От спътник на Плутон до хамбургери с изкуствено месо – за какви научни събития и технологии ще говорим през 2015-а.
Още през 2007 година американският апарат „Даун“ замина на пътешествие към най-интересните тела от Главния астероиден пояс – Веста и Церера.
Той посети Веста през 2011–2012 г., а при Церера ще пристигне през април тази година. Това е най-масивният обект в астероидния пояс – диаметърът му без малко е 1000 километра.
Масата на Церера е достатъчна, за да може под въздействието на гравитацията на нея да се формира вътрешна структура, подобна на структурата на нормална планета, със собствено тежко ядро и сравнително лека ледена мантия.
Подобно на зародиш, така и никога не успял да дорасте до пълноценна планета от Слънчевата система, Церера ще позволи по-добре да се разбере тяхната еволюция. Всъщност това е естествена проба космическо вещество, съхранена тук недокосната почти 5 млрд. години.
Откъде в Слънчевата система се е взела водата? Как са се появили планетите и защо някои от тях така и не са образували нещо подобно поне на Марс?
На тези въпроси ще ни помогне да си отговорим още едно „джудже“ – Плутон. Заедно със своя спътник Харон той ще стане обект на наблюдение на сондата „Нови хоризонти“, която пътува към него почти девет години.
Не толкова отдавна лишен от статут на пълноценна планета, днес Плутон се смята за обект от пояса на Кайпер – хипотетична област в далечните граници на Слънчевата система, „мъгла“ от амоняк, метан и вода, от която към нас прелитат ледени комети.
Тук, на 4,5 млрд. километра от Земята, „Нови хоризонти“ ще извърши няколко сближения с Плутон и Харон в опит да състави първата карта на тяхната повърхност и да установи състава, да опита да намери на планетата джудже атмосфера, и да се отправи по-далече – в пояса на Кайпер.
„Жълтата” Луна
В рамките на набелязаната за 2015 година мисия Chang’e 4 на Луната ще кацне вторият китайски луноход. Проектът трябва да развие успеха от 2013 година, когато на спътника кацна спускаемият модул Chang’e 3, станал първият апарат, извършил меко прилуняване след съветската мисия „Луна-24“, завършила в далечната 1976 година.
Успехът се оказа частичен – луноходът премина в спящ режим и вместо планираните три месеца работи с прекъсвания около два. Новият луноход ще позволи на китайските конструктори да отработят нови решения на старите проблеми преди амбициозната мисия през 2017 година, в хода на която трябва да бъдат събрани и доставени на Земята образци лунен грунт.
Нов надуваем модул на МКС
2014 година отбележи важен етап в развитието на частната космонавтика – ако доставката на товари на орбита и на МКС от частни компании започнаха още преди няколко години, то миналата година НАСА окончателно утвърди планове и им поръча и пилотирани полети.
Фаворити в тази надпревара станаха SpaceX и Boeing, които активно изпитват своите кораби Dragon V2 и CST-100, предвидени за екипажи до 7 души. През 2015 година в тази насока ще бъде направена следващата крачка – на МКС ще се появи първият „частен“ модул.
Неговите практически задачи на станцията остават неясни – един от ръководителите на НАСА съобщи едва, че астронавтите „ще се появяват в модула няколко пъти годишно за събиране на данни“. Но за Bigelow това е нова важна крачка и отработване на технологии.
Независимо от това и възникващите трудности и задръжки, компанията упорито се движи към главната си цел – разгръщане на собствена станция на орбита за провеждане на изследвания и за туристи, желаещи да прекарат уикенда по-далечко от Земята с нейните далечни от високата наука проблеми.
В търсене на гравитационни вълни
Столетие след като Алберт Айнщайн за първи път е озвучил разпоредбите на общата теория на относителността, те са станали основа за цялата съвременна физика – и някои напълно практични технологии.
И макар че много важни предсказания на ОТО са потвърдени с поразителна точност, други от тях продължават да остават недоказани в наблюденията. Например не могат да бъдат открити гравитационните вълни – неравности на тъканта на пространство-времевия континуум, създавани от масата, движеща се с променливо ускорение.
Възможно е това епохално откритие да бъде направено благодарение на проект, стартиращ през 2015 година. С улова на гравитационни вълни на Земята ще се заеме двойката експерименти Advanced LIGO и Advanced VIRGO, които ще повишат чувствителността на обсерваториите LIGO и VIRGO, действащи в САЩ и Европа вече не една година.
Рязкото увеличение на чувствителността дава надежда за улавянето на най-малкото изменение на разстоянието до специалната мишена, което може да бъде предизвикано от преминаването през нас на гравитационни вълни, родени от някоя далечна свръхнова.
В същото време в Космоса ловът на гравитационни вълни ще бъде открит от европейската сонда LISA Pathfinder, чийто старт е планиран за юли. Апаратът ще стане предвестник на по-сериозна мисия на LISA. Излизайки на орбита, той ще следи два скрити на борда му двакилограмови куба, отбелязвайки най-малкото отклонение в разстоянието между тях.
В LISA тестовите маси ще се разделят от милиони километри, а в нейната предшественичка – десетки сантиметри. Но LISA Pathfinder ще позволи отработването на системата за свръхточно измерване на разстоянието с помощта на лазерна интерферометрия и други необходими технологии.
Ваксина срещу ебола
Епидемията от хеморагична треска ебола – едно от най-опасните инфекциозни заболявания – сериозно наплаши медиците от САЩ и Европа. По данни на Световната здравна организация към 24 декември 2014 година в трите западноафрикански страни се наблюдава пълноценна епидемия, а отделни случаи са фиксирани в САЩ и Европа.
Броят на заразените се приближава към 20 000 души, а жертвите са над 7500. Екстрените мерки, взети от някои държави през изминалата година, са позволили значително да се задържи разпространението на вируса.
Но най-големите надежди вселява невероятната активност по създаване на ваксина срещу вируса. Процесът, обикновено изискващ няколко години работа, е съкратен до броени месеци. В Швейцария и Великобритания, в САЩ и Мали активно се изпитват препарати, разработвани от фармацевтичната компания GlaxoSmithKline съвместно с Националния институт по алергични и инфекциозни заболявания (NIAID) и канадската Агенция за обществено здраве (PHA).
В последните дни на 2014 година за създаването на собствена ваксина съобщи и петербургският Институт по грипа към руското Министерство на здравеопазването.
И макар че нито едно от тези средства още не е преминало пълноценни клинични изследвания, масовото производство на поне едно от тях може да започне още през близките месеци – лекарите, работещи в Западна Африка, на „фронта“ на борбата с епидемията, остро се нуждаят от защита.
Като цяло дори вдигналите световна тревога медици от СЗО гледат на ситуацията оптимистично. Очаква се, че още в средата на новата година ще бъдат готови стотици хиляди дози ваксина.
Големият адронен колайдер тръгва на повишена мощност
Един от най-мащабните и скъпи експерименти в историята като цяло вече е изпълнил своята задача. С откриването през 2012 година на отдавна предсказвания Хигс бозон – квантовото поле, надаряващо с маса останалите частици – физиката на елементарните частици, от която се състои обичайната материя, общо взето се събира в цялостна и непротиворечива картина. Но и в новата година на Големия адронен колайдер ще се открият немалко интересни дела.
През март 2015 г., след две години модернизация, ускорителят ще тръгне на мощност, почти двойно надвишаваща нивото на използваната в лова на частицата на Хигс – 13 тераелектронволта. Ремонтирани и обновени са всички четири основни детектора на колайдера – всичко е готово за новия тригодишен цикъл експерименти.
Сред наблюденията, които ще позволи обновеният адронен колайдер, особено интересни ще бъдат търсенията на свидетелства за суперсиметрия. Според тази теория всяка частица преносител на взаимодействие има двойник – например за фотона може да се намери хипотетичният (и доста тежък) фотино.
Възможно е да се открият дори частиците на тайнствената тъмна материя, която в нашата Вселена е къде повече от обичайната, включително фотони, бозони и целият останал „зоопарк“.
Високоскоростен канал за предаване на данни между Европа и САЩ
Забележителните нови възможности на ускорителя ще създадат и нови интересни проблеми – Големият адронен колайдер ще събира такива обеми данни, които доскоро дори ни беше трудно да си представим – от порядъка на 40 петабайта годишно.
Но за науката като цяло и това е едва капка в морето. Все по-мащабни обсерватории, все по-точни инструменти подават такова количество информация, за съхранението на която се налага да се въвеждат нови и нови обеми памет – и все „по-дебели“ канали за връзка.
Преди известно време един от главните оператори на суперкомпютри в света – американското Министерство на енергетиката (DOE), свърза цяла редица изследователски центрове в САЩ в собствена скоростна линия – ESnet, с пропускателна способност 100 Гбит/с.
Но във взаимодействието с европейски колеги и досега им се налага да се примиряват с „тясно място“ – Атлантика. В настъпващата година този проблем ще бъде решен – нов оптичен кабел ще свърже Бостън, Ню Йорк и Вашингтон с Женева, Лондон и Амстердам.
Пропускателната способност на този канал ще достигне 340 Гбит/с – десет пъти повече от съвременните възможности. Според изчисленията това ще бъде достатъчно не само за новия колайдер, но и за такива ресурсоемки области като климатология, геномика и астрофизика. Или поне до появата на нови мегаексперименти.
Климат: затоплянето продължава
Наскоро Световната метеорологична организация (СМО) озвучи прогнозата си за 2015 година. Според очакванията на климатолозите средногодишната температура на планетата ще бъде с 0,22–0,46°С над средното за 1981–2010 година ниво.
Годината може да стане една от най-горещите, като се започне от 1880 година, като счупи рекордите на отминалата 2014 г., която на свой ред надмина предишната рекордно гореща 2013-а.
Докато валутният курс скача тук-там, затоплянето продължава и експертите от СМО обещават бъдещо затопляне на Тихия океан, топене на арктичните ледове и ръст на концентрацията на парникови газове в атмосферата.
Авиация: безкрайният безпилотен апарат
„Псевдоспътникът“ Zephyr ще се задържи във въздуха три месеца. През 2014 г. безпилотният апарат успешно премина 11-, а след това и 35-дневно изпитание, а за края на 2015 година е планиран поредният рекорден полет с продължителност вече 90 дни.
Апаратите с двойно предназначение се разработват от британската компания QinetiQ, погълната от концерна Airbus, и са изчислени за работа при температура от 40 до -80°С, на височина до 18 километра. Те трябва да станат надеждна въздушна платформа за разузнаване и връзка – 22-метровите въглеродни крила са покрити от слънчеви батерии, зареждащи обемни Li–S акумулатори, които обезпечават полет през нощта.
Хранене: не-истинско месо
В продажба ще бъдат пуснати хамбургерите Beast Burger с изкуствено месо. Компанията Beyond Meat е станала истински бич за ресторантьорските критици още през 2012 година, когато най-опитните експерти не успяха да отличат истинско пилешко месо от изкуствено, получено от растителни суровини.
През 2014 година технологията беше използвана за производството на „вегетарианско телешко“, а през февруари 2015-а компанията планира да пусне на пазара хамбургерите Beast Burger, обогатени с омега-наситени мастни киселини, желязо, калций и витамини.
3D печат: на пазара излиза HP
Редицата на производителите на 3D принтери ще бъде попълнена от супергигант с капитал над 100 млрд. долара. Още през есента на миналата година НР обяви, че Hewlett-Packard Enterprise ще се фокусира върху софтуер за B2B и B2G, а HP Inc. ще се заеме с компютри и печат.
Почти едновременно компанията анонсира нови технологии за 3D печат, включително принтерите Multi Jet Fusion, печатащи с резолюция 20 мкм, при това десет пъти по-бързо и два пъти по-евтино от съществуващите аналози.
Те трябва да излязат на пазара през 2016 година, а през 2015-а ще бъдат подложени на всестранни тестове.
