Le proprietà insolite delle ali degli insetti hanno ispirato gli scienziati a creare imballaggi antibatterici. E i nasi
Osservatorio Astronomico NazionaleL'Accademia cinese delle scienze ha recentemente presentato il primo lotto al mondo di mappe del cielo a raggi X grandangolari scattate con il Lobster Eye Imager for Astronomy (LEIA). La realizzazione del dispositivo è stata resa possibile dallo studio e dalla simulazione delle proprietà del sistema visivo dei gamberi di mare.
Una fotografia time-lapse di 800 secondi dell'osservazione a raggi X LEIA del centro della Via Lattea sovrapposta ai dati della missione Gaia. Immagine: CAS/ESA/Gaia/DPAC
Come funziona Lobster Eye?
I biologi hanno da tempo scoperto che gli occhi di aragostadiverso dagli altri animali. Il sistema visivo di questi crostacei è costituito da molti minuscoli tubi quadrati diretti allo stesso centro sferico. Questa struttura consente alla luce proveniente da diverse direzioni di essere riflessa nei tubi e raccolta sulla retina, conferendo all'aragosta un ampio campo visivo.
Organi visivi umani, costituiti dabastoncini e coni ricurvi rifrangono la luce, concentrando l'immagine sulla retina. L'occhio dell'aragosta riflette i raggi luminosi che entrano ad angoli standard molto superficiali ("angoli radenti"). Il sistema coordinato dirige tutti i raggi riflessi da un particolare oggetto (come una potenziale preda sul fondo dell'oceano) verso lo stesso punto focale.
Diversi decenni fa, gli scienziati hanno propostosimulare l'occhio di un'aragosta per creare un telescopio per rilevare i raggi X nello spazio. Ma questa idea non poteva essere realizzata per molto tempo, fino a quando le tecnologie a microprocessore non hanno reso possibile l'imitazione degli organi visivi.
Laboratorio di imaging a raggi X NAOCha iniziato la ricerca e lo sviluppo della tecnologia di imaging a raggi X dell'occhio di aragosta nel 2010 e ha introdotto il dispositivo finito 10 anni dopo.
Il dispositivo è composto da 36 "occhi di aragosta" conmicropori e 4 sensori CMOS large array in grado di operare con un'elevata risoluzione spettrale. I ricercatori osservano che questi sono i primi sensori costruiti utilizzando la tecnologia CMOS (tecnologia dei semiconduttori - una struttura complementare a semiconduttore di ossido di metallo).
Secondo gli scienziati, precedente radiografiaI telescopi avevano un campo visivo delle dimensioni della Luna vista dalla Terra, mentre questo telescopio aragosta è in grado di coprire un'area celeste di circa mille Lune.
Durante il primo lancio è stato effettuato il modulo di testspazio solo 8 minuti. Un telescopio a tutti gli effetti includerà 12 di questi moduli. Il sistema verrà implementato sul satellite Einstein Probe, che le autorità cinesi prevedono di lanciare alla fine del 2023.
Illustrazione artistica del satellite Einstein Probe. Immagine: CAS
Telescopi a specchio liquido
In tutto il mondo ci sono molti dispositivi insoliti costruiti per osservare il cielo. Ad esempio, il concetto di telescopi con specchi liquidi ha guadagnato popolarità negli ultimi decenni.
Tali dispositivi hanno un lungo, mastoria controversa in astronomia. Più di 300 anni fa, Isaac Newton notò che un liquido in un recipiente rotante può assumere la forma di una parabola, vale a dire che una tale superficie deve trovarsi sullo specchio di un telescopio per focalizzare la luce in un punto. Nel 1850, l'astronomo italiano Ernesto Capocci sviluppò ulteriormente questa idea, ma non fu in grado di costruire un modello funzionante.
Per il resto di questo decennioL'astronomo londinese Henry Skye ha ricercato in modo indipendente il concetto e ne ha sperimentato la creazione. Emigrò in Nuova Zelanda nel 1860 e pubblicò un resoconto di un telescopio a specchio liquido funzionante nel 1872. Nella prima metà del 20° secolo, gli scienziati hanno cercato di perfezionare il design, ma tutti i dispositivi erano caratterizzati da una bassa precisione e soffrivano di vibrazioni.
Mentre la tecnologia si sviluppa per creare grandiGli specchi a stato solido e i telescopi a specchio liquido sono caduti in disgrazia. Fino agli anni '80, gli scienziati iniziarono a far rivivere questa tecnologia, eliminandone le carenze con l'aiuto della tecnologia moderna. Dal 1994 al 2002, la NASA ha utilizzato un telescopio a specchio liquido da 3 metri per scansionare l'orbita terrestre alla ricerca di detriti spaziali.
Telescopio con specchio liquido. Immagine: Ufficio del programma dei detriti orbitali della NASA, dominio pubblico, tramite Wikimedia Commons
I dispositivi moderni utilizzano un liquido brillantemercurio per raccogliere e focalizzare la luce. Questo metallo è altamente riflettente e rimane liquido a temperatura ambiente. Ed è molto più economico dei costosi specchi di vetro.
Specchi lucidanti a forma parabolica -compito laborioso e costoso. Il costo totale di un telescopio a mercurio liquido è di circa 2 milioni di dollari, mentre un telescopio a specchio solido di dimensioni simili può costare centinaia di milioni di dollari.
Dalla forma di un telescopio a specchio liquidoa seconda della gravità, può puntare solo verso lo zenit. Ma questo non è uno svantaggio così grande come potrebbe sembrare, poiché il "punto più alto" si muove nel cielo notturno insieme alla rotazione della Terra.
Il più grande telescopio moderno con talimirror - il Large Anti-Aircraft Telescope - ha operato in Canada, vicino a Vancouver dal 2003 al 2016. Ora è stato dismesso e lo specchio da 6 m è stato smantellato. Si presume che parti del suo design verranno utilizzate nei nuovi dispositivi. Inoltre, alla fine del 2022, l'International Liquid Mirror Telescope dovrebbe entrare in funzione negli altopiani dell'India.
Grande telescopio zenitale. Immagine: Università della Columbia Britannica
Array radio per la ricerca di intelligenza extraterrestre
Allen Telescope Array (ATA) è il primoun radiotelescopio progettato da zero per l'uso nella ricerca di vita extraterrestre. Prima della sua creazione, tutti gli sforzi nel campo del rilevamento di tracce di altre civiltà nella gamma radio dipendevano dall'uso periodico di antenne costruite per le normali osservazioni astronomiche.
Una matrice composta da 42 griglie perosservazioni radio (parabole di 6,1 m di diametro), è stato costruito nel 2007 vicino a San Francisco a spese del co-fondatore di Microsoft Paul Allen ed ex CTO di questo gigante IT Nathan Myhrvold. Inizialmente, si presumeva che il telescopio fosse composto da 350 antenne, ma finora non ci sono fondi sufficienti per un sistema a tutti gli effetti.
L'idea di un telescopio è una matrice relativamente piccolaantenne (antenne) con una posizione quasi casuale a terra, che si estendono per circa 1 km. Questo design fornisce una forma del raggio di altissima qualità. Questo è il nome dell'area del cielo, ai segnali da cui il telescopio è più sensibile. Inoltre, il numero relativamente elevato di antenne riduce al minimo la sensibilità (indesiderabile) al di fuori del raggio principale.
L'array del telescopio Allen era originariamenteprogettato per coprire frequenze da 500 a 10.000 MHz, ma è attualmente in fase di aggiornamento per estendere la copertura a 15 GHz, migliorare la sensibilità e l'affidabilità.
Il design delle antenne utilizza un offsetSistema gregoriano. Lo specchio secondario riflette i segnali radio in entrata raccolti dal grande riflettore primario (6,1 m di diametro) all'antenna (nascosto alla vista da una copertura in tessuto), dove vengono amplificati e trasmessi agli edifici di controllo tramite fibra ottica. Per il telescopio è stato sviluppato un software speciale, che consente di scartare tutti i detriti e le interferenze e di concentrarsi sui segnali associati alla vita.
Matrice del telescopio Allen. Immagine: Istituto SETI
Osservatorio di ghiaccio per la ricerca di neutrini
L'Osservatorio dei neutrini IceCube è stato lanciato nel2010 - il primo rivelatore del suo genere progettato per osservare lo spazio dal ghiaccio del Polo Sud. È stato costruito presso la stazione di Amundsen-Scott in Antartide. Migliaia dei suoi sensori si trovano sotto il ghiaccio del continente più freddo, coprendo un volume totale di 1 km³.
L'osservatorio è alla ricerca di subatomici quasi privi di massale particelle sono neutrini. Queste particelle ad alta energia aiutano a studiare gli eventi astrofisici più pericolosi: esplosioni stellari, lampi di raggi gamma e cataclismi che coinvolgono buchi neri e stelle di neutroni.
L'osservatorio è composto da 86 cavi, ciascuno diche contiene 60 moduli ottici digitali. Questi dispositivi contengono rivelatori di luce o fotomoltiplicatori estremamente sensibili, nonché mini-computer che trasmettono dati alla superficie. I moduli sono fissati a cavi a una profondità compresa tra 1.450 e 2.450 m sotto il ghiaccio.
L'osservatorio si trova in un otticamente trasparenteghiaccio, che è molto stabile. Gli scienziati stimano che il ghiaccio al Polo Sud si sposti di circa 10 metri all'anno come un unico pezzo. Ogni giorno IceCube registra 275 milioni di raggi cosmici e circa 275 neutrini atmosferici.
Laboratorio IceCube. Immagine: Ian Rees, IceCube/NSF
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