Орбитальный полет Starship, космический телескоп, который может заглянуть за период в 13,5 миллиарда лет, испытание ториевого ядерного реактора и раскрытие форм 100 миллионов белков. Чем может удивить человечество новый год.
Прошедший год принес человечеству чрезвычайно оптимистичные научные открытия и перспективные технологические разработки. 2022-й обещает быть не менее продуктивным с точки зрения науки и технологий: первый орбитальный полет Starship, начало работы космического телескопа Джеймса Вебба, испытания ториевого ядерного реактора и другие интересные события.
ЭП выбрала семь самых ожидаемых событий нового года и рассказывает о каждом из них.
SpaceX совершит первый орбитальный испытательный полет ракеты Starship
Март
SpaceX планировала запустить Starship в первый орбитальный испытательный полет в январе или феврале 2022 года при условии, что Федеральное авиационное управление США (FAA) завершит программную экологическую оценку (PEA) стартовой точки компании в Южном Техасе до 31 декабря.
Общая высота межпланетной транспортной системы соответствует высоте 48-этажного дома.
Однако 28 декабря FAA объявило, что перенесло публикацию PEA до 28 февраля, ссылаясь на «большой объем комментариев, представленных к проекту PEA». Представители общественности подали более 18 тыс. комментариев относительно проекта PEA, обнародованного 17 сентября.
SpaceX разрабатывает Starship, чтобы доставлять людей и грузы на Луну, Марс и по другим направлениям глубокого космоса. NASA выбрало Starship в качестве посадочного аппарата на Луну с экипажем в рамках программы Artemis, которая предусматривает исследование Луны.
Огромное транспортное средство состоит из двух многоразовых элементов: ракеты-носителя первой ступени Super Heavy высотой 70 м и космического корабля Starship высотой 50 метров. Оба будут оснащены двигателями Raptor следующего поколения от SpaceX: шесть – для Starship и около 30 – для Super Heavy.
Испытательный полет Starship Orbital состоится на космической базе в Техасе. Степень ускорителя отделится через 170 секунд после старта. Затем ракета-носитель приводнится в Мексиканском заливе, примерно в 20 милях от берега.
Орбитальный Starship продолжит полет над проливом Флориды. Он будет двигаться на орбите, пока не сядет на платформу в Тихом океане в 100 км от северо-западного побережья острова Кауаи (Гавайи). Starship будет находиться на орбите 90 мин. Во время полета SpaceX впервые проверит совместную работу космического корабля Starship и ракеты-носителя Super Heavy.
В запросе комиссией отмечается, что тестовый полет может состояться до 1 марта 2022 года. В листе указана максимальная высота полета Starship — 116 км. Корабль пролетит чуть выше официальной границы между атмосферой и космосом.
«SpaceX в намерении собрать как можно больше данных во время полета, чтобы оценить динамику входа в атмосферу и лучше понять, какие нагрузки испытывает транспортное средство в полете. Полетные данные закрепят последние изменения в конструкции транспортного средства и позволят настроить более совершенные модели для использования во внутренней симуляции», – отмечается в запросе.
SpaceX готовится к получению разрешения на испытания в ближайшие два месяца и планирует осуществить запуск в начале марта 2022 года. «Одобрение FAA является драйвером расписания», – заявил основатель и генеральный директор SpaceX Илон Маск 29 декабря 2021 года, отвечая на вопрос о дате испытательного полета.
Космический телескоп Джеймса Вебба сделает первое изображение
Июнь
Американский космический телескоп Джеймс Вебб (JWST – James Webb Space Telescope), на создание которого потратили 25 лет и 10 млрд. долл., начнет полноценно работать в июне-июле 2022 года.
25 декабря 2021 года аппарат запустили в космос с космодрома «Куру» (Французская Гвиана) на ракете-носителе «Ариан-5», предоставленной Европейским космическим агентством (ЕКА). На момент запуска это самый большой, самый дорогой и чувствительный оптический и инфракрасный космический телескоп в истории человечества и один из самых важных проектов в астрономии в третьем десятилетии 21 века.
JWST будет работать вблизи точки Лагранжа L2 системы Земля-Солнце на расстоянии 1,5 млн. км от Земли.
Для сравнения: телескоп «Габбл» вращается на высоте 550 км над поверхностью Земли, а Луна – 380 тыс. км от Земли. Такое расстояние делает ремонт аппаратного обеспечения JWST после запуска невозможным с точки зрения имеющихся у человечества технологий пилотируемых космических миссий.
«Джеймс Вебб» имеет вдвое меньшую массу, чем «Хаббл», однако его главное зеркало – 6,5-метровый покрытый золотом бериллиевый рефлектор – будет иметь в шесть раз большую уборочную площадь (25,4 кв. м) благодаря 18-гексагональным зеркалам диаметром 0,9 кв. м каждое.
Инфракрасное зрение «Джеймса Вебба» позволит ему заглянуть в прошлое более чем на 13,5 млрд. лет до звезд и галактик, длины волн света которых увеличились из-за расширения Вселенной.
Телескоп также сможет проникать в пыльные участки, в места рождения звезд, и исследовать атмосферы планет вне Солнечной системы. «Аппарат разработан для того, чтобы получить ответы на нерешенные вопросы во всех областях астрофизики», – говорит научный сотрудник ЕКА в проекте «Джеймса Вебба» Антонелла Нота.
Neuralink начнет испытания мозговых имплантатов на людях
2022 год
Компания Neuralink, соучредителем которой является Илон Маск, разрабатывает чип, предназначенный для имплантации в мозг человека. Цель – лечить заболевания мозга, травмы спинного мозга и неврологические расстройства.
Во время интервью 6 декабря 2021 года на саммите совета генеральных директоров представитель издания The Wall Street Journal спросил Маска о планах Neuralink на 2022 год. Предприниматель ответил на него так: «Neuralink хорошо работает на обезьянах, и на самом деле мы проводим много тестов, чтобы подтвердить, что чип очень безопасен и надежен и то, что этот чип можно безопасно изъять».
Он добавил: «Мы надеемся имплантировать чип первым людям с серьезными травмами позвоночника (паралич) до одобрения FDA (Управление продовольствия и медикаментов США)».
Маск сказал, что «стандарты Neuralink по имплантации устройства значительно выше, чем FDA требует». Маск повторил график на 2022 год в твит. «Прогресс ускорится, когда в следующем году у нас появятся устройства на людях (трудно найти общий язык с обезьянами)», – сказал он.
В апреле Neuralink выпустила видео, на котором обезьяна играет в видеоигры с помощью устройства Neuralink. После получения 205 млн. долл. инвестиций в июле 2021 года представитель Neuralink сказал, что компания направит средства на разработку чипа, который позволит парализованным людям управлять цифровыми устройствами силой мысли.
В июле 2021 года американская биотехнологическая фирма Synchron с 20 сотрудниками получила разрешение FDA на начало тестирования на людях аналогичной технологии.
Искусственный интеллект Google раскроет формы 100 миллионов белков
2022 год
Последовательности аминокислот при соединении друг с другом сворачиваются в десятки миллионов белковых форм, предсказать которые по сей день, было невозможно. Раньше их можно было изучить лишь в лаборатории. Прогресс наметился с приходом в биологию технологий искусственного интеллекта (ИИ). В 2020-2021 годах эта область науки приблизилась к фундаментальному прорыву.
Компания DeepMind, которая принадлежит Google и занимается совершенствованием ИИ, обещает в течение ближайших несколько месяцев спрогнозировать и опубликовать структуру более 100 млн. известных науке белков.
DeepMind, используя ИИ, предусмотрит формы почти каждого белка в человеческом теле, а также формы сотен тысяч других белков, найденных в дрожжах, фруктах, мухах и мышах. Это позволит биологам со всего мира лучше понимать болезни и разрабатывать новые лекарства.
Для построения трехмерной модели белков с помощью ИИ компания DeepMind разработала программу AlphaFold2. В DeepMind говорят, что AlphaFold2 включает в себя формы для 36% человеческих белков с точностью до размера атома. Этого достаточно для разработки лекарств, говорит генеральный директор DeepMind Демис Хассабис.
Ранее, после десятилетий работы, только 17% белков человеческого организма были идентифицированы в лаборатории. Если прогнозы AlphaFold настолько точны, как говорит DeepMind, инструмент увеличит это число более чем в два раза всего в течение нескольких недель. Используя ИИ, DeepMind предусматривает структуру белков с точностью до размера атома.
Биолог из Колумбийского университета (США) Мохаммед Аль-Курайш, который разработал программное обеспечение для прогнозирования структуры белка, отмечает, что раскрытие структуры большинства белков позволит изучить, как работает система.
DeepMind выпускает свои инструменты бесплатно и не говорит, планирует ли на этом зарабатывать. Чтобы создать и запустить базу данных, DeepMind сотрудничает с Европейской лабораторией молекулярной биологии – международным исследовательским учреждением, которое обладает большим объемом профильной информации.
Китай начнет испытания ядерного реактора на ториевом топливе
2022 год
По данным Nature, ученые всего мира с нетерпением ждут начала испытаний в Китае экспериментального ядерного реактора, который использует торий в качестве топлива. Если эксперимент окажется успешным, это поможет Китаю достичь целей защиты климата и подтолкнуть развитие собственной экономики. К тому же, Китай является первой страной, которая имеет шанс перевести в коммерцию эту технологию.
Исследовательский редкий солевой реактор будет производить лишь 2 МВт тепловой энергии (электрической – еще меньше), но он станет испытательной площадкой для изучения материалов, сред и радиоактивности реактора.
Тория на Земле гораздо больше, чем урана. Через 100-150 лет урана почти не останется, а тория будет очень много. Изучать использование нового вида ядерного топлива нужно уже сейчас. К тому же, торий в Китае производится в значительных объемах как отходы производства при добыче редкоземельных материалов.
Экспериментальный ториевый реактор расположен в Вувее, на окраине пустыни Гоби. Этот тип реактора не использует воду в качестве основного теплоносителя и идеален для расположения в пустынных районах. Реактор ввели в эксплуатацию в сентябре 2021 года, сейчас он работает в тестовом режиме.
Редкий солевой ториевый реактор не требует цикла загрузки и смены топлива. Топливо в виде тория и небольшой доли урана загружается непосредственно в расплав, автоматически подается в зону реактора и выводится из него.
Расплав солей при температуре около 450 градусов циркулирует через реактор без опасности взрыва при разгерметизации, поскольку давление в этом контуре гораздо меньше, чем в обычных водяных контурах современных атомных реакторов.
В ториевом реакторе вода используется во втором контуре, который не входит в реактор. Во время ядерной реакции изотоп тория-232 облучается в реакторе вспомогательным радиоактивным топливом и поглощает нейтроны, образуя уран-233, который расщепляется с выделением тепла.
Китайский реактор — первый, который в жидких солевых расплавах использует торий в качестве топлива. Если технология себя оправдает, в Китае к 2030 году построят ториевый реактор мощностью 373 МВт.
Apple начнет серийное производство гарнитуры дополненной реальности (AR)
Четвертый квартал
По данным издания MacRumors, которое опубликовало слухи аналитика Мин-Чи Куо, старт проекта Apple по выпуску гарнитуры дополненной реальности (AR) ожидается в конце 2022 года.
По словам Куо, устройство получит два процессоры: основной, который по вычислительной мощности можно сравнить с чипом M1, который используется в компьютерах Apple Mac, и вспомогательный, менее мощный, предназначенный для управления сенсорными функциями устройства.
Куо утверждает, что гарнитура AR изначально будет работать независимо, без привязки к Mac или iPhone. Аналитик считает, что Apple обеспечит гарнитуру широким спектром приложений с прицелом на замену подобными устройствами смартфонов iPhone в течение десяти лет.
Кроме дополненной реальности, новинка будет поддерживать виртуальную реальность (VR) благодаря паре 4K Micro OLED-дисплеев от Sony, для которой нужны вычислительные мощности чипа вроде M1.
Ранее аналитик сообщал, что начало серийного производства AR-гарнитуры пришлось перенести на четвертый квартал 2022 года из-за сложности конструкции. И гарнитура, и iPhone 14, который выйдет в 2022 году, будут поддерживать технологию Wi-Fi 6E. Она обеспечивает повышенную пропускную способность и лучше преодолевает препятствия, что необходимо для работы дополненной и виртуальной реальности.
Tesla начнет производство электропикапа Cybertruck
Четвертый квартал
У Tesla Cybertruck будет версия с четырьмя двигателями и полно управляемыми шасси. Именно с такой модификации начнется производство электропикапа. По словам главы Tesla Илона Маска, в компании решили изменить моторную гамму еще невыпущенной модели: главной станет версия с четырьмя, а не с тремя двигателями, и именно такие машины начнут производить первыми.
Начальную одномоторную модификацию решили не выпускать. Новинку будут продавать с двумя, тремя и четырьмя двигателями.
Кроме того, Маск анонсировал для Cybertruck несколько «фишек». Предполагается, что электропикап будет иметь полное управляемое шасси с «ультрабыстрым контролем крутящего момента для каждого колеса».
Отвечая на вопросы пользователей Twitter, Cybertruck сможет ли ездить по диагонали, Маск заявил, что благодаря полному управляемому шасси электрокар будет способен не только разворачиваться на месте, как танк, но и ездить, как краб. Такую способность имеет конкурент Tesla электропикап Hummer.
Маск пообещал, что все клиенты, которые оставили заявки на приобретение Cybertruck, а за два года их набралось почти 1,3 млн., смогут доплатить, чтобы получить четырехмоторную версию.
По подсчетам экспертов, одномоторную модификацию выбрали 7,2% заказчиков. Им придется доплачивать за версию с двумя и более двигателями. Tesla набрала предварительных заказов на Cybertruck на 80 млрд. долл. На конвейер электропикап станет не раньше 2023 года.
Автор: Всеволод Некрасов
Источник: ЭП
Перевод: BusinessForecast.by
При использовании любых материалов активная индексируемая гиперссылка на сайт BusinessForecast.by обязательна.