Les propriétés inhabituelles des ailes d’insectes ont inspiré les scientifiques à créer des emballages antibactériens. Et les nez
Observatoire astronomique nationalL'Académie chinoise des sciences a récemment présenté le premier lot mondial de cartes du ciel à rayons X grand angle prises avec le Lobster Eye Imager for Astronomy (LEIA). La création du dispositif a été rendue possible par l'étude et la simulation des propriétés du système visuel des écrevisses marines.
Une photographie accélérée de 800 secondes de l'observation par rayons X du LEIA du centre de la Voie lactée superposée aux données de la mission Gaia. Image : CAS/ESA/Gaia/DPAC
Comment fonctionne Lobster Eye ?
Les biologistes ont découvert depuis longtemps que les yeux du homarddifférent des autres animaux. Le système visuel de ces crustacés consiste en de nombreux petits tubes carrés dirigés vers le même centre sphérique. Cette structure permet à la lumière provenant de différentes directions d'être réfléchie dans les tubes et collectée sur la rétine, donnant au homard un large champ de vision.
Organes humains de la vision, constitués deles bâtonnets et cônes incurvés réfractent la lumière, concentrant l’image sur la rétine. L'œil du homard réfléchit les rayons lumineux qui entrent selon des angles standard très peu profonds (« angles rasants »). Le système coordonné dirige tous les rayons réfléchis par un objet particulier (comme une proie potentielle au fond de l'océan) vers le même point focal.
Il y a plusieurs décennies, des scientifiques ont proposésimuler l'œil d'un homard pour créer un télescope pour détecter les rayons X dans l'espace. Mais cette idée n'a pu être réalisée avant longtemps, jusqu'à ce que les technologies des microprocesseurs rendent possible l'imitation des organes de la vision.
Laboratoire d'imagerie par rayons X du NAOCa commencé la recherche et le développement dans le domaine de la technologie d'imagerie par rayons X des yeux de homard en 2010 et a présenté l'appareil fini 10 ans plus tard.
L'appareil se compose de 36 "yeux de homard" avecmicropores et 4 capteurs CMOS à large matrice pouvant fonctionner avec une résolution spectrale élevée. Les chercheurs notent qu'il s'agit des premiers capteurs construits à l'aide de la technologie CMOS (technologie des semi-conducteurs - une structure complémentaire métal-oxyde-semi-conducteur).
Selon les scientifiques, des radiographies précédentesLes télescopes avaient un champ de vision de la taille de la Lune vue de la Terre, tandis que ce télescope à homard est capable de couvrir une zone céleste d'environ un millier de Lunes.
Lors du premier lancement, le module de test a été réalisé enespace seulement 8 minutes. Un télescope à part entière comprendra 12 de ces modules. Le système sera déployé sur le satellite Einstein Probe, que les autorités chinoises prévoient de lancer fin 2023.
Illustration artistique du satellite Einstein Probe. Image : CAS
Télescopes à miroir liquide
Partout dans le monde, de nombreux appareils insolites sont construits pour observer le ciel. Par exemple, le concept de télescopes à miroirs liquides a gagné en popularité au cours des dernières décennies.
De tels appareils ont une longue, maishistoire controversée de l'astronomie. Il y a plus de 300 ans, Isaac Newton a remarqué qu'un liquide dans un récipient en rotation peut prendre la forme d'une parabole - à savoir, une telle surface doit être au niveau du miroir d'un télescope afin de focaliser la lumière en un point. En 1850, l'astronome italien Ernesto Capocci a développé cette idée, mais n'a pas été en mesure de construire un modèle de travail.
Pour le reste de cette décennieL'astronome londonien Henry Skye a fait des recherches indépendantes sur le concept et a expérimenté sa création. Il a émigré en Nouvelle-Zélande en 1860 et a publié un compte rendu d'un télescope à miroir liquide en état de marche en 1872. Dans la première moitié du XXe siècle, les scientifiques ont tenté d'affiner la conception, mais tous les appareils se caractérisaient par une faible précision et souffraient de vibrations.
À mesure que la technologie évolue pour créer de grandesLes miroirs à semi-conducteurs et les télescopes à miroir liquide sont tombés en disgrâce. Jusque dans les années 1980, les scientifiques ont commencé à relancer cette technologie, en éliminant ses défauts grâce à la technologie moderne. De 1994 à 2002, la NASA a utilisé un télescope à miroir liquide de 3 mètres pour scanner l'orbite terrestre à la recherche de débris spatiaux.
Télescope à miroir liquide. Image : Bureau du programme de débris orbitaux de la NASA, domaine public, via Wikimedia Commons
Les appareils modernes utilisent un liquide brillantmercure pour collecter et focaliser la lumière. Ce métal est très réfléchissant et reste liquide à température ambiante. Et c'est beaucoup moins cher que les miroirs en verre coûteux.
Miroirs de polissage de forme parabolique -tâche laborieuse et coûteuse. Le coût total d'un télescope à mercure liquide est d'environ 2 millions de dollars, tandis qu'un télescope à miroir solide de taille similaire peut coûter des centaines de millions de dollars.
Depuis la forme d'un télescope à miroir liquidedépendant de la gravité, il ne peut pointer que vers le zénith. Mais ce n'est pas un inconvénient aussi important qu'il y paraît, puisque le « point le plus élevé » se déplace dans le ciel nocturne en même temps que la rotation de la Terre.
Le plus grand télescope moderne avec un telmirror - le Large Anti-Aircraft Telescope - a opéré au Canada, près de Vancouver de 2003 à 2016. Il est maintenant désaffecté et le miroir de 6 m a été démonté. Il est supposé que certaines parties de sa conception seront utilisées dans de nouveaux appareils. De plus, fin 2022, le télescope international à miroir liquide devrait être mis en service dans les hautes terres de l'Inde.
Grand télescope zénithal. Image : Université de la Colombie-Britannique
Réseau radio pour rechercher une intelligence extraterrestre
Allen Telescope Array (ATA) est le premierun radiotélescope conçu dès le départ pour être utilisé dans la recherche de vie extraterrestre. Avant sa création, tous les efforts dans le domaine de la détection de traces d'autres civilisations dans la gamme radio dépendaient de l'utilisation périodique d'antennes construites pour les observations astronomiques ordinaires.
Un réseau composé de 42 réseaux pourradio observations (paraboles de 6,1 m de diamètre), a été construit en 2007 près de San Francisco aux frais du co-fondateur de Microsoft Paul Allen et ancien CTO de ce géant de l'informatique Nathan Myhrvold. Initialement, on supposait que le télescope serait composé de 350 antennes, mais jusqu'à présent, il n'y a pas assez de fonds pour un système à part entière.
L'idée d'un télescope est un tableau relativement petitparaboles (antennes) avec un emplacement presque aléatoire au sol, s'étendant sur environ 1 km. Cette conception offre une forme de faisceau de très haute qualité. C'est le nom de la zone du ciel, aux signaux à partir de laquelle le télescope est le plus sensible. De plus, le nombre relativement important d'antennes minimise la sensibilité (indésirable) en dehors du faisceau principal.
Le réseau de télescopes Allen était à l'origineconçu pour couvrir les fréquences de 500 à 10 000 MHz, mais est actuellement mis à niveau pour étendre la couverture à 15 GHz, améliorer la sensibilité et la fiabilité.
La conception des antennes utilise un décalagesystème grégorien. Le miroir secondaire réfléchit les signaux radio entrants collectés par le grand réflecteur primaire (6,1 m de diamètre) vers l'antenne (masquée à la vue par une couverture en tissu), où ils sont amplifiés et transmis pour contrôler les bâtiments via la fibre optique. Un logiciel spécial a été développé pour le télescope, ce qui vous permet d'éliminer tous les débris et interférences et de vous concentrer sur les signaux associés à la vie.
Réseau de télescopes Allen. Image : Institut SETI
Observatoire des glaces pour la recherche de neutrinos
L'observatoire de neutrinos IceCube lancé en2010 - le premier détecteur de ce type conçu pour observer l'espace depuis la glace du pôle Sud. Il a été construit à la station Amundsen-Scott en Antarctique. Des milliers de ses capteurs sont situés sous la glace du continent le plus froid, couvrant un volume total de 1 km³.
L'observatoire recherche des subatomiques presque sans masseles particules sont des neutrinos. Ces particules de haute énergie permettent d'étudier les événements astrophysiques les plus dangereux : explosions stellaires, sursauts gamma et cataclysmes impliquant des trous noirs et des étoiles à neutrons.
L'observatoire se compose de 86 câbles, chacun dequi contient 60 modules optiques numériques. Ces appareils contiennent des détecteurs de lumière extrêmement sensibles ou des photomultiplicateurs, ainsi que des mini-ordinateurs qui transmettent des données à la surface. Les modules sont attachés à des câbles à une profondeur de 1 450 à 2 450 m sous la glace.
L'observatoire est situé dans un espace optiquement transparentglace, qui est très stable. Les scientifiques estiment que la glace au pôle Sud se déplace d'environ 10 mètres par an en un seul morceau. Chaque jour, IceCube enregistre 275 millions de rayons cosmiques et environ 275 neutrinos atmosphériques.
Laboratoire IceCube. Image : Ian Rees, IceCube/NSF
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