Как в 1950-х люди представляли себе наше ядерное будущее.

В 1950-ых годах ядерная энергия была чем-то совсем новым и удивительным, в те времена еще никто не представлял себе всех опасностей, которые несет в себе радиация. Вместо этого люди мечтали о том, что бы устанавливать ядерные реакторы во все, что может двигаться, начиная от автомобилей и заканчивая самолетами и дирижаблями.




В настоящее время ядерные реакторы используются в качестве источников энергии двигателей некоторых типов судов и транспортных средств. В первую очередь это субмарины, ледоколы и авианосцы - морские суда, в которых достаточно просто реализовать охлаждение реактора с помощью забортной воды. Даже марсоход следующего поколения Curiosity будет полагаться на ядерный, термоэлектрический радиоизотопный источник энергии, а не на солнечные батареи, как это делали аппараты предыдущего поколения, Spirit и Opportunity.




Конечно, мы еще не разъезжаем на автомобилях на ядерной энергии, но люди все больше начинают ездить на электромобилях, которые в большинстве случаев используют энергию, выработанную ядерными электростанциями.

Вряд ли у человечества могла быть такое ядерное будущее, каким его видели в 1950-х, но, можно сказать, что некоторые их прогнозы полностью реализовались. А проведя еще ряд научных исследований и инженерных разработок, учтя опыт произошедших ядерных катастроф, у человечества действительно может быть достаточно безопасное ядерное будущее.

Пористый углерод может стать основой будущих суперконденсаторов.

Исследователи из Техасского университета разработали технологию изготовления и получили образцы углерода, который имеет сложную губкообразную трехмерную структуру,благодаря чему он может использоваться в качестве обкладок (электродов) будущего поколения суперконденсаторов. Суперконденсаторы - это электрические конденсаторы огромной емкости, превосходящие по всем параметрам даже самые совершенные аккумуляторные батареи. Их способность моментально принимать и отдавать электрический заряд делает их весьма перспективными для использования в энергетических сетях, электромобилях и электронной технике.

"Мы синтезировали углерод со структурой, подобной структуре губки, имеющий площадь поверхности 3.1 квадратный метр на грамм вещества. Электрическая проводимость этого углерода так же была повышена в несколько раз по сравнению с простым углеродом, графитом" - рассказывает ведущий исследователь, профессор Родни С Руофф (Prof Rodney S Ruoff). - "Процессы и технологии, использованные нами, полностью масштабируемы и могут быть легко реализованы на уровне массового производства такого материала".

Процесс, разработанный техасскими учеными для производства нового вида углерода, использует источники мощного микроволнового излучения. Энергия этого излучения расслаивает обычный графит, на короткое время превращая его в окись графита. Эта окись графита, опять же под воздействием микроволнового излучения, моментально распадается, вступая в реакцию с соединением калия, которое, в свою очередь преобразуется в гидроокись калия. В результате получается углеродная "губка" состоящая из огромного количества микроскопических отверстий, заполненных гидроокисью калия, которая при растворении водой выступает в качестве токопроводящего электролита.

Сотрудники Национальной лаборатории Брукхевена, используя электронные микроскопы с высокой разрешающей способностью, провели анализ полученных образцов углеродного материала. Они подтвердили, что новый материал имеет очень сложную трехмерную структуру, стенки которой состоят в основном из углерода толщиной в один атом, здесь достаточно уместно вспомнить пресловутый графен или углеродные нанотрубки, обладающие очень высокой электрической проводимостью.

Представители Техасского университета уже подали заявку на патент изобретения в Американское патентное бюро. А результаты этих исследований были изданы в одном из последних выпусков журнала Science.

Миниподлодка

С аквалангом, я думаю, ныряли многие, а вот способ подводного погружения в субмарине удовольствие, доступное лишь избранным. По крайней мере, пока. Возможно, уже скоро, каждый желающий сможет прикупить себе компактную подводную лодку, пусть и не такую, которая позволит покорять морские глубины, но довольно удобную для изучения морской флоры и фауны. Так недавно на территории Франции изобрели и испытали новую мини-подлодку под названием Scubster. Пока что это прототип, выпущенный фактически в единственном экземпляре, но кто знает, может после удачных выступлений на соревнованиях лодка заинтересует состоятельных инвесторов, и они захотят выпускать её серийно.


Разработка и изготовление рабочего образца данной подводной лодки проходило в рамках партнерства EndlessFlyers, а также научно-технических университетов Тоулан и SUPMECA et ISITV. Вообще же идея и конструкция лодки была разработана Мин-Лок Труонг (Minh-Lôc Truong). Созданием рабочего аппарата вплотную занимались специалисты из группы Стефана Руссона (Stéphane Rousson), который ранее прославился, как изготовитель дирижабля, приводимого в движение мускульной силой человека.



Итак, что же собой представляет новая подводная лодка? По сути, это тот же велосипед, только предназначенный для перемещения не по дорогам, а по воде или под её поверхностью. Аппарат представляет собой обтекаемый корпус в форме рыбы, в передней части которого установлена прозрачная кабина из прочного стекла. В корме имеется оперение и руль глубины, а также направления. По бокам аппарата находится пара винтов, за счет которых подводная лодка приводится в движение. Что характерно, винты вращаются самим лодочником, который располагается в кресле кабины и крутит педали. Вращательная энергия от педалей через специальный ремень, который был заимствован от велосипеда Strida, передается на винты подводной лодки. Есть информация, что в лодке предусмотрена возможность переключения передач.



У этого чуда инженерной мысли пока ещё уйма недостатков. Например, корпус подводной лодки не является полностью герметичным, поэтому дышать аквалангисту-пилоту придется через кислородную маску. Воздух в неё подается из баллона, установленного в корпусе Scubster. Для управления движением этой подводной лодки её оборудовали велосипедным рулем и несколькими рычагами. Пилот может менять направление перемещения, как по вертикали, так и по горизонтали. Также, как сообщается, для удобства ориентирования под водой в кабине пилота этой субмарины установлены навигационные устройства. Корпус лодки имеет размеры 4.2х2.4х1.5 метров и выполнен из стекловолокна. Скорее всего, она настолько легкая, что может быть запросто водружена на легковой автомобиль в целях транспортировки.

В настоящий момент в водных просторах, расположенных рядом с французской Ниццей данная субмарина прошла серию успешных испытаний. Испытателем стал сам Стефан Руссон. По его словам лодка позволит разгоняться под водой до 10 км в час и такой скорости невозможно достигнуть, лишь в одном гидрокостюме, в ластах и с баллоном на плечах. Глубина погружения тоже приличная и достигает 6 метров. В настоящее время новая педальная подводная лодка “доводится до ума”.

Опционально пилотируемые аппараты

Как, видимо, ясно из названия, «опционально пилотируемые аппараты» (Optionally Piloted Vehicle, OPV) могут прямо в полете переходить от полностью автоматического режима полета к управлению пилотом, находящимся на борту.

Представленный Northrop Grumman аппарат Firebird в базовой конфигурации представляет собой новый разведывательный дрон со вполне внушительной грузоподъемностью (562 кг). По заявлению компании, подсоединение совместимой аппаратуры для связи, разведки и наблюдения происходит не сложнее, чем подключение модуля флэш-памяти к компьютеру: новое оборудование автоматически распознается и устанавливается системой. При размахе крыльев в 19,8 м и длине 10,3 м Firebird несет на борту пару двигателей Lycoming TEO-540 и способен работать на высоте до 9 км, выполняя миссии продолжительностью от 24 до 40 часов.

Но самое интересное, что не позднее начала июня компания обещает представить и версию аппарата в «новом формате» OPV. Презентация пройдет в рамках запланированных американской армией учений в Аризоне. Это событие может означать, что OPV-системы, получившие некоторое распространение при использовании в исследовательских целях, могут найти применение и при решении военных задач. И скоро где-нибудь в небе на Азией или Африкой вполне могут появиться не только самолеты и беспилотники, но и такие «полу-пилотируемые» аппараты.

Аппарат ExoPlanetSat

Аппарат ExoPlanetSat построен Лабораторией им. Дрейпера и Массачусетским технологическим институтом (MIT). Устройство представляет собой три типовых наноспутника CubeSat, спаянных в единую конструкцию. Ширина и высота получившегося устройства составляют 10 см, а длина — 30 см.

«Мини» до отказа напичкан оборудованием. Ключевым является прибор для получения изображений, работающий на пьезоэлектрических приводах, которые питаются от солнечных батарей и действуют независимо от самого спутника. Не менее важной составляющей называется авионика: для поиска экзопланет необходимо поддерживать устройство в стабильном положении.

Механизм поиска основан на наблюдении за изменениями звёздной величины, что может свидетельствовать о наличии планеты, обращающейся вокруг звезды. Если планета встаёт между следящей оптикой и звездой, последняя немного «тускнеет».

Детище американских инженеров не собирается переходить дорогу старшим товарищам по миссии — таким как орбитальный телескоп «Кеплер». У него сугубо вспомогательная роль. Если «Кеплер» отслеживает одновременно 150 тыс. объектов, то ExoPlanetSat будет «мониторить» лишь самые перспективные звёзды, рассказывает профессор MIT Сара Сигер.

Хотя наноспутники запускаются уже несколько лет, им впервые поручили такую ответственную задачу. Преимущества очевидны: за отнюдь не астрономическую сумму (ExoPlanetSat стоит $5 млн) специалисты получили полноценный исследовательский инструмент. В дальнейшем на поиск экзопланет можно будет отправить целую армаду ExoPlanetSat-подобных аппаратов, которые за счёт количества должны перекрыть качество телескопов-одиночек.

На человеческой тяге: Четыре ротора и один испытатель

Внешне аппарат Gamera на традиционный вертолет совсем не похож. Он оснащен четырьмя 13-метровыми роторами, по одному на каждом конце пары сходящихся под прямым углом несущих рам из легкого и прочного углепластика.

Масса всей конструкции не дотягивает и до сотни килограммов, даже с учетом собственного веса первого пилота Gamera, студентки Джуди Векслер (Judy Wexler), которая, усевшись в центре, приводила роторы в движение, вращая педали и ручные рычаги. После первых попыток Веслер удалось оторваться от земли и, поднявшись на несколько сантиметров, продолжать этот «полет» около четырех секунд.

На первый взгляд, показатель этот совершенно не впечатляет. Но авторы достижения с этим не согласятся: «Мы в полном экстазе», - заявил глава группы разработчиков Gamera Брендон Буш (Brandon Bush). В самом деле, ради этих четырех секунд работала команда из 50-ти человек. Целью своей они ставили получение 250 тыс. долларов премии Sikorsky Prize, назначенной Американским вертолетным обществом за создание первого аппарата вертолетного типа, приводимого в движение одной лишь мускульной силой.

Увы, выполнить требования для победителей создателям Gamera не удалось: такой полет должен продолжаться минимум минуту, причем аппарат не должен вылететь за пределы квадрата со стороной 10 м и в максимальной точке достичь высоты 3 м.

Но и текущее достижение – значительное событие. До сих пор с момента обнародования условий Sikorsky Prize в 1980 г. задача представлялась столь сложной, что даже попыток побороться за приз было сделано совсем немного. И все они были почти столь же скромными, чем показатели Gamera: текущий рекордсмен (внешне схожий с Gamera аппарат Yuri I) смог в ходе официальной демонстрации подняться на 20 см и лететь в течение 19,6 с. В то же время, демонстрационный полет Gamera стал лишь первой, пока неофициальной, попыткой. И у разработчиков его большие надежды – и большие планы.

Авиамодель полукопия Su 34

Антигравитация

Ученые из CERN объявили о том, что им удалось поймать в ловушку 309 атомов антиводорода и удержать их там на протяжении 15 минут. Этого времени вполне достаточно для проведения самых разнообразных экспериментов, в частности направленных на то, что бы выяснить, подчиняется ли антивещество закону тяготения, падает ли оно под воздействием гравитации, подобно обычной материи. И ответив на этот вопрос, ученые собираются вплотную приблизиться к обнаружению явления антигравитации.

Ответ на вышеприведенный вопрос еще никогда не проверялся экспериментально, что связано с трудностями создания и сохранение антивещества длительное время. Но вероятнее всего, что антиматерия "упадет вниз" точно так же как и обычная материя. Ученые прогнозируют это исходя из того, что антивещество, несмотря на все его "анти-" свойства, наполнено обычной энергией, даже несмотря на его противоположный заряд, и должно повиноваться самым общим физическим законам. Падающее антивещество означает нарушение закона сохранения энергии.

Однако, если антивещество продемонстрирует антигравитацию, это будет иметь огромное значение для объяснения некоторых особенностей строения нашей Вселенной. Как предполагается, во Вселенной существует равное количество вещества и антивещества, только вот во всей наблюдаемой части Вселенной мы видим только обычное вещество. Если будет обнаружено, что вещество и антивещество взаимно отталкиваются, это будет означать, что в некоторых областях космоса, до которых еще не добралось человечество, можно будет найти целые галактики из антивещества. Это так же сможет объяснить, почему Вселенная не просто расширяется, а делает это с возрастающим ускорением.

В любом случае пока ученым CERN остается лишь высказывать смелые предположения и выдвигать теории. А через два-три месяца, требующихся на подготовку, будет проведен эксперимент , в ходе которого в ловушке будет собрана целая капля антиводорода и будут проведены наблюдения за тем, в какую же сторону она будет падать. Если она будет падать вниз, то это будет означать то, что известные физические законы "остаются на месте", и, вероятнее всего, антигравитационный скейтборд когда-нибудь станет реальностью.

Концепт дома-капсулы

Вообразите себе, что Ваше жилище может быть переброшено вслед за Вами, по воздуху или по морю, вне зависимости от того, куда Вы собрались, то ли в командировку в дальние края, то ли на отдых к морю. Звучит, конечно, заманчиво. Эта идея легла в основу концепта Living Roof capsule, мобильного самодостаточного жилища.




Living Roof capsule - легкий жилищный блок длиной около 10 метров. Он предназначен для установки на плоских крышах зданий, какие в изобилии имеются в любом городе. Благодаря солнечным батареям, расположенным на поверхности Living Roof, и ветрогенераторам, этот блок в состоянии сам себя обеспечить достаточным количеством энергии. Система сбора дождевой воды и конденсата обеспечивает питьевую и хозяйственную воду, делая модуль практически независимым от любых внешних систем снабжения. Полная независимость модуля от местоположения делает процесс переноса максимально простым, достаточно только вызвать транспортников, которые будут оказывать подобные услуги.




Внутренняя начинка Living Roof capsule использует множество уловок для максимизации жизненного внутреннего пространства. В первую очередь - это внутренности модуля, которые могут трансформироваться в широких пределах, к примеру, в стол, в кровать, а в случае необходимости и убираться совсем, освобождая место для физических упражнений.