De usædvanlige egenskaber ved insektvinger har inspireret videnskabsmænd til at skabe antibakteriel emballage. Og næserne
National Astronomical ObservatoryDet kinesiske videnskabsakademi præsenterede for nylig verdens første parti af vidvinkel røntgenhimmelkort taget med Lobster Eye Imager for Astronomy (LEIA). Oprettelsen af enheden blev gjort mulig ved at studere og simulere egenskaberne af det visuelle system af havkrebs.
Et 800-sekunders time-lapse-fotografi af LEIA røntgenobservation af Mælkevejens centrum overlejret på data fra Gaia-missionen. Billede: CAS/ESA/Gaia/DPAC
Hvordan virker Lobster Eye?
Biologer har længe opdaget, at hummer øjneanderledes end andre dyr. Det visuelle system af disse krebsdyr består af mange bittesmå firkantede rør rettet mod det samme sfæriske centrum. Denne struktur gør det muligt for lys, der kommer fra forskellige retninger, at blive reflekteret i rørene og opsamlet på nethinden, hvilket giver hummeren et bredt synsfelt.
Menneskelige synsorganer, bestående afbuede stænger og kegler bryder lyset og koncentrerer billedet på nethinden. Hummerens øje reflekterer lysstråler, der kommer ind i standard, meget lavvandede vinkler ("græsningsvinkler"). Det koordinerede system leder alle stråler reflekteret af et bestemt objekt (såsom potentielt bytte på havbunden) til det samme brændpunkt.
For flere årtier siden foreslog videnskabsmændsimulere et hummerøje for at skabe et teleskop til at opdage røntgenstråler i rummet. Men denne idé kunne ikke realiseres i lang tid, indtil mikroprocessorteknologier muliggjorde efterligning af synsorganerne.
NAOC X-ray Imaging Laboratorybegyndte forskning og udvikling i hummerøje røntgenbilledteknologi i 2010 og introducerede den færdige enhed 10 år senere.
Apparatet består af 36 "hummerøjne" medmikroporer og 4 store CMOS-sensorer, der kan fungere med høj spektral opløsning. Forskerne bemærker, at disse er de første sensorer bygget ved hjælp af CMOS-teknologi (halvlederteknologi - en komplementær metal-oxid-halvlederstruktur).
Ifølge videnskabsmænd, tidligere røntgenteleskoper havde et synsfelt på størrelse med Månen set fra Jorden, mens dette hummerteleskop er i stand til at dække et himmelområde på cirka tusinde måner.
Under den første lancering blev testmodulet gennemført iplads kun 8 minutter. Et fuldgyldigt teleskop vil omfatte 12 sådanne moduler. Systemet vil blive indsat på Einstein Probe-satellitten, som kinesiske myndigheder planlægger at opsende i slutningen af 2023.
Kunstnerisk illustration af Einstein Probe-satellitten. Billede: CAS
Flydende spejlteleskoper
Over hele verden er der mange usædvanlige enheder bygget til at observere himlen. For eksempel har konceptet med teleskoper med flydende spejle vundet popularitet i de seneste årtier.
Sådanne enheder har en lang, menkontroversiel historie inden for astronomi. For mere end 300 år siden bemærkede Isaac Newton, at en væske i et roterende kar kan have form af en parabel – nemlig en sådan overflade skal være ved et teleskops spejl for at fokusere lyset på et punkt. I 1850 videreudviklede den italienske astronom Ernesto Capocci denne idé, men var ikke i stand til at bygge en fungerende model.
I resten af dette årtiLondon-astronomen Henry Skye undersøgte uafhængigt konceptet og eksperimenterede med dets skabelse. Han emigrerede til New Zealand i 1860 og udgav en beretning om et fungerende væskespejlteleskop i 1872. I første halvdel af det 20. århundrede forsøgte videnskabsmænd at forfine designet, men alle enheder var kendetegnet ved lav nøjagtighed og led af vibrationer.
Som teknologien udvikler sig til at skabe storeSolid-state spejle og flydende spejlteleskoper er faldet i unåde. Indtil i 1980'erne begyndte videnskabsmænd at genoplive denne teknologi og eliminere dens mangler ved hjælp af moderne teknologi. Fra 1994 til 2002 brugte NASA et 3 meter flydende spejlteleskop til at scanne Jordens kredsløb for rumaffald.
Teleskop med flydende spejl. Billede: NASA Orbital Debris Program Office, Public domain, via Wikimedia Commons
Moderne enheder bruger skinnende væskekviksølv til at opsamle og fokusere lys. Dette metal er meget reflekterende og forbliver en væske ved stuetemperatur. Og det er meget billigere end dyre glasspejle.
Polering af spejle i parabolsk form -besværlig og kostbar opgave. De samlede omkostninger ved et flydende kviksølvteleskop er omkring 2 millioner dollars, mens et solidt spejlteleskop af samme størrelse kan koste hundredvis af millioner af dollars.
Siden formen af et flydende spejlteleskopafhængig af tyngdekraften kan den kun pege lige op til zenit. Men dette er ikke så stor en ulempe, som det kan se ud, da det "højeste punkt" bevæger sig hen over nattehimlen sammen med jordens rotation.
Det største moderne teleskop med sådannespejl - Large Anti-Aircraft Telescope - opererede i Canada, nær Vancouver fra 2003 til 2016. Det er nu taget ud af drift, og 6 m spejlet er afmonteret. Det antages, at dele af dets design vil blive brugt i nye enheder. Derudover planlægges det internationale Liquid Mirror Telescope i slutningen af 2022 at blive sat i drift i Indiens højland.
Stort zenit teleskop. Billede: University of British Columbia
Radioarray til at søge efter udenjordisk intelligens
Allen Telescope Array (ATA) er den førsteet radioteleskop designet fra bunden til brug i jagten på udenjordisk liv. Før dets oprettelse var alle bestræbelser inden for detektion af spor af andre civilisationer i radioområdet afhængig af den periodiske brug af antenner bygget til almindelige astronomiske observationer.
Et array bestående af 42 riste tilradioobservationer (6,1 m diameter tallerkener), blev bygget i 2007 nær San Francisco på bekostning af Microsofts medstifter Paul Allen og tidligere CTO for denne it-gigant Nathan Myhrvold. I første omgang var det antaget, at teleskopet skulle bestå af 350 antenner, men indtil videre er der ikke midler nok til et fuldgyldigt system.
Ideen om et teleskop er en række relativt småparaboler (antenner) med en næsten tilfældig placering på jorden, der strækker sig ca. 1 km. Dette design giver en stråleform af meget høj kvalitet. Dette er navnet på himlens område, til de signaler, hvorfra teleskopet er mest følsomt. Derudover minimerer det relativt store antal antenner (uønsket) følsomhed uden for fjernlys.
Allen-teleskoparrayet var oprindeligtdesignet til at dække frekvenser fra 500 til 10.000 MHz, men er i øjeblikket ved at blive opgraderet til at udvide dækningen til 15 GHz, forbedre følsomheden og pålideligheden.
Antennernes design bruger en offsetgregoriansk system. Det sekundære spejl reflekterer indkommende radiosignaler opsamlet af den store (6,1 m diameter) primærreflektor tilbage til antennen (skjult af et stofbetræk), hvor de forstærkes og transmitteres for at styre bygninger via fiberoptik. Der er udviklet speciel software til teleskopet, som giver dig mulighed for at kassere alt snavs og interferens og koncentrere dig om signaler forbundet med livet.
Allen Telescope Array. Billede: SETI Institute
Isobservatoriet for neutrinosøgning
IceCube neutrino-observatoriet blev lanceret i2010 - den første af sin slags detektor designet til at observere rummet fra isen på Sydpolen. Det blev bygget på Amundsen-Scott-stationen i Antarktis. Tusindvis af dets sensorer er placeret under isen på det koldeste kontinent og dækker et samlet volumen på 1 km³.
Observatoriet leder efter næsten masseløs subatomarepartikler er neutrinoer. Disse højenergipartikler hjælper med at studere de farligste astrofysiske begivenheder: stjerneeksplosioner, gammastråleudbrud og katastrofer, der involverer sorte huller og neutronstjerner.
Observatoriet består af 86 kabler, hver afsom indeholder 60 digitale optiske moduler. Disse enheder indeholder ekstremt følsomme lysdetektorer eller fotomultiplikatorer, samt minicomputere, der transmitterer data til overfladen. Modulerne er fastgjort til kabler i en dybde på 1.450 til 2.450 m under isen.
Observatoriet er placeret i en optisk gennemsigtigis, som er meget stabil. Forskere anslår, at isen på Sydpolen bevæger sig omkring 10 meter om året som et enkelt stykke. Hver dag registrerer IceCube 275 millioner kosmiske stråler og omkring 275 atmosfæriske neutrinoer.
IceCube Lab. Billede: Ian Rees, IceCube/NSF
Læs mere:
Gaslækage fra Nord Stream blev vist fra rummet
Usædvanlige strukturer fundet på kanten af solsystemet. Kun Voyagers har været der.
Se, hvordan Jupiter og Månen nærmede sig på nattehimlen