Сохраняй посты, комментируй и ставь оценки
С ним можно спокойно залипать в телефон на ходу, а дорога будет отображаться в углу экрана.
Смартфон конструктор, к которому можно подключать дополнительный аккумулятор, сменные блоки камеры, а держится всё это на магнитах.
Минимум воды, никакого моющего средства и 30 минут – все, что требуется для того, чтобы постирать вещи в космосе. И если раньше астронавты просто выбрасывали грязное белье, то теперь можно будет не расставаться со счастливой футболкой.
Машинка использует 400 мл воды для стирки 800 граммов одежды.
Цикл начинается с того, что машинка превращает воду в мелкодисперсный туман, который равномерно увлажняет белье. После этого на него подается озон, который убивает все бактерии. Затем горячий воздух сушит одежду и разрушает озон, а фильтры улавливают остатки газа и капель воды, чтобы они не просочились в салон космической станции.
Инженеры заявляют, что прослужит такая стиральная машина минимум 5 лет, не требуя какого-либо ремонта или замены деталей. По внешнему виду она напоминает небольшой куб и весит всего 12 кг.
Тем не менее это не окончательный вариант: ученые хотят усовершенствовать агрегат, чтобы можно было стирать больше одежды и при этом использовать меньше воды. Как известно, питьевая вода на МКС на вес золота.
Зачем нужна стиральная машина в космосе
С одной стороны, космонавты могли бы продолжать просто менять белье по степени его загрязнения. Но отправка грузов на космическую станцию – дело экономически затратное, а возможность постирать вещи прямо на борту значительно уменьшит вес посылок.
К тому же, если говорить о досрочных миссиях, то стиральная машина просто необходима. Например, для 15-летнего пребывания трех членов экипажа на станции требуется больше 3 тонн одежды.
Решить эту проблему пытались много раз. Выпускали специальные салфетки для устранения пятен, изобретали устройство, которое чистило одежду при помощи вибраций с небольшим количеством воды, но оно оказалось по факту бесполезным, потому что не убивало микробы. Пробовали соорудить барабанную стиральную машину, которая использует пар и микроволновую сушку, но она получилась громоздкой, требовала много энергии и вакуума для работы.
Возможно, новая машинка станет подходящим вариантом и идеально впишется в интерьер МКС.
Источник: www.techinsider.ru
Гаджет Even Realities оснащен телесуфлёром, мгновенным переводчиком и даже навигатором. К примеру, с ними вы можете выступать на лекциях без подготовки - просто читая текст перед глазами.
Стартап Otto Aviation решил, что иллюминаторы увеличивают вес, усложняют производство и ухудшают обтекаемость, и представил Phantom 3500. Вместо иллюминаторов — панорамные экраны с видом в реальном времени.
SoftFoot Pro состоит из «костей» и аккуратно ложится на любую поверхность как живая конечность.
Летающая тарелка давно стала главным символом НЛО. Стоит произнести эти слова — и воображение тут же рисует блюдцеподобный металлический аппарат, зависший в небе на радость зевакам с очень плохой камерой.
Откуда появился этот образ? Может быть, у человечества есть реальные снимки? Или где-то нашли фрагменты инопланетного аппарата, потом все засекретили, но информация все равно просочилась в массы?
Итак, история началась 24 июня 1947 года.
В тот день американский пилот Кеннет Арнольд увидел возле горы Рейнир в штате Вашингтон девять странных блестящих объектов. После посадки в Пендлтоне, штат Орегон, он рассказал об этом журналистам местной газеты East Oregonian Биллу Бекетту и Нолану Скиффу.
Для чего он обратился к журналистам? Все дело в том, что неопознанные объекты озадачили и даже напугали Арнольда. Он хотел, чтобы военные или специалисты по авиации объяснили, могли ли это быть секретные самолеты, ракеты или экспериментальные аппараты. Больше всего его тревожила возможность того, что он столкнулся с какой-то новейшей советской разработкой.
Тогда еще не было интернета, и все читали газеты. Поэтому самым быстрым способом достучаться в "высокие кабинеты" была публикация статьи в печатном издании.
В разговоре с журналистами Арнольд рассказал, что неопознанные объекты двигались очень быстро и необычно — как будто "перескакивали по воздуху". То есть речь шла о скачущем, прерывистом движении: будто плоский камешек или блюдце, удачно брошенное по воде, скачет по поверхности.
Но в газетной передаче исходное описание движения быстро превратилось в описание внешнего вида. Неопознанные объекты у горы Рейнир стали "летающими тарелками" или "летающими блюдцами". Так родился один из самых живучих визуальных образов XX века.
Дальше все развивалось само собой. Люди, прочитав в газете о "летающих тарелках", начали представлять именно тарелки: плоские, круглые и, конечно, металлические, раз они летают в небе подобно самолетам. Затем стали появляться очевидцы, которые регулярно сообщали о странных объектах в небе, описывая их уже тем языком, что им подарила пресса.
Получился замкнутый круг: газеты придумали образ, публика его запомнила, новые рассказы, публикуемые в газетах, уже соответствовали выдуманному образу, который подхватывали другие читатели.
Важно учитывать еще и время. 1947 год — это послевоенный мир. Люди уже знали о реактивной авиации, ракетах, атомной бомбе, секретных военных разработках. Поэтому небо перестало быть просто источником вдохновения и любования. Оно превратилось в пространство тревоги, угрозы и подозрений.
Поэтому семя фантазии о "летающих тарелках" было посажено в прекрасно подготовленную почву. Одни думали о секретном оружии своих военных. Другие — об опасных советских технологиях. Третьи — о внеземных цивилизациях, ведущих непрерывное наблюдение за человечеством.
Интересно, что через несколько недель после истории Арнольда произошел знаменитый Розуэлльский инцидент. И хотя реальная история там куда менее романтична, чем уфологические мифы, момент был идеальным: газеты уже вовсю трубили о "летающих тарелках", а публика жаждала новых страшилок о загадочных объектах в небе.
Со временем секретные разработки и советская угроза ушли на задний план, и "летающие тарелки" стали исключительно символом пришельцев.
Любопытно, что сам Арнольд позже описывал объекты скорее как серповидные или вытянутые, а не как диски. Но разве кого-то уже волновали эти детали?
"Летающая тарелка" — яркий пример того, как рождается миф. Один рассказ, яркое сравнение, журналистская "магия" — и через несколько лет весь мир уже знает, как "должен" выглядеть космический корабль пришельцев.
Кстати, военные действительно отреагировали на публикацию, но их официальная позиция была скептической: Арнольд мог видеть мираж или ошибиться в восприятии. Сам Арнольд настаивал, что был полностью в ясном сознании и способен отличать миражи от реальных объектов. Позже армейские офицеры поговорили с ним и признали, что человек его репутации, вероятно, действительно видел то, о чем говорил, но первоначальную позицию не изменили.
Революционный продукт Unpaint от стартапа Glasst наносится так же, как и обычная краска для стен, но спустя 24 ч он превращается в эластичную пленку. В час X достаточно потянуть его за край, и весь слой сползет.
Носимый стул от компании Noonee может стать решением проблемы болей в спине, возникающих у многих людей из-за долгого стояния.
Ученые из лаборатории синтетической биологии MIT создали растения, которые светятся в темноте без электричества. Они внедрили гены биолюминесцентных грибов в обычные комнатные растения, заставив их производить фермент люциферазу — тот же, что создает свечение светлячков.
Растения излучают мягкий зеленый свет, достаточный для чтения в темноте. В отличие от предыдущих попыток создания светящихся растений, новая технология не требует внешних химических веществ — все необходимое растение синтезирует само из углекислого газа и воды.
Исследователи работают над увеличением яркости свечения и созданием различных цветов. Потенциальное применение включает не только декоративное освещение, но и "живые фонари" для аварийного освещения в зданиях и создание растений-биосенсоров, светящихся при обнаружении загрязнителей.
Флеш-память в USB-накопителях и смартфонах работает благодаря квантовому туннелированию — явлению, которое считалось невозможным в классической физике.
Принцип флеш-памяти основан на перемещении электронов через изолирующий слой с помощью квантового туннельного эффекта — способности частиц "просачиваться" сквозь энергетические барьеры.
Без квантового туннелирования электроны не могли бы преодолевать изолирующие слои внутри транзисторов, а значит запись или стирание данных были бы невозможны.
Вероятность туннелирования электрона через барьер экспоненциально уменьшается с увеличением толщины барьера, что позволяет хранить данные годами без потери информации.
Квантовое туннелирование также используется в туннельных диодах, сканирующих туннельных микроскопах и может стать основой для квантовых компьютеров будущего.
Расположенный в Китае, Juno — это совместный проект 17 стран, который попытается обнаружить нейтрино и антинейтрино, чтобы больше узнать об их массе.
Сохранить эту историю
Расположен в 700 метрахПод землей, недалеко от города Цзянмэнь на юге Китая, гигантская сфера диаметром 35 метров, наполненная более чем 20 000 тонн жидкости, только что начала свою миссию, которая продлится десятилетия. Это « Юнона» — подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь, новый масштабный эксперимент по изучению одних из самых загадочных и неуловимых частиц, известных науке.
Нейтрино — самые распространённые частицы во Вселенной, обладающие массой. Они являются фундаментальными частицами, то есть не распадаются на более мелкие составляющие, что делает их очень маленькими и лёгкими. Они также не имеют электрического заряда; они нейтральны, отсюда и их название. Всё это означает, что они очень часто не взаимодействуют с другой материей, с которой контактируют, и могут проходить сквозь неё, не оказывая на неё никакого воздействия, что затрудняет их наблюдение. Именно поэтому их иногда называют «частицами-призраками».
Они также обладают способностью переключаться (или «колебаться») между тремя различными формами, также известными как «ароматы»: электроном, мю и тау. (Обратите внимание, что нейтрино с электронным ароматом отличаются от электронов; последние представляют собой другой тип фундаментальных частиц с отрицательным зарядом.)
Факт осцилляций нейтрино был доказан физиками Такааки Кадзитой и Артуром Брюсом Макдональдом. В двух отдельных экспериментах они наблюдали, как нейтрино с электронным ароматом осциллируют, превращаясь в нейтрино с мю- и тау-ароматами. В результате они продемонстрировали, что эти частицы имеют массу, причём масса каждого аромата различна. За это они получили Нобелевскую премию по физике в 2015 году .
Но важный, но пока неизвестный факт заключается в том, как упорядочены эти массы — какой из трёх видов нейтрино имеет наибольшую массу, а какой — наименьшую. Если бы физики лучше понимали массу нейтрино, это могло бы помочь лучше описать поведение и эволюцию Вселенной. Именно здесь вступает в дело «Юнона».
Уникальный эксперимент
Нейтрино невозможно обнаружить с помощью обычных детекторов частиц. Вместо этого учёным приходится искать редкие признаки их взаимодействия с другой материей — именно для этого и предназначена гигантская сфера «Юноны» . Сцинтиллятор, называемый сцинтиллятором, заполнен чувствительной внутренней жидкостью, состоящей из растворителя и двух флуоресцентных соединений. Если нейтрино, проходящий через эту материю, взаимодействует с ней, возникает вспышка света. Жидкость окружена массивной решёткой из нержавеющей стали, на которой расположено множество высокочувствительных фотоэлектронных датчиков, называемых фотоумножителями, способных регистрировать даже один фотон, порождённый взаимодействием нейтрино с жидкостью, и преобразовывать его в измеряемый электрический сигнал.
«Эксперимент «Юнона» продолжает наследие своих предшественников, с той разницей, что он гораздо крупнее», — говорит Джоаккино Рануччи, заместитель руководителя эксперимента и бывший руководитель «Борексино», другого эксперимента по поиску нейтрино. Рануччи объясняет, что одна из главных особенностей «Юноны» заключается в том, что она может «видеть» как нейтрино, так и их антиматерийный аналог: антинейтрино. Первые обычно образуются в атмосфере Земли, при распаде радиоактивных материалов в земной коре или же прилетают из космоса — от звёзд, чёрных дыр, сверхновых или даже от Большого взрыва. Антинейтрино же производятся искусственно, в данном случае двумя атомными электростанциями, расположенными рядом с детектором.
«Распространяясь, нейтрино и антинейтрино продолжают колебаться, превращаясь друг в друга», — говорит Рануччи. Он объясняет, что «Юнона» сможет зафиксировать все эти сигналы, показав, как они колеблются, «с невиданной ранее точностью».
Основная цель проекта «Юнона» — найти решение проблемы упорядочения масс нейтрино. Известно, что нейтрино с электронным ароматом весит меньше, чем нейтрино с мю-ароматом, но пока не ясно, весит ли третий аромат нейтрино, тау, больше двух других (в этом случае мы будем говорить о прямой иерархии) или нет (в этом случае — об обратной иерархии). Измеряя с очень высоким разрешением энергетический спектр антинейтрино от реакторов, проект «Юнона» стремится показать, является ли иерархия нормальной или обратной. Коллаборация ожидает, что примерно через шесть лет сбора данных будет получено нечто, приближающееся к статистически значимому ответу на этот вопрос.
Но это ещё не всё, что ждёт эксперимент. На более позднем этапе он может помочь раскрыть ещё более глубокую загадку, связанную с так называемым майорановским нейтрино — теоретически предполагаемой частицей, которая никогда не наблюдалась. (Майорановские частицы — это частицы, которые одновременно являются и своими собственными античастицами; таким образом, майорановское нейтрино — это и нейтрино, и своё антинейтрино.) Понимание того, являются ли нейтрино майорановскими частицами, возможно, означало бы разрешение одного из самых сложных вопросов современной физики: почему во Вселенной наблюдается больше материи, чем антиматерии, — вопроса, которому до сих пор не существует полного, связного и окончательного объяснения.
Источник: www.wired.com
Ветер не только могуч, гоняет стаи туч и треплет волосы — современные ветрогенераторы способны превращать порывы воздуха в чистую энергию с почти магической эффективностью. В этом материале разбираем ветрогенератор по винтикам и разбираемся, почему у этих гигантов именно три лопасти, и как инженерам удалось заставить сталь и стекловолокно работать в унисон с капризной стихией.
Ветрогенераторы производят примерно 25% всей «зеленой» электроэнергии в мире.
Как работает ветрогенератор?
Начнем с того, что ветер — это побочный продукт солнечной энергии, рождающийся от сложного взаимодействия трех ключевых факторов:
Неравномерный нагрев поверхности: солнечные лучи по-разному нагревают сушу, океаны и атмосферу, поэтому возникают температурные контрасты.
Вращение Земли: сила Кориолиса отклоняет воздушные потоки, формируя глобальную циркуляцию — например, пассаты и западные ветры.
Особенности рельефа — горы, равнины, а также океанические течения нарушают однородность воздушных масс и порождают локальные ветровые системы.
Ветряные турбины работают по принципу аэродинамического захвата энергии: их лопасти, подобно крыльям самолета, используют силу ветра для создания подъемной силы. Когда воздушные потоки обтекают изогнутую поверхность лопастей, возникает разница давлений — с одной стороны давление снижается, с другой повышается, что заставляет конструкцию вращаться. Это движение передается через систему валов на электрогенератор, где механическая энергия уже преобразуется в электрический ток.
Коэффициент полезного действия турбин достигает 45-50%, что близко к теоретическому пределу — 59,3% по закону Бетца.
Внутряк ветряка: из чего построен ветрогенератор и какие функции выполняют его части?
Конструкция ветряной турбины включает пять ключевых компонентов:
фундамент;
башня;
ротор со ступицей и тремя лопастями;
гондола;
генератор.
Каждый элемент требует специализированного оборудования и точного монтажа для обеспечения эффективной и безопасной работы. И каждый из них мы обсудим подробнее.
Высота башни ветрогенератора может достигать 150 метров.
Фундамент ветряной турбины. Пока лопасти грациозно крутятся под облаками, настоящий тяжеловес скрыт от глаз. Фундамент наземного ветрогенератора — это гигантский бетонный «анкер», который закапывают глубоко в землю. Представьте себе плавательный бассейн, заполненный бетоном весом в 200 слонов — примерно такая махина удерживает турбину от полета в стратосферу при ураганном ветре! Для морских ветряков инженеры изобрели еще более хитроумные решения. Если турбина стоит недалеко от берега, ее фундамент напоминает подводного железобетонного кракена, вцепившегося в дно. Для более глубоководных установок используют плавающие платформы — такие непотопляемые плоты с балластом, который не дает ветрогенератору уплыть на чашечку чая к Посейдону.
Глубина залегания самого большого в мире фундамента для морской ветряной турбины около 50 метров, а масса — 2500 тонн!
Башня ветрогенератора. Современные ветряные башни — инженерные шедевры, которые умеют договариваться с ветром. Их секрет в идеальной геометрии: высота башни обычно равна диаметру окружности, которую описывают лопасти — так турбина ловит ветер максимально эффективно. И чем выше башня, тем экстремальнее условия ее работы. На высоте 100 метров ветер совсем перестает церемониться с конструкциями, поэтому башни проектируют с таким запасом прочности, чтобы они могли выдержать даже стихийную танцевальную вечеринку.
Самая высокая ветряная башня в мире достигает 340 метров, а диаметр ротора турбины целых 310 метров!
Ротор — это сердце ветряка. Он состоит из трех лопастей и ступицы, которая работает как дирижер этого воздушного балета. Почему именно три лопасти? Это золотая середина между эффективностью и стабильностью: две лопасти напоминали бы хаотичный танец, а четыре — слишком медленный вальс, а вот три создают идеальный ритм, который позволяет захватывать максимум энергии без лишних вибраций.
Лопасти ветрогенератора только кажутся монолитными — на самом деле они полые и сделаны из суперлегких композитов, словно крылья гигантской космической бабочки. Их форма — шедевр аэродинамики: изогнутые определенным образом (как и крылья самолета, кстати) и закрученные от основания к кончику, чтобы ловить ветер под оптимальным углом. А еще они умеют поворачиваться на 90 градусов — это называется «тангаж». Ступица — организатор всего действа. Она держит лопасти, но позволяет им свободно вращаться.
Гондола — командный центр генератора, там живут самые наукоемкие и важные компоненты: генератор, превращающий движение в электричество и редуктор, который увеличивает скорость вращения лопастей до невероятных значений — словно переключает турбину с первой сразу на пятую передачу! А еще гондола умеет поворачиваться вслед за ветром — это называется «рыскание», т.е. вращение вокруг оси башни.
Внутри гондолы есть мини-метеостанция — она постоянно измеряет направление и силу ветра.
Современные ветряные турбины — не просто стальные великаны, а сложные организмы, где каждая деталь работает в гармонии с ветром. Настоящий симбиоз природы и инженерного гения!
Источник: www.techinsider.ru
За последние 30 лет бесчисленные исследователи и как минимум дюжина научно-фантастических комедий размышляли о том, что происходит, когда клонов создают из других клонов, и так до бесконечности. В том же году, когда была клонирована овечка Долли, комедия "Множество" (1996) с Майклом Китоном сравнила этот процесс с визуальным шумом, который появляется, когда офисный ксерокс делает копию с копии с копии.
Теперь группа биологов из Японии определила то, что они считают жёстким пределом количества жизнеспособных клонов, которых можно получить из поколений предыдущих клонов.
Команда под руководством Терухико Вакаямы из Центра передовых биотехнологий Университета Яманаси опиралась на 20 лет собственных исследований серийного клонирования мышей.
Изначально учёные надеялись достичь бесконечного клонирования с помощью многообещающего реагента – трихостатина А. Это вещество, известное как противогрибковый антибиотик, способно подавлять активность определённых ферментов у млекопитающих, включая мышей и людей.
В контексте клонирования трихостатин А работает как "реагент эпигенетической модификации", подавляя нежелательные факторы транскрипции ДНК – ферментные белки, активирующие потенциально вредные мутации в генетическом коде при клонировании.
Вакаяма и коллеги отметили в новом исследовании:
Изначально мы пришли к выводу, что серийное клонирование можно продолжать бесконечно, поскольку частота успешного клонирования слегка улучшалась с каждым последующим поколением.
И действительно, всё шло гладко. Из одной исходной мыши-донора было получено более 1200 клонов, и большинство из них чувствовали себя прекрасно. Клоны поздних поколений, дожившие до рождения, оказались на удивление здоровыми, с нормальной продолжительностью жизни – несмотря на накопленные вредные мутации.
Проблемы начались между 25-м и 27-м поколениями. А к 58-му поколению мыши не выживали дольше одного дня.
Каждый новый раунд клонирования добавлял примерно 70 мелких однонуклеотидных вариантов и около 1,5 более существенных структурных вариантов в генетический код.
Сам по себе этот темп мутаций не выходил за рамки нормы, но структурные изменения накапливались с каждым новым поколением. Со временем, как выяснили исследователи, "накопление вредных вариантов перевесило адаптивные эффекты" – без хромосомной рекомбинации, свойственной половому размножению, отфильтровывать крупные и потенциально опасные генетические вариации было нечему.
Любопытно, что сами клоны поздних поколений рождались с нормальными репродуктивными органами, что открывало возможность продолжения рода естественным путём. И здесь обнаружился важный нюанс – даже минимальный возврат к половому размножению корректировал проблемы.
Например, клоны поздних поколений появлялись на свет с заметными аномалиями плаценты, но когда эти мыши спаривались естественным образом, плацента их потомства возвращалась в норму.
При этом трихостатин А оставался эффективным даже на поздних стадиях эксперимента. Частота успешной имплантации клеточного ядра донора в яйцеклетку у мышей 51-го поколения с использованием реагента составила 5,4% – втрое выше, чем без него (1,6%).
Исследование предполагает, что дальнейшие эксперименты с подобными реагентами могут ещё больше отодвинуть предел серийного клонирования.
Вокруг белого водорода сегодня разворачиваются события, которые многие сравнивают с открытием нефти в 1859 году. Геологи и энергетические компании все чаще говорят о начале новой лихорадки – на этот раз не нефтяной, а водородной.
История с огоньком
В 1987 году в деревне Буракебугу в Мали рабочие копали колодец. Один из них закурил – и вдруг из шахты вырвался огненный столб. Оказалось, что глубоко под землей скрывался почти чистый водород. С тех пор Буракебугу живет на экологичном электричестве – местные генераторы работают на природном водороде.
Что это такое
Реальный водород прозрачен и цветом не обладает: ему условно присваивают тот или иной цвет, чтобы отличать водород, полученный из разных источников. «Зеленый» водород получают на электролизных установках, а «серый» производимят из природного газа. В отличие от них, белый водород синтезируется под землей в естественных условиях. Грунтовые воды встречают богатые железом минералы, и при определенной температуре и давлении происходит химическая реакция, известная как серпентинизация. Кислород из молекул воды окисляет железо, а в качестве побочного продукта выделяется водород. Породы же превращаются в серпентинит – «камень-змеевик».
Водород крайне летуч, он легко проходит через поры и трещины земной коры. Но иногда плотные породы образуют природные ловушки для него, как для нефти или метана.
О белом водороде Techinsider впервые писал в феврале 2025 года, рассказав об исследовании международной группы ученых, открывших его залежи под Европейскими Альпами, Пиренеями и Гималаями.
Прошло всего несколько месяцев, а сегодня такие скопления ищут уже исследователи во многих странах. Более 60 компаний по всему миру инвестируют в разведку белого водорода. Научные группы фиксируют новые утечки и скопления: от Африки до Австралии, от Европы до США. И хотя первые коммерческие проекты пока малы, их количество быстро растет.
Лихорадка начинается
Согласно исследованию Геологической службы США (USGS), проведенному в 2024 году, в недрах Земли может находиться от одного миллиарда до 10 триллионов тонн водорода. Наиболее вероятная цифра – около 5,6 триллиона тонн. Даже если извлечь лишь 2% этого объема, человечеству хватит топлива примерно на 200 лет.
У водорода масса полезных свойств. При сжигании он оставляет после себя лишь воду, а удельная теплота сгорания в разы лучше, чем у углеводородного топлива: один килограмм водорода дает в три раза больше энергии, чем килограмм нефти или бензина. Более того, себестоимость белого водорода может оказаться ниже, чем у зеленого, поскольку для его получения не нужны фабрики и электроэнергия.
Трудности и неопределенности
Совершит ли новое топливо переворот в энергетике, пока нельзя сказать точно. Главная проблема – концентрация. Водород образуется повсюду, но чаще всего в микроскопических количествах, которые мгновенно «съедают» почвенные микробы. Скопления, пригодные для промышленной добычи, предстоит найти. Многие потенциальные месторождения расположены слишком глубоко под землей или под дном океана, где добыча выйдет сложной и дорогой.
По словам авторов исследования из Геологической службы США, геологов Джеффри Эллиса и Сары Гельман, большая часть водорода, вероятно, находится в скоплениях, которые слишком глубоки, слишком малы или слишком удалены от берега, чтобы их добыча была экономически выгодной.
К тому же остается вопрос инфраструктуры. Сегодняшняя энергетика заточена под углеводороды, а переход на водород требует новых трубопроводов, систем хранения и транспортировки. Все это займет десятилетия и потребует новые триллионные инвестиции.
Источник: www.techinsider.ru
Почему для песчаного аккумулятора не нужен песок, зачем ветряные электростанции принудительно останавливают и сколько дров заготавливают финны на зиму: как связаны эти три вопроса?
С января 2025 года в финском городе Порнайнен работает самое большое в мире песчаное хранилище тепловой энергии.
Цилиндр диаметром 15 и высотой 13 м – как 4-этажный дом! – наполнено песком (сказал капитан Очевидность). Энергия в нем запасается в форме тепла, которое затем используется для отопления и подачи горячей воды в дома местных жителей и офисы.
В 12 раз больше мегаватт
Хранилище разработал и построил финский стартап Polar Night Energy («Энергия полярной ночи»). Компания и ее технология относительно молоды: первое в мире экспериментальное теплохранилище такой конструкции заработало всего 3 года назад. Его мощность составляла всего 8 МВт·ч, а у нового аккумулятора-гиганта она доведена до 100 МВт·ч. Финский метод по-своему уникален: нигде больше такие тепловые батареи пока не строят.
Песчаной батарее песок не нужен
Добыча песка – довольно неэкологичный процесс, поскольку под него приходится создавать огромные открытые карьеры. В PNE нашли возможность от него отказаться: вместо обычного кремниевого песка, в тепловых батареях используются отходы мыльного камня (талькохлорита). Этот минерал добывается в основном в Финляндии и используется в строительстве и для производства печей. Его высокая теплоемкость оказалась на руку проекту.
«Излишки энергии? Нет, не слышали»
Энергию для нагрева песка хранилище тоже получает почти даром от местных ветряных и солнечных электростанций. Возобновляемые источники энергии работают нестабильно, особенно если говорить о холодном и капризном климате Финляндии. Бывают периоды, когда ВИЭ вырабатывают излишки: чтобы избежать перегрузки сетей, в других странах в такое время часть электростанций останавливают. Финским энергетикам простаивать не приходится: когда солнца и ветра много, они теперь запасают энергию впрок.
Дрова заготовьте. Но уменьшите норму в три раза
Накопленная энергия используется для нагрева воды – в Порнайнене дома и офисы отапливают по системе центрального отопления, как в России. Летом его энергии хватает, чтобы целый месяц снабжать город горячей водой. Зимой в мороз –25°C он сможет неделю обогревать дома, даже если будет стоять штиль и ветрогенераторы не будут его подпитывать.
Бывают периоды, когда ВИЭ вырабатывают излишки: чтобы избежать перегрузки сетей, в других странах в такое время часть электростанций останавливают. Финским энергетикам простаивать не приходится.
Местные власти говорят, что очень довольны появлением теплового аккумулятора. Они опасались, что жителям с переходом энергетики на ВИЭ придется отказаться от центрального отопления и переходить на электронагреватели: теперь это не нужно. В прошлую зиму благодаря ему местные котельные израсходовали на две трети меньше топлива, и примерно на столько же уменьшился расход дров на печи в частных домах.
Недостающее звено в новой энергетике
История финской батареи-гиганта – редкий случай, когда выиграли все. В городе стал чище воздух, ветряные электростанции теперь могут работать без перебоев, а коммунальщики без лишних хлопот перешли на возобновляемую энергию. Это то звено, которого не хватает многим странам, пытающимся озеленить свою энергетику.
Далеко не везде условия благоприятны для этой технологии, поэтому в других регионах запасать энергию пытаются иными способами. Ниже вы найдете подборку рассказов о самых интересных из них – кликайте, читайте и удивляйтесь.
Источник: www.techinsider.ru
Пока экодвижения спорят о правильных привычках, в инженерии происходит тихая революция: миллионы датчиков регулируют свет, климат и энергопотребление быстрее и точнее человека. Экологию будущего создают алгоритмы и те, кто умеет ими управлять.
Долгое время массовое представление об экологии строилось вокруг громогласных лозунгов «Сортируй», «Отказывайся», «Потребляй меньше». Зачастую многие экодвижения агрессивно настаивают на том, что главный путь к спасению планеты — это изменение привычек и отказ от избыточного.
Подобные инициативы и осознанное потребление важно, но самое заметное экологическое движение последних лет происходит все же не в социальном активизме, а в инженерии. Экология перестала быть антонимом технологичности. Напротив, технологии стали ее главной опорой.
Сегодня планету защищают не голословные заявления и демонстративные протесты, а датчики, алгоритмы и автоматизация — технологические системы, которые оптимизируют многие процессы: фиксируют утечки тепла, регулируют освещение по присутствию людей, снижают энергопотребление без участия человека.
Это не фантазия и не прекрасный мир будущего, а уже изобретенные, внедренные и работающие объекты по всему миру. Например, здание The Edge в Амстердаме считается одним из самых умных офисных строений в мире. Оно оснащено тысячами датчиков света и температуры. В здании автоматически регулируются климат и освещение, что существенно снижает энергопотребление.
А визитной карточкой The Crystal в Лондоне стали солнечные панели, IoT-датчики (сокр. от англ. Internet of Things — системы, в которых устройства подключаются к интернету и обмениваются данными без участия человека) и автономные системы управления освещением и климатом. Подобные устройства автоматизации обеспечивают работу в экономном режиме без участия человека.
Исследования IoT-решений показывают: системы освещения с датчиками присутствия могут сокращать потребление энергии до 80%, а комплексная автоматизация в умных домах обеспечивает энергопропорциональность — здание адаптируется под погоду и реальное использование пространства, автоматически включая освещение при необходимости и отключая его, когда в нем нет надобности.
Города и здания — главные потребители энергии. Поэтому применение IoT для управления климатом, светом, трафиком и инфраструктурой становится одним из ключевых экологических инструментов XXI века.
Мы привыкли думать об экологе как о человеке в высоких резиновых сапогах и хаки-экипировке, с биноклем на груди и блокнотом для записи наблюдений. Но сегодня эколог все реже ассоциируется с романтическим наблюдателем природы и все чаще — с инженером, программистом или архитектором алгоритмов, с тем, кто работает не с листочками и пробирками, а с данными, беспроводными датчиками, тепловыми картами и моделями энергопотребления. Такой образ представить сложнее, не так ли? А ведь именно эти люди становятся серыми кардиналами современной экологии: они не выкрикивают громких слов про озоновый слой и не бросаются на амбразуру — они разрабатывают, исследуют и внедряют технологии, которые экономят энергоресурсы в масштабах предприятий.
Современные технологии стали продолжением человеческих чувств в гиперболизированном, более точном и быстром формате. Датчики замечают то, что не способен увидеть человеческий глаз: например, микроскопические утечки тепла в здании. Алгоритмы фиксируют изменения энергопотребления, которые человек может не заметить и за год. Системы мониторинга следят за качеством воздуха точнее, чем способны уловить наши легкие. В итоге мы «досматриваем» и «дослушиваем» реальность через машины, и это делает возможной ту экологию, которой раньше не существовало.
Вернемся к инженеру. Современный борец за экологию не всегда ведет свою деятельность в лесу, отслеживая, с какой стороны дерева растет мох. Его борьба заключается в интенсивной работе за несколькими мониторами с графиками, тепловыми картами, моделью здания, цифровыми двойниками оборудования и прочими атрибутами. Он знает, сколько энергии тратит вентиляция в дождливый день, где в здании подтекает система контроля температуры, как ведет себя холодильное оборудование ночью и почему иногда выгоднее приглушить свет на 20%. Таков новый тип эколога — человека, который не просто все знает о природе, но и перестраивает инфраструктуру так, чтобы она сама берегла ресурсы. Его инструменты — алгоритмы прогноза, IoT-датчики, автоматизированные системы управления.
Так появляется новая экологическая команда XXI века: человек, который задает принципы, и машина, которая выполняет рутинную часть — бесконечные микрорешения по оптимизации света, тепла, охлаждения и потоков энергии. Вместе они образуют идеальный тандем, благодаря которому экология и ее светлое будущее уже не кажутся такими уж далекими перспективами. Современные модели уже реализованы.
В России ярким примером того, как технологии становятся действительно зелеными, стал опыт «Пятёрочки», точки которой есть буквально у каждого многоквартирного дома страны. Сеть магазинов активно внедряет энерго- и ресурсосберегающие технологии на каждом прилавке и в холодильнике, незаметные для потребителя.
У сети насчитывается более 25 тыс. магазинов по стране, и в 40% из них работает система «Умный магазин». Это комплекс информационных систем и оборудования для автоматизированного управления циклами и параметрами работы оборудования и инженерных систем. Главный инженер по эксплуатации сети «Пятёрочка» Иван Борисов рассказал журналу «Нож», что технология применяется с 2013 года и стала уникальной в России: подобного сочетания применяемых блоков больше не существует. «Мы автоматизировали работу кондиционирования, тепловых завес, внешнего и внутреннего освещения, что дало нам 4,9% экономии по потреблению электроэнергии. Если умножить этот показатель на количество магазинов — цифра внушительная», — рассказывает Иван.
Сейчас система «Умный магазин» контролирует холодильное оборудование, кондиционирование и вентиляцию, а также работу тепловой завесы, внешнее и внутреннее освещение. Главный инженер по эксплуатации сети магазинов «Пятёрочка» Иван Борисов рассказывает, что 22 тыс. систем холодильного оборудования по стране контролируются двумя инженерами, которые управляют системой «Умный магазин». «Концепция реализованной в “Пятёрочке” системы представляет собой максимальную автоматизацию. При этом, несмотря на сложное устройство системы, она должна быть простой в обслуживании, чтобы и в Москве, и в каждом регионе сервисная организация с разным уровнем компетенции смогла этим управлять. Потому что на объекте “железо” системы обслуживают наши сервисные партнеры».
Подобная система также в оперативном режиме позволяет отслеживать неисправности оборудования. «Порой бывает, что директор магазина еще не заметил, что холодильник работает не в режиме, а сервисная компания уже на объекте и занимается ремонтом оборудования, потому что система уже зафиксировала поломку. В таких случаях мы направляем специалистов». Молниеносная реакция техники и ее помощь человеку дает возможность оптимизировать процессы и уменьшать потери от поломки: продукты в сломанном холодильнике не испортятся, их не нужно утилизировать — экологичное потребление в деле. «Это великий помощник, который действительно позволяет сфокусироваться на важных задачах, оставив контроль за работой оборудования системе», — резюмирует Иван.
Будущее экологии — за развитой инженерией. Главные задачи и экологии, и инженерии — сделать жизнь человека комфортнее и обеспечить здоровое существование. Технологии должны упрощать жизнь homo sapiens. Вовсе не обязательно отказываться от благ цивилизации, чтобы сделать планету лучше. К вопросу ее сохранения можно подойти иначе: использовать технологии, которые позволяют масштабировать оптимальное потребление энергопотребления и увеличить энергосбережение. Эффективное использование современных разработок инженерии усиливает эффект от любых индивидуальных «экологичных привычек».
Исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте построили искусственный нейрон, работающий в том же диапазоне напряжений, что и настоящие нервные клетки.
Впервые электронная схема смогла напрямую обмениваться сигналами с живой тканью без промежуточного усиления – достижение, которое закрывает давнюю пропасть между электроникой и биологией.
Живые нейроны генерируют импульсы в диапазоне примерно от 70 до 130 милливольт. Предыдущие поколения искусственных нейронов требовали напряжения от 0,5 вольта и выше – в десять раз больше, чем у биологических аналогов. Такая разница делала прямой контакт невозможным, ведь слишком сильные сигналы попросту подавляют деликатную клеточную активность.
Руководитель исследования Цзюнь Яо сказал:
Предыдущие версии искусственных нейронов использовали в 10 раз больше напряжения и в 100 раз больше энергии, чем тот, который мы создали.
В лабораторных условиях новый искусственный нейрон генерировал электрические импульсы около 0,1 вольта, точно воспроизводя не только уровни напряжения, но и временные паттерны, а также энергопотребление биологических нейронов.
В основе конструкции лежит мемристор – крошечный компонент, сопротивление которого меняется в зависимости от протекающего тока. Ключевую роль сыграли белковые нанопровода бактерии Geobacter sulfurreducens – микроорганизма, известного способностью перемещать электроны за пределы собственных клеток. Именно бактериальные нанопровода позволили настроить мемристор на работу при биологических уровнях напряжения.
В повторных тестах переключатель активировался при 60 милливольтах и 1,7 наноамперах, после чего самостоятельно сбрасывался вместо того, чтобы оставаться в фиксированном состоянии. Такое поведение имитирует подъём и спад реального нейронного импульса.
При срабатывании мемристора конденсатор быстро заряжался и создавал кратковременный всплеск напряжения. По мере накопления заряда схема принудительно отключала переключатель, формируя рефрактерный период – короткую паузу перед следующим импульсом. Благодаря этой паузе каждый всплеск возвращался к нулю, а не сливался в один непрерывный сигнал. Выходной импульс мог запускать следующий искусственный нейрон, что приближает конструкцию к созданию полноценных сетей.
Помимо электрических сигналов, искусственный нейрон реагировал и на химические стимулы – нейромодуляцию, от которой зависит работа живого мозга. При повышении уровня натрия специальный сенсор ускорял сброс схемы, и нейрон начинал импульсировать чаще.
Графеновый датчик дофамина обеспечивал двунаправленный отклик – при одних дозах активность росла, при других снижалась. Это принципиально важно, ведь живой мозг маршрутизирует информацию не только через электрические импульсы, но и через химический контекст.
Для проверки взаимодействия с живой тканью команда подключила схему к кардиомиоцитам – клеткам сердечной мышцы, которые сокращаются посредством электрических сигналов. Растущая ткань обволакивала мягкую сетку графеновых сенсоров, фиксировавших каждый импульс и сокращение клеток.
При нормальном ритме искусственный нейрон оставался "молчаливым", но когда препарат ускорил "пульс" клеток, схема начала генерировать ответные импульсы. Это ещё не доказывает возможность связи с человеческим мозгом, однако подтверждает обмен данными с живыми клетками в реальном времени.
У технологии есть и практическое измерение за пределами нейронауки. Современные носимые сенсоры вынуждены усиливать слабые сигналы тела перед обработкой, что требует дополнительной энергии и усложняет конструкцию.
Этот промежуточный шаг усиления увеличивает как энергопотребление, так и сложность схемы, но сенсоры, построенные на наших низковольтных нейронах, могут обойтись вообще без усиления.
В упрощённой версии конструкции энергопотребление при химическом режиме работы оказалось как минимум в 100 раз ниже, чем у предыдущих химических искусственных нейронов. При этом вся схема совместима со стандартными процессами производства на основе кремния.
Главное достижение работы – не отдельный эффектный трюк, а комплексное совпадение электронного и биологического поведения по напряжению, энергии, таймингу и химии одновременно.
Впереди ещё длительное тестирование – особенно с настоящими нейронами и проверкой долгосрочной стабильности. Только тогда можно будет говорить об имплантатах или нейроинтерфейсах
С нынешними химическими двигателями полёт любого космического аппарата к Марсу занимает до десяти месяцев. Сокращение этого времени станет критически важным для будущих миссий к Красной планете, и британский стартап Pulsar Fusion только что сделал серьёзный шаг к быстрым межпланетным перелётам.
Компания объявила о достижении "первой плазмы" в испытательной системе выхлопа Sunbird. Это первая в мире успешная демонстрация удержания плазмы в подобной установке и ключевой этап на пути к созданию Sunbird Migratory Transfer Vehicle – термоядерной ракеты, способной поддерживать непрерывную высокую тягу для более быстрых и эффективных межпланетных путешествий.
Sunbird не будет перевозить грузы или астронавтов самостоятельно. Этот космический буксир нового поколения должен стыковаться с аппаратом на низкой околоземной орбите и разгонять его до места назначения.
По данным с сайта Pulsar Fusion, Sunbird в перспективе сможет доставлять корабли с грузом от 1 000 до 2 000 килограммов на орбиту Марса менее чем за шесть месяцев.
Демонстрацию провели учёные Pulsar Fusion в Блетчли (Великобритания), а прямую трансляцию показали на сцене конференции Amazon MARS в Калифорнии. Доказав, что система способна генерировать и удерживать плазму, компания подтвердила работоспособность ключевой технологии своего двигателя Dual Direct Fusion Drive (DDFD).
По заявлениям разработчиков, DDFD обеспечит удельный импульс от 10 000 до 15 000 секунд – показатель, радикально превосходящий возможности химических ракет по топливной эффективности и скорости выхлопа.
Кроме того, двигатель рассчитан на выработку 2 мегаватт мощности, обеспечивая одновременно и непрерывную тягу, и электричество для бортовых систем корабля. Химические двигатели на такое не способны.
Всё это возможно благодаря управляемому термоядерному синтезу – тому самому процессу, который питает звёзды. Инженеры по всему миру десятилетиями работали над ядерной космической тягой, но именно Pulsar Fusion может стать первой компанией, добившейся результата. Орбитальную демонстрацию ключевых компонентов Sunbird планируют провести в 2027 году.
В видеоролике, опубликованном в мае прошлого года, Pulsar Fusion показала, как будут работать Sunbird в реальных условиях. В отличие от нынешних ракет, стартующих с Земли, термоядерные буксиры будут храниться на гигантских орбитальных стыковочных станциях.
В анимации Sunbird отстыковывался от станции, с помощью восьми двигателей пристраивался к более крупному кораблю и разгонял его к Марсу – что-то вроде реактивного ранца, только для космических аппаратов.
По достижении цели Sunbird отсоединяется и стыкуется с ожидающей станцией на месте. Такая схема позволит многократно перевозить корабли в дальний космос и обратно.
Комментарии