Возвращённые с Луны образцы почвы и горных пород с обратной стороны Луны свидетельствуют о том, что эта сторона может быть более сухой, чем та, что постоянно обращена к Земле, сообщили китайские учёные.
Однако они предостерегли, что для более ясной картины необходимо собрать больше образцов.
Углублённое понимание наличия воды в лунном мантии может помочь объяснить эволюцию Луны, отметили исследователи. В то же время это может стать дополнительной причиной для астронавтов оставаться поближе к видимой стороне Луны, как это планируется в настоящее время.
Китай стал первой страной, которая высадилась на обратной стороне Луны в прошлом году. Космический аппарат Chang'e 6 собрал базальтовые породы и грунт из древнего, обширного бассейна Южного полюса — Эйткен, одного из крупнейших ударных кратеров в солнечной системе.
Сен Ху из Китайской академии наук сообщил, что его команда получила 5 граммов образцов почвы и выбрала 578 частиц для детального анализа с использованием электронных микроскопов.
Они оценили содержание воды на уровне менее 1,5 микрограммов на грамм, что находится на сухом конце диапазона, обнаруженного в образцах, собранных за последние десятилетия с видимой стороны Луны. Измерения образцов с видимой стороны варьировались от 1 до 200 микрограммов на грамм.
Учитывая ограниченное количество образцов, учёные отметили, что неясно, насколько широко распространено это сухое состояние, в своём исследовании, опубликованном в журнале Nature.
«Необходимо больше образцов с обратной стороны для тестирования и дальнейшего выяснения», — сказал Ху в электронном письме.
Существует вероятность, что удар, создавший этот бассейн, мог выбросить водные элементы на видимую сторону, оставив обратную сторону обеднённой. Другая возможность заключается в том, что вертикальное распределение воды может различаться между двумя полушариями.
Даже если эти находки будут подтверждены, они не должны существенно изменить планы NASA по отправке астронавтов в южный полярный регион Луны, где, как предполагается, находятся постоянно затенённые кратеры с огромными запасами льда. Этот замороженный водный ресурс может быть использован для питья, приготовления пищи и производства ракетного топлива.
NASA планирует отправить четырёх астронавтов вокруг Луны в следующем году в рамках программы Artemis, преемницы программы Apollo, которая отправила 12 человек на Луну с 1969 по 1972 год. За этим последует высадка вблизи южного полюса Луны не ранее 2027 года. Китай стремится осуществить свою собственную высадку астронавтов на Луну к 2030 году.
Миссия "NEO Surveyor", которая будет заниматься поиском потенциально опасных объектов, сближающихся с Землей. В ходе миссии будут использоваться методы открытых данных, чтобы повысить шансы на выявление опасных астероидов.
Астероид 2024 YR4 привлёк внимание общественности в феврале, когда стало известно о его потенциальной угрозе столкновения с Землёй 22 декабря 2032 года. Этот вывод был сделан на основе анализа, проведённого Центром изучения околоземных объектов (CNEOS) при Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. Вероятность столкновения достигала более 3% 18 февраля — это был самый высокий показатель, когда-либо зафиксированный для объекта такого размера. Это вызвало опасения относительно возможных разрушений, которые мог бы причинить астероид в случае удара о Землю.
Однако новые данные, собранные в последующие дни, снизили вероятность столкновения до менее 1%, и 2024 YR4 больше не рассматривается как потенциальный угрозу для Земли. Тем не менее, этот инцидент подчеркнул важность мониторинга астероидов для выявления возможных угроз нашей планете. Широкий обмен научными данными позволяет учёным оценивать риски, которые представляют околоземные астероиды, и повышает шансы на выявление будущих угроз столкновения с астероидами на основе данных NASA.
«Сообщество по защите планет осознаёт ценность доступности данных для всех», — отметил Джеймс «Гербс» Бауэр, ведущий исследователь Малых тел в Планетарной системе данных NASA при Университете Мэриленда в Колледж-Парке, штат Мэриленд.
Как учёные обнаруживают астероиды, которые могут столкнуться с Землёй
Профессиональные и любительские учёные по всему миру играют важную роль в отслеживании астероидов. Малый планетный центр, находящийся в Смитсоновской астрофизической обсерватории в Кембридже, штат Массачусетс, собирает и проверяет огромное количество наблюдений за положением астероидов и комет, предоставленных со всего мира. Малые тела NASA распространяют данные от Малого планетного центра для всех желающих получить и использовать их.
Околоземным объектом (NEO) является астероид или комета, орбита которых приближает их к Солнцу на расстояние менее 120 миллионов миль, что позволяет им перемещаться в околоземном пространстве. Если вновь открытый объект выглядит как NEO, информация о нём появляется на странице подтверждения NEO Малого планетного центра. Члены сообщества планетарной науки, независимо от того, являются ли они профессиональными учеными, поощряются следить за этими объектами, чтобы выяснить их дальнейший путь.
Когда траектория астероида вызывает беспокойство, CNEOS уведомляет Координационный офис по защите планет NASA в Вашингтоне, который управляет текущими усилиями NASA по защите Земли от опасных астероидов. Координационный офис также координирует Международную сеть предупреждения об астероидах (IAWN), представляющую собой всемирное сотрудничество наблюдателей и моделистов астероидов.
Аналитические центры орбит, такие как CNEOS, выполняют более точные расчёты, чтобы определить вероятность столкновения астероида с Землёй. Открытость данных позволяет сообществу сотрудничать и сравнивать результаты, обеспечивая максимально точные определения.
Как NASA смогла обнаружить риск столкновения астероида 2024 YR4 с Землей?
Астероид 2024 YR4 был первоначально открыт в ходе NASA-финансируемого опроса ATLAS (Система последнего оповещения о столкновении с Землёй), целью которого является обнаружение потенциально опасных астероидов. Ученые изучили дополнительные данные об астероиде, полученные из различных обсерваторий, финансируемых NASA, а также из других телескопов, входящих в IAWN.
Сначала 2024 YR4 имел широкую неопределённость в своей будущей траектории, которая проходила над Землёй. По мере того как сообщество по защите планет собирало больше наблюдений, диапазон возможностей для будущего положения астероида на 22 декабря 2032 года стал сосредотачиваться над Землёй, увеличивая видимые шансы на столкновение. Однако с добавлением ещё большего количества данных кластер возможностей в конечном итоге сместился с Земли.
Наличие нескольких потоков данных для анализа помогает учёным быстро получать больше информации о NEO. Это иногда включает использование данных из обсерваторий, которые в основном предназначены для астрофизических или гелиофизических исследований, а не для отслеживания астероидов.
«Сообщество по защите планет как получает выгоду от, так и приносит пользу более широкой экосистеме, связанной с планетарными и астрономическими исследованиями», — добавил Бауэр, который также является научным профессором в Департаменте астрономии Университета Мэриленда. «Многие данные опросов NEO также могут использоваться для поиска астрофизических транзиентов, таких как события сверхновых. Точно так же астрономические небесные опросы производят данные, представляющие интерес для сообщества по защите планет».
В 2022 году миссия NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) успешно столкнулась с астероидом Диморфос, сократив время его орбиты вокруг спутника — астероида Didymos — на 33 минуты. Хотя Didymos не представлял угрозы для Земли, успешное завершение миссии DART продемонстрировало наличие проверенной техники, которую NASA может использовать для решения проблемы потенциального столкновения с астероидом в будущем.
Для повышения вероятности обнаружения угроз со стороны астероидов заранее NASA разрабатывает новую космическую обсерваторию NEO Surveyor, которая станет первым космическим аппаратом, специально предназначенным для поиска астероидов и комет, представляющих опасность для нашей планеты. Запуск этой миссии запланирован на осень 2027 года, а собранные данные будут доступны для всех через архивы NASA.
«Многие околоземные объекты, представляющие риск для Земли, ещё предстоит обнаружить», — отметил Бауэр. «Вероятность удара астероида в любой конкретный момент времени крайне низка, но последствия могут быть катастрофическими, и открытая наука является важным компонентом нашей бдительности».
С большой радостью поздравляю вас с Днём космонавтики — праздником гордости, будущего и единства! Желаю потрясающих приключений, новых открытий, больших успехов. Пусть сердце стремится к невероятному, следует за мечтой и воображением, пусть прогресс и развитие будут твоим основным кредо, что поднимало бы тебя по утрам. Желаю крепкого здоровья, жизненного счастья, ярких звёзд, бескрайних просторов, космической красоты вокруг!
В одной из клиник Мексики произошло удивительное событие: на свет появился здоровый мальчик, зачатый с помощью технологии, которая ещё совсем недавно казалась фантастической. Ученые объединили искусственный интеллект, лазеры и дистанционное управление, чтобы совершить прорыв в области репродуктивной медицины. Интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида (ИКСИ) — это метод лечения бесплодия, который успешно используется в клинической практике экстракорпорального оплодотворения с 1990-х годов. Суть метода заключается в том, что эмбриолог вручную вводит заранее отобранный сперматозоид непосредственно в цитоплазму яйцеклетки, что значительно увеличивает вероятность зачатия и успешной беременности.
Несмотря на популярность ИКСИ, эта процедура остаётся весьма сложной: даже опытные специалисты могут допустить ошибки из-за усталости или человеческого фактора. Во время выполнения процедуры врачи работают под микроскопом, осуществляя микроманипуляции руками, и их уровень мастерства напрямую влияет на конечный результат. Один эмбриолог может быть точнее и аккуратнее другого. У одного врача может дрогнуть рука — и яйцеклетка погибнет. У другого может произойти задержка с инъекцией — и оплодотворение не состоится. Предыдущие исследования показали, что уровень успешного оплодотворения с помощью ИКСИ может варьироваться от 24% до 92%.
Автоматизация постепенно проникает в лаборатории экстракорпорального оплодотворения. Например, современные инкубаторы самостоятельно отслеживают развитие эмбрионов с помощью таймлапс-камер, а искусственный интеллект анализирует качество спермы. Однако ключевой этап — сама инъекция — до сих пор выполнялся только вручную. Международная команда ученых из компании Conceivable Life Sciences и клиники Hope IVF (Гвадалахара, Мексика) разработала первую в мире роботизированную систему для ИКСИ. Она выполняет все 23 этапа процедуры автоматически: от выбора сперматозоида до точного введения его в плазму яйцеклетки. Система может работать под управлением искусственного интеллекта или оператора, который может находиться за тысячи километров.
Главный секрет технологии заключается в сочетании искусственного интеллекта и лазерной точности. ИИ анализирует форму и подвижность сперматозоидов, выбирая наиболее жизнеспособный, в то время как лазер иммобилизует его за доли секунды. «Человек физически не способен так быстро обрабатывать данные и действовать с микронной точностью», — объяснил профессор Герардо Мендизабаль-Руиз, ведущий инженер проекта.
Первыми испытать систему доверили 40-летней пациентке из Мексики. В предыдущей попытке экстракорпорального оплодотворения у неё созрела лишь одна яйцеклетка, которая не дала эмбрионов. В новом цикле пять яйцеклеток были оплодотворены с помощью роботизированной ИКСИ, а три — традиционным методом для сравнения. Операторы в Гвадалахаре и Нью-Йорке управляли процессом через цифровой интерфейс. Каждую яйцеклетку обрабатывали в среднем за 9 минут 56 секунд — чуть дольше, чем ручной метод, но учёные уверены, что автоматизация сократит время вдвое.
Результаты превзошли все ожидания: четыре из пяти «роботизированных» яйцеклеток успешно оплодотворились, как и все три в контрольной группе. Один эмбрион, созданный системой под управлением нью-йоркского оператора (находящегося за 3700 километров от лаборатории), развился до стадии бластоцисты. После заморозки и пересадки он привел к беременности, завершившейся рождением здорового мальчика. Учёные планируют масштабные испытания с участием сотен пациентов. Если эффективность подтвердится, автоматизация сделает экстракорпоральное оплодотворение более доступным: снизит стоимость, сократит зависимость от квалификации эмбриологов и позволит проводить процедуры в регионах, где не хватает узких специалистов.
Пока это только начало. Чтобы технология стала массовой, предстоит провести ещё множество испытаний с участием большого числа пациентов. Но уже сейчас очевидно: произошёл значительный поворот в развитии репродуктивной медицины.
(Слева) Изображение ядра с многослойными наночастицами с помощью сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (STEM) (справа) Схема наноструктуры core@multi-shell и увеличенное изображение STEM.
Если вы, как и я, любите фильмы, где все летает и выскакивает из экрана, наподобие "Аватара", вы, вероятно, испытывали – или испытываете сейчас – неудобства от специальных 3D-очков. Обман зрения в каждом кадре — это прекрасно, но мы-то хотим видеть мир в его естественной красоте, не надевать странные аксессуары на нос!
Тем не менее, переход на безочковые 3D-технологии может быть сложным, так как они нередко вызывают усталость глаз. Именно здесь и появляются наши супергерои — наночастицы с упконверсией, о которых я упоминал ранее.
Эти уникальные микроскопические структуры имеют ядро, окруженное несколькими оболочками, и способны поглощать инфракрасный свет, излучая красный, зеленый и синий свет (RGB). Простыми словами, они по сути могут «перерабатывать» невидимый свет в яркие цвета, которые мы видим.
Доктор Хо Сонг Чанг и его команда сосредоточились на создании многослойной структуры, которая могла бы гарантировать высокую цветовую чистоту и яркость в одном небольшом пакете. Они сумели добыть такой метод, который вызвал R/G/B люминесценцию от одной наночастицы, что, согласитесь, звучит как магия науки!
Эти наночастицы обеспечивают невероятный охват цветов — до 94,2% от цветового пространства NTSC и 133% от sRGB. Уж лучше и не придумаешь!
Но это не все. Команда KIST уже демонстрирует возможность создания 3D-дисплеев нового поколения с использованием этих удивительных частиц. Представьте себе: прозрачные композиты, которые могут отображать разнообразные цветные изображения, ах!
В конечном итоге, речь идет не только о развлечениях. По словам доктора Чанга, этот прорыв в области наночастиц имеет потенциал стать революцией не только в рынке дисплеев, но также в защитных материалах, предотвращая подделку и фальсификацию. Таким образом, технологии, которые работают сейчас, могут изменить не только наши экраны, но и то, как мы воспринимаем мир вокруг.
Привет, друзья! Сегодня я хочу поднять тему, которая не просто о колесах и машинах, а о будущем, которое мы все хотим видеть, – сокращение углеродных выбросов и чистый транспорт. Знаете ли вы, что производство гибридных и электрических автомобилей стремительно растет? Это определенно шаг в правильном направлении, но как насчет грузовиков и больших автобусов? Вот тут-то и начинается настоящая битва технологий!
Когда речь заходит о тяжелых транспортных средствах, нам необходимо что-то более мощное и долговечное, чем обычные литиевые батареи, которые отлично справляются с легковыми автомобилями. Здесь на сцену выходят водородные топливные элементы – настоящие маги, генерирующие электричество через химическую реакцию водорода и кислорода. Представьте себе: вы только залили топливо, и ваш грузовик уже готов в путь!
Однако стандартные топливные элементы с протонно-обменной мембраной (PEMFC) долгое время сталкивались с проблемами – срок службы и эффективность оставляют желать лучшего. Как в плохих романах: обещания есть, но результаты – сомнительны.
В этом беспокойном мире ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) во главе с профессором Ю Хуаном решили бросить вызов статус-кво. Они разработали новый нано-катализатор на основе платины, который может стать настоящим спасением для тяжелых транспортных средств. Этот катализатор не просто улучшает эффективность; он также делает топливные элементы более долговечными. Да-да, вот оно – решение наших проблем!
Как объясняет Хуан, основная цель их работы – создать архитектуру катализатора, которая предотвратит растворение ценного металла и при этом поддержит высокую каталитическую активность. Вдохновляюще, не правда ли?
Проблема с традиционными катализаторами заключается в том, что платина со временем растворяется, а ее атомы неумолимо объединяются, уменьшая эффективность. Что же придумали ученые? Они создали уникальный дизайн катализатора, заключив наноразмерные частицы платины в защитные графеновые нанопокеты. Представьте, что ваши катализаторы как супергерои в защитных костюмах – они защищены от всех бед!
Исследование показало, что такой катализатор демонстрирует выдающиеся показатели. В начальных испытаниях он сохранил высокую каталитическую активность и продемонстрировал… внимание! – меньше 1,1% потери мощности после 90,000 циклов напряжения! Это значит, что, по оценкам, срок службы этих топливных элементов превысит 200,000 часов. Впечатляет, правда?
Что же дальше? Группа UCLA планирует развивать этот успех, оптимизируя структуру катализаторов и сосредоточив внимание на мембранно-электродных сборках – еще одном ключевом компоненте PEMFC. Дальнейшее развитие таких технологий имеет решающее значение для улучшения производительности и стабильности топливных элементов в реальных условиях эксплуатации.
"Мы на правильном пути!" – уверена команда, которая мечтает о дне, когда тяжелые грузовики на водороде станут нормой на наших дорогах, сокращая углеродные выбросы и улучшая экологическую ситуацию.
Таким образом, с каждым шагом вперед мы все ближе к будущему, где дороги будут заполнены экологически чистыми транспортными средствами, а наш воздух станет чище. И кто знает, возможно, уже совсем скоро мы увидим грузовики, работающие на водородных топливных элементах, проносящимися мимо нас, как герои научной фантастики!
Типичные СЭМ-изображения поперечного сечения напыленных пленок Ti4O7, нанесенных на кремниевые подложки при Ts = 25, 500 и 650 °C.
Технология преобразования солнечной энергии в тепловую продолжает стремительно развиваться, открывая новые горизонты применения. Значительный вклад в эту область внесли исследования, проведенные под руководством профессора Маи Али Эль Хакани в Национальном институте научных исследований (INRS).
Профессор Эль Хакани специализируется на плазменно-лазерных процессах, направленных на разработку наноструктурированных материалов. Его команда в Центре исследований Энергия, Материалы и Телекоммуникации разработала новый фототермический материал, демонстрирующий непревзойденную эффективность в преобразовании солнечного света в тепло. Результаты их работы были опубликованы в журнале Scientific Reports.
На протяжении нескольких десятилетий стехиометрические оксиды титана славятся своими исключительными фотокаталитическими свойствами. Подстехиометрическая форма этого материала, обладающая небольшим дефицитом атомов кислорода, известна как «фазы Магнели», причем определенные составы проявляют разнообразные свойства.
Среди этих фаз Ti4O7 выделяется как наиболее привлекательный вариант, обладающий выдающимися электрическими, химическими и каталитическими характеристиками. Хотя его фототермическое поведение стало предметом изучения лишь в последние годы, прорывные исследования команды профессора Эль Хакани продемонстрировали беспрецедентный потенциал тонких пленок Ti4O7 для суперэффективного фототермического преобразования.
Расширение границ материалов
Одним из основных ограничений в использовании Ti4O7 была синтетическая процедура и конечная форма получаемого материала.
«Традиционно Ti4O7 синтезировался в порошковой форме с использованием термических методов восстановления. Этот подход не позволяет достичь чистой фазы материала, что затрудняет контроль его состава, морфологии и наноструктуры», — отмечает Лойк Пишон, аспирант INRS и главный автор публикации.
«Эти термические методы восстановления обычно приводят к образованию смешанных фаз с несколькими химическими составами, что ограничивает доступ к полному потенциалу чистого материала, особенно в отношении его электрической проводимости». Более того, полученный порошок обычно прессуется в таблетки, что существенно ограничивает размер получаемых электродов до нескольких сантиметров в лучшем случае.
Профессор Эль Хакани и его команда обратились к технике, известной как магнетронное распыление (или RF-магнетронная плазма), чтобы осаждать тонкие пленки этого материала в виде покрытий. Этот процесс осаждения тонких пленок обычно применяется в полупроводниковой промышленности.
«Покрытие Ti4O7, осажденное таким образом (пленки толщиной всего несколько сотен нанометров), кардинально изменяет поверхностные свойства подложки, которая может варьироваться по размеру или составу, начиная от металлических пластин и заканчивая кремниевыми или стеклянными пластинами», — поясняет профессор Эль Хакани.
«Научные результаты нашей работы представляют собой значительный вклад, поскольку они впервые устанавливают фундаментальную взаимосвязь между оптической поглощательной способностью пленок Ti4O7 и их эффективностью фотопревращения», — добавляет профессор Эль Хакани.
Обеспечивая контролируемое осаждение пленок Ti4O7 на различных подложках, исследователи INRS открывают двери для множества значительных приложений. Пленки Ti4O7 готовы сыграть ключевую роль в разработке высокоэффективных анодов для дезинфекции воды, содержащей стойкие загрязнители.
Эти коррозионно-стойкие и высокопроводящие электроды также востребованы в электрохимических процессах, связанных с производством водорода и аммиака, которые являются важными секторами экономики Квебека. Благодаря своим исключительным способностям фототермического преобразования, эти покрытия идеально подходят для создания умных отопительных окон, предлагая значительные преимущества в плане экономии затрат и энергоэффективности.
"Способность создавать тонкие фототермические покрытия на достаточно больших поверхностях открывает особые перспективы для пассивной десалинации в нишевых приложениях, использующих только прямой солнечный свет и не требующих внешнего электрического энергопитания, в отличие от традиционно применяемого процесса обратного осмоса", — заключает профессор Эль Хакани.
Как это часто бывает в науке, мы заглянули в прошлое – и там обнаружили настоящие сокровища! Исследователи, возглавляемые командой из STFC RAL Space и Имперского колледжа Лондона, провели глубокое наблюдение за Вселенной, используя инфракрасный свет. Их результаты показали, что существуют скрытые галактики, которые могут "сломать" нынешние модели галактической численности и эволюции. В угаре суспензии можно было бы сказать: "Галактики, скрывающиеся от нас как подростки от домашних заданий!"
Но это ещё не всё! Эти потенциальные галактики могут предоставить недостающий элемент в головоломке, указывая на источник энергии во Вселенной, испускаемой в инфракрасном свете. Подсчет света, который они излучают, может помочь познать, сколько энергии на самом деле существует в нашей Вселенной – представляете, сколько всего можно забыть в этих затерянных уголках космоса?
Исследователи произвели свой глубокий обзор, накладывая 141 изображение друг на друга, создавая вышеназванное Herschel-SPIRE Dark Field – более глубокий снимок далекого инфракрасного неба, чем когда-либо прежде. Он в пять раз глубже предыдущих наблюдений, что позволило увидеть самые тусклые галактики, где футболисты-новички, а не звезды, формируют большинство новых звезд в космосе. Да, да, вы не ослышались!
По словам доктора Кріса Пирсона, такое глубокое изучение позволяет "проникнуть ниже предела, который мы обычно можем увидеть" и, возможно, открыть совершенно новую популяцию галактик, которые вносят вклад в тот самый слабый свет, который мы наблюдаем во Вселенной.
Конечно, вся эта красота имеет свою сложность. Ведь отдельные галактики начали сливаться, как неразлучные близнецы! Это и усложнило задачу извлечения нужной информации. Томас Варниш из MIT рассказывает, что команда использовала статистические методы, чтобы обойти эту путаницу и выяснить основное распределение галактик. Ничего себе химеры, правда?
Скрытые галактики теперь стали нашим новым вызовом. Если они действительно существуют, это значит, что нам предстоит пересмотреть все, что мы знаем о наших галактических друзьях!
Исследователи теперь настроены подтвердить существование этой новой популяции галактик с помощью других обсерваторий. Их мечта – расшифровать природу этих темных и пыльных объектов и понять, какую роль они играют в эволюции Вселенной.
Доктор Пирсон напоминает нам, что мы видим лишь половину истории нашей Вселенной через традиционные телескопы. Да-да, дорогие астрономы, пора вооружиться инфракрасными луками и стрелами! Чтобы полностью понять всю сложность и эволюцию космоса, нам нужно наблюдать его во всех возможных диапазонах света.
Таким образом, новейшие исследования неизменно открывают двери в загадочный мир астрономии и, возможно, нам действительно удалось заглянуть за завесу скрытых галактик. Кому-то может показаться, что время от времени нам нужны разведчики. Но помните, если вы столкнетесь с скрытыми галактиками, это не значит, что вы попали в что-то из фильмов о супергероях! Просто будьте осторожны, исследуя тусклый свет космоса, и вы можете найти для себя много удивительного!
