Nezvyčajné vlastnosti hmyzích krídel inšpirovali vedcov k vytvoreniu antibakteriálnych obalov. A nosy
Národné astronomické observatóriumČínska akadémia vied nedávno predstavila prvú sériu širokouhlých röntgenových máp oblohy na svete nasnímaných prístrojom Lobster Eye Imager for Astronomy (LEIA). Vytvorenie zariadenia umožnilo štúdium a simulovanie vlastností zrakového systému morských rakov.
800-sekundová časozberná fotografia röntgenového pozorovania centra Mliečnej dráhy LEIA prekrytá údajmi z misie Gaia. Obrázok: CAS/ESA/Gaia/DPAC
Ako funguje Lobster Eye?
Biológovia už dávno zistili, že oči homáraodlišný od ostatných zvierat. Zrakový systém týchto kôrovcov pozostáva z mnohých malých štvorcových rúrok smerujúcich do rovnakého sférického stredu. Táto štruktúra umožňuje, aby sa svetlo prichádzajúce z rôznych smerov odrážalo v trubiciach a zhromažďovalo sa na sietnici, čo dáva homárovi široké zorné pole.
Ľudské orgány zraku, pozostávajúce zzakrivené tyčinky a čapíky lámu svetlo a sústreďujú obraz na sietnicu. Oko homára odráža svetelné lúče, ktoré vstupujú v štandardných, veľmi plytkých uhloch ("uhly pastvy"). Koordinovaný systém usmerňuje všetky lúče odrazené konkrétnym objektom (ako je potenciálna korisť na dne oceánu) do rovnakého ohniska.
Pred niekoľkými desaťročiami vedci navrhlisimulujte oko homára, aby ste vytvorili ďalekohľad na detekciu röntgenových lúčov vo vesmíre. Túto myšlienku však nebolo možné dlho realizovať, kým mikroprocesorové technológie neumožnili napodobňovanie orgánov zraku.
Laboratórium röntgenového zobrazovania NAOCzačala s výskumom a vývojom technológie röntgenového zobrazovania oka homára v roku 2010 a hotové zariadenie predstavila o 10 rokov neskôr.
Zariadenie pozostáva z 36 "homích očí" smikropóry a 4 veľké pole CMOS snímačov, ktoré dokážu pracovať s vysokým spektrálnym rozlíšením. Výskumníci poznamenávajú, že ide o prvé senzory postavené pomocou technológie CMOS (polovodičová technológia - doplnková štruktúra kov-oxid-polovodič).
Podľa vedcov predchádzajúci röntgenteleskopy mali zorné pole veľkosti Mesiaca pri pohľade zo Zeme, zatiaľ čo tento ďalekohľad pre homáre je schopný pokryť nebeskú oblasť približne tisíc mesiacov.
Počas prvého spustenia bol testovací modul vykonaný v rpriestor len 8 minút. Plnohodnotný ďalekohľad bude obsahovať 12 takýchto modulov. Systém bude nasadený na satelite Einstein Probe, ktorý čínske úrady plánujú spustiť koncom roka 2023.
Umelecká ilustrácia satelitu Einstein Probe. Obrázok: CAS
Teleskopy s tekutým zrkadlom
Na celom svete existuje veľa nezvyčajných zariadení na pozorovanie oblohy. V posledných desaťročiach si získal obľubu napríklad koncept teleskopov s tekutými zrkadlami.
Takéto zariadenia majú dlhé, aleKontroverzná história astronómie. Pred viac ako 300 rokmi si Isaac Newton všimol, že kvapalina v rotujúcej nádobe môže mať podobu paraboly – konkrétne, takýto povrch musí byť v zrkadle ďalekohľadu, aby sa svetlo sústredilo na jeden bod. V roku 1850 taliansky astronóm Ernesto Capocci túto myšlienku ďalej rozvinul, no nedokázal zostrojiť funkčný model.
Po zvyšok tohto desaťročiaLondýnsky astronóm Henry Skye nezávisle skúmal tento koncept a experimentoval s jeho vytvorením. V roku 1860 emigroval na Nový Zéland a v roku 1872 zverejnil správu o fungujúcom teleskope s tekutým zrkadlom. V prvej polovici 20. storočia sa vedci snažili zdokonaliť dizajn, no všetky zariadenia sa vyznačovali nízkou presnosťou a trpeli vibráciami.
Ako sa technológia vyvíja, aby sa vytvorili veľkéPevné zrkadlá a teleskopy s tekutým zrkadlom sa dostali do nemilosti. Až v 80. rokoch začali vedci túto technológiu oživovať, pričom pomocou moderných technológií odstraňovali jej nedostatky. V rokoch 1994 až 2002 NASA používala 3-metrový teleskop s tekutým zrkadlom na skenovanie obežnej dráhy Zeme, či sa v nej nenachádza vesmírny odpad.
Teleskop s tekutým zrkadlom. Obrázok: NASA Orbital Debris Program Office, Public domain, cez Wikimedia Commons
Moderné zariadenia používajú lesklú kvapalinuortuť na zhromažďovanie a zaostrovanie svetla. Tento kov je vysoko reflexný a pri izbovej teplote zostáva tekutý. A je to oveľa lacnejšie ako drahé sklenené zrkadlá.
Leštenie zrkadiel v parabolickom tvare -prácna a nákladná úloha. Celkové náklady na teleskop s kvapalnou ortuťou sú približne 2 milióny dolárov, zatiaľ čo teleskop s podobným rozmerom s pevným zrkadlom môže stáť stovky miliónov dolárov.
Od tvaru tekutého zrkadlového teleskopuv závislosti od gravitácie môže ukazovať iba priamo hore k zenitu. Nie je to však až taká nevýhoda, ako by sa mohlo zdať, keďže „najvyšší bod“ sa pohybuje po nočnej oblohe spolu s rotáciou Zeme.
Najväčší moderný ďalekohľad s naprzrkadlo - Veľký protilietadlový ďalekohľad - fungoval v Kanade neďaleko Vancouveru v rokoch 2003 až 2016. Teraz je vyradený z prevádzky a 6 m zrkadlo je demontované. Predpokladá sa, že časti jeho dizajnu budú použité v nových zariadeniach. Okrem toho sa na konci roku 2022 plánuje uviesť do prevádzky medzinárodný teleskop s tekutým zrkadlom v indických vysočinách.
Veľký zenitový ďalekohľad. Obrázok: University of British Columbia
Rádiové pole na hľadanie mimozemskej inteligencie
Allen Telescope Array (ATA) je prvýrádioteleskop navrhnutý od základov na použitie pri hľadaní mimozemského života. Pred jeho vytvorením všetko úsilie v oblasti zisťovania stôp iných civilizácií v rádiovom dosahu záviselo od periodického používania antén stavaných na bežné astronomické pozorovania.
Pole pozostávajúce zo 42 mriežok prerádiové pozorovania (paraboly s priemerom 6,1 m), bola postavená v roku 2007 neďaleko San Francisca na náklady spoluzakladateľa Microsoftu Paula Allena a bývalého CTO tohto IT giganta Nathana Myhrvolda. Pôvodne sa predpokladalo, že teleskop bude pozostávať z 350 antén, no zatiaľ nie je dostatok financií na plnohodnotný systém.
Myšlienka ďalekohľadu je súbor relatívne malýchparaboly (antény) s takmer náhodným umiestnením na zemi, siahajúce asi 1 km. Tento dizajn poskytuje veľmi kvalitný tvar lúča. Toto je názov časti oblohy, na signály, z ktorých je ďalekohľad najcitlivejší. Relatívne veľký počet antén navyše minimalizuje (nežiaducu) citlivosť mimo hlavného lúča.
Pôvodne bola zostava Allenovho teleskopunavrhnutý tak, aby pokryl frekvencie od 500 do 10 000 MHz, ale v súčasnosti prebieha modernizácia s cieľom rozšíriť pokrytie na 15 GHz, zlepšiť citlivosť a spoľahlivosť.
Konštrukcia antén využíva offsetGregoriánsky systém. Sekundárne zrkadlo odráža prichádzajúce rádiové signály zozbierané veľkým (priemer 6,1 m) primárnym reflektorom späť do antény (skrytej pred zrakom látkovým krytom), kde sú zosilnené a prenášané do riadenia budov cez vláknovú optiku. Pre teleskop bol vyvinutý špeciálny softvér, ktorý vám umožňuje zbaviť sa všetkých nečistôt a rušenia a sústrediť sa na signály spojené so životom.
Allen Telescope Array. Obrázok: Inštitút SETI
Ľadové observatórium na vyhľadávanie neutrín
Neutrínové observatórium IceCube bolo spustené v r2010 - prvý detektor svojho druhu určený na pozorovanie vesmíru z ľadu južného pólu. Postavili ho na stanici Amundsen-Scott v Antarktíde. Tisíce jeho senzorov sú umiestnené pod ľadom najchladnejšieho kontinentu a pokrývajú celkový objem 1 km³.
Observatórium hľadá takmer bezhmotné subatomárnečastice sú neutrína. Tieto vysokoenergetické častice pomáhajú študovať najnebezpečnejšie astrofyzikálne udalosti: hviezdne explózie, gama záblesky a kataklizmy zahŕňajúce čierne diery a neutrónové hviezdy.
Observatórium pozostáva z 86 káblov, každý z nichktorý obsahuje 60 digitálnych optických modulov. Tieto zariadenia obsahujú mimoriadne citlivé svetelné detektory alebo fotonásobiče, ako aj minipočítače, ktoré prenášajú dáta na povrch. Moduly sú pripevnené na kábloch v hĺbke 1 450 až 2 450 m pod ľadom.
Hvezdáreň je umiestnená v opticky priehľadnomľad, ktorý je veľmi stabilný. Vedci odhadujú, že ľad na južnom póle sa pohybuje asi o 10 metrov za rok ako jeden kus. Každý deň IceCube zaregistruje 275 miliónov kozmických lúčov a približne 275 atmosférických neutrín.
Laboratórium IceCube. Obrázok: Ian Rees, IceCube/NSF
Čítaj viac:
Únik plynu z Nord Streamu sa ukázal z vesmíru
Nezvyčajné štruktúry nájdené na okraji slnečnej sústavy. Boli tam len Voyageri.
Pozrite sa, ako sa Jupiter a Mesiac približovali na nočnej oblohe