Neobvyklé vlastnosti hmyzích křídel inspirovaly vědce k vytvoření antibakteriálních obalů. A nosy
Národní astronomická observatořČínská akademie věd nedávno představila první várku širokoúhlých rentgenových map oblohy na světě pořízených pomocí Lobster Eye Imager for Astronomy (LEIA). Vytvoření zařízení bylo umožněno studiem a simulací vlastností zrakového systému mořských raků.
800sekundová časosběrná fotografie rentgenového pozorování středu Mléčné dráhy LEIA překrývala data z mise Gaia. Obrázek: CAS/ESA/Gaia/DPAC
Jak funguje Humří oko?
Biologové již dávno objevili, že humří očiodlišná od ostatních zvířat. Zrakový systém těchto korýšů se skládá z mnoha malých čtvercových trubic směřujících do stejného kulového středu. Tato struktura umožňuje, aby se světlo přicházející z různých směrů odráželo v trubicích a shromažďovalo se na sítnici, takže humr má široké zorné pole.
Lidské orgány zraku, sestávající zzakřivené tyčinky a čípky lámou světlo a soustřeďují obraz na sítnici. Humří oko odráží světelné paprsky, které vstupují pod standardními, velmi mělkými úhly ("úhly pastvy"). Koordinovaný systém řídí všechny paprsky odražené konkrétním objektem (jako je potenciální kořist na dně oceánu) do stejného ohniska.
Před několika desítkami let vědci navrhlisimulovat oko humra a vytvořit dalekohled pro detekci rentgenového záření ve vesmíru. Tato myšlenka však nemohla být dlouho realizována, dokud mikroprocesorové technologie neumožnily napodobování orgánů vidění.
Laboratoř rentgenového zobrazování NAOCzahájila výzkum a vývoj rentgenové zobrazovací technologie humřího oka v roce 2010 a hotové zařízení představila o 10 let později.
Zařízení se skládá z 36 "humích očí" smikropóry a 4 velké pole CMOS senzorů, které mohou pracovat s vysokým spektrálním rozlišením. Výzkumníci poznamenávají, že se jedná o první senzory postavené pomocí technologie CMOS (polovodičová technologie - doplňková struktura kov-oxid-polovodič).
Podle vědců předchozí rentgendalekohledy měly zorné pole velikosti Měsíce při pohledu ze Země, zatímco tento humří dalekohled je schopen pokrýt nebeskou oblast přibližně tisíce měsíců.
Při prvním spuštění byl testovací modul proveden vprostor pouze 8 minut. Plnohodnotný dalekohled bude obsahovat 12 takových modulů. Systém bude nasazen na družici Einstein Probe, kterou čínské úřady plánují vypustit na konec roku 2023.
Umělecká ilustrace družice Einstein Probe. Obrázek: CAS
Teleskopy s tekutým zrcadlem
Po celém světě existuje mnoho neobvyklých zařízení pro pozorování oblohy. Oblibu si v posledních desetiletích získává například koncept dalekohledů s tekutými zrcadly.
Taková zařízení mají dlouhé, aleKontroverzní historie v astronomii. Před více než 300 lety si Isaac Newton všiml, že kapalina v rotující nádobě může mít podobu paraboly – konkrétně takový povrch musí být u zrcadla dalekohledu, aby se světlo soustředilo do jednoho bodu. V roce 1850 italský astronom Ernesto Capocci tuto myšlenku dále rozvinul, ale nebyl schopen sestavit funkční model.
Po zbytek tohoto desetiletíLondýnský astronom Henry Skye nezávisle zkoumal koncept a experimentoval s jeho vytvořením. V roce 1860 emigroval na Nový Zéland a v roce 1872 zveřejnil zprávu o fungujícím dalekohledu s kapalinovým zrcadlem. V první polovině 20. století se vědci snažili zdokonalit design, ale všechna zařízení se vyznačovala nízkou přesností a trpěla vibracemi.
Jak se technologie vyvíjí k vytvoření velkýchPevná zrcadla a teleskopy s tekutými zrcadly upadly v nemilost. Až do 80. let minulého století začali vědci tuto technologii oživovat a její nedostatky odstraňovali pomocí moderních technologií. Od roku 1994 do roku 2002 používala NASA 3metrový teleskop s tekutým zrcadlem ke skenování oběžné dráhy Země a hledání vesmírného odpadu.
Dalekohled s tekutým zrcadlem. Obrázek: NASA Orbital Debris Program Office, Public domain, prostřednictvím Wikimedia Commons
Moderní zařízení používají lesklou kapalinurtuť shromažďovat a soustředit světlo. Tento kov je vysoce reflexní a při pokojové teplotě zůstává kapalný. A je mnohem levnější než drahá skleněná zrcadla.
Leštění zrcátek v parabolickém tvaru -pracný a nákladný úkol. Celkové náklady na teleskop s tekutou rtutí jsou asi 2 miliony dolarů, zatímco podobně velký teleskop s pevným zrcadlem může stát stovky milionů dolarů.
Od tvaru kapalného zrcadlového dalekohleduv závislosti na gravitaci může mířit pouze rovně nahoru k zenitu. To ale není tak velká nevýhoda, jak by se mohlo zdát, protože „nejvyšší bod“ se po noční obloze pohybuje spolu s rotací Země.
Největší moderní dalekohled s takovýmizrcadlo - Velký protiletecký dalekohled - fungoval v Kanadě poblíž Vancouveru v letech 2003 až 2016. Nyní je vyřazeno z provozu a 6m zrcadlo je demontováno. Předpokládá se, že části jeho konstrukce budou použity v nových zařízeních. Kromě toho se na konci roku 2022 plánuje zprovoznění Mezinárodního teleskopu s tekutým zrcadlem v indické vysočině.
Velký zenitový dalekohled. Obrázek: University of British Columbia
Rádiové pole pro hledání mimozemské inteligence
Allen Telescope Array (ATA) je prvníradioteleskop navržený od základů pro použití při hledání mimozemského života. Před jeho vznikem záviselo veškeré úsilí na poli odhalování stop jiných civilizací v rádiovém dosahu na periodickém používání antén stavěných pro běžná astronomická pozorování.
Pole skládající se ze 42 mřížek prorádiová pozorování (paraboly o průměru 6,1 m), byla postavena v roce 2007 poblíž San Francisca na náklady spoluzakladatele Microsoftu Paula Allena a bývalého CTO tohoto IT giganta Nathana Myhrvolda. Původně se předpokládalo, že dalekohled bude tvořit 350 antén, ale na plnohodnotný systém zatím není dostatek financí.
Myšlenka dalekohledu je pole relativně malýchparaboly (antény) s téměř náhodným umístěním na zemi v délce asi 1 km. Tato konstrukce poskytuje velmi kvalitní tvar paprsku. Toto je název oblasti oblohy, na signály, ze kterých je dalekohled nejcitlivější. Relativně velký počet antén navíc minimalizuje (nežádoucí) citlivost mimo hlavní paprsek.
Allen Telescope Array byl původněnavržena tak, aby pokryla frekvence od 500 do 10 000 MHz, ale je upgradována, aby rozšířila pokrytí na 15 GHz, čímž se zlepšila citlivost a spolehlivost.
Konstrukce antény využívá offsetGregoriánský systém. Sekundární zrcadlo odráží příchozí rádiové signály shromážděné velkým primárním reflektorem (průměr 6,1 m) zpět do antény (skryté před zraky látkovým pláštěm), kde jsou zesíleny a přenášeny do řídicích budov prostřednictvím optických vláken. Pro dalekohled byl vyvinut speciální software, který umožňuje odhodit veškeré odpadky a rušení a soustředit se na signály spojené se životem.
Pole Allenova dalekohledu. Obrázek: Institut SETI
Ledová observatoř k hledání neutrin
Neutrinová observatoř IceCube byla spuštěna v2010 - první detektor svého druhu určený k pozorování vesmíru z ledu jižního pólu. Byl postaven na stanici Amundsen-Scott v Antarktidě. Tisíce jeho senzorů jsou umístěny pod ledem nejchladnějšího kontinentu a pokrývají celkový objem 1 km³.
Observatoř hledá téměř bezhmotné subatomárníčástice – neutrina. Tyto vysokoenergetické částice pomáhají studovat nejnebezpečnější astrofyzikální události: hvězdné exploze, gama záblesky a kataklyzmata zahrnující černé díry a neutronové hvězdy.
Observatoř se skládá z 86 kabelů, každýkterý obsahuje 60 digitálních optických modulů. Tato zařízení obsahují extrémně citlivé světelné detektory neboli fotonásobiče a také minipočítače, které přenášejí data na povrch. Moduly jsou připevněny ke kabelům v hloubce 1 450 až 2 450 m pod ledem.
Hvězdárna je umístěna v opticky průhledném prostoruled, který je velmi stabilní. Vědci odhadují, že se led na jižním pólu jako jeden kus posune asi o 10 metrů za rok. Každý den IceCube detekuje 275 milionů kosmického záření a asi 275 atmosférických neutrin.
Laboratoř IceCube. Obrázek: Ian Rees, IceCube/NSF
Přečtěte si více:
Únik plynu z Nord Stream byl prokázán z vesmíru
Neobvyklé struktury nalezené na okraji sluneční soustavy. Byli tam jen Voyageři.
Podívejte se, jak se Jupiter a Měsíc přiblížili na noční obloze