Новейшие изобретения и неожиданные открытия со всего мира: электросамолеты, фабрика на Луне и новые источники энергии

Прошли те времена, когда подлодки были крайне тесными, душными и неуютными. На самых больших современных субмаринах для комфорта экипажа строят даже теннисные корты и сауны с бильярдами. Однако конструкторы австрийской компании Migaloo решили пройти по этому пути до самого конца и представили проект 166-метровой «подводной суперъяхты» M5, на борту которой есть бассейн, кинотеатр, вертолетная площадка и все прочее, без чего по-настоящему богатые люди не могут жить.

При этом судно способно погружаться на глубину до 250 м и оставаться под водой четыре недели подряд, двигаясь на скорости до 12 узлов (около 22 км/ч). По словам главы Migaloo Кристиана Гумпольда, такая возможность обеспечивает непревзойденный уровень безопасности и приватности для хозяев и гостей, позволяя им развлекаться без боязни попасть в объективы папарацци.

Американские ВВС завершили трехмесячные испытания электросамолетов ALIA, включавшие проведение более 50 тестовых миссий по доставке грузов, эвакуации персонала и т.п. По итогам проверок военные объявили о намерении закупить такие машины для собственных нужд, хотя детали будущего контракта, включая сроки и объемы поставок, пока не определены.

Минобороны США остается одним самых крупных загрязнителей атмосферы в мире, и в рамках снижения этого воздействия реализует долговременную программу Agility Prime для внедрения летательных аппаратов с электродвигателями – в ее рамках и планируется сделка с компанией BETA Technologies, производителем ALIA.

В июне в Нью-Йорке откроются первые точки сети Aescape – стартапа, создавшего роботизированный массажный стол. В систему встроено 20 программ: для восстановления после занятий спортом, для расслабления и т.п. Предварительно она проводит сканирование тела, составляя его 3D-модель по более чем 1,1 млн точек и определяя ключевые участки для обработки, и лишь затем в дело вступает пара ловких манипуляторов.

Рыб принято считать немыми, хотя многие из них издают звуки, порой даже доступные человеческому слуху. 12-миллиметровые малышки Danionella cerebrum и вовсе достигают опасной громкости 140 дБ – как у реактивного двигателя.

Немецкие биологи заинтересовались, как такие крошечные рыбки создают настолько мощный звук. Обнаружилось, что для этого мускулы данионелл разгибают ближайшую к плавательному пузырю пару ребер, «зацепляя» их за специальный хрящевой вырост. Как только сцепка разрывается, вырост ударяет в пузырь, словно палочка по барабану, после чего процесс повторяется.

Еще в конце 2022 года физики из Национального комплекса лазерных термоядерных реакций США (NIF) объявили, что им впервые удалось получить в таком превращении больше энергии, чем было затрачено на реакцию. Однако многие детали работы были обнародованы лишь недавно: после долгого рецензирования журнал Physical Review Letters наконец опубликовал пять статей, подготовленных физиками NIF.

Выяснилось, что для достижения результата ученые использовали лучи сразу 192 высокоэнергетических лазеров, сфокусированные на мишени диаметром около 1 мм – полом цилиндре с капсулой, содержащей 220 мкг дейтерия и трития. Этот цилиндр, хольраум, можно увидеть на фото, в центре петли, которая обеспечивает криогенное охлаждение. Под действием лазеров он активно испускал рентгеновские лучи, которые вызвали нагрев и сжатие топлива, заставив протоны сливаться. Давление при этом достигало 600 млрд атмосфер, а температура – 151 млн градусов, намного больше, чем в недрах Солнца.

Летом 2024 года состоится запуск миссии NASA LISA-T, четвертой по программе Pathfinder Technology Demonstrator, в рамках которой идет отработка перспективных технологий для малых спутников: их энергетики, связи, движения. Одной из новинок, которую планируется испытать на орбите, станут солнечные панели линейки Titan, разработанной компанией Ascent Solar Technologies.

Их главное достоинство – гибкость: такую панель можно свернуть перед стартом, сэкономив немало места, и раскрыть уже в космосе. Кроме того, система на основе селенида меди-индия-галлия обещает повышенную в сравнении со стандартными решениями производительность, превращая в электричество до 17,55% падающей энергии. Панели Titan собираются из отдельных модулей площадью около квадратного фута, весом 10 г и производительностью около 17 Вт.

На востоке Антарктиды, в Земле Королевы Мод, ученые нашли множество хондритовых сферул – угольных частиц, которые свидетельствуют о падении метеорита. Ученые из Кентского университета, исследовав более сотни таких образцов, доказали, что это был астероид диаметром более 100 м, встреча нашей планеты с которым состоялась где-то между 2,3 млн и 2,7 млн лет назад.

Такое событие не сравнится по масштабам с наиболее крупными столкновениями в истории Земли. Однако небесное тело смогло достичь поверхности и ударить прямо в лед, оставив ясные следы падения астероида средней величины, самые древние из известных на сегодняшний день.

В 2022 году мы рассказывали о начале испытаний новой системы генерации энергии, которая была разработана шведскими инженерами из Minesto. Она использует пару 28-тонных подводных кайтов Dragon 12 (цифра указывает на размах их крыльев в метрах), прикрепленных ко дну металлическими кабелями.

Устройства были смонтированы в узком фьорде с сильными подводными течениями и удерживались на тросах, словно воздушные змеи, решившие жить под водой. Ток воды вращает их турбины, позволяя вырабатывать энергию, а умная система управления перемещает кайты туда, где течение сильнее. И вот теперь, после необходимых тестов и проверок, систему подключили к энергосетям – теперь она снабжает электричеством жителей Фарерских островов на севере Дании. А компания-разработчик начала активное продвижение своих технологий на других подходящих рынках, от Скандинавии до Новой Зеландии.

После трагической гибели уникального самолета сверхвысокой грузоподъемности Ан-225 «Мрия», который был построен еще в СССР в единственном экземпляре, перевозить особо крупные и негабаритные грузы по воздуху оказалось некому. Тем временем потребности в таких перевозках растут, в том числе благодаря развитию ветроэнергетики: лопасти генераторов там становятся все больше, порой их длина намного превышает сотню метров.

Перевозить подобные грузы по дорогам общего пользования крайне непросто: они не вписываются в повороты. Удовлетворить спрос собирается стартап Radia, запущенный при Массачусетском технологическом институте (MIT).

Здесь конструируют самолет Radia WindRunner, который в длину превзойдет даже советскую легенду: 108 м от носа до хвоста (против 84 м у «Мрии»). Чтобы получить дополнительное пространство, кабину пилотов приподняли над основной частью фюзеляжа, в итоге полезный объем достиг 8200 куб. м – в разы больше, чем у той же «Мрии». И хотя грузоподъемность WindRunner не настолько велика, у него на борту можно разместить лопасти длиной до 105 м и доставить их на расстояние до 2000 км. Самолет способен использовать взлетно-посадочную полосу стандартной длины, до 1800 м, что позволит обслуживать ветряки, расположенные в плохо освоенной местности. Пока это лишь проект, но компания уже получила более 100 млн долларов инвестиций и бодро взялась за реализацию.

Вскоре в швейцарских Альпах к небу поднимется башня Tor Alva, которая станет самым высоким сооружением, когда-либо построенным с помощью 3D-печати. Проект разработан архитекторами Майклом Хансмайером и Бенджамином Дилленбургером совместно с инженерами из Федерального института технологии в Цюрихе (ETH Zurich).

Для башни уже напечатали 8 из 32 модулей-колонн. Производятся они из бетона и прямо в процессе армируются сталью, причем под тонкой оболочкой все элементы остаются полыми – это позволяет облегчить конструкцию без потери структурной прочности. По расчетам специалистов из ETH Zurich, на создание модулей потребуетсяв общей сложности около 900 часов рабочего времени. Затем колонны будут доставлены на место и скреплены промышленными адгезивами и натяжными тросами, так что в результате Tor Alva достигнет высоты 30 м. Наверх будет вести спиральная лестница, поднимающаяся до смотровой площадки со сценой для проведения концертов.

Покуда одни ученые пытаются овладеть термоядерной энергией, другие готовятся к ее приходу по-своему – планируя добычу термоядерного топлива на Луне. Речь о ценном гелии-3, который образуется в недрах нашей звезды и разносится по окрестностям с солнечным ветром. Магнитное поле Земли отклоняет эти частицы, но на Луне они должны накапливаться в значительном количестве.

Стартап Interlune, основанный бывшими сотрудниками компании Blue Origin, трудится над созданием технологии извлечения гелия из реголита: для получения 1 г газа придется переработать десятки, а то и сотни тонн породы. Ожидается, что тестовую версию системы доставят на спутник уже в 2026 году. Демонстратор позволит опробовать технологию в деле, и, если все пройдет успешно, на Луне построят пилотный завод, который будет принимать грунт от нескольких роботизированных «комбайнов».

Около 11–12 тыс. лет тому назад в созвездии Паруса в 800 световых годах от Земли взорвалась сверхновая. Заметили ли люди древности эту вспышку, неизвестно, зато сегодня астрономы изучают останки звезды с особым вниманием, находя все новые интересные детали.

Уникальный снимок бывшей сверхновой в Парусе сделал 4-метровый телескоп Victor M. Blanco Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили. Разрешение матрицы установленной на нем камеры DECam составляет 570 Мпк, а качество итогового композитного изображения достигает 1,3 Гпк. На фотографии можно рассмотреть все нюансы, включая уплотнения газа и пыли, сформированные взрывной волной, а также центральную область, где осталась одинокая нейтронная звезда.

Порой можно услышать, что дно земных океанов мы знаем куда хуже, чем поверхность Луны или Марса. И это правда: карты морского дна по сей день весьма приблизительны. Решением этой задачи в числе прочего занимаются исследовательские суда-близнецы Falkor и Falkor (too), которые содержит некоммерческий Океанический институт Шмидта.

Начиная с 2012 года ученые картографировали около 1,5 млн кв. км океанского дна, и каждая экспедиция приносит новые географические открытия. Так, работающие на Falkor (too) специалисты недавно сообщили об обнаружении сразу четырех прежде неизвестных подводных вершин в Тихом океане, в международных водах близ побережья Гватемалы. Самая высокая из найденных гор поднимается на 1500 м – на суше подобные открытия закончились еще пару веков назад, а в море продолжаются до сих пор.

Все экзоскелеты, с которыми мы сталкивались до сих пор, были массивными, сложными и дорогими системами. Но этот стоит около сотни долларов и умещается в ладони!

На большее он и не претендует: экзоскелет Artus, разработанный германской компанией Digity, предназначен исключительно для защиты и поддержки пальцев. С повышенной нагрузкой на них сталкиваются многие рабочие, которым приходится постоянно прижимать детали или вдавливать тугие кнопки. Эффект от ежедневных усилиий постепенно накапливается и может провоцировать боли в суставах и связках. Легкий, как перчатка (6–12 г), Artus помогает уменьшить нагрузку, используя насадки из пластика и стали, не дающие большому, указательному и среднему пальцам выгибаться в обратном направлении. Заодно «экзоскелетик» защищает руки от порезов и травм.

Новейший китайский робопес опирается на нестандартное для млекопитающих количество ног. Систему Daystar Bot GS придумали в шанхайском центре разработок концерна Lenovo; по словам авторов, дополнительная пара конечностей обеспечивает машине «беспрецедентный уровень стабильности и маневренности», особенно на пересеченной местности.

В остальном комплектация у робота вполне обыкновенная: камеры и лидары для навигации, съемная рука-манипулятор на «спине». Специалистам новинка понравилась, именно она получила престижную профессиональную премию iF Design Award. Шестиногий «робожук» дополнит линейку промышленных роботов Daystar, которая уже включает две колесные машины-инспектора, удаленно управляемую платформу с манипулятором и робопса с обычным числом ног.

Хамелеон на фото ниже лишь один из более чем 13 тыс. образцов, которые недавно удалось собрать в уникальную онлайн-коллекцию, доступную для всех ученых. Проект openVertebrate реализован под эгидой Флоридского музея естественной истории и охватывает более половины всех родов позвоночных, в том числе некоторые крайне редкие виды.

Коллекция включает трехмерные анатомические реконструкции животных, полученные с помощью компьютерной томографии. База данных пользуется огромным спросом у биологов и уже позволила сделать несколько интересных открытий. Например, на основе этих снимков было показано, что лягушки полностью теряли зубы и снова учились их выращивать как минимум 20 раз на протяжении своей эволюционной истории.

Федеральное управление гражданской авиации США выдало сертификат летной годности экспериментальному самолету JetZero, построенному по схеме «смешанное крыло». Считается, что плавное сопряжение крыльев и фюзеляжа обеспечивает лучшие аэродинамические характеристики и отличную топливную экономичность.

Теперь конструкторы JetZero могут проверить это предположение в деле: сертификация позволяет им приступить к настоящим испытаниям. Прототип Pathfinder с размахом крыльев 7 м (12,5% от будущего полноразмерного самолета) уже готов, прошел рулежку и дожидается первого полета в ангаре.