которые за счёт статического электричества также укрупняются и выпадают дождём. Утверждается, что выпавшие недавно в ОАЭ обильные осадки вызваны электрическими установками, а не реагентами. Вероятно, Китай также может прийти к такому решению, если это будет экономичнее, чем распыление химических веществ.

Китайский пошодный дрон. Источник изображения: Nikkei

Китайский погодный дрон. Источник изображения: Nikkei

Инициативу Китая уже через четыре года искусственно вызывать дожди на территории площадью 5,5 млн км2 вызвала обеспокоенность у соседних с ним стран, например, эта тема активно обсуждалась в СМИ Индии. В то же время подобные масштабные вмешательства в природные явления — это влияние на глобальную погоду, так что мало может не показаться даже странам на противоположной от Китая стороне Земли. Очевидно, этот вопрос требует пристального изучения и открытости, а современные технологии прогнозирования погоды и даже ИИ должны в этом помочь.

Отметим, сфера изменения погоды существует уже несколько десятилетий. В США, например, этим плотно занялись после Второй мировой войны. По данным Всемирной метеорологической организации, в 2017 году к осуществлению программ контроля погоды приступили более 50 стран, а такие инновации, как дроны, в последние годы лишь ускорили темпы развития этого направления.

Китай завершил испытание отечественного спутникового интернета и теперь запустит на орбиту до 13 тыс. аппаратов

Скоро на низкой орбите Земли будет не просто тесно, а очень тесно. Вслед за SpaceX и OneWeb свою версию глобального спутникового интернета развернёт Китай. В понедельник в стране были завершены испытания сети связи с использованием спутниковых и наземных станций 5G. На следующем этапе последуют многочисленные запуски с выводом на орбиту до 13 тыс. спутников связи.

Источник изображения: CCTV

Источник изображения: CCTV

Спутник широкополосной связи с поддержкой протоколов 5G Китай успешно испытал в феврале 2020 года. Это был один из семи пробных спутников связи для будущего созвездия «Хунъян» (Hongyun), запущенных ещё в 2018 году. К первой фазе запуска созвездия «Хунъян» китайцы приступят в 2022 году, для чего на орбиту должны быть выведены тысячи спутников.

Hongyan 1. Источник изображения: CASC

Hongyan 1. Источник изображения: CASC

Вторая фаза введения созвездия «Хунъян» в работу ожидается в 2025 году, что должно будет обеспечить доступ к спутниковому интернету по всему миру. Ещё в ноябре 2020 года Китай подал заявку в Международный союз электросвязи на использование орбитального и радиочастотного диапазонов двух гигантских спутниковых группировок — в общей сложности 12 992 спутников широкополосной связи. Спутники сформируют две сети: одну из 6080 спутников на удалении 508–600 км, а вторую — из 6912 спутников — на удалении 1145 км.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥