Las inusuales propiedades de las alas de los insectos han inspirado a los científicos a crear envases antibacterianos. y las narices
Observatorio Astronómico NacionalLa Academia de Ciencias de China presentó recientemente el primer lote del mundo de mapas del cielo de rayos X de gran angular tomados con el Lobster Eye Imager for Astronomy (LEIA). La creación del dispositivo fue posible gracias al estudio y la simulación de las propiedades del sistema visual de los cangrejos de río marinos.
Una fotografía de lapso de tiempo de 800 segundos de la observación de rayos X LEIA del centro de la Vía Láctea superpuesta a los datos de la misión Gaia. Imagen: CAS/ESA/Gaia/DPAC
¿Cómo funciona el ojo de langosta?
Los biólogos han descubierto hace mucho tiempo que los ojos de langostadiferente a otros animales. El sistema visual de estos crustáceos consiste en muchos pequeños tubos cuadrados dirigidos al mismo centro esférico. Esta estructura permite que la luz proveniente de diferentes direcciones se refleje en los tubos y se acumule en la retina, lo que otorga a la langosta un amplio campo de visión.
Órganos humanos de la visión, que consisten enLos conos y bastones curvos refractan la luz, concentrando la imagen en la retina. El ojo de la langosta refleja los rayos de luz que entran en ángulos estándar muy poco profundos ("ángulos de pastoreo"). El sistema coordinado dirige todos los rayos reflejados por un objeto particular (como una presa potencial en el fondo del océano) hacia el mismo punto focal.
Hace varias décadas, los científicos propusieronsimular el ojo de una langosta para crear un telescopio para detectar rayos X en el espacio. Pero esta idea no pudo realizarse durante mucho tiempo, hasta que las tecnologías de microprocesadores hicieron posible la imitación de los órganos de la visión.
Laboratorio de imágenes de rayos X de la NAOCcomenzó la investigación y el desarrollo de la tecnología de imágenes de rayos X del ojo de langosta en 2010 y presentó el dispositivo terminado 10 años después.
El dispositivo consta de 36 "ojos de langosta" conmicroporos y 4 sensores CMOS de matriz grande que pueden operar con alta resolución espectral. Los investigadores señalan que estos son los primeros sensores construidos con tecnología CMOS (tecnología de semiconductores, una estructura complementaria de semiconductores de óxido de metal).
Según los científicos, la radiografía anteriorLos telescopios tenían un campo de visión del tamaño de la Luna vista desde la Tierra, mientras que este telescopio tipo langosta es capaz de cubrir un área celeste de aproximadamente mil Lunas.
Durante el primer lanzamiento, el módulo de prueba se llevó a cabo enespacio sólo 8 minutos. Un telescopio completo incluirá 12 módulos de este tipo. El sistema se desplegará en el satélite Einstein Probe, que las autoridades chinas planean lanzar a finales de 2023.
Ilustración artística del satélite Einstein Probe. Imagen: CAS
Telescopios de espejo líquido
En todo el mundo existen muchos dispositivos inusuales construidos para observar el cielo. Por ejemplo, el concepto de telescopios con espejos líquidos ha ganado popularidad en las últimas décadas.
Tales dispositivos tienen una larga, peroHistoria controvertida de la astronomía. Hace más de 300 años, Isaac Newton notó que un líquido en un recipiente giratorio puede tomar la forma de una parábola, es decir, dicha superficie debe estar en el espejo de un telescopio para enfocar la luz en un punto. En 1850, el astrónomo italiano Ernesto Capocci desarrolló aún más esta idea, pero no pudo construir un modelo funcional.
Por el resto de esta décadaEl astrónomo londinense Henry Skye investigó de forma independiente el concepto y experimentó con su creación. Emigró a Nueva Zelanda en 1860 y publicó un relato de un telescopio de espejo líquido en funcionamiento en 1872. En la primera mitad del siglo XX, los científicos intentaron refinar el diseño, pero todos los dispositivos se caracterizaban por su baja precisión y sufrían vibraciones.
A medida que la tecnología se desarrolla para crear grandesLos espejos de estado sólido y los telescopios de espejo líquido han caído en desgracia. Hasta que en la década de 1980, los científicos comenzaron a revivir esta tecnología, eliminando sus deficiencias con la ayuda de la tecnología moderna. De 1994 a 2002, la NASA utilizó un telescopio de espejo líquido de 3 metros para escanear la órbita de la Tierra en busca de desechos espaciales.
Telescopio con espejo líquido. Imagen: Oficina del Programa de Desechos Orbitales de la NASA, dominio público, a través de Wikimedia Commons
Los dispositivos modernos utilizan líquido brillantemercurio para recoger y enfocar la luz. Este metal es altamente reflectante y permanece líquido a temperatura ambiente. Y es mucho más barato que los costosos espejos de cristal.
Pulido de espejos en forma de parábola -tarea laboriosa y costosa. El costo total de un telescopio de mercurio líquido es de aproximadamente $2 millones, mientras que un telescopio de espejo sólido de tamaño similar puede costar cientos de millones de dólares.
Desde la forma de un telescopio de espejo líquidoDependiendo de la gravedad, sólo puede apuntar directamente hacia el cenit. Pero esto no es una desventaja tan grande como podría parecer, ya que el "punto más alto" se mueve a través del cielo nocturno junto con la rotación de la Tierra.
El telescopio moderno más grande con talmirror, el Gran Telescopio Antiaéreo, operó en Canadá, cerca de Vancouver, de 2003 a 2016. Ahora se ha dado de baja y se ha desmantelado el espejo de 6 m. Se supone que partes de su diseño se utilizarán en nuevos dispositivos. Además, a fines de 2022, está previsto que el Telescopio Internacional de Espejo Líquido entre en funcionamiento en las tierras altas de la India.
Gran telescopio cenital. Imagen: Universidad de Columbia Británica
Matriz de radio para buscar inteligencia extraterrestre
Allen Telescope Array (ATA) es el primerun radiotelescopio diseñado desde cero para su uso en la búsqueda de vida extraterrestre. Antes de su creación, todos los esfuerzos en el campo de la detección de huellas de otras civilizaciones en el rango de radio dependían del uso periódico de antenas construidas para observaciones astronómicas ordinarias.
Una matriz que consta de 42 rejillas paraobservaciones de radio (antenas de 6,1 m de diámetro), se construyó en 2007 cerca de San Francisco a expensas del cofundador de Microsoft, Paul Allen, y el ex CTO de este gigante de TI, Nathan Myhrvold. Inicialmente, se supuso que el telescopio constaría de 350 antenas, pero hasta ahora no hay fondos suficientes para un sistema completo.
La idea de un telescopio es una serie de relativamente pequeñosplatos (antenas) con una ubicación casi aleatoria en el suelo, que se extienden por aproximadamente 1 km. Este diseño proporciona una forma de haz de muy alta calidad. Este es el nombre del área del cielo, a las señales de las cuales el telescopio es más sensible. Además, el número relativamente grande de antenas minimiza la sensibilidad (indeseable) fuera del haz principal.
El conjunto de telescopios Allen fue originalmentediseñado para cubrir frecuencias de 500 a 10 000 MHz, pero actualmente se está actualizando para extender la cobertura a 15 GHz, mejorar la sensibilidad y la confiabilidad.
El diseño de las antenas utiliza un desplazamientosistema gregoriano. El espejo secundario refleja las señales de radio entrantes recopiladas por el reflector principal grande (6,1 m de diámetro) de regreso a la antena (oculta a la vista por una cubierta de tela), donde se amplifican y transmiten a los edificios de control a través de fibra óptica. Se ha desarrollado un software especial para el telescopio, que le permite descartar todos los desechos e interferencias y concentrarse en las señales asociadas con la vida.
Conjunto de telescopios Allen. Imagen: Instituto SETI
Observatorio de hielo para la búsqueda de neutrinos
El observatorio de neutrinos IceCube se lanzó en2010: el primer detector de este tipo diseñado para observar el espacio desde el hielo del Polo Sur. Fue construido en la estación Amundsen-Scott en la Antártida. Miles de sus sensores están ubicados bajo el hielo del continente más frío, cubriendo un volumen total de 1 km³.
El observatorio está buscando partículas subatómicas casi sin masalas partículas son los neutrinos. Estas partículas de alta energía ayudan a estudiar los eventos astrofísicos más peligrosos: explosiones estelares, estallidos de rayos gamma y cataclismos que involucran agujeros negros y estrellas de neutrones.
El observatorio consta de 86 cables, cada uno deque contiene 60 módulos ópticos digitales. Estos dispositivos contienen detectores de luz o fotomultiplicadores extremadamente sensibles, así como minicomputadoras que transmiten datos a la superficie. Los módulos están conectados a cables a una profundidad de 1.450 a 2.450 m bajo el hielo.
El observatorio está ubicado en un espacio ópticamente transparente.hielo, que es muy estable. Los científicos estiman que el hielo del Polo Sur se mueve unos 10 metros por año como una sola pieza. Todos los días IceCube registra 275 millones de rayos cósmicos y unos 275 neutrinos atmosféricos.
Laboratorio IceCube. Imagen: Ian Rees, IceCube/NSF
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