06-2009 by TNC

Люди Идеи Технологии

живая информация Как это работает

часть иллюстраций продублирована видеофайлами на

июнь (6) 2009

Двухколёсный автомобиль от General Motors и Segway

Загробная лодка фараонов Как изменится мир вокруг нас через 5 лет благодаря открытиям науки стр.

9,90*

грн

*Рекомендованная цена

Автомобиль на воде! Самая мощная рельсовая

пушка

Найден способ

восстановления репродуктивных функций

у женщин

Супервертолёт

Sikorsky X2 быстрее самолета

тайна рождения Столпов Творения

эмо-робот девочка Nexi

ÄÉ¼Ç¼ÈÄÒÀ ½ÊÇÄ·Â Å ºÂ·¹ÄÅÃ ¤ ¡¨

ВСЕУ

ДАНИ КО Е И З К РА И Н С

АП АМ И П Е ДЛЯ М

МАЙ 2009

¤ ± ¤ ± ¢ £

ДЕТСКАЯ

А МЛОеД то-2009

НКТИВИТ КОНЪЮ у малышей

Мама каи : и бабутвшо ил

ЗАичИинКыАНИЕ:

пр ния возникнове чения и методы ле

КНИЖКАМАЛЫШК А

соперничес ство сотрудниче

À ÁÂ Äº´ ¡ £ ¤ ¤® ² É· ¾ª £ ¡¥¤ Ë·» ³Å¶Å

¤ ± £ ¤

¤ ¢

¢ ª £ ¤£± ¥£

е ч а д а н ш ы л Ма

менных

нтии для бере

циальные гара

Эксклюзив: Со

»ÂÖ ¹·Ï¼ºÅ Ç¼¸¼ÄÁ· ÅÉ

½ÊÇ

¡¤ ¡ £ ¢²¯¡

ТЕ ПОКУПАЙ Х! НА ЛОТКА О! НЕДОРОГ

» ÈÇ½¹ÉÇÃ ½ÄØ »¹Ñ¾¼Ç É¾º¾ÆÃ¹

ПОДПИСНОЙ ПОДПИСНОЙ ВНИМАНИЕ! ЗАКАНЧИВАЕТСЯ ПОДПИСНАЯ ИИ НН Д Д ЕЕ КК СС КАМПАНИЯ НА ВТОРОЕ ПОЛУГОДИЕ 2009 ГОДА.

91537

ВЫПИСЫВАЙТЕ ЖУРНАЛ «МАМА». ЦЕНА ПОДПИСКИ – ВСЕГО 5,45 грн в месяц

СОДЕРЖАНИЕ

новости ..... 4 дело техники

General Motors и Segway строят двухколесный автомобиль ..... 8 Овощная Формула-3 питается выброшенным шоколадом ..... 11 Крупнейший лазер направил тераватты на кончик ядерной иглы ..... 14 Супервертолет Sikorsky X2 обгонит многие самолеты ..... 18 Солнечные машины направляют транспорт по светлому пути ..... 22

открытия

Компьютер раскрыл тайну рождения Столпов творения ..... 26

сетевое окружение

Телефон-ботинок принял эстафету от фокусов КГБ и NBA ..... 31

секрет фирмы

Облака-логотипы бесследно исчезают после рекламы клиента ..... 34

Люди Идеи Технологии

Регистрационное свидетельство КВ №10590, выданное Государственным комитетом телевидения и радиовещания Украины 08.11.2005 года Учредитель: Данюк Валерий Главный редактор: Самойлов Андрей а/я 5149, г. Харьков-144, 61144, Украина. Рекламный отдел тел./факс (057) 754-84-82, (044) 599-37-76. E-mail: valera@tnc.com.ua Номер составлен по материалам интернет-журнала MEMBRANA www.membrana.ru Издательский проект газеты «Интересная механика» охраняется ЗАКОНОМ УКРАИНЫ «Об авторском праве и смежных правах». Номер подписан в печать 04.05.2009 г. Изготовлено: ФЛП Данюк Я. В., Тел. (057) 754-84-82. Наряд-заказ № ИМ-005. Тираж: 32000 Верстка и дизайн: тел.: 8 (057) 751-47-04

эврика

Эмо-робот девочка Nexi ..... 36 Автомобиль на воде ..... 41

здоровый интерес

Найден способ восстановления репродуктивных функций у женщин ..... 42 Спиральный робот перенял у бактерий стиль плавания ..... 46

оружие

Космический десант перепрыгнет через моря и страны ..... 50 Самая мощная рельсовая пушка бросила снаряд на штурм рекорда ..... 54 Полимерные шины повторно изобрели для городской войны ..... 58 Подводный экзоскелет копирует черепах и дельфинов ..... 62

игра воображения

Загробная лодка № 2 явилась путешественникам ..... 64

наука

Кровавый водопад рассказал о жизни на замерзшей Земле ..... 68 Легкое потепление убило все деревья в эксперименте ..... 72 Полет на Цереру в поисках жизни ..... 76 STEREO научился предсказывать анатомию солнечных бурь ..... 80

игра воображения

Картонный робот достиг всех целей не без добрых людей ..... 83

эврика

Голландец изобрел колесо обозрения для автомобилей ..... 86 Машина эволюции растит для мира живые синтезаторы ..... 90

объекты будущего и прошлого

Пентхаус на крыше бункера подарил второе дыхание памятнику войны ..... 94

факты ..... 96

новости

Необычный мотовездеход из ЮАР Дизайнер Альп Германер из ЮАР создал необычный концепт одноместного мотовездехода под названием Peugeot Capsule. На создание концепта его вдохновили мотоциклы для активного отдыха. В отличие от байка Capsule защищает от холода и дождя. Кроме того, он бо-

лее вместителен. Интересно, что задняя часть мотовездехода выдвигается и может использоваться как стол. Колеса Capsule приводятся в движение электродвигателем, а встроенная в крышу солнечная панель подзаряжает аккумуляторы в солнечные дни. Мотовездеход Peugeot Capsule имеет сенсорный экран. Он позволяет контролировать все функции ТС. Имеется спутниковый Интернет, GPS-навигация. Вместо зеркал мотовездеход Peugeot Capsule оснащен внешними камерами, с помощью которых передается изображение на ЖК-мониторы. 4

июнь • 2009

Профессионалы по-настоящему оценят!

Из всех зимних видов спорта лыжи – самый зрелищный, но не каждый решится попробовать, некоторые из-за страха падения, другие боятся выглядеть нелепо со стороны… Профессионалам же требуется все необходимое, чтобы сделать спуски максимально захватывающими. Чарли Пиотт спроектировал превосходную пару лыж, которые предназначены специально для горнолыжников. Двойные параболические лыжи – Twin Parabolic Ski – так они называются, достаточно захватывающие, и имеют все шансы гарантировать производство. Теперь представьте, что вместо двух опор у вас целых четыре. Это идея двойных параболических лыж. Специально сконструированные для гонок, каждая из лыж – это фактически две в одной, соединенные через

петли с вертикальным креплением посередине. Если вам необходимо совершить поворот или остановиться, у вас целых четыре опоры вместо двух, что дает вам больший контроль над скоростью. При таких условиях возможность столкновения сводится к минимуму. Двойные параболические лыжи – детище Чарли Пиотта – это больше чем просто концепт. Пиотт фактически создал рабочий прототип из переделанных лыж, хотя данных о том, пробовал ли кто-то их на практике, нет. Однако концепт имеет большой потенциал, и, принимая во внимание то, насколько сегодняшние лыжи отличаются от моделей 15-летней давности, можно предположить, что двойные параболические лыжи станут лыжами, на которых в будущем будут кататься все. 2009 • июнь

новости

Новый телефон заряжается от солнца Корейская компания Samsung разработала мобильный телефон с солнечными панелями. 10 минут зарядки от солнечных элементов достаточно, чтобы модель под названием Blue Earth (Голубая Земля) позволила пользователю сделать звонок в течение 3 минут. Кроме того, компании LG и Sharp также представили мобильные телефоны с солнечными батареями.

В России разработан бесшумный гранатомет для борьбы с пиратами

В государственном научно-производственном предприятии «Базальт» был разработан новый гранатомет, предназначенный для борьбы с морскими пиратами. Гранатомет позволяет бороться как с подвод ными диверсантами, так и с пиратами, атакующими корабли на легких судах. 6

июнь • 2009

В боекомплекте имеется несколько видов боеприпасов – сигнальные ракеты, снаряды глубинного действия и осколочные гранаты. Выстрел из гранатомета производится как из винтовки – без образования реактивной струи. Это позволяет применять ДП-64 в закрытых помещениях, на бортах судов без опасения повредить какие-либо надстройки. Гранаты, выпущенные из ДП-64, способны поразить цель на расстоянии до 500 метров. Это может быть как водолаз, так и любая легкая надводная цель. Кроме этого, гранатомет является практически бесшумным. Гранатометы можно устанавливать на турели и управлять ими дистанционно. По словам представителей «Базальта», предприятие готово также предложить нелетальные боеприпасы, которые будут только отпугивать пиратов, не давая им приблизиться к судну.

Чудо-шлем для погружения в матрицу Виртуальное пространство еще больше приблизится к реальности благодаря новому устройству под названием Virtual Cocoon. Модель напоминает мотоциклетный шлем, однако в отличие от него она позволит пользователю ощущать запахи, температуру, звуки, а также видеть виртуальную реальность. Разработчики говорят, что у надевшего такой шлем возникает полная иллюзия присутствия в виртуальном мире. Участие в создании шлема также принимали специалисты нескольких университетов Британии. Авторы Virtual Cocoon полагают, что устройство может появиться на рынке через 3–5 лет. Стоимость шлема составит около 2 тыс. евро.

2009 • май

дело техники

техника, механизмы, электроника

General Motors и Segway строят двухколесный автомобиль

Кто самый страшный конкурент GM? Конечно же, Toyota. В январе она стала крупнейшим автопроизводителем в мире, а с разно образными самокатами на двух колесах у японцев все в порядке. Догоняй, General Motors! http://www.youtube.com/watch?v=WGREMjuPAZ8&feature=player_embedded

июнь • 2009

Стоит протереть глаза. Да, месяц назад любой бы принял эту новость за первоапрельскую шутку. Но сегодня это – семиапрельская правда. Американский автогигант и компания, создавшая «самосбалансированный» самокат, объединили усилия, чтобы заново изобрести, как они заявляют, городской транспорт. Как когда-то Segway, новая

Название проекта сложилось из «персональной городской мобильности» и «доступности» – P.U.M.A. (Personal Urban Mobility & Accessibility). Компании General Motors и Segway возвестили о совместной инициативе утром 7 апреля. Премьера новинки состоится на Международном мотор-шоу в Нью-Йорке (New York International Auto Show). Пока же партнеры продемонстрировали новинку на картинках – это действующий прототип «нового видения будущего городского транспорта», который «представляет собой лишь первый шаг из возможных при технологическом взаимодействии Segway и General Motors». Одно из главных заявленных преимуществ – динамическая стабилизация: способность балансировать на двух колесах вкупе с «истинным нулевым радиусом разворота» обеспечивает «невероятную маневренность». Электрическая силовая установка названа «чрезвычайно эффективной», а управление транспортным средством, в котором применено «цифровое решение аналоговых проблем drive-by-wire», – превосходным. Чтобы ускориться, следует нажать на руль, затормозить – потянуть «рулевую консоль» (так это называется) на себя. Пользовательский интерфейс – «интуитивно понятный». Как поясняет компания Segway, контроль – это «мини-

техника, механизмы, электроника

Сам самокат Segway ожидавшейся от него революции в городском транспортирте не совершил. Зато в робототех нике его платформа и технологии сотворили форменный пере ворот.

мализм и естественная связь между человеком и машиной». «Наши инновационные технологии позволяют нам выйти за рамки традиционного управления, которые не изменились с момента появления автоматической коробки передач», – хвалится фирма. «Проект P.U.M.A. представляет собой уникальное решение для передвижения и взаимодействия в городах, где живут более половины людей в мире, – заявил вице-президент GM Ларри Бернс (Larry Burns). – Представьте себе небольшое, проворное и легкое транспортное средство, которое знает, где находятся другие движущиеся объекты, и объезжает

их. Теперь соедините эти транспортные средства в подобную Интернету сеть, и вы сможете значительно расширить возможности людей в их передвижениях по городу, поиске мест для парковки и подключении к их социальной и бизнес-сетям». «Мы рады работать вместе, чтобы продемонстрировать совершенно иной подход к 2009 • июнь

дело техники

К сожалению, ни одного фото «салона» машинки партнёры пока не обнародовали. А ведь там среди прочего должна быть цифровая панель приборов, которая «дружит» с гаджета ми, обходясь без проводов.

июнь • 2009

городской мобильности», – сообщил гендиректор Segway Джим Норрод (Jim Norrod). Авторы экспериментального электромобиля говорят, что в их текущие планы не входит предложение машинки на продажу, а на вопрос, сколько бы стоила P.U.M.A., появись она на рынке завтра, отвечают: «Мы не можем поделиться цифрами на данный момент, но, вероятно, меньше, чем большинство нынешних небольших автомобилей. А затраты на эксплуатацию составят от одной четверти до одной трети расходов на владение сегодняшней машиной». Думается, проблем с «персональной городской мобильностью» у «Пумы» и впрямь не будет, но вот что касается «доступности» – это большой вопрос. Сейчас, например в Москве, самокаты Segway у официального дилера стоят 319-329 тысяч рублей ($9,5-9,8 тысячи). Будет ли P.U.M.A. дешевле? Тут одна надежда – на General Motors.

дело техники

Корпус из овощей, рулевое колесо из моркови, а горючее – из шоколада. Такой автомобиль, к тому же очищающий атмосферу во время движения, кажется явной детской фантазией. Но это реальность, способная мчаться по кольцевой трассе со скоростью 200 км/ч. Взглянув на боевую раскраску этого болида, нельзя не улыбнуться. И все же перед нами серьезный проект, призванный своим безумным (в хорошем смысле) примером поднять экологическую созна-

Первый в мире болид Формулы-3, построенный с применением экологически рациональных, «устойчивых» технологий – WorldFirst F3 – это детище инновационного производственноисследовательского центра университета Уорика (Warwick Innovative Manufacturing Research Centre). Команду WorldFirst F3 возглавляет Джеймс Мередит (James Meredith), инженер и

техника, механизмы, электроника

Овощная Формула-3 питается выброшенным шоколадом

специалист по биоматериалам, применяемым в медицинской технике. Также он является горячим поклонником автоспорта и мечтает принести биотехнологии в эту сферу человеческой деятельности. Ну а созданная им Формула – живой пример того, как это может выглядеть. Почему именно спорт? Ведь болиды наносят не такой уж заметный урон окружающей среде, если сравнивать их

На болиде можно разглядеть надпись WorldFirst. Но в чем именно заключается «first» (первый), без подсказки не выяснишь, даже пощупав это необычное авто.

2009 • июнь

дело техники с сотнями миллионов обычных авто, ежедневно колесящих по дорогам? К спорту привлечено внимание многих, и потому он может служить прекрасным средством рекламы новых технологий, а заодно и полигоном для отработки свежих идей. Британцы подключили к своему «формульному» проекту почти два десятка фирм и сотворили нечто весьма необычное. Шасси этого авто построила британская компания Lola, хорошо известная в мире автоспорта. Оно само по себе не является прорывом. Но вот внешние панели, да и многие другие узлы этого болида, созданы по оригинальным технологиям и радикально отличаются от начинки нынешних гоночных машин. Так, ряд аэродинамических элементов и деталей кузова сформирован из полимеров, созданных из картофельного крахмала и волокон льна. Несколько иных внешних поверхностей болида – из пластмасс, армированных различными биоволокнами. Обтекатель, закрывающий передние амортизаторы, а также капот двигателя – из углеволокна вторичной переработки. Боковые понтоны – из стекловолоконного материала, созданного с применением переработанных полиэтиленовых бутылок. Оболочка ложемента пилота – из льяного волокна, 12

июнь • 2009

а ее наполнитель – из пены, выработанной на основе соевого масла и утилизированной полиэстеровой ткани. Отдельно нужно сказать о рулевом колесе. Оно сделано из материала Curran – это разработка шотландской компании CelluComp. Curran – легкий и прочный полимер, произведенный из обычной моркови. Двигатель этого авто также «зеленый»: двухлитровый ДВС с турбонаддувом, приспособленный для питания биодизельным горючим. Он подготовлен британской компанией Scott Racing. И «солярка» тут необычная. Ее, как сообщает команда Мередита, вырабатывают из растительного масла и шоколада. Так что выхлоп болида не увеличивает углеродный счет планеты, и вообще – он довольно чистый. Но мало того – радиаторы двигателя покрыты катализатором, разлагающим опасный (на уровне земли) озон. Надо ли теперь добавлять, что и смазочные материалы в этом авто выполнены на основе растительного сырья, а не нефти. Синтез биодизеля из растительного масла – давно известный «трюк». Сейчас это направление настолько развито, что появились даже портативные домашние установки, позволяющие переработать, к примеру, отработанное масло с кухни в солярку. Но вот шоколад...

Про технологию его утилизации сама WorldFirst F3 не распространяется, но ресурс Inhabitat приводит пример одного такого проекта – BioTruck (также, что примечательно, британского). Еще в 2007-м англичане, ведомые Энди Пагом (Andy Pag), совершили на грузовике Ford Iveco Cargo (биодизельном) и паре внедорожников путешествие из Британии в Мали на шоколаде. Процесс переработки этого необычного сырья (а это были отходы с шоколадного производства), а также и саму установку для синтеза биотоплива разработала и построила британская компания Ecotec, специализирующаяся на производствк биодизеля. Британцы отмечают, что обычно для производства биодизеля требуется не только растительное масло, но и этанол (в довольно большом количестве). А его раньше покупали главным образом у нефтехимических компаний. Но вот Ecotec придумала промышленную технологию выработки спирта из шоколада. Таким образом шоколадные отходы с одной из британских фабрик, ранее выбрасываемые, послужили составной частью «зеленого» топлива. В 2008-м та же самая команда Энди предприняла трансъевропейское «ралли» Grease to Greece, используя в качестве топлива отработан-

техника, механизмы, электроника

ное растительное масло, подаренное ресторанами по пути следования. А в нынешнем году Паг намерен организовать сразу две экспедиции: двухнедельную Grease to Greece 2009 (старт 18 июля) и годовую кругосветку Energy for a New Perspective (старт летом). В последнем случае путешественники должны обогнуть весь мир, используя автомобили, мотопарапланы и даже суда, потребляющие все то же растительное топливо. WorldFirst F3, вероятно, полагается на аналогичную технологию. Так что ее Формула-3 – самая «зеленая» из всех гоночных машин. Увы, где ее можно будет увидеть в деле – пока неизвестно. Да это и не так важно – экзотический болид служит передвижной выставкой технологий, которые могут выйти за рамки спорта. Производители авто, конечно, давно стараются сделать свою продукцию как можно более «зеленой». И речь не обязательно о выхлопе двигателей и применяемом моторном топливе. Скажем, в серийных автомобилях все чаще находят применение материалы, полученные в результате вторичной переработки (это главным образом полимеры), а также изделия, пригодные для такой переработки. Конструкторы изначально стараются закладывать в

WorldFirst F3: даже в электрических проводах тут использованы вторичные материалы. А шины этого болида произведены по спе циальной технологии, исключающей полициклические ароматические соединения – вредные вещества, наносящие ущерб природе как на ста дии производства, так и после выброса покрышек на свалку .

новые модели возможность «правильной» утилизации. А в интерьерах многих концептов уже можно увидеть и «природные» материалы отделки (выполненные на основе сои, кокосовых волокон или джута), которые, как говорится, не тянут за собой «длинный углеродный след». Но мейнстрим в автостроении – это по-прежнему сталь снаружи и «нефтяной» пластик внутри. Да и топливо, по большей части, все еще нефтяное. Это не может не огорчать за-

щитников природы, которые проектами, подобными WorldFirst F3, пытаются приблизить «экологически правильное» будущее. Гоночный автомобиль из Туманного Альбиона показал, сколь технологичными могут быть биопластики. Ну а о топливо-шоколаде и говорить нечего. И если отходов с шоколадных фабрик на всех явно не хватит, всегда найдутся альтернативные варианты, к примеру, топливо из грибов, водорослей и фруктов. 2009 • июнь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Крупнейший лазер направил тераватты на кончик ядерной иглы

Три десятилетия исследований, проводимых в разных странах, вскоре будут, образно говоря, сконцентрированы в этом маленьком цилиндрике, в виде лучей общей мощностью в 500 тераватт.

июнь • 2009

«Национальная спичка» – так вольно можно перевести название этой грандиозной лазерной установки. На днях было завершено ее многолетнее строительство, увенчавшееся пробным пуском примерно на половине мощности. Вскоре «спичка» впервые зажжет термоядерные реакции в шарикемишени. На краткое мгновение на

10 марта 2009 года американская «Национальная установка зажигания» (National Ignition Facility – NIF) произвела рекордный световой импульс в 1,1 мегаджоуля. При этом лучи системы несли в 25 раз больше энергии, чем импульс любого другого лазера, заявил директор NIF Эдвард Мозес (Edward Moses). Вспышка длилась миллиардные доли секунды и послужила салютом в честь завершения строительства одной из самых

сложных экспериментальных установок человечества. NIF – крупнейшая лазерная система на планете – должна наконец ответить на вопрос: возможно ли на практике приручить термоядерные реакции при помощи лазерной технологии? Управляемый термоядерный синтез с инерциальным удержанием плазмы (Inertial confinement fusion – ICF) – альтернатива системам с магнитным удержанием (это токамаки и стеллараторы).

техника, механизмы, электроника

И подобно тому, как знаменитый токамак-гигант ITER, строительство которого международное сообщество ведет сейчас во Франции, считается венцом в своей области, NIF представляет собой самую мощную и сложную установку для ICF. Кстати, интенсивные работы в этой сфере ведутся в разных странах примерно 30 лет, а конкретно проект NIF насчитывает уже 15-летнюю историю, из которых на возведение комплекса ушло 12 лет (и, заметим, примерно $4 миллиарда). Познакомимся же с ним поближе. Основной принцип ICF, также именуемый лазерным синтезом, прост. Сосредоточьте свет от множества мощных лазеров на маленькой мишени из смеси дейтерия и трития. Мгновенное испарение внешнего слоя создаст реактивную силу, направленную к центру, что приведет к сильному сжатию мишени и ее разогреву до температуры запуска термоядерной реакции. Причем реакция, начавшись в центре мишени, распространится наружу во внешние, более холодные ее слои намного раньше (буквально в наносекунды), чем весь сжатый материал разлетится в стороны. Потому данный метод удержания горячей плазмы и назван инерциальным. Однако предыдущие опыты показали, что даже с большим числом лазеров прямым облу-

Оцените масштаб установки (обратите внимание на людей на обоих снимках). Вверху: один из двух залов с лазерами. Всего в NIF мишень обстреливает 192 ультрафиолетовых лазе ра. Эти лучи направляются в центр огромной целевой камеры (внизу), где специальный держатель («карандаш» справа) фикси рует миниатюрный термоядерный заряд. На нижнем кадре так же видна обслуживающая платформа, выдвинутая для осмотра системы.

чением со всех сторон трудно добиться равномерного сжатия мишени, а это – ключ ко всему. Микроскопические неравномерности, буквально неуловимые глазом, приводят к тому, что горячая плазма «расплески-

вается», прежде чем ударная волна внутри шарика запустит цепную и устойчивую реакцию синтеза. И даже если некоторые из ядер дейтерия и трития в момент такого «удара» сольются (а такое в прежних опытах, в 2009 • июнь

дело техники частности на установке Nova, уже происходило) – общая цель не будет достигнута. Потому в ряде предыдущих родственных установок, а теперь и в самой NIF, используется другой метод создания равномерного облучения мишени – так называемый непрямой привод (indirect drive). Заключается он в том, что лазеры направляют не в саму мишень с ядерным топливом, а в специальный полый цилиндрик под названием hohlraum (его вы видите на снимке под заголовком), выполненный из золота, внутри которого на полимерной распорке и подвешен топливный шарик. Мощный импульс лазеров, попадающий через торцевые отверстия на внутренние стенки цилиндра под точно рассчитанным углом, превращает его в плазму, которая окутывает топливный шарик и успевает выдать мощный импульс рентгеновского излучения, прежде чем разлетится прочь. Рентген и взрывает главную мишень, не хуже, а даже эффективнее, чем взорвало бы ее прямое попадание лазеров. Благодаря мгновенному испарению внешнего слоя шарика последний сжимается так, что плотность вещества в нем подскакивает до 1 килограмма на миллилитр (то есть окажется примерно в 100 раз выше плотности свинца). Температура же вырастает до 100 миллионов градусов – это выше, чем в цен16

июнь • 2009

тре звезды. Такова теория ICF. Любопытно, что физики уже умеют при помощи лазеров нагревать вещество до температуры центра Солнца, то есть до 10 миллионов градусов. Почему же для розжига реакции синтеза в дейтерий-тритиевой мишени нужно поднять эту планку еще в 10 раз? Причина – давление. В солнечном ядре оно намного выше, чем в водородном шарике, потому и температурные условия для поддержания термоядерного синтеза в нашей родной звезде – более мягкие. Лазерная система – главная гордость NIF. Ведь к ней предъявлены феноменальные требования. Достаточно сказать, что оборудование, занимающее десятки и десятки метров и весящее десятки тонн, смонтировано в залах лаборатории с точностью в 100 микрометров. Все 192 УФ-лазера, обрушивающие поток света на мишень в центре целевой камеры, берут свое начало от одного слабенького инфракрасного лазера, луч которого делится на множество потоков. Каждый из них пробегает в общей сложности по 300 метров, проходя последовательно цепочку из гигантских лазерных усилителей и преобразователей частоты. Длительность каждого импульса составляет порядка – нескольких наносекунд, а согласование времени прихода всех лучей к мишени таково,

что расхождение между самым «торопливым» и самым «опаздывающим» импульсом не превышает 30 пикосекунд. Каждый луч в конечном счете попадает в строго отведенную ему точку на внутренней поверхности золотого контейнера, где создает «солнечный зайчик» диаметром 50 микрометров. Интересно, что на полной мощности установка генерирует лучи, которые в сумме несут к цели 1,8 мегаджоуля энергии (так что нынешний запуск всех лазеров прошел не на полной «тяге»). Отметим, что в мире существует несколько импульсных установок, по пиковой мощности сопоставимых с NIF, и даже немного превосходящих американского «монстра», но их вспышки длятся пико– либо фемтосекунды, то есть они на три-шесть порядков короче найфовских. А потому по суммарной энергии, заключенной в луче (или в нескольких лучах, как в NIF), они существенно уступают «суперспичке». Львиная доля от этих «1,8» преобразуется золотым цилиндром в рентген, но лишь небольшая часть X-лучей оказывается задействована в разогреве и сжатии топливного шарика. Тем не менее и этого количества энергии для запуска термоядерной реакции вполне должно хватить. И хотя прямое облучение мишени принесло бы

техника, механизмы, электроника

к ней больший энергетический поток, опосредованный метод дает намного более равномерное облучение всех боков шарика, чего и добиваются ученые. Если цепная реакция в таком шарике будет запущена, он высвободит порядка 20 мега джоулей энергии или даже несколько больше. Так что NIF должна стать первой установкой в своем роде, на которой энергетический выход от реакции синтеза превзойдет энергетические затраты на ее розжиг. Улучшение в дизайне мишени и лазерной системы сулит поднятие термоядерного «выхода» с одного взрыва до 45 мегаджоулей (больше не позволят особенности камеры), а установки такого же типа, но уже следующего поколения смогут нарастить этот показатель еще в два с лишним раза. А дальше? Дальше стоит подумать о промышленных системах такого рода, на которых полученную энергию можно было бы конвертировать в электричество. Как? Очень просто. Микроскопические солнца в центре камеры при должной час тоте взрывов приведут к сильному разогреву ее стенок, а это тепло можно конвертировать в ток в классической паровой или гелиевой турбине (некий теплоноситель, возможно промежуточный, следует пустить внутри стенок сферической камеры). NIF способна производить один лазерный «выстрел» каж-

Хотя главная цель NIF – довести до идеала принцип опосредован ного «удара» по водородной мишени, система способна перена страиваться на прямое облучение топливных шариков без золотых кон тейнеров. В этом случае вместо создания двух световых конусов (как на этом рисунке) оптику перефокусируют так, что все ультрафиолетовые лучи сойдутся в центре камеры. Вообще же установка призвана прове рить множество версий мишеней, чтобы узнать – какая лучше подойдет для гипотетической промышленной установки синтеза.

дые 5 часов – больше не позволит разогрев оптической системы, приводящий к ее деформации. Но промышленная система лазерного синтеза должна подрывать в центре установки по несколько топливных шариков в секунду. А значит, потребуется более сложный дизайн лазерного комплекса с мощным охлаждением, а еще – «пушка», стреляющая на скорости в 10–100 м/с мишенями точно в центр камеры (это сейчас мишень филигранно устанавливают неподвижно на конце гигантской «иглы»). Все это в том или ином виде должно быть проверено на другой опытной установке по ICF – европейский проект Hiper (High Power Laser Energy Research), пока существующий

только на бумаге, обещает стать еще более мощным, чем NIF. Недавно он получил финансирование на первый этап теоретических работ. Так что его успехи в будущем, ведь построят Hiper не раньше, чем через 10 лет. А вот первые эксперименты в NIF начнутся уже в нынешнем июне. Первый же опыт по запуску стабильной цепной реакции синтеза в этой огромной установке произойдет в 2010–2011 году, предсказывает Мозес. Учитывая отставание по времени главного нынешнего соперника NIF по ядерному синтезу – токамака ITER (он заработает где-то в 2016–2018 году) – можно сказать, что Ливерморская лаборатория способна сорвать банк. 2009 • июнь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Супервертолет Sikorsky X2 обгонит многие самолеты

http://www.youtube.com/watch?v=emDlELmXV-I&feature=player_embedded

июнь • 2009

Не раз и не два инженерам крупных компаний и просто изобретателям приходила в голову идея скрещивания вертолета и самолета. Так соблазнительно совместить вертикальный взлет и зависание первого с дальностью хода и скоростью второго. Вопрос в том, как именно это проделать. И что же, перед нами очередной

Вертикальный взлет и посадка, скорость как у легких самолетов, высокая грузоподъемность и надежность – таковы потенциальные преимущества нового летательного аппарата.

«Она изменит правила игры в индустрии», – охарактеризовал эту необычную машину президент компании Sikorsky Aircraft Джеффри Пино (Jeffrey Pino). Что же это за чудо? Еще в 2005 году Sikorsky анонсировала постройку «самого быстрого вертолета на планете». Он должен был взлететь уже к концу 2006 года, но, видимо, даже такой именитой фирме пришлось изрядно помучаться, чтобы решить технические проблемы, неизбежно всплывающие в ходе рождения чего-то принципиально нового. Теперь же, как гласит пресс-релиз Sikorsky, аппаратдемонстратор успешно прошел наземные тесты с вращением винтов, а на очереди – первый полет. Gizmag сообщает, что новый винтокрыл от Sikorsky, способный разгоняться до рекордных 474 километров в час, должен оторваться от земли позднее в нынешнем году. Уже по его облику можно легко догадаться, каков главный принцип изобретения. Машина, оборудованная двумя подъемными винтами противоположного вращения, дополнена хвостовым толкающим воздушным винтом. На нем реверанс в сторону самолета исчерпывается. Это называется технологией X2, а винтокрыл, готовый вот-вот появиться в небе, – X2 Technology Demonstrator.

техника, механизмы, электроника

На «рентгене» X2 видно, что двигатель, приводящий в дви жение и подъемные, и тяговый роторы, расположен в са мом центре этого аппарата.

Каждый его несущий ротор обладает четырьмя лопастями, а толкающий винт – шестью. Все три приводятся от одного движка – турбовального LHTEC T800. Разумеется, в дальнейшем может быть создана аналогичная двухдвигательная машина. Надо сказать, что в технологии X2 скрыты изюминки, незаметные снаружи. Скажем, у этой машины очень необычно распределяется подъемная сила между лопастями. В чем же отличия от прежних вертолетов? Для начала рассмотрим самый простой – с одним несущим ротором и хвостовым винтом, компенсирующим вращающий момент. Чтобы такой вертолет мог летать, ему необходим автомат перекоса – узел, который циклически меняет угол атаки лопастей справа, слева, спереди и сзади от оси вращения винта. Поскольку при поступательном движении вертолета ско-

рость лопастей на наступающей стороне ротора складывается со скоростью самой машины, относительно воздуха те лопасти перемещаются быстрее, чем лезвия на противоположной стороне, где происходит «вычитание». Если эту разницу не скомпенсировать, уменьшив угол атаки лопастей на наступающей стороне, вертолет тут же перевернется «на спину». Соответственно, у такого геликоптера при полете по прямой подъемная сила на лопастях справа и слева – одинакова, но на наступающей стороне она намного меньше потенциально возможной. У двухвинтового вертолета с каждым ротором в отдельности происходит все то же самое. А теперь посмотрим, что случается, если мы хотим разгоняться. Пилот перемещает ручку управления, и автомат перекоса выставляет угол атаки 2009 • июнь

дело техники лопастей сзади чуть больше, а спереди – чуть меньше. Подъемные силы сзади и спереди также становятся разными, воздушное судно наклоняет нос, а у винта возникает горизонтальная составляющая от подъемной силы, которая и толкает машину вперед. Значит, и в этом случае винтокрыл не использует всю подъемную силу, которую способны создавать лопасти. По мере же роста скорости проблема только усугубляется, поскольку на отступающей стороне ротора возникает участок, в котором абсолютная скорость лопастей относительно воздуха

становится практически нулевой. Тот участок лопастей, естественно, в создании подъемной силы не участвует. Добавкой толкающего пропеллера Sikorsky, можно сказать, одним выстрелом расстреляла и разорвала на кусочки всех этих вредных «зайцев». У X2 каждая лопасть винтов в любой момент времени создает максимальную подъемную силу, доступную ей «по теории», поскольку для поступательного движения машине не нужно наклоняться: горизонтальная тяга от подъемного винта и вовсе не зависит.

Подъемные силы на лопастях отступающей и наступающей сторон одного ротора у данной машины не компенсируются. Вместо этого уравновешивание (чтобы не было крена) происходит между роторами. Соответственно, на наступающей стороне лезвия создают максимальную вертикальную тягу – а вся машина демонстрирует высокую грузоподъемность при умеренном диаметре винтов.

Весит X2 3,6 тонны. Он должен обладать дальностью полета в 1300 километров. Обтекатель втулки двойного винта X2 окажется далеко не лишним, когда машина раз гонится до непривычной для вертолета скорости.

июнь • 2009

техника, механизмы, электроника

Эффективность аппарата повышается еще и за счет новых, специально разработанных лопастей, имеющих высокое отношение подъемной силы к сопротивлению, нежели «лезвия» винтов, применяемых в обычных современных вертолетах. А для снижения сопротивления воздуху аппарата в целом Sikorsky придумала обтекаемый кокон втулки винтов. Еще X2 оснащен «управлением по проводам» (Fly-byWire), которое отвечает за эффективную работу роторов. Любопытно, что на скорости свыше 390 километров в час электроника постепенно снижает частоту вращения подъемных винтов, чтобы абсолютная скорость кончиков лопастей с «наступающей» стороны оставалась в пределах скорости звука. На максимуме это автоматическое снижение достигает 20%. Также новым является встроенная система активного подавления вибраций. В общем, задумано интересно. А как полетит? Именно для того, чтобы в реальных условиях выявить все тонкости работы такой необычной вертолетной схемы, американская компания и построила рабочий демонстратор. На нем планируется выяснить, как влияет поток воздуха от подъемных винтов на хвостовой тяговый винт, каким должен быть оптимальный угол наклона оси главных роторов, и многое другое.

На самом верхнем рисунке виден обычный вертолет, летя щий вперед с высокой скоростью. Желтым кружком отме чена зона, в которой лопасти не создают подъемную силу. Ниже показано сравнение трех типов вертолетов: 1 – классического одновинтового; 2 – классического двухвинтового; 3 – Sikorsky X2. Стрелками показаны подъемные силы на разных сторонах рото ров. Цветными стрелками – реально действующие, прозрачными – потенциально возможные. Видно, что обычные винтокрылы не могут раскрыть весь потенциал лопастей из-за необходимости в компенсации сил справа и слева.

Авторы разработки особо отмечают, что новая машина должна обладать хорошей управляемостью на малых скоростях, как у обычных вертолетов, превосходя их в скорости в полтора-два раза. Впрочем, компания не приводит всех тонкостей технологии и не объясняет всех секретов работы X2. Зато она пишет, что в процессе перехода от вертикального взлета к горизонтальному полету с X2 не происходит никакой трансформации, как это проделывают конвертопланы, наклоняющие свои роторы

вперед, когда превращаются из вертолета в самолет. В этот момент полета конвертопланы не слишком управляемы и устойчивы, переходный режим они «не любят». У X2 же во всем диапазоне высот и скоростей фактически меняется только частота вращения винтов – главных и тягового. И это упрощение должно положительно сказаться на безопасности новой машины. Если безопасность и вправду окажется на высоте, X2 действительно можно будет назвать «переписывающим правила игры». 2009 • июнь

дело техники

техника, механизмы, электроника

Солнечные машины направляют транспорт по светлому пути

Недавно швейцарскофранцузская команда PlanetSolar приступила к строительству одноименного катамарана, который должен впервые обогнуть Землю на энергии солнечного света.

июнь • 2009

Длительные путешествия без затрат топлива или заправки транспортного средства от розетки были доступны людям еще тысячи лет назад, как на море, так и на суше. О парусах и лошадях еще не забыли? Но в наше время этот транспорт не посчитаешь практичным. Зато постепенно практичным становится другой способ передвижения – на энергии солнечного света. О самых передовых представителях «солнечного племени», завоевывающего уже три стихии, мы и по-

Недавно швейцарско-фран цузская команда PlanetSolar приступила к строительству одноименного катамарана, который должен впервые обогнуть Землю на энергии солнечного света. Суммарная площадь его фотоэлектрических батарей составит 470 квадратных метров, причем часть из этих панелей (по краям и на корме аппарата) будут складными. При КПД 22%

ячейки смогут выдавать в солнечный день до 103,4 киловатта мощности. Этого должно быть более чем достаточно для питания двух маршевых электромоторов, вращающих гребные винты (мощность каждого – по 10 киловатт), бортового оборудования и зарядки батарей для движения в пасмурную погоду и ночью. Экипаж PlanetSolar – два шкипера. Это лидер проек-

та Рафаэль Домьян (Raphaël Domjan) и его напарник Жерар Д'Абовиль (Gérard d'Aboville), также являющийся навигатором. «Сухопутная» же часть команды насчитывает почти полтора десятка человек. Кстати, о намерении построить кругосветное солнечное судно Домьян и его товарищи говорили еще в 2006-м. Но тогда что-то не сложилось. Теперь же начались практические работы по воплощению мечты Рафаэля. Причем по сравнению с проектом 2006 года размеры судна заметно выросли. Избыточная пиковая мощность солнечных панелей и солидный объем аккумуляторов должны способствовать спокойствию путешественников и стабильности продвижения вперед. PlanetSolar станет самым крупным судном в мире, движимым исключительно энергией солнца. И пусть для практических целей вроде транспортировки грузов оно непригодно (хотя бы из-за скромной скорости), испытанные в боевых условиях передовые технологии наверняка послужат стартовой площадкой для создания чего-нибудь более внушительного. Тут нужно вспомнить, что начало внедрению крупных солнечных панелей на сухогрузах уже положено пионером Auriga Leader. Правда, пока эти батареи покрывают небольшую

Полная длина и ширина PlanetSolar (с откинутыми боковы ми батареями) достигают 35 и 23 метров соответственно. Со сложенными – 31 и 15. Высота судна равна 6 метрам, а водо измещение составляет 60 тонн. Может принять на борт до 200 душ.

долю энергетических расходов судна – там солнечные панели развивают 40 киловатт, то есть в два с лишним раза меньше, чем у PlanetSolar. При этом сухогруз весит в тысячу раз больше кругосветного катамарана. Неудивительно, что если для первого солнце – небольшая помощь, то

для второго – единственный источник энергии. Кругосветный вояж PlanetSolar намечен на 2010 год. Средняя скорость аппарата должна достигать 8 узлов (15 км/ч), а максимальная – 14 узлов (25 км/ч), так что путешествие в 40 000 километров из

Строительство PlanetSolar идёт на верфи компании Knierim Yachtbau в германском Киле. А вообще проект PlanetSolar базируется в швейцарском городе Ивердон-ле-Бен. 2009 • июнь

дело техники Марселя в Марсель займет примерно 120 дней. Заметим, при всей фантастичности замысла у проекта PlanetSolar есть хороша база – достижения предшественников. Ведь прогулочные катера на солнечных батареях, курсирующие по озерам, а то и между близкими островами в море, – давно не новость. Да и куда более серьезные возможности подобной техники доказаны: в 2007 году небольшое солнечное судно (швейцарское) впервые в мире пересекло Атлантику. Если вспомнить, что в океаны понемногу возвращаются паруса (парусный спорт – не считаем, речь о перевозках грузов), глядишь, скоро можно будет всерьез говорить и о больших солнечных парусниках, вернее, о транспортных судах с солнечными крыльями. А пока таковых нет, на солнечные крылья можно посмотреть в воздухе. В прессе много рассказывалось о швейцарском проекте пилотируемого солнечного самолета Solar Impulse, называя его первым. Но это ошибка. Первым был Solar Riser, созданный инженером Ларри Мауро (Larry Mauro) в 1979 году. Позднее мир увидел небольшую череду экспериментальных крылатых машин, движимых светом (напомним, мы говорим о пилотируемых аппаратах, так как солнечных беспилотников – куда больше, и они не столь удивительны). Но 24

июнь • 2009

Sunseeker – разве не красавец? Этот винтовой самолет не нуждается в топливе, но нуждается в свете. Правда, во время «внезапного солнечного затмения» машина эта с неба не упадет. Во-первых, потому что по сути перед нами великолепный планер, а во-вторых, – тяговый электромотор тут может непро должительное время «перебиться» током от литиевых аккумуля торов, накопивших энергию от солнечных панелей на крыльях.

речь о единственном солнечном самолете, который находится в эксплуатации в настоящее время. Тем более что на днях появился прекрасный повод для этого. В германском Фридрихсхафене (Friedrichshafen) проводилась выставка e-flight expo – первое и единственное шоу электрических летательных аппаратов (Electric aircraft). Такие машины, винты которых вращаются от электромоторов, питаемых от топливных элементов, аккумуляторов, конденсаторов, солнечных батарей или направленного излучения, – имеют свою историю. При этом развитие технологий в последние годы позволило вплотную заняться именно пилотируемыми «e-самолетами». Чего только стоит «сказочный» взлет сверхлегкой авиетки на 160 пальчиковых батарейках,

первый пилотируемый самолет на топливных элементах или, к примеру, яркий проект электрического спортивного E-Flight. Так вот, на выставку в Германию швейцарская (вот совпадение, опять Швейцария) компания Solar Flight привозила уникальный аппарат Sunseeker II – единственный на данный момент действующий пилотируемый солнечный самолет. Эрик Раймонд (Eric Raymond), основатель и президент Solar Flight, начал работу над таким аппаратом еще в 1986 году. После череды успехов и вынужденных пауз появился Sunseeker I или просто Sunseeker. Его крылья украшали солнечные батареи, но легкая машина была способна и на полет от встроенных аккумуляторов, благо электромотор для привода винта развивал всего 2,5 лошадиные силы.

техника, механизмы, электроника

В 1990 году сам изобретатель пересек на Sunseeker США, сделав для этого 21 полет и провев 121 час в воздухе. А в 2002-м Эрик и его фирма сконструировали для Sunseeker новые крылья – большей площади и с более филигранной (плавной) интеграцией гибких тонких солнечных ячеек в их поверхность. Тем самым было положено начало эволюции фактически новой машины, которая после череды усовершенствований (был заменен хвост, бортовая электроника и так далее) и стала самолетом Sunseeker II. Ныне этот аппарат, утверждает Раймонд, обладает самым большим налетом в мире среди всех пилотируемых машин, питаемых солнцем, которые когда-либо были построены. И послужной список швейцарской «птички» еще не закончен: после шоу e-flight Sunseeker II отправится в тур по Европе. Он должен пролететь над Италией, Францией, Испанией, Германией, Швейцарией, Австрией, Венгрией и Словенией. Это будет самый длинный вояж со времени пересечения Sunseeker Америки. Привлечь внимание общества к «зеленым» технологиям, обозначить мечту о «безуглеродном» транспорте будущего – создатели Sunseeker ставят перед собой те же цели, что и авторы PlanetSolar, команды «Солнечного такси» и Solar Impulse.

Первый взлет кругосветного Solar Impulse намечен в 2011-м. Его размах крыльев, составит 80 метров при весе машины всего в 2 тонны.

Кстати, о последнем. Проект еще жив, несмотря на существенную задержку графика. Изготавливаются отдельные детали машины, шлифуется конструкция, ищутся (и находятся, что важно) новые спонсоры. Заметим, перед инженерами Solar Impulse стоит куда более сложная задача, чем перед создателями Sunseeker и всех прочих солнечных авиеток. Ведь Solar Impulse должен суметь обогнуть Землю без посадки, а значит, лететь день – ночь – день – ночь и так далее. Нынешние пилотируемые самолеты на солнечных батареях, хоть и оснащаются аккумуляторами, на такой подвиг не способны. Слишком много нужно батарей для полного ночного полета, а это – вес. Цикл дневного и ночного безостановочного движения

ранее покорился лишь солнечному беспилотнику, а беспосадочную кругосветку до сих пор совершали лишь пилотируемые самолеты, несшие на борту гигантское количество топлива . От топлива и мечтают избавиться инициаторы всех рассмотренных нами проектов. Впрочем, пока практической пользы от этих машин – ноль. Спортивные снаряды, рекордные машины, курьезы – вот что перед нами. Но ведь солнечные батареи постепенно становятся все эффективнее и при этом дешевле, а аккумуляторы – легче и мощнее. Стало быть, можно сказать, что мы наблюдаем за самым рассветом новой эры в транспорте. За утренней зарей скорее. А за зарей будет восход. 2009 • июнь

открытия

природа, космос, общество

Компьютер раскрыл тайну рождения Столпов творения

Эти колонны газа – один из самых узнаваемых образов космоса. А ведь среди туманностей можно встретить и не такие впечатляющие формы. Но хотя сами гигантские образования давно уничтожены, астрономов продолжает волновать вопрос – как они возникли? Ответ на него имеет прямое отношение к процессам

Туманность Орла. Столпы творения тут можно заметить почти точно в центре. А справа, слева, сверху – другие примеры причудливых образований из холодного газа, разбегающихся от центра туманности прочь.

Казалось бы, что может быть скучнее большущих скоплений холодного газа (преимущественно водорода) и пыли? Разве что необычная форма. Таковы Столпы творения. Они мало пропускают видимый свет и потому контрастно выделяются на фоне горячего плазменного пузыря, расположенного позади. Протя-

июнь • 2009

нулись эти колонны материи на несколько световых лет. Можно предположить, что такая специфическая форма этих образований – шутка природы, то есть совершенно случайная вещь. Но это не так. Ученые выяснили, что рождение Столпов – процесс очень даже закономерный. Тонкие детали этого вели-

чественного «столпотворения» начали раскрываться перед исследователями только сейчас, а потому нацелим наши звездо леты на созвездие Змеи, где на расстоянии 7 тысяч световых лет от нас и происходят описываемые события. Как бы ни поражали Столпы творения воображение зрителей, они являются лишь малой частью туманности Орла (Eagle Nebula), раскинувшейся примерно на 70 световых лет. Туманность Орла – это не только собственно туманность (эмиссионная), но и молодое рассеянное звездное скопление, члены которого были рождены тут. Процессы звездообразования идут в туманности и сейчас (потому собственно – «Столпы творения»). И знаменитые на весь мир «колонны» газа – только одно из потенциальных мест, где еще могут появляться новые звезды (вернее, где они, вероятно, появлялись до недавнего времени, но об этом – ниже). Однако пик рождения светил в туманности Орла в целом прошел уже миллион лет назад. И первые молодые и горячие солнца своим излучением успели разогнать газ в центре. Там возникла типичная область H II, регион ионизированного водорода. А вот края обширного холодного облака, давшего начало всему этому великолепию, ныне под действием ударных волн в газе отступают наружу. И отступают

Столпы творения на кадре с телескопа Hubble, сделанном в 1995 году. Известный ресурс Space.com в свое время включил его в первую десятку самых-самых видов Вселенной из отснятых «Хабблом».

очень неравномерно. Столпы – одна из таких ярких неравномерностей. Как она была рождена? До сих пор астрофизики лишь высказывали чисто умозрительные соображения. Но вот Эндрю Лим (Andrew Lim) и его коллеги из Дублинского института передовых исследований (Dublin Institute for Advanced Studies) провели масштабное численное моделирование, приоткрывшее завесу тайны Столпов. Для начала разберемcz, почему газ отступает от молодых голубовато-белых звезд. Причина в мощном потоке ультрафиолета, который эти звезды обрушивают на свою родную

туманность изнутри. Ультрафиолет этот не просто создает световое давление (что очевидно), он еще ионизирует и «испаряет» немалую толику водорода с освещенной стороны облака (явление фотоионизации). Эти частицы с высокой скоростью покидают его и создают реактивную силу (в соответствии с третьим законом Ньютона), которая отбрасывает оставшийся газ. Локальные неустойчивости в газовом облаке приводят к тому, что граница расширяющейся туманности становится очень извилистой. Но тут, впрочем, до появления именно Столпов – далеко. 2009 • июнь

открытия Лим и его товарищи решили выяснить, что будет, если в исходном газовом облаке имелись некие неравномерности – небольшие участки большей, чем в среднем, плотности. Поскольку такой «комок» имеет большую массу, реактивная сила от фотоионизации будет сдвигать его с места медленнее, чем «сдувать» окружающий газ. Пока все логично. Но тут возникает вопрос: «А что заставит этот сгусток вытягиваться в длинную колонну?» Компьютер показал, что в одиночку такое скопление не может сформировать Столп за скольнибудь приемлемое время. Оказалось, «процесс столпотворения» начинается, когда несколько таких газовых шариков оказываются неподалеку друг от друга, причем формируют замысловатую комбинацию, в которой одни скопления газа и пыли частично экранируют от светового потока ближней звезды другие такие же скопления. В частично освещенном сгустке фотоионизация порождает асимметричные силы, стремящиеся подтолкнуть газ в сторону тени. Увеличивающаяся плотность зарождающегося столба формирует еще более плотную тень, в которую все тот же свет начинает заталкивать все больше и больше материи со стороны. И происходит это на фоне все ускоряющегося «вымывания» водорода (и других веществ) из участков, попадающих под прямые удары ультрафиолета. 28

июнь • 2009

Сначала исследователи выполнили двумерную симуляцию роста «столпов». Черный цвет означает низкую концентра цию газа, зеленый – среднюю, желтый и красный – повышен ную и высокую. Звезда льет свой ультрафиолетовый поток сле ва. Изначально имеется 10 сравнительно небольших скоплений материала (глобул), которые служат зернами для формирования «колонн». По краям рисунков – шкалы в парсеках. Между первой и последней картинкой – 100 тысяч лет .

В такой манере Столпы творения не столько сами «вырастают из», сколько оказываются «вырезанными» из первоначальной массы газа, словно одиноко стоящие скалы под действием ветра и воды. Чтобы найти заветную комбинацию, порождающую Столпы, авторы новой работы заставили компьютер перебрать множество случайных вариантов в числе и расположении газовых сгустков. Так они выяснили, что как только в том или ином месте туманности складывается бла-

гоприятная ситуация – то есть несколько «узлов» водорода оказываются на правильном расстоянии друг от друга при наличии обширного пространства менее плотного газа вокруг, куда хорошо проникало бы излучение, – колонны начинают формироваться неизбежно. При этом на их создание уходит около 150 тысяч лет, а прожить они могут порядка 100 тысяч лет, – «говорит» компьютерная модель. И цифры эти хорошо согласуются с тем, что астрономы знают про туманность Орла и ее Столпы творения.

природа, космос, общество

Вверху: трехмерная модель формирования Столпов. Показаны кадры, «отснятые» через 100, 200 и 300 тысяч лет после нача ла процесса (на данных трех рисунках свет звезды «давит» сверху). Внизу – три разреза той же объемной симуляции в разных плоскостях. Цвета, как и раньше, показывают плот ность газа. Причем синий цвет в данном случае – ионизиро ванный водород, покидающий освещенный слой туманности, тот самый, что отбрасывает остальной газ прочь. Послед нее видно по стрелкам, длина которых отражает скорость движения частиц.

Любопытно, что для начала ученые проверили свои идеи на двухмерной модели газа. А когда в ней стали вырастать величественные темные колонны – составили и трехмерную модель процесса. Она подтвердила все выводы более простой версии программы. Одновременно стали видны некоторые секреты эволюции Столпов. Так,

Еще одно вытянутое газовое облако в туманности Орла. На снимке под заголовком оно слева от соседних с ним Столпов творения. 2009 • июнь

открытия

Снимок Столпов творе ния, комбинирующий ви димый спектр с рентгеновским диапазоном. Множество цвет ных кружков, разбросанных по полю зрения, – это рентге новские источники, а по сути – крупные молодые звезды. В Столпах, как видно, таких но ворожденных звезд почти нет. Самое яркое исключение – звезда, видимая как голубая точка, «вмонтированная» в ко нец крупнейшего Столпа. Эта звезда весит 4–5 Солнц, – со общает NASA. А еще, рассуждают астрономы, те прото звезды, что там (в Столпах) все же есть, – недостаточно горячи, чтобы давать сильный поток рентгена. Большая же часть Столпов – пуста, а это и означает, что в туманности пик рождения звезд давно ми новал и Столпы переживают упадок, который, как мы те перь знаем, в реальности уже закончился полным «развеива нием по ветру».

стало отчетливо ясно, что один плотный «ком» материала ничего не может без содействия пары соседних меньшего размера, которые на его основе ваяют будущий гигантский Столп. В таком Столпе плотность газа может постепенно повыситься настолько, что там возникнут очаги формирования 30

июнь • 2009

звезд. Потому в последующих компьютерных моделях авторы работы намерены ввести и магнитные поля, и гравитацию. Пока виртуальные Столпы не слишком плотные, и тот и другой фактор влияют на их рост слабо, – объясняют ученые. Поэтому в первых численных экспериментах достаточно было учитывать только фотоионизацию и газовую динамику. И все равно приятно, что даже упрощенные модели дали результаты, сходные с тем, что мы видим на небе, – по плотности и размерам Столпы из компьютера были похожи на Столпы творения в туманности Орла. Значит, Лим и его коллеги находятся на верном пути. Увы, самим Столпам (оригинальным) уже не светит возможность продолжить уплотнение и создание звезд внутри. Как недавно установили астрономы, примерно шесть тысяч лет назад (в реальном времени) Столпы творения были уничтожены близким взрывом сверхновой звезды, который смел все эти газовые нагромождения. Но поскольку расстояние от нас до места событий – 7 тысяч световых лет, мы еще тысячелетие сможем наблюдать облик Столпов в нетронутом виде. Однако ничто не мешает звездам формироваться в других похожих областях. В целом же выявленный процесс двояко влияет на способность больших и плотных

туманностей порождать звезды. С одной стороны, в Столпах и других сходных структурах идет уплотнение водорода и ряда других элементов, способное привести к коллапсу части облака и возникновению звезды или нескольких звезд. С другой, те звезды, которые родились в той же самой туманности раньше, интенсивно разгоняют оставшуюся материю прочь, так что в конце концов плотные завесы газа исчезают бесследно, а на месте остается лишь «чистое» звездное скопление типа Плеяд. Туманность Орла с «дыркой» H II внутри находится гдето между двумя этими крайними состояниями и тем интересна. Из-за выдувания газа излучением первых звезд, сформированных в данной колыбели, лишь 10% газа, первоначально собранного в подобном гигантском облаке, идет на рождение светил, остальной водород – рассеивается в пространстве. Можно только пофантазировать на тему – есть ли у звезд в таких скоплениях планетные семьи и успевает ли там зародиться жизнь, прежде чем какойнибудь взрыв близкой сверхновой стерилизует миры. А ведь самые крупные из солнц, возникших в туманности, сходной с туманностью Орла, проживают свою короткую жизнь и взрываются еще до того, как в других частях облака завершатся процессы рождения других светил. Феерический круговорот.

техника, механизмы,окружение электроника сетевое

«Шеф, у меня проблема», – докладывал тайный агент из театра, прижав к уху ботинок, снятый со своей ноги. Ботинок, то бишь шеф, отвечал. Так четыре десятка лет назад выглядела, пожалуй, самая ранняя система сотовой связи в мире, правда, – воплощенная лишь на комедийном экране. А вот теперь один 32-летний IT-специалист взял да и построил работающий

интернет и связь в Украине и в мире

http://www.youtube.com/watch?v=COpTlD2WIVE&feature=player_embedded

Внимание СМИ обратил на себя Пол Гарднер-Стивен (Paul Gardner-Stephen), инженер и исследователь из австралийского университета Флиндерса (Flinders University). Репортажи о его работе ведущие новостей зачитывают с улыбкой на лице. Еще бы – не каждый день можно увидеть реально действующий телефон-ботинок (Shoe Phone). Вдохновение Пол черпал в пародийном шпионском телесериале Get Smart 1960-х годов.

Телефонботинок принял эстафету от фокусов КГБ и NBA

Пол не стесняется своего комичного вида, когда говорит по ботинку. Погодите, улыбается он, у меня скоро появятся последователи.

В этом фильме секретный агент Максвелл Смарт, он же Агент 86, частенько разговаривал по телефону, вмонтированному в обычный с виду ботинок. Явная шпилька в адрес другого экранного героя – Бонда – кому не раз доводилось пользоваться странными «штучками», созданными в лаборатории Кью. Только вот ботинка-телефона среди них не было – уж больно комично смотрелось бы, даже для эпопеи об Агенте 007 (из2009 • июнь

сетевое окружение начально, кстати, носившей явно ироничный, полушутливый характер). Некоторое время назад Гарднеру-Стивену потребовалось создать реквизит для любительской театральной постановки. Нужен был именно телефон-ботинок. Тогда-то Пол вспомнил об экранном прототипе и решил построить не просто муляж, но действующий аппарат. С помощью друга-сапож ника он звсунул в обычные ботинки (прилично потрепанные) необходимую электронику и придумал сдвижные накладки на каблуках. Собственно сотовый удалось втиснуть в один каблук, а Bluetooth-гарнитуру – в другой. При приеме звонка нужно было снимать с ноги только один башмак (с гарнитурой), второй оставался на месте и связывался с собратом

по Bluetooth. А вот если необходимо было набрать номер, следовало воспользоваться ботинком с телефоном непосредственно. Пол считает свой сотовый в ботинках первой настоящей телефонной обувью. Он говорит, что она должна удовлетворять следующим очевидным требованиям: ее можно использовать как обувь, то есть носить без последствий для встроенной техники; она должна работать как настоящий телефон, то есть уметь получать и отправлять телефонные звонки; и она должна быть мобильным телефоном, то есть не требовать проводка, протянутого к телефонной розетке. Гарднер-Стивен провел небольшое расследование и установил, что несколько «исторических» претендентов на такую «сотовотелефонную» обувь в

Обувь – одна из немногих вещей, которые человек берет с собой в любом случае, когда покидает дом. Так, видимо, рассуждал австралийский инженер, когда затевал свой наполо вину шутливый проект. Можно попробовать, конечно, встроить телефон в самого человека. Но пока это никому не удалось, а на шумевший в свое время телефон-зуб оказался розыгрышем.

июнь • 2009

действительности не удовлетворяли одному или нескольким этим требованиям. Помимо телефона-ботинка в кино (который нельзя считать подлинным изобретением) в истории техники появлялось несколько интересных устройств. Первым делом – это некий радиомикрофон в каблуке, который, согласно этому источнику, в 1950-х создало великое и ужасное «Кей-Джи-Би» для оснащения своих шпионов, засылаемых в Штаты. Надо полагать, США не остались в долгу. И вообще – размещение всяких закладок, в том числе электронных, в пустотелые каблуки было «модной темой» в 50-е и 60-е. В музее, теперь уже ФСБ, можно увидеть такие экспонаты, отобранные, как нетрудно догадаться, у пойманных западных шпиков. Передатчик в ботинке мог транслировать разговор на приемник с магнитофоном, расположенный в десятках или сотнях метров. Со временем этот минишедевр эпохи холодной войны сменили куда более изощренные новации, но для своего времени он был великолепен. Следующий близкий пример – конструкция, созданная в 1985 году неким Гари Фридманом (Gary L. Friedman) и попавшая в Книгу Гиннесса (Guinness World Records) как самый маленький (на тот момент) телефон. Он был встроен в подошву настоящего кроссовка.

интернет и связь в Украине и в мире

Последующий пример – опять спортивная обувь, на этот раз легендарного Шакила О’Нила (Shaquille O'Neal). В 2005 году по его заказу в правый кроссовок инженеры встроили мобильник. Шакил утверждал, что хотел бы в краткие минуты отдыха поговорить с отцом, что называется «не отходя от...». Далее в поле зрения Пола попали многочисленные бо тинки-телефоны, выпускаемые в настоящее время, но они, вопервых, всего-то настольные аппараты, стилизованные под обувь, так что надеть их никоим образом нельзя, а во-вторых, – еще и проводные. Ботинки же Гарднера-Сти вена, даром что выглядят как кустарная «шпионская» самодеятельность, работоспособны в обоих своих амплуа. Только вот относительно преодоления луж новатор – молчок. Тем не менее австралиец полагает, что его изобретение будет модным. Он говорит так: «Ваша первая мысль – это абсолютно непрактично. Но это на самом деле не так плохо. Телефон звонит, вы снимаете обувь, открываете пятку, нажимаете кнопку и говорите. Примерно то же время заняло бы рытье в сумке». Не вполне справедливый довод. Кое-кто из мужчин носит мобильник по старинке на поясе, женщины зачастую на шее, и вообще – давно придуманы телефоны – наручные

Для электронной начинки предусмотрены амортизирую щие прокладки. Сам автор утверждает, что ходил в этой обуви как ни в чем не бывало. Но о беге и прыжках с такими ботинками лучше, наверное, забыть .

часы. Но шутит изобретатель «со смыслом». Покупали же люди телефон-банан, и даже спасли тем самым одну именитую компанию. А главное – Пол рассматривает свой телефон как прообраз... медицинского оборудования будущего. В каблуки обычной обуви можно встроить сердечный монитор, датчик кровяного давления или даже насыщенности крови кислородом. Такой аппарат, носимый пожилым человеком или пациентом, мог бы следить за состоянием подопечного, и даже отчитываться перед медиками. Почему ботинок? Какиелибо специальные приспосо-

бления (или банальные часы) можно забыть и потерять, а вот уйти из дома без обуви – надо постараться. К тому же люди легче «примут» медицинские ботинки, чем «страшные» приборы, носимые на поясе. И сотовая функция также может пригодиться в медицинской ипостаси изобретения. Скажем, ботинки могут обнаружить падение человека и позвонить медикам (вдруг пациенту стало плохо?). «Вдобавок в каблуки можно встроить генераторы, – рассуждает Пол, – тем самым продлевая время работы устройства на одной зарядке (мысль, заметим, не новая)». 2009 • июнь

секрет фирмы

бизнес, люди и деньги

Облака-логотипы бесследно исчезают после рекламы клиента

«Здесь могла бы быть ваша реклама», – такое объявление решили повесить на небо двое изобретателей из Алабамы. Но не нашлось подходящих гвоздей, потому бизнесмены ограни чились запуском всем известного знака.

июнь • 2009

Когда вы были детьми, случалось вам любоваться проплывающими облаками и фантазировать: вот полетел мишка, а это облачко – пароходик? Если да, то продолжим. Вот это Микки-Маус, а это – подозрительно напоминает «пацифик». Стоп. Это они и есть. Ведь американские изобретатели научились создавать маленькие

Франциско Гуэрра и Брайан Гловер (Brian Glover), работающие в Лексингтоне (Lexington) в штате Алабама, являются специалистами по спецэффектам. А еще – мечтателями. Иначе как объяснить, что им в голову пришла сумасбродная идея: пусть облака рекламируют какие-нибудь компании или продукты. Правда, вспоминая свои детские игры типа «а на что похоже…», друзья поняли – заставить настоящие облака принять точную форму невозможно. Да, мы знаем пример, когда из тумана построили павильон.

Но то плотное и аккуратное облако чинно сидело над самой водой. Американцы же хотели, чтобы невесомая реклама летала в небе. Значит – нужно было придумать иной ход, иной материал. Искать далеко не пришлось. Компания, в которой работают наши герои, – SnowMasters – специализируется на выпуске разнообразных снеговых машин, генераторов тумана и дыма, аппаратов, выдающих стаи мыльных пузырей, пену и прочее в том духе. От этой «печки» новаторы и плясали, когда наконец создали «Летающие логотипы» (Flogos).

Так же, к слову, называются аппараты для их производства и новая фирма, являющаяся отделением SnowMasters. Устроены Flogo просто – это хорошая мыльная пена, заполненная гелием и вырезанная по заданной заказчиком форме. Трафарет для нее сначала рисуется на компьютере, вырезается и устанавливается в «раструбе» машины, взбивающей пену. После того как пена поднимется до определенной высоты (сантиметров 15), поворачивающийся нож отрезает кусок от общей массы и готовый логотип отправляется в полет. Как далеко он может улететь? Это зависит от ветра, а еще – от параметров пены, которая регулируется по густоте. Так что одно «облачко» может прожить, в зависимости от настроек машины, от нескольких минут до часа. В последнем случае оно способно пропутешествовать примерно 45 километров, поднявшись на высоту до 6 километров. Понятно, что никто не разглядит в такой выси рекламу компании, запустившей свой логотип-облако, но обычно Flogo летают на высоте 90–150 метров. Да и нужны они, по большому счету, только вблизи от установки – там, где находится целевая аудитория. Скажем, люди, собравшиеся на какуюнибудь презентацию. Авторы Flogo особо подчеркивают, что эти «облака»

Этапы получения Flogo. Хорошо виден толстый нож, ко торый отрезает кусок пены, просочившейся через тра фарет..

безопасны для природы, поскольку генератор наполняется мылом из сырья растительного происхождения. И также Flogo абсолютно безопасны для лайнеров. Кусок пены – это даже не воздушный шарик. Сейчас у компании есть машины, генерирующие Flogo с поперечником в 24 и 36 дюймов (61 и 91 сантиметр), а скоро появится аппарат, который будет выдавать 48-дюймовые (1,22 метра) «облачка». Также надо отметить, что одна машина может выпускать по одному Flogo каждые 15 секунд. Для большего эффекта при проведении рекламных акций разработчик советует брать сразу два аппарата, а если предстоит действительно большое мероприятие, то и 6–8 таких генераторов.

Спрос на необычную систему рекламы в воздухе имеется. Не зря представительства Flogos открылись в ряде других штатов, а также – в Мексике, Германии и Австралии с Новой Зеландией. Что дальше? В разработке находится еще более внушительный аппарат Flogo. Он сможет запускать в небо логотипы диаметром 1,83 метра. А еще Гуэрра и Гловер намерены придать своим облакам дополнительное свойство, которого нет у облаков «из детства». Сейчас все Flogo получаются белыми. Но в 2009 году компания хочет построить машину, создающую разно цветные Flogo. Бизнесменам на рекламу – детишкам на радость. 2009 • июнь

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Эмо-робот девочка Nexi

По официальной версии, этот робот – «платформа для исследовательских проектов в области взаимодействия человекробот и робот-робот». Если перевести на про стой язык, это означает: подготовить людей к машинам, а последних научить еще и между собой общаться.

Nexi, она хорошая. У нее столь живое лицо, что начинаешь общаться на равных. И ее совсем не хочется расстраивать. Заботиться и ухаживать – вот что хочется. А еще возникает непреодолимое желание пройтись по всему репертуару доступной мимики. Что и говорить, задумана девочка-робот с прицелом на будущее. Роботизи-

http://www.youtube.com/watch?v=aQS2zxmrrrA&feature=player_embedded

Будущее, заметим, оно уже не то, что раньше. Мир роботов Азимова, с подкупающей реалистичностью экранизированный Голливудом всего лишь несколько лет назад, сегодня не кажется чем-то заоблачно фантастическим. Хотя бы в силу того, что подумать об этом и представить во всей красе многим уже удалось. Но и технический прогресс старается не отставать. Ученые взялись за дело все-

июнь • 2009

рьез, и затянувшаяся пьеса «В ожидании искусственного интеллекта» не означает, что он совсем не придет. Наоборот, перспективы кажутся настолько осязаемыми, что возникла необходимость придать, как говорится, нашим будущим соплеменникам человеческое лицо. Впрочем, антропоморфные машины нужны исключительно для служения человеку. Охранять границы

человекоподобными роботами – не совсем разумно. Для этого вполне подойдут и бесплотные сущности. Обычная колючка и датчики движения – уже неплохо. А вот «приручить» думающих роботов, помочь людям пообвыкнуть в общении с ними – совсем другая история. В конце концов, лучший интеллект на сегодняшний день – человеческий. И большинство AI-проектов (и прожектов) представляют собой некое его подобие. Логично и вполне естественно сделать соответствующую внешнюю оболочку. Именно для этих целей группа разработчиков из Массачусетского технологического института (MIT) и придумала Некси (Nexi), робота с детским лицом и недетским набором эмоций. По официальной версии, это – «платформа для исследовательских проектов в области взаимодействия человекробот и робот-робот». Если перевести на простой язык, это означает: подготовить людей к машинам, а последних научить еще и между собой общаться. Каким образом? По аналогии с человеком – используя подражательное поведение, то есть имитируя манеру общения и эмоции Homo sapiens. Для этого команда из MIT задумала создать группу из че-

Сходство с человеком может упростить и ускорить обу чение людей общению с техникой – сплошь роботизиро ванной по нынешним временам. Бабушки в возрасте могут и не звать внуков, если у них есть такая внучка.

тырех андроидов – мобильных, умеренно сообразительных и имеющих человекоподобные системы коммуникации. Новый «революционный» класс самодвижущихся и общительных роботов получил название MDS (Mobile/Dexterous/ Social – мобильные/сообразительные/общительные). Некси – первенец американских ученых. И она уже способна на многое. Например, на простейшие типы ответной реакции при общении с человеком. То ли еще будет!

Способность к самообучению – в духе Терминатора – ставится в проекте MDS во главу угла. Робот должен не просто демонстрировать человекоподобные ужимки, но и угадывать или, вернее, планировать свою реакцию на тот или иной раздражитель. И вести себя соответственно. В случае с Некси в качестве принципиальной основы для репликации были взяты дети. Их внутренний мир достаточно хорошо изучен, более примитивен с точки зрения

У Нексиного лица – 15 степеней свободы.

2009 • июнь

эврика

Эмоции – врожденный механизм, но внешние проявления эмоций не всегда являются врожденными – некоторые приобретаются в результате обучения и воспитания (например, интенсивная жестикуляция у южных народов). Этому и собирают ся научить девочку-робота.

формирования ответной реакции (в сравнении с «продуманными» взрослыми). И при этом непосредственен. Эмоциональная сфера ребенка формируется в первую очередь через подражательное поведение. А образцом для подражания выступает взрослый. Человек разумный. Конкретные результаты такого подхода – очень правдоподобное копирование лицевой мимики и реакции на те или иные раздражители. С технической точки зрения система мимикрии реализована не то чтобы уж очень нестандартного, но достаточно замысловато. Механизм поворота девичьей шеи имеет четыре степени свободы, а сама голова 38

июнь • 2009

движется «с человеческой скоростью», то есть максимально правдоподобно в динамике. Благодаря этому робот умеет кивать, качать головой и смотреть по сторонам. Лицо Некси способно выражать основные эмоции: она может пристально смотреть на вас, может удивленно вскидывать брови, кокетливо хлопать ресницами или прищуривать веки, а также в мимике участвует подбородок. А вот и самое интересное – системы коммуникации. Глаза девочки-робота скрывают две камеры на светочувствительных фотодиодах (CCD), а в качестве «третьего глаза» установлена активная инфракрасная камера (active 3D IR camera), которая позволяет

получать трехмерные снимки окружающих предметов. С учетом того, что современная техника фиксирует многие невидимые человеческим взглядом проявления эмоций (внешние приметы которых, в свою очередь, заботливо описаны физиологами), у Некси есть все шансы стать более проницательной, чем иные люди. По крайней мере, просчитывать свою реакцию заранее – точно. Кстати говоря, органы чувств визуальной составляющей не ограничиваются: на голове установлены четыре микрофона – для «эхолокации» собеседника и – в будущем – для распознавания речи. А вот устройство для ее синтезирования уже имеется. Есть и специальные тактильные сенсоры по всему телу. Пардон, корпусу. Действительно, Некси – это не только ценная мимика, но способность активно проявлять себя в пространстве. В первую очередь – передвигаться, огибая препятствия. «Тело» робота реализовано на платформе мобильного манипулятора uBot-5 работы мастеров из соседнего университета в Амхерсте (UMASS Amherst). А uBot-5, в свою очередь, построен на шасси Segway. По словам разработчиков, такая конструкция позволяет уверенно передвигаться в закрытых помещениях.

изобретения, открытия, гипотезы

Усилиями обеих рук Некси может поднять около 4,5 кило грамма. Длина их обусловлена не только индивидуальными потребностями робота, но и возможностью использования их в коммуникативных экспериментах – например, когда роботов MDS просят совместными усилиями поднять что-нибудь тяжелое и перенести на другое место. На двух фото справа – платформа uBot-5 в своем первозданном виде.

У Некси есть не только «ноги», но и две полномасштабные автоматизированные руки – с хватательным механизмом, близким по своим характеристикам к человеческой кисти, и вращающимся плечевым суставом, обеспечивающим «невиданную свободу движения». У предплечья и кистей – по пять степеней свободы. На каждой ладони по четыре пальца, один из которых указательный, а один – большой, противопоставленный трем остальным по аналогии с человеческой рукой. Девочка может аккуратно что-то брать и вертеть в руках – пальцы у нее гибкие. Теоретически роботы MDS должны научиться подключать жестикуляцию к лицевой экспрессии. Источник энергии – либо литиево-ионные батареи (для

автономного передвижения), либо электричество из розетки (для статичных мизансцен). Специальная система датчиков обеспечивает устойчивость и координацию движений, а ориентирование на местности и объезд препятствий возможны благодаря встроенному комнатному лазеру. Соответствующая программная оболочка реализована на базе Linux. Вот вкратце основные ТТХ эмо-робота. Пора задуматься о перспективах и осуществимости замыслов. Появления персональных роботов, призванных облегчить жизнь человеку, а где-то и разнообразить (или даже одушевить) ее, в настоящий момент с энтузиазмом ждут в системе здравоохранения, ухода за пожилыми людьми (на Западе это целая индустрия) и в образовательной сфере.

Хотя достижения в развитии самообучающихся роботов значительны, полностью реализовать эту концепцию без привлечения искусственного интеллекта вряд ли получится. Но к тому моменту, когда это произойдет, надеются массачусетские ученые, все уже будет готово к тому, чтобы упаковать интеллект в соответствующую оболочку. Это как современная электронная начинка у самолетов: без нее они на поле боя малопригодны, но и на кукурузник такие «мозги» ставить бессмысленно. Немного смущает лишь то, что строгой теории эмоций не существует. Не говоря уже о том, что наука не знает, что такое «интеллект» – это, по большому счету, условное понятие. Впрочем, многие ответные реакции можно алгоритмизировать и ручками, без AI. Но вот какая штука: человек действует только тогда, когда его действия имеют смысл. Причем речь не о каком-то идеалистическом «смысле жизни», а о вполне конкретных унаследованных биохимических комплексах, сигнализаторами которых и являются эмоции. Не совсем понятно, чем себя будут стимулировать роботы. Может, изощренными формами нулей и единичек, а может, и еще чем. Но есть 2009 • июнь

эврика

Пальцы робота состоят из трех фаланг – как у человека.

шанс, что их эмоции будут проявляться в совершенно неподходящих для этого ситуациях. Тогда весь проект – насмарку. Еще среди возможных рисков, наверное, стоит упомянуть подвижность чувственной сферы, которая необходима для гибкости и адаптации. Что из этого следует? Эмоции нужно воспитывать. И для девочки Некси – по аналогии со вполне реальными детьми – это очень актуально. К чему приведет подражание множественным «родителям» – большой вопрос. А в нынешнем виде антропоморфность машины может сыграть злую шутку: у человека возникнет иллюзия, что робот понимает больше, чем он может на самом деле. Но есть и плюсы, конечно. Помимо собственно сложности Некси можно упомянуть симпатичность концепции искусственного 40

июнь • 2009

лица. Женщины-андроиды, о которых мы не раз писали и

Пока не понят сам че ловек, о возможности репликации его эмоциональ ной сферы говорить рано. По крайней мере, путём создания соответствующих алгоритмов. Более того, спо собность реагировать самым неожиданным образом – не побочный продукт, а фунда ментальная характеристика человеческой психики, свя занная с адаптацией .

Помимо «эмо-проекта» планируется создать си мулятор виртуальной реально сти для роботов MDS – в нем будут проводиться групповые «психологические» тренинги. К основному симулятору будет прилагаться дополнительный – для создания атмосферы и реализации «жестких сцена риев». Неудивительно: он раз рабатывается на базе движка Unreal Tournament 2004.

не раз и которые стремятся к полному «образу и подобию», оставляют после себя легкое чувство ужаса. От вроде бы человеческого лица как-то не по себе. Да и сама идея о подражании очень хороша. В конце концов, специалисты MIT подчеркивают, что разработка «заточена» под эмпирическую модель. С помощью Некси и ее будущих братьев и сестер они хотят понять, что люди ожидают от роботов и в какой степени они это получат. Иначе чем посредством опыта это сделать действительно невозможно.

техника, механизмы, электроника эврика

В интернете предлагают, правда, за деньги, подробные инструкции по использованию продуктов разложения воды при помощи электрического тока, как дополнительного топлива в обычных двигателях внутреннего сгорания.

Действие установки. 1) В сосуде под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород, на рисунке это обозначено как газ ННО (известном как гремучий газ, очень взрыво опасный). 2) Газ HHO подается во впускной коллектор двигателя (бензинового или дизельного). Этим обеспечивается дополнительная мощность двигателя и экономия топлива. Правда остаются вопросы: 1) Как с законом сохранения энергии? Электрическая

изобретения, открытия, гипотезы

энергия, взятая из аккумулятора (электросети автомобиля) для разложения воды должна туда вернуться. 2) Как все таки с безопастностью? Ведь этот ННО – смесь водорода с кислородом (гремучий газ) довольно взрывоопастная штука. 3) Как «откликнутся» внутренние запчасти двигателя, при увеличении количества воды при сгорании смеси водорода и кислорода. Но всегда кто-то был первым. И, наверное, над изобретателем колеса тоже смеялись, но

Автомобиль на воде

Обещают значительную экономию топлива и уменьшение вредных выбросов в атмосферу.

все же, взвесив все за и против, мы не стали ставить на редакционный автомобиль «Интересной механики» такой тюнинг, т. к. известно – бесплатный сыр бывает только в мышеловке. 2009 • июнь

здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Найден способ восстановления репродуктивных функций у женщин

Возможно, уже через несколько десятилетий любая женщина сможет забеременеть и родить своего собственного ребенка.

Одним из столпов биологии является утверждение, что женские особи большинства животных рождаются с определенным количеством яйцеклеток, которые они «расходуют» в течение своей жизни. Однако китайские ученые зародили сомнение, экспериментально показав, что это не совсем так. Теперь появилась возможность получить такие же результаты у бесплодных женщин и восстановить их способность к

Ранее считалось, что оогенез (период размножения первичных половых клеток) заканчивается в послеродовом периоде, то есть женщины с рождения обладают ограниченным количеством яйцеклеток, которые впоследствии могут стать (или не стать) плодом. Это утверждение стало догмой после выхода в 1951 году статьи Соломона Цукермана (Solomon Zuckerman), который суммировал все данные прошлых лет. В период полового созревания органы постепенно пере-

июнь • 2009

страиваются и подготавливаются к деторождению. Далее с годами количество яйцеклеток уменьшается, постепенно наступает климакс, и женские особи становятся бесплодными. Некоторые женщины стерильны либо с рождения, либо становятся таковыми из-за определенной лекарственной терапии, операций или какихлибо физиологических отклонений. Современная медицина различными методами помогает многим из них. Но бывают случаи, когда яйцеклетка не

образуется вовсе, и тогда у семейной пары почти не остается шансов завести своих собственных детей. Теперь же появилась маленькая возможность справиться и с этой проблемой. И хотя пока исследование ученых из университета Цзяо Туна в Шанхае (Shanghai Jiao Tong University) проведено лишь на мышах и порождает больше вопросов, чем ответов, невероятная плодовитость, казалось бы, стерильных животных поразила всех. Цзи У (Ji Wu) и ее коллеги заявили о том, что они обнаружили и выделили небольшую популяцию клеток с поверхности яичников взрослых мышей. Эти клетки могут быть предшес твенниками яйцеклеток. Их назвали женскими стволовыми клетками зародышевой линии (female germline stem cells – FGSC). Вскоре выяснилось, что они способны в лабораторных условиях в течение нескольких поколений свободно делиться и расти. При этом клетки содержали белок MVH, который присутствует в примордиальных клетках (primordial germ cells – PGC), образующихся в процессе развития зародыша. Это означало, что FGSC теоретически могут быть предшественниками яйцеклеток. После таких результатов у ученых почти не осталось сомнений, что FGSC имеют отношение к репродукции, и они решили для сравнения взять та-

В большой семье всегда много сложностей, но и любви в таких семьях не меньше.

кие же клетки из тканей мышей пяти дней отроду. Таким образом, было получено несколько линий клеток. Ученые заразили их специальным вирусом. Он заставляет клетки производить зеленый флуоресцирующий белок (GFP), что позволяет отслеживать их с помощью микроскопа. Далее китайские ученые поместили выделенные клетки в яичники мышей, которые в ходе химиотерапии потеряли способность к репродукции. Ранее считалось, что такие грызуны стерильны («лечение» вызвало необратимое изменение тканей). Тем не менее почти 80% самок, которым трансплантировали FGSC, благополучно забеременели и дали здоровое потомство (независимо от того, у молодых или старых мышей

были выделены пересаженные клетки). При этом примерно треть мышат обладали зеленым флуоресцирующим белком, что свидетельствует о том, что они родились именно от донорских клеток. Результаты исследования впечатляют, однако в научном мире тут же разгорелись споры. Для начала отметим, что впервые клетки, похожие на стволовые, обнаружили в яичниках в 2004 году. В 2007-м были проведены одни из первых экспериментов. Группа Джонатана Тилли (Jonathan Tilly) из Массачусетского госпиталя попыталась восстановить репродуктивные функции стерильных мышей, выделяя необходимые стволовые клетки из костного мозга. Тогда полученное потомство было более близко к «суррогат2009 • июнь

здоровый интерес ным матерям», нежели к донорским клеткам. В 2009 году Тилли и его коллеги попытались еще раз суммировать все данные по окончанию процесса оогенеза у женщин. Но так и не пришли к единому выводу, могут ли «старые» яичники производить новые яйцеклетки. Что же касается нынешнего исследования, то большинство ученых не торопится соглашаться с выводами авторов. Биологи сходятся во мнении, что для начала им необходимо еще раз воспроизвести весь эксперимент от начала до конца. «Это очень важная статья, но мне необходимо больше данных, чтобы поверить во всю эту историю», – говорит доктор Роджер Госден (Roger Gosden) из Корнелла, который работает в этой области более 30 лет. Больше всего вопросов вызывает факт отсутствия GFP

До рождения Фолликул Ооцит (яйцеклетка)

Детство Ооцит первого порядка

июнь • 2009

Первичный фолликул Растущий фолликул Граафов пузырек Ооцит второго порядка Зрелый возраст

Оогенез или развитие женской половой клетки по этапам.

у двух третей потомства. Авторы объясняют это так: не все FGSC были заражены вирусом, который нес соответствующий ген. Дэвид Альбертини (David Albertini) из медицинского центра университета Канзаса также добавляет, что не все до-

Здесь показано развитие бластоциста (или зародышевого пузырька) у мышей.

Зачаточный фолликул

норские клетки могли стать яйцеклетками. То есть сработал какой-то запасной механизм: химиотерапия не сделала мышей полностью стерильными, и у них остались свои собственные предшественники яйцеклеток. Введенные же донорские клетки могли каким-то образом «защитить» яйцеклетки «суррогатной матери» или же заставить их снова работать. Правда, в таком случае общий результат может быть еще более запутанным. Ведь теоретически трансплантированные клетки могли передать ген GFP клеткам-хозяевам. Цзи У и ее коллеги считают такую передачу невозможной и даже показывают, что вирус, заразивший стволовые клетки зародышевой линии, не может сделать то же самое со здоровыми тканями яичников. Но что

медицина, здоровье, образ жизни

происходит в случае со здоровыми стволовыми клетками и тканями, которые пережили курс химиотерапии? Нет данных и по процентному соотношению светящихся и несветящихся (а такие были) яйцеклеток, которые развиваются в яичниках «суррогатных матерей». Несмотря на все возникающие вопросы, и команда У, и некоторые другие ученые считают непреложным тот факт, что изначально мыши были стерильны, а в конце почти все они смогли зачать и родить потомство. И это главное. Из всей дискуссии вырастает важный теоретический вопрос: могут ли FGSC быть подобием стволовых клеток, восполняющих запас сперматозоидов в течение жизни мужских особей и какова в таком случае их роль? «Существует вероятность, что они присутствуют в тканях взрослых мышей, но при этом не выполняют никаких функций. По крайней мере у здоровых особей. Если все действительно так, это разочаровывает. Но мне все же кажется, что это не так», – комментирует Тилли. Цзи У тоже настроена оптимистично, она считает, что в некоторых условиях выделенные FGSC способны «обновить себя и начать дифференцироваться в яйцеклетки». Что все это означает для будущего науки? Несмотря

То, что дети – цветы жизни, знают все. Кто-то говорит об этом иронично, кто-то совершенно серьезно. Но часто осо знание этого факта приходит слишком поздно, когда женщина уже не может забеременеть сама. Часто лучшим решением ста новится экстракорпоральное оплодотворение .

на существование огромного количества «если», рано или поздно ученые научатся восстанавливать утерянные репродуктивные функции. А стало быть, помочь можно будет даже тем женщинам, которые пережили рак или раннее наступление менопаузы. Будет ли это полноценное восстановление или же еще один дорогостоящий способ получения трансгенных стволовых клеток, покажет время.

В любом случае ученые готовы и дальше работать в этом направлении. Выделенные культуры клеток, по крайней мере, помогут понять все тонкости процесса развития яйцеклеток. «Если же независимая группа подтвердит результаты китайских ученых, нам придется переписывать учебники», – резюмирует Госден. 2009 • июнь

здоровый интерес

медицина, здоровье, образ жизни

Спиральный робот перенял у бактерий стиль плавания

http://www.youtube.com/watch?v=HcWFheIX8Ns&feature=player_embedded http://www.youtube.com/watch?v=J1ZW0qH_3k8&feature=player_embedded

июнь • 2009

Если одни бактерии заражают человека, стоит попробовать снарядить на борьбу с болезнями другие микроорганизмы. Но пока генетические эксперименты в этой области не дают яркого результата, может, лучше взять, да и построить искусственные бактерии, которые будут выполнять «поручения» медиков? Неизвестно, какой подход выглядит более фантастичным, но управляемые роботы размером с микробов уже

Механизм плавания бактерий все еще является предметом изучения биологов. Слишком много тут скрыто тонкостей, хотя уже известно немало. А специалисты по нанотехнологиям тем временем уже вовсю копируют этот природный патент в своих целях.

Целый ряд бактерий, таких как широко известная кишечная палочка (E. coli), ловко перемещаются в окружающей среде при помощи длинных жгутиков, завитых словно пружинки. Жгутики эти вращаются с очень высокой скоростью в ту или иную сторону, заставляя микроорганизм плыть вперед и совершать кувырки да повороты. Ученые не один раз с восторгом поглядывали на этот природный механизм, мечтая воспроизвести его в искусственной системе. Исследователи из самых разных институтов давно высказывали здравую мысль, что такие «хвостики» могут стать прекрасными движителями для медицинских микроботов, запускаемых в тело пациента. Но первой впечатляющего успеха на этом поприще добилась группа под руководством профессора Брэдли Нельсона (Bradley Nelson) из швейцарского федерального технологического института (ETH Zürich). Недавно Брэдли и его коллеги первыми сумели построить «Искусственный бактериальный жгутик» (Artificial Bacterial Flagella – ABF) – образование микрометровых размеров. Да еще прикрепили его к «голове» – аналогу бактерии. Создав несколько таких изделий, названных спиральными плавающими микророботами (Helical Swimming Microrobot), экспериментаторы пустили их в жидкость, воспроизводя ситуацию,

Перед нами настоящий технологический шедевр: спираль ный медицинский микроробот.

когда подобным устройствам потребуется перемещаться не хаотично, но в определенном направлении, задаваемом человеком. ABF насчитывают в длину от 25 до 75 микрометров, что лишь немногим больше, чем длина

настоящих жгутиков у бактерий (5–25 мкм). Представляют собой эти искусственные «хвостики» свитые в спирали плоские ленточки. Толщина лент равна 27–42 нанометрам, ширина – менее 2 микрометров, а диаметр спирали – около 3 мкм.

Один из первых образцов микроробота с ABF, показанный на этих снимках, при собственной длине 74 микрометра достигал средней скорости движения 5 микрометров в секунду при частоте вращения 470 оборотов в минуту. Темная точка вверху – цель, к которой ученые старались направить свою «хво статую бактерию». 2009 • июнь

здоровый интерес

Жгутики вращаются относительно самой бактерии за счет молекулярных моторов, встроенных в мембрану клетки. Эти удивительные образования нанометровых размеров рабо тают за счет передвижения протонов или ионов и располагают природными аналогами подшипников, роторов и статоров. И в этом их отличие от ABF – там нет подвижных друг относительно друга деталей, весь микроробот крутится как единое целое.

Голова робота состоит из трех тонких слоев: хром, никель и золото. Именно никель, как магнитный материал, отвечает за вращение всего «конструктора». Ученые прикладывают к микроботам магнитные поля, а 48

июнь • 2009

они заставляют вращаться и поворачиваться головки роботов – вот те и плывут. Кстати, Нельсон известен многим по созданию хирургического микробота – устройства, похожего на миниатюрную

стрелку компаса, управляемую внешним магнитным полем. Но в новом проекте есть существенные отличия. В первом случае (как и в целом ряде сходных экспериментов, проводимых в других университетах и институтах) крошечные «зонды» напрямую подталкиваются в нужную сторону внешним полем. Исследователи полагают, что такие «микромагниты» можно при помощи электромагнитов внешних довести до нужной точки в теле, чтобы там они могли выполнить свою задачу. К примеру, воздействовать на опухоль или атеросклеротические наросты в сосуде. А вот ABF, полагают швейцарцы, позволяет управлять движением робота-бактерии куда более точно. Ведь тут внешнее поле лишь приводит в движение «хвост», а он уже толкает всего робота. Команда Брэдли разработала специальное программное обеспечение, позволяющее создавать при помощи нескольких катушек вращающиеся поля сложной конфигурации. Так, по командам человека ABF может

медицина, здоровье, образ жизни

двигаться вперед и назад, вверх и вниз, а также вращаться во всех направлениях. Максимальная скорость движения ABF составила 20 микрометров в секунду, но авторы работы уверены, что вскоре ее можно будет увеличить до 100. Для сравнения – E. coli разгоняется до 30 мкм/с. Но как удалось создать такие тонкие спирали? Для этого экспериментаторы методом осаждения пара последовательно наносят на подложку два или три ультратонких слоя из смеси индия, галлия, мышьяка и хрома в той или иной пропорции и последовательности (тут есть варианты). При помощи нескольких чередующихся фаз фотолитографии и травления создается заготовка узкой ленты, которая сама завивается в спираль, как только ее отделяют от подложки. За свертывание отвечают межатомные связи: в разных слоях образуются неодинаковые молекулярные решетки, объясняют ученые. В зависимости от толщины слоев и их состава меняются параметры ABF. Нельсон поясняет: «Мы можем определить не только размер спирали, но даже направление скручивания ленты, которая ее образует». Создатели плавающих мик ророботов полагают, что в будущем такие устройства смогут точечно поставлять лекарства к очагам поражения внутри че-

ловека. При этом такой способ выгодно отличается от прямого перетягивания каких-либо капсул магнитом. Ведь для движения ABF необходимо воздействовать очень слабым, совершенно безопасным полем (1–2 миллитесла). Можно, конечно, заставить перевозить полезный груз и живые клетки, но тут придется полагаться на их собственные «соображения», куда нужно двигаться. Другие высокотехнологичные варианты вроде нанокапсул и нанобиозондов отличаются тем, что за доставку к цели там отвечают специфические наночастицы или молекулярные комплексы, своего рода «ключи», узнающие «замки» на поверхности целевых клеток. Helical Swimming Microrobot не требуется такой «интеллект», а гарантией попадания в яблочко будет умение управляющей магнитами программы.

Правда, Нельсон говорит: «Для применения новинки в организме человека в первую очередь нужно научиться направлять ABF очень точно, отслеживая их маршрут без оптического мониторинга, а также необходимо гарантировать их локализацию на все время». Для реализации такой цели авторы проекта намерены еще уменьшить размер своих роботов и повысить их скорость движения, равно как поработать над управляющей системой. Нельсон уверен – спирали ABF найдут применение и в медицине, и в фундаментальных исследованиях. Создатели Helical Swimming Microrobot радуются, что их боты так похожи на бактерии. Ученым не потребовались миллиарды лет, чтобы придумать прекрасный способ перемещения микрометровых объектов в жидкой среде – за исследователей это сделала природа. 2009 • июнь

оружие

военные технологии, техника

Космический десант перепрыгнет через моря и страны

Суборбитальный гиперзвуковой челнок Sustain доставит военных в любую точку мира, и очень быстро. 50

июнь • 2009

Если новый проект получит развитие, то лет через 25 морские пехотинцы США смогут приземляться в любой точке земного шара меньше чем через два часа после старта с территории Америки – без необходимости договариваться о проходе самолета через чье-то воздушное пространство. Система высадки из космоса мог-

С ходу скажем, что в описываемом проекте пока больше фантастики, чем реальных достижений. Однако прелесть замысла заключается как раз в том, что для его воплощения не придется придумывать ничего кардинально нового – использоваться будет то, что уже создано людьми и испытано в деле.

База морпехов. На среднем плане: Sustain, подвешенный под брюхо самолета-разгонщика. На заднем: вариант с вертикальным ракетным стартом. На переднем плане: пехотин цы готовятся к заброске на другой континент.

Аппарат, о котором идет речь, имеет рабочее название «Малое устройство для космической транспортировки и десантирования» (Small Unit Space Transport and Insertion), а сокращенно – Sustain, что можно перевести как «Поддержка» и выговаривать уже приятнее. Главный идеолог и мотор проекта – Рузвельт Лафонтен (Roosevelt Lafontant), отставной подполковник американской морской пехоты (US Marine

Corps); его наняла корпорация Schafer – консалтинговая фирма, специализирующаяся на военных технологиях и работающая совместно с US Marine Corps. Сама же программа базируется в Арлингтоне, где находится отдел космических проектов морской пехоты – USMC Space Integration Branch. Согласно нормам международного права, воздушное пространство государства распространяется на 80 километров

от поверхности Земли. Перепрыгнуть через эту зону значит устранить необходимость в получении разрешения на пересечение воздушного пространства от каких бы то ни было стран-союзников, враждебных или нейтральных. В практике Лафонтена был случай, когда во время операции против Аль-Каеды в 2001 году дипломатические согласования с соседними странами заняли столько времени 2009 • июнь

оружие

Схема полета Sustain: 1– старт с самолета-разгонщика, ко торый возвращается на аэродром базирования; 2 – полет по параболе в космосе; 3 – вход в атмосферу и маневрирова ние перед приземлением (с использованием собственных дви гателей). На переднем плане: космический челнок под брюхом разгонщика.

(несколько недель), что не удалось в нужный момент высадить вертолетный десант в Афганистане. Это побудило подполковника задуматься о возможности высадки небольшой оперативной группы «сверху», минуя воздушное пространство государств, находящихся между военной базой (или кораблем ВВС) и местом боевых действий. Надо сказать, идея космического десанта не нова. И более того, уже не первый раз заявляется о попытке ее реализации. По общему замыслу Sustain напоминает проект «Горячий орел» (Hot Eagle). Хотя есть и отличия. Итак. Около 10–15 морпехов и два пилота садятся на борт Sustain – стреловидного суборбитального аппарата. 52

июнь • 2009

Sustain подвешивают под брюхо самолета-разгонщика, который поднимает его на высоту нескольких километров и сбрасывает. Для набора скорости Sustain должен использовать комбинацию прямоточного воздушно-реактивного двигателя (до высоты в 30 километров) и ракетного двигателя (далее). Последний должен забросить машину по параболе намного выше тех самых 80 километров. После планирования по огромной дуге на расстояние до 11 тысяч километров Sustain должен приземлиться, опираясь на свои крылья. Хотя крылья эти имеют большой угол стреловидности и не слишком велики по размаху, машина должна быть способна сесть почти на любом

ровном месте. Это, пожалуй, один из самых спорных моментов всего замысла. Но не рассчитывать же, в самом деле, на сеть аэродромов на вражеской территории? Нужно заметить, что другие ведомства США, а именно в исследовательское агентство Пентагона (DARPA), ВВС (USAF) и NASA, при содействии промышленных компаний давно разрабатывают проекты гипер звуковых суборбитальных летательных аппаратов (можно вспомнить хотя бы давешний бомбардировщик FALCON, машины серии Hyper-X и новый X-37), а также частично многоразовые ракеты-носители с крылатыми ступенями (свежий пример – HLV от Northrop Grumman). Все это – своего рода «наваристый суп», в котором готовятся новые технологии и из которого проект Sustain может извлечь необходимые ингредиенты. Заметим, частично многоразовый комплекс вертикального старта может стать одним из вариантов запуска челнока по суборбитальной траектории. Ну, а наиболее вероятный способ старта – с борта самолета-носителя – это уже давно отработанная технология. Вспомните триумф SpaceShipOne, совершившего три скачка в ближний космос, достигнув при последнем из них рекордной высоты – более 112 километров.

военные технологии, техника

Авиаконструктор Берт Рутан (Burt Rutan), создавший этот первый в мире частный космический челнок и его самолет-носитель WhiteKnight, сейчас работает над более крупным проектом: связкой SpaceShipTwo и WhiteKnightTwo. И хотя Рутан занят космическим туризмом, самолет-разгонщик для Sustain на приведенных здесь рисунках подозрительно напоминает WhiteKnightTwo, которому лишь добавили еще один турбореактивный движок. Что касается суборбитальных пилотируемых челноков, дальних космических «прыжков» и технологий, необходимых для безопасного входа аппарата в атмосферу на большой скорости, – все это активно развивается сразу несколькими компаниями. Можно вспомнить лишь несколько свежих, весьма серьезных проектов, ушедших намного дальше рисунков: уже летавший (в виде прототипа) New Shepard, только проектируемый Silver Dart и построенный (в виде прототипа, опятьтаки) небольшой космический челнок Dream Chaser. Sustain отличается от них. Но отличается не настолько сильно, чтобы считать создание этого аппарата невозможным. Впрочем, тут все зависит не от инженеров, а от политиков.

В салоне челнока должны разместиться 13–16 морпехов.

Как пишет Дэвид Экс (David Axe) в Popular Science, «Конгресс проявил интерес», и потому «морские пехотинцы думают полететь на опытном образце через 15 лет». Серийные же образцы десантного челнока можно было бы построить к 2030-му. «Sustain – не видение курильщика опия, – говорит Лафонтен, – он только нуждается в смазке». Что ж, это понятно. У нас говорят «Не подмажешь – не поедешь», подразумевая под «смазкой» деньги. В заключение отметим, что Лафонтен, описывая преимущества системы космической высадки, выделяет, как очень

важную сферу применения Sustain, операции по спасению заложников. Тут подразумевается захват террористами граждан (или даже посольств) США на территории неспокойных стран. Невиданная скорость реагирования, обеспечиваемая суборбитальным прыжком группы спецназа с территории США прямо к месту действия, в такой ситуации может оказаться решающим фактором для спасения чьих-то жизней. А это еще один довод для политиков, держащих руку на государственном кошельке.

2009 • июнь

оружие

военные технологии, техника

Самая мощная рельсовая пушка бросила снаряд на штурм рекорда

Какова кинетическая энергия большого самосвала, с горкой груженого песком и разогнанного до 100 километров в час? Такова была энергия снаряда, выпущенного вчера из электромагнитной пушки ВМС США. А ведь тест проходил лишь на трети ее полной силы.

Никакой взрывчатки. Так вылетает из электромагнитной рельсовой пушки снаряд, разогнанный в считанные мгновения с нуля до 2,5 километров в секунду. http://www.youtube.com/watch?v=i1q_rRicAwI http://www.youtube.com/watch?v=b_OjZyQ6LGE

31 января 2008 года в исследовательской лаборатории ВМС США (Naval Surface Warfare Center), расположенной в Далгрене (Dahlgren), успешно проведены испытания самой мощной в мире электромагнитной пушки (Electromagnetic Railgun – EMRG) на рекордном (для «рейлганов») уровне энергии выстрела в 10,64 мегаджоуля.

июнь • 2009

Скорость снаряда, выброшенного из этой установки, по информации американского Управления военно-морских исследований (Office of Naval Research), составила 2,52 километра в секунду. Заметим, два с половиной километра в секунду, это не самая большая скорость, достигнутая в опытах с «рейлганами». Так, на схожей (по устройству,

Самый мощный в мире «рейлган».

но не по размеру) пушке в университете Канберры (University of Canberra) ученые разгоняли снаряд до 5,9 километров в секунду. Вот только весил он всего 16 граммов – несравнимо меньше, чем снаряд в американской установке (свыше 3 килограммов). Что дальше? Даже эта пушка, стоящая в Далгрене, способна на большее: ее энергетическая система может выдать на рельсы импульс тока с суммарной энергией в 32 мегаджоуля. Это еще далеко не боевая система, но хорошее к ней приближение.

Когда инженеры и ученые закончат проект аналогичной корабельной установки, она должна будет выбрасывать снаряд, используя энергию уже в 64 мегаджоуля. По некоторым данным, скорость вылета снаряда корабельной рельсовой установки может достигать почти 6 километров в секунду. Причем вес «ядра», принятого для такой морской пушки, может быть, к примеру, выше, чем вес болванки, разгоняемой в тестовой установке. Но он же будет значительно ниже, чем вес снарядов для современных корабельных орудий главного калибра.

Это, по мнению разработчиков комплекса, позволит эсминцам и линкорам брать с собой больший боезапас (считая не по весу, а по числу выстрелов). В любом случае, цель военных – получить электромагнитное рельсовое орудие, способное уничтожать морские и наземные цели на большом расстоянии. По плану специалистов ВМС США (US Navy), скорость его снаряда в момент соударения с объектом (при полете в атмосфере тело, конечно, тормозится) должна составлять не менее 5 махов или 1,7 километра в секунду! 2009 • июнь

оружие

Снаряд, выпущенный рекордной EMRG, подлетает к цели, «оборудованной» рекламой данного опыта. Обратите вни мание на хорошо видимую ударную волну. Что касается огня, тянущегося за снарядом, это не пороховые газы. Появление пламени, вероятно, вызвано работой пушки, в которой снаряд движется, контактируя с рельсами через специальные вставки (что создает огромное трение), к тому же через них проходит колоссальный ток .

Достаточно большая величина, чтобы массивный и прочный «молоток», и без всякой взрывчатки, пробил в цели здоровенную дыру, разрушил объект, пронзив при этом толстый лист стали или бетонную стену, или даже проник в не слишком глубокий подземный бункер. Разумеется, такой снаряд 56

июнь • 2009

можно еще и взрывчаткой начинить. Скорострельность корабельной установки EMRG должна составить от 6 до 12 выстрелов в минуту. Как устроен «рейлган»? Его ствол оборудован двумя параллельными металлическим пластинами, на которые при выстреле подают электрический ток в миллионы ампер. Этот ток создает вокруг рельсов магнитное поле. Снаряд движется между рельсами, причем позади него размещена специальная вставка, которая как раз и замыкает цепь между двумя пластинами. В этой вставке ток также наводит сильное магнитное поле, которое взаимодействует с полем вокруг рельсов, разгоняя «арматуру» и, следовательно, снаряд. DefenseTech пишет, что дальнобойность электромагнитных орудий для перспективных кораблей США должна составить 250 морских миль (463 километра), а по

Схема «рейлгана». Показан дизель-генератор, который в течение некоторого времени заряжает колоссальный на бор конденсаторов (серый квадрат). Последние в момент вы стрела подают напряжение на два параллельных рельса супер пушки.

военные технологии, техника

DD(X) должен быть оснащен разным оружием, в част ности, крылатыми ракетами с вертикальным стартом (из шахты). Запуск одной из них и показан на рисунке.

заданию военных она должна составлять «по меньшей мере 200 миль» (370 километров), что в разы больше, чем у традиционных пороховых орудий. Такую же и куда большую дальность могут обеспечить крылатые ракеты, но у них ниже скорость полета, а значит, больше времени от принятия решения до уничтожения цели. Так что электромагнитная пушка может дать кораблю определенное преимущество перед противником. По материалам сайта Military.com, «рейлган» может получить эсминец XXI века DD(X), разрабатываемый совместно компаниями Northrop Grumman, Raytheon, Lockheed Martin, General Dynamics и BAE Systems.

Об этом необычном судне мы упоминали, кстати, когда рассказывали о кинетическом оружии космическо-

го базирования – «Стрелах бога». По информации Naval Surface Warfare Center, ВМС США, возможно, получат на вооружение корабли с EMRG в 2020–2025 годах. Кстати, ранее мы рассказывали, как по заказу ВМС США американские физики испытывали другую любопытную установку – самый мощный в мире настраиваемый лазер. Об установке мощных «лучей смерти» на корабли американские военные также рассуждали не раз. Ну а от исследовательской лаборатории ВМС США нам остается ждать тестов «рейлгана» на полной мощности.

В фантастическом фильме «Стиратель» (Eraser) электро магнитную пушку можно было поднять на руках, и даже удержать две таких. А вот инженеры крупных компаний чаще «помещали» такое оружие в «танки будущего», понимая, сколько оно на самом деле может весить. В конце концов, специалисты пришли к выводу, что наибольшего толка от «рейлганов» можно добиться только в очень большом масштабе, а потому им пря мая дорога на борт кораблей. 2009 • июнь

оружие

военные технологии, техника

Американцы – большие любители изобретать полезные вещи. Даже если эти вещи уже были изобретены до них. Как, например, колеса. Но не те, что придумали вавилоняне, а весьма перспективные на сегодняшний день безвоздушные шины. Что ж, когда дело касается военной техники, тут хочешь не хочешь, а делай все самостоятель-

Полимерные шины повторно изобрели для городской войны

По уверениям разработчика, новая непмневматическая шина для Humvee позволит уверенно продолжить движение даже после наезда на мину.

http://www.youtube.com/watch?v=v7gANJWRWIs&feature=player_embedded

Много уже подробно было написано о прототипе непневматической покрышки Tweel компании Michelin, представленной в 2005 году и произведшем настоящий фурор в автомобильной индустрии. Основу Tweel, напомним, составлял полиуретановый корпус в виде гибких клиновидных спиц. Материал отличался повышен-

июнь • 2009

ной износостойкостью и проявлял амортизационные свойства, аналогичные традиционным шинам, за счет своей упругости. У новых покрышек был ряд ощутимых преимуществ, в том числе отсутствие необходимости обслуживания, возможность использования сменного протектора и последующей переработки, а еще – лучшая по-

перечная устойчивость. Например, на тестах Audi A4 удалось в пять раз превзойти традиционные шины по этому показателю. Только подумайте: под угрозу был поставлен рынок объемом более $120 миллиардов! Однако другие лидеры индустрии, например Bridgestone и Goodyear, не спешили объявлять о своих достижениях в новой области. Да и сама Michelin заявила, что будет готова вывести на рынок Tweel не ранее середины следующего десятилетия (то есть где-то к 2015 году). Очевидно, что какие-то проблемы и подводные камни, связанные с коммерческим использованием непневматической шины, все же существуют. Скорее всего, вопрос упирается в надежность и износостойкость материала. Но сама идея не пропала даром: на нее обратили внимание военные. Причина тому – война в Ираке. Применение кустарно изготовленных мин наносит войскам несколько видов ущерба. В первую очередь это вроде бы прямые потери личного состава в результате взрыва. Но американцы не склонны полагаться на очевидные данные. Проанализировав боевые сводки, они пришли к выводу, что наибольший вред дорожные фугасы, заложенные пов станцами, причиняют как раз после детонации. Когда военная техника выходит из строя, солдаты внутри

Устройство шины Tweel от Michelin Протектор Деформируемое колесо

Гибкие спицы

Боковина

Когда Tweel начинает качение, гибкие полиуретановые спицы поглощают дорожные неровности аналогично пнев матическим шинам. Боковина и протектор также деформируе мые (то есть способные вернуть себе первоначальную форму). Расположение спиц можно менять в зависимости от характери стики транспортного средства и условий эксплуатации.

Humvee или другого транспорт ника зачастую оказываются запертыми внутри горящей «клетки». Выйти наружу мешает либо горение техники, либо прицельный огонь противника. Все потому, что у обычного «Хаммера» установлены пнев-

матические шины. Армия уже давно искала выход из этого положения, заказывая разработку различных версий «устойчивых» колес. Например, самонакачивающиеся покрышки CTIS со специальными вставками run2009 • июнь

оружие

Упругие свойства пла стика позволяют шине «проглатывать» неровности и прочие небольшие пре пятствия как и обычной по крышке.

flat, которые позволяют продолжить движение даже после того, как покрышка полностью спущена. Однако ни одна из применяемых на сегодняшний день систем не удовлетворяет военных полностью. Тем более что боевые действия американцы в основном ведут в городских условиях и обозначенная «проблема конвоя» с каждым новым столкновением становится все актуальнее. В качестве «идеального варианта» рассматривается такая покрышка, которая обладала бы обычными свойствами в повседневной эксплуатации и при этом не теряла их после при60

июнь • 2009

цельного попадания. То есть продолжала катиться как ни в чем не бывало, быстро и на большие расстояния. Новую альтернативу существующим решениям совместными усилиями разработали компания Resilient Technologies и Центр полимерной инженерии при университете Висконсина в Мэдисоне. На эти цели был потрачен $18-миллионный грант Пентагона на разработку «технологии непневматических шин» (Nonpneumatic tire – NPT), т. е. безвоздушных. Проект длился два года, стало быть, стартовал в конце 2005-го или начале 2006 года. О мишленовской Tweel к тому времени было уже известно. Так почему же американцы не прибегли к услугам французов? Ведь разработали полиуретановую шину как раз американские инженеры (из соответствующего подразделения французского концерна). Не исключено, что причина вовсе не в «национальной безопасности», а в надежности. Создатели Tweel изначально исходили из коммерческих перспектив продукта на массовом рынке и тест-драйвы устраивали на обычных авто. Удалось получить в пять раз большую управляемость, хорошо. Но военным-то что за дело? Humvee и так ездит как хочет. Скорее всего, проблемы с износостойкостью оказались до-

статочно веским фактором при выборе подрядчика. Косвенно об этом свидетельствует само конструктивное решение – полимерные соты. Чем больше гибкость внутреннего обода, тем более комфортна езда. На прототипе Michelin с этим дела, очевидно, обстоят получше. Но вот армейцам такие нежности ни к чему. Сотовая структура шин NPT позволяет им выдерживать больший вес, более эффективно рассеивать тепло (уже по сравнению с обычными покрышками) и быть устойчивыми к повреждению в силу особенностей своей конструкции и характеристик полимера. «Конструкция очень надежна и при прямом попадании, – заявляет Эд Холл. – Даже если 30% внутренних пластин будут разрушены, покрышка продолжит работать в обычном режиме».

Resilient подчеркива ет, что помимо боль шей надежности покрышки NPT обладают лучшими тер модинамическими характе ристиками. То есть лучше отводят тепло – площадь по верхности контакта с атмос ферой гораздо больше, чем у обычных шин.

военные технологии, техника

Соты выполнены в классическом шести гранном стиле, но с учётом действующих на колесо сил. В качестве кандидата на роль несущей конструкции рассма тривались многие полимеры. В итоге отобрали некий со став, который устроил воен ных: ресурс пробега состав ляет 15 000 километров.

В компании сейчас работают над тем, чтобы Исследовательская лаборатория армии США (U.S. Army Research Lab), являющаяся заказчиком, одобрила проект. Если испытания пройдут успешно, планируется продать патент военным, чтобы они производили безвоздушные шины самостоятельно. Resilient не сообщает, во что может обойтись производство шин, и даже состав полимера, из которого они изготовлены, держится в секрете – военная тайна. Впрочем, учитывая достижения других разработчиков, она вполне может превратиться в секрет Полишинеля. На сегодняшний день покрышка существует в режиме прототипа. В апреле 2008 года тесты NPT прошли на полигоне

Национальной гвардии США в Уосо (Wausau). Размерность покрышек полностью соответствует требованиями Humvee – 37 дюймов (94 сантиметра). Но, в принципе, они могут применяться и на других колесных транспортных средствах. Хотя военные с энтузиазмом ждут начала поставок колес в Ирак, перспективы их применения пока не до конца ясны. Несмотря на заявленный пробег, очевидно, существуют какие-то технологические ограничения на использование новинки. Во всяком случае, немного странным выглядит отказ разработчика от самостоятельного производства. Да и о планах по выпуску гражданской версии Resilient ничего не сообщает, а ведь это – возможный большой

кусок упомянутого выше стомиллиардного пирога. Нехарактерно для американцев. Не исключено, что полной замены обычных шин непневматическими вообще не произойдет, или произойдет, но в столь отдаленном будущем, что на это потребуется несколько десятилетий. Хотя… Вспомним заявление Michelin о 2015 годе… В общем, технология интересная, и хотелось бы побыстрее увидеть результаты независимых испытаний.

Теперь военные считают, что характеристики новой систе мы добавят солдатам шансов выжить в боевых условиях. Вверху: тест на износостойкость. Внизу: тест на поведение при максимальной загрузке (в статичном положении). По условиям, это не менее 1746 килограммов. 2009 • июнь

оружие

военные технологии, техника

Повышение индивидуальной эффективности солдата специального назначения за счет объединения нескольких технических подсистем в одном роботизированном костюме становится все более популярным у военных. Изучив существующие сухопутные наработки, Министерство обороны США заказало ученым

Подводный экзоскелет копирует черепах и дельфинов

В воде лишь около 3% наших усилий преобразуется в поступательное движение. Если надеть обычные ласты, то эффективность можно повысить до 10--15%. У дельфинов же, к примеру, коэффициент полезного действия при перемещении вперед составляет около 80%.

июнь • 2009

Масла в огонь подлил доклад Национального исследовательского совета американской Академии наук (National Research Council), посвященный возможностям военного применения достижений современной физиологии. В этом докладе, в частности, утверждалось, что наиболее перспективное направление развития тактических средств на поле боя – «разработка устройств, способных усилить природные возможности человека», то есть экзоскелетов.

Американским «мор ским котикам» (Navy SEALs) часто приходится вы полнять боевые задачи на значительном расстоянии от места высадки и в услови ях повышенной активности противника. Именно поэтому военные заинтересованы в эффективных и как можно менее заметных средствах доставки подводных дивер сантов – таких как PISCES. Кстати, желтая гирлянда – это не пояс шахида, это батареи.

Выводы, прозвучавшие в докладе, основывались в том числе на результатах исследований Питера Нойхауса (Peter

Neuhaus) и Джерри Пратта (Jerry Pratt) из Института когнитивных способностей человека и машин (Institute for Human and Machine Cognition). Им военные и поручили разработку девайса, тем более что кое-какой опыт у специалистов по двигательным функциям человека и животных уже имелся: еще в 2004 году они разработали прототип индивидуального средства передвижения под водой – правда, не боевого, а скорее спортивного применения.

Одна из ранних раз работок американских ученых – на бедрах и икрах закреплены моторчики, кото рые питаются от батарей на спине. Принцип отношения осевого усилия (thrust force) к угловому отклонению ластплавников перекочевал отту да на PISCES.

Новая перспективная конструкция получила имя PISCES – Вспомогательный самодостаточный экзоскелет для плавания (Performance Improving Self Contained Exoskeleton for Swimming). В основу концепции положена подражательная физиология – копирование механики движения дельфинов и морских черепах с последующим закреплением соответствующих паттернов «в металле».

И наложением их на биомеханику человека. Обычно под экзоскелетом подразумевают нечто вроде облачения Железного человека (Iron Man), однако его подводная версия выглядит не столь захватывающе. По сравнению с недавним костюмом Raytheon, «рыбы» – достаточно скучная с виду вещь. С другой стороны, у морских «подражательных» экзоскелетов могут открыться совершенно неожиданные преимущества и перспективы боевого применения. Во-первых, это относительная невидимость, в отличие, например, от подводных буксировщиков с винтовой тягой, которых при желании можно вычислить по шуму или турбулентным возмущениям. Во-вторых, это небольшая нагрузка на водолаза, с телом которого костюм образует как бы симбиотический организм (а-ля гибрид дельфина, черепахи и человека), ведь под водой свобода движений очень важна. В-третьих, это возможность действовать «без рук», поскольку «Рыбы» управляются при помощи нижней части туловища – по «принципу русалки». В своем нынешнем виде костюм PISCES позволяет поддерживать крейсерскую скорость около одного метра в секунду. Эта тяга достигается на серебряно-цинковой батарее весом в 2,4 килограмма.

Движение вперед обеспечивается чем-то вроде обычных ласт или плавников, но только с электрическим приводом и специально подобранной в ходе наблюдений за морской живностью амплитудой, которая усиливает естественные движения пловца. Военные ожидают, что такая технология позволит подводным диверсантам быстро, бесшумно и с минимальными энергозатратами подбираться к объектам противника. Именно в угоду эффективности армейские заказчики, по всей видимости, отказались от более причудливых ранних конструкций с «пингвиньими» крыльями. Причем в буквальном смысле этого слова – принцип их действия был поначалу позаимствован у этих отлично плавающих морских птиц. Но впоследствии оказалось, что оптимальными «донорами» являются дельфины и черепахи. Хотя подводный костюм все еще проходит предварительные испытания, в будущем на его использование могут рассчитывать не только военные – ученые параллельно проводят исследования поведения «русалочной» конструкции на суше. Питер Нойхаус уверен, что на базе PISCES вполне реально создать устройство, которое будет способствовать реабилитации людей с поврежденными конечностями или даже поможет им опять научиться ходить. 2009 • июнь

игра воображения

искусство, проекты, эксперименты

Загробная лодка № 2 явилась путешественникам

Первая лодка (на фото справа). Вторая по виду, вероятно, отличаться не должна, разве что размерами.

июнь • 2009

Зачем фараону лодка после смерти? В пустыне-то? Современным людям, особенно европейского склада ума, этого не понять. Загадок стало больше, когда выяснилось, что таких «загробных» лодок было целых две. На двух быстрее, что ли? Конечно, нет, да и к тому же лодки неодинаковые… В общем, египтологи откопали себе

Занимаясь раскопками в Гизе, египтолог Камаль эльМаллах (Kamal el-Mallakh) в 1954 году обнаружил у подножия пирамиды Хеопса яму, в которой находилась некая крупная деревянная конструкция. Как ни странно, это оказалась большая деревянная лодка (длиной около 44 метров) с веслами. Было чему удивиться – не каждый день доводится находить аккуратно закопанные лодки! К счастью, судно находилось в очень плотно закрытой каменной камере, поэтому просто превосходно сохранилось. Древесина почти не подверглась гниению за 4,5 тысячи лет! Как считает большинство специалистов, это одна из наиболее впечатляющих по «качеству» находок после открытия гробницы Тутанхамона. Как ни бились историкиархеологи-египтологи, сколько ни искали зацепок, прямых указаний на назначение этой лодки они так и не нашли. Однако с большой уверенностью заключили, что лодка играла ритуальную роль – на ней после своего возрождения в мире мертвых Хеопс должен был перемещаться по небу вместе с богом солнца Ра. Данное объяснение смело можно считать правдоподобным, благо лодка выступает «связующим звеном» с потусторонним миром во многих

Музей, в котором выставлена первая лодка, расположен прямо у подножия пирамиды Хеопса.

древних традициях и мифах – в том числе и в египетских. Правда, ситуацию несколько осложняет тот факт, что на борту обнаружены последствия воздействия воды. Точнее следы от мокрых веревок. Следовательно, судно некогда могло использоваться по прямому назначению – как плавательное средство. Ответить на вопрос «Зачем?» помогли, опять-таки, не факты, а научная логика. Скорее всего, на лодке Хеопс посещал некие важные ритуальные места, поэтому она и имела какой-то «священный статус». Тем не менее реконструкция потребовала серьезных усилий, и лишь спустя почти три десятилетия – в 1982 году – лодка была установлена в небольшом специальном здании около знаменитой пирамиды и стала доступной для туристов. Все эти годы оставалось практически неизвестным, что вскоре после первой археологи обнаружили в

1957 году вторую лодку, но в другой подземной камере, находящейся неподалеку. Скрытничать им было незачем – экземпляр номер два оказался в менее приличном состоянии. Это попросту лишь куча деревяшек (количеством около шестисот штук), сохранившихся довольно плохо, рассматривать которые не очень-то увлекательно. До этого судна у археологов руки дошли только в 1992 году, и лишь в ноябре 2007-го лодку стали готовить к публичной демонстрации. Работой занимался, разумеется, вездесущий местный Верховный совет по вопросам древ-

Молодой доктор Ха васс (слева) с Кама лем эль-Маллахом. 2009 • июнь

игра воображения

Сейчас вторую лодку можно пронаблюдать только на та ком экранчике в таком вот развалившемся состоянии. Элементы конструкции несколько пострадали от насекомых, но к настоящему моменту реставраторы уже ликвидировали пара зитов.

ностей (Supreme_Council_of_ Antiquities) под руководством Захи Хавасса (Zahi Hawass). В изучении бесценного исторического артефакта им помогал Сакудзи Йосимура (Sakuji Yoshimura), египтолог из японского университета Васеда (Waseda University). Пока что непонятно, в каком темпе будет вестись реконструкция, но должна она закончиться уже к 2011 году, 66

июнь • 2009

когда лодку уже в отреставрированном виде перенесут в Каирский музей Египта . Ждать этого слишком долго, поэтому Совет решил показывать публике «останки» лодки на небольшом мониторе, который получает изображение с видеокамеры, засунутой в помещение, где они лежат до сих пор, через отверстие в потолке. Довольны ли туристы – трудно сказать. Но заинтригованы – это точно!

Пока также не очень ясно, как лодка будет выглядеть в собранном состоянии, однако специалисты считают, что по виду она будет очень похожа на первую. Вот только вторая почему-то меньше по размеру. Джон Дарнелл (John C. Darnell), египтолог из Йельского университета (Yale University), сказал, что находка заполнит много пробелов в представлении о значимости этих судов. А также Дарнелл выразил надежду на то, что окончательно выяснится, какая роль была у них основной: нужны они были в первую очередь все-таки для транспортировки по воде или для перехода в мир иной. Есть у ученых и предположение о том, что эти лодки могли использоваться для плавания всего раз – для перевозки тела Хеопса по Нилу к пирамидам из Мемфиса, где жил и правил фараон. Однако Хавасс убежден – лодки обладали только символическим значением. По его словам, об этом неким образом говорят солярные (солнечные) знаки, которые нашлись в камере второй лодки. А также они свидетельствуют, что люди, которые хоронили Хеопса, были уверены, что его душа должна была как-то переместиться по шахте внутри пирамиды к помещениям с лодками.

искусство, проекты, эксперименты

Но почему захоронены именно две лодки? Хеопс ведь был в одном экземпляре! И почему они разные? Возможно, для того чтобы, уподобившись небесному светилу, фараон мог кружить на них по небу днем на одной, а ночью на другой. Но это только гипотеза. Будем надеяться, египтологи с этими вопросами разберутся – когда-нибудь и какнибудь…

Камера, где нашли первую лодку, сейчас остается в та ком вот открытом виде.

Первая лодка состоит из 1,2 тысячи деталей, вырезан ных в основном из кедра. Вторая, по предварительным данным, – из вдвое меньшего количества. 2009 • июнь

наука

природа, космос, общество

Кровавый водопад рассказал о жизни на замерзшей Земле

Перед вами место, которое, возможно, ответит на вопрос, как устроена жизнь на планетах, не столь благоприятных, как Земля, какие реакции движут ею?

июнь • 2009

Антарктика преподнесла ученым сюрприз: как выяснилось, в одной из скрытых полостей, герметично запечатанной 400-метровым слоем льда, уже два миллиона лет спокойно живут бактерии. Без доступа света и при полном отсутствии кислорода. Открытие (и его объяснение) поможет исследователям по-новому взглянуть на приспособляемость жизни к экстремальным условиям, в частности – случавшимся в далеком прошлом нашей планеты, а заодно и на воз-

Сенсационную весть принесли Джилл Микуки (Jill Mikucki) из Дартмутского колледжа (Dartmouth College) и ее коллеги из ряда других институтов и университетов, проведшие не один сезон в изучении Кровавого водопада (Blood Falls). Этот сравнительно небольшой выход жидкого рассола по трещине, ведущей глубоко под ледник Тейлора (Taylor Glacier), получил свое имя из-за красно-рыжего цвета, о происхождении которого нужно будет сказать особо. Завершив шестилетний сбор проб из этого источника (спорадически включающегося и выключающегося), ученые установили: вода поднимает из глубин земли живые микроорганизмы, которые были заперты в скрытом резервуаре 1,5–2 миллиона лет. О существовании жизни в подледных озерах Антарктики ученые рассуждают с 1960-х годов, но точно установить этот факт мешали два обстоятельства – необходимость бурения сотен метров, а то и километров льда и опасения по поводу заражения уникальных закрытых экосистем «внешними» бактериями. Потому в том же легендарном озере Восток ученые все «топчутся» на месте, хотя следы микроорганизмов там давно найдены, еще на подходе скважины к границе лед-вода. Blood Falls же предоставил биологам уникальную возмож-

ность получить в свои руки образцы воды с огромной глубины без риска заражения «секретного» оазиса, спрятанного в одной из сухих долин Антарктиды. И вот теперь объявлено сразу о нескольких открытиях. Генетический анализ показал – под толщей ледника Тейлора живут 17 различных видов микроорганизмов. «Это немного похоже на находку леса, который никто не видел в течение полутора миллионов лет – говорит одна из участниц исследования Энн Пирсон (Ann Pearson) из Гарварда (Harvard University). – Интрига в том, что эти виды во многом аналогичны современным организмам и в то же время совершенно отличны от них. Что, несомненно, есть результат проживания в таких суровых условиях столь длительное время». Одно из условий – отсутствие растворенного в воде кислорода – показал химанализ проб. «Это был тот момент, когда впору кричать «Эврика!» – говорит Микуки. Дальше начался настоящий детектив. Во-первых, генетический анализ бактерий показал, что они родственны известным бактериям, которые используют для дыхания сульфат. Но изотопный анализ кислорода в сульфате (который также в изобилии присутствовал в воде из Кровавого водопада) привел ученых к выводу, что подледные микроорганизмы, хотя и

используют данное соединение в своих нуждах, – вовсе не дышат им. А чем тогда? Ответ подсказал цвет водопада. Еще раньше исследователи установили, что за рыжий оттенок отвечает ржавчина: вода, выходящая из ледяной трещины на божий свет, оказалась чрезвычайно богата растворимым двухвалентным железом, которое тут же окисляется, соединяясь с кислородом воздуха. А двухвалентное железо там могло появиться, только если его поставляли микроорганизмы, конвертируя из трехвалентного железа, нерастворимого в воде. Таким образом, сформировалась стройная картина: 1,5–2 миллиона лет назад на этом месте был фьорд. Когда началось оледенение, уровень моря упал и сравнительно небольшой водоем на континенте оказался запечатан сверху мощным ледником. Микробы же, попавшие в западню, «не растерялись». Они все это время жили, пере рабатывая остатки органики, запертой вместе с ними, причем дышали они железом из окружающих пород (вместо кислорода) при содействии сульфата в качестве катализатора. (Вся биогеохимия этого сообщества расписана в статье авторов открытия в Science, а некоторые детали – в пресс-релизе Дартмутского колледжа.) 2009 • июнь

наука Такой цикл ученые уже воспроизводили в лаборатории, но никогда не наблюдали в природе. «Этот соленый пруд является капсулой времени, – радуется Джилл. – Я не знаю другой такой среды на Земле». Точный размер скрытого водоема – неизвестен. Но предполагается, что он спрятан от солнца почти полукилометровой толщей льда, а тянется на расстояние почти четыре километра. Выживание бактерий в таком негостеприимном месте вновь подняло в научной среде тему «Земли-снежка» (Snowball Earth), то есть гипотезы глобального оледенения, произошедшего порядка 650–700 миллионов лет назад и оставившего после себя ряд геологических «примет».

Ученые давно спорят – было ли то оледенение полным (по некоторым оценкам, буквально вся Земля – от полюса до полюса – превратилась тогда в единый ледяной шарик, позже ее вернули к жизни вулканизм и выбрасываемый в атмосферу углекислый газ) или кое-где оставались открытые участки океана. Спорят и о силе, и даже продолжительности оледенения (есть версия, что оно состояло из нескольких «частей», перемежавшихся паузами-отте пелями). Так или иначе, но один из самых интригующих вопросов – как жизнь на Земле не оборвалась в эту эпоху? На этот вопрос есть несколько теоретических ответов, и вполне возможно, тогда сработало сразу несколько «схем» выживания. Но микробы из Blood Falls – это не просто от-

«Кровавый водопад» в долине Тейлора.

июнь • 2009

вет, а натурная модель такого процесса адаптации к ледяному плену, пусть ловушка в Антарктике захлопнулась намного ближе к нашему времени. Ученые давно соотносят гипотетическую подледную биосферу Антарктиды (на этом континенте имеются не только скрытые миллионы лет назад озера, но целые изолированные реки) с потенциальным способом сохранения жизни в куда более раннюю эпоху, то есть в криогенийский период. Теперь таких «специалистов по выживанию» можно буквально пощупать.

природа, космос, общество

А еще бактерии из-под ледника Тейлора являют собой живой пример микроорганизмов, которые могли бы развиться в суровых условиях Марса и Европы. И не первый такой пример, заметим. Приспособляемость и вариативность бактерий – потрясает. Ведь обнаружили же ученые жизнь в толще пород под морским дном и в глубочайшей «золотой» шахте. Про экстремофилов из черных курильщиков и говорить нечего. В общем, там, где нет фотосинтеза, жизнь находит иные пути для включения энергетических цепочек. И не зря прототипы роботов, которые должны искать микробов на обледенелом юпитерианском спутнике, исследователи намерены тестировать именно в Антарктике, в частности, в вечно покрытом льдом озере Бонни (Lake Bonney), как раз связанном с ледником Тейлора. Аналогично можно сказать, что пример бактерий из Blood Falls показывает возможность сохранения жизни не только в далеком прошлом, но и в очень далеком будущем – какие бы потрясения климата нашу планету ни ждали. Пусть перемены эти могут быть не такими быстрыми, как пресловутое глобальное потепление. «Я думаю, что это фантастическое исследование, – говорит

Спутниковый снимок места действия, стрелкой помечен за мороженный и время от времени включающийся водопад.

Алан Кауфман (Alan Kaufman), биогеохимик из университета Мэриленда (University of Maryland), прокомментировавший работу Джилл. – Оно показывает впечатляющие новые условия, которые мы можем изучить, чтобы понять «жизнь на грани». «Такое место, как это, есть, вероятно, самый близкий аналог условий для жизни подо льдами Марса, какой мы только можем найти», – вторит ему гляциолог Славек Тулачик (Slawek Tulaczyk) из университета Калифорнии.

А ведь еще существуют бактерии, устойчивые к колоссальной радиации, жуткой солености, сильному ультрафиолету, «почти космосу» и сильно щелочной среде. Жизнь в экстремальном холоде и жизнь в кипятке, жизнь в солях и подкисленной среде, жизнь без кислорода – чего еще изволите? Природа богата на выдумки. Такие мысли приходят после ознакомления с открытием Микуки и ее соратников. И кто после этого будет сомневаться, что жизнь возможна и вне Земли? 2009 • июнь

наука

природа, космос, общество

Легкое потепление убило все деревья в эксперименте

Исследовательсикй комплекс Biosphere-2.

июнь • 2009

Гибель деревьев ведет к изменениям в среде обитания животных, распределении питательных веществ в почве, гидрологии и эрозии в данной местности, выпускает в атмосферу лишний углерод и меняет альбедо планеты. Теперь выясняется, что эта цепочка негативных перемен может быть запущена всего лишь крохотным ростом температуры воздуха. Новый опыт ученых явился

Повышение средней температуры в том или ином регионе всего на 4 градуса против привычного уровня может привести к пятикратному росту смертности среди населяющих данную местность деревьев. К такому неутешительному выводу пришли биологи из университета Аризоны (University of Arizona), поставившие любопытный опыт.

делировать самые различные климатические условия. Повышение средней температуры в том или ином регионе всего на 4 градуса против привычного уровня может привести к пятикратному росту смертности среди населяющих данную местность деревьев. К такому неутешительному выводу пришли биологи из университета Аризоны (University

of Arizona), поставившие любопытный опыт. Он проходил в гигантской оранжерее «Биосфера-2» (Biosphere 2) – самой крупной в мире замкнутой искусственной экосистеме, в которой под герметичным куполом можно моделировать самые различные климатические условия. Исследователи экстраполировали эти результаты на

На этом снимке Элвис Пресли – «поддельный», зато Антон Бураков – самый настоящий.

Он проходил в гигантской оранжерее «Биосфера-2» (Biosphere 2) – самой крупной в мире замкнутой искусственной экосистеме, в которой под герметичным куполом можно мо-

Директор Biosphere 2 Трэвис Хаксмен (Travis Huxman) объ ясняет, почему именно этот комплекс впервые позволил провести опыт такого рода. «Мало того, что это герметично за крывающаяся оранжерея со множеством «климатических зон» и очень точно контролируемыми условиями. «Масштаб «Биосферы 2» позволяет нам использовать зрелые деревья с хорошо разви той корневой системой, а не просто саженцы в горшках», – гово рит Хаксмен . 2009 • июнь

наука столетнюю запись засух в регионе и выяснили, что высокая температура повышает смертность деревьев впятеро сама по себе, даже без учета роста числа и силы засух, или всплес ка размножения вредителейкороедов (также прогнозируемых в связи с потеплением). Механизм такого драматического воздействия температуры прост. При засухе сосны закрывают поры в своих иглах, чтобы предотвратить потерю воды. Причем чем выше температура, тем больше «закупорка». Но тем самым растения лишают себя доступа к атмосферному углекислому газу, необходимому для фотосинтеза. И если такая задержка дыхания продолжается достаточно долго – сосна умирает (аналогичный принцип можно распространить и на другие деревья). Таким образом, ученые на практике показали, насколько сильно зависит выживаемость деревьев в засуху от температуры (при одном и том же уровне нехватки H2O). Выводы эксперимента нашли свое подтверждение и в исторических записях. Исследователи сравнили число погибших сосен-пиньон во время засух в США в 1950-х и в 2000 году. Оказалось, что на рубеже веков умерших деревьев было намного больше, при том что сама засуха была слабее, чем полвека назад. Но зато она проходила при боль74

июнь • 2009

Помимо исследовательской Biosphere 2 обладает и об разовательной функцией – в суперкомплекс теперь во дят посетителей. На снимке Адамс показывает сосны-пиньон гостям «Биосферы».

шей температуре. Потому в 2000-м погибали даже сосны, у которых был доступ к воде. В 1950-х же, хотя нехватка влаги и была существенно большей, температура воздуха была ниже – это спасло деревья. «Я не хочу быть паникером, однако это суперконсервативный прогноз, поскольку результат относится только к температуре, а не к увеличению числа засух или короедов, которые, как мы знаем, усугубят проблему. Так что мы вправе ожидать больших перемен», – заявил один из участников проекта профессор Дэвид Брешерс (David D. Breshears) «Эксперимент «Биосфера 2» является важным шагом в понимании того, как глобальное потепление климата может вызвать крупномасштабные изменения в растительности в очень

коротких временных рамках», – заключает Дэвид. Добавим, что поистине драматический эффект глобального потепления в далеком прошлом доказан как в численной модели, так и на примере погибшего леса. А нынешний опыт демонстрирует, насколько сильным может быть эффект от слабых, казалось бы, «возмущений». Что делать? Очевидно, пытаться решать проблему в комплексе. Однобокими мерами не обойтись. Правда, о роли человечества в глобальном потеплении ученые до сих пор жарко спорят. Может, наш вклад не столь уж велик, а главный виновник, к примеру, Тунгусский метеорит? Погибшие под куполом сосны, в конце концов, это лишь повод для долгого разговора.

природа, космос, общество

Мы знаем, что равновесие в природе – хрупкое, а связи в ней – далеко не очевидны. Вот, утверждают ученые, даже высадка лесов не всегда полезна для экологии. Быть может, надо сразу переселяться на Луну? Недавно был обнародован план первой высадки на Селене цветов. Кстати, за проектом стоят люди, проведшие под стеклянным куполом Biosphere 2 пару лет. Интересное всетаки место. Панорама комплекса Biosphere 2. Печальный итог опыта с засухой.

2009 • июнь

наука

природа, космос, общество

Европа, Титан, Ганимед, Энцелад, Марс... Список объектов Солнечной системы, на которых возможна жизнь, не особо широк. И луны планет-гигантов, в частности, не кажутся такими уж гостеприимными, даже в сравнении с суровым Богом войны. Но еще меньше в этом перечне ожидаешь найти бывший астероид. Между тем и он может представлять интерес для астробиологов. Не исключено, что к этому небесному телу новая

Полет на Цереру в поисках жизни

Межпланетная станция Dawn (на рисунке) изучит Весту и Цереру в 2011 и 2015 годах. Но авторы нового проекта полагают, что пора подумать о запуске еще одного зонда, снова к Церере.

На первый взгляд, Церера, хоть и насчитывает в размерах 975 х 909 километров, – просто безжизненный булыжник, на котором нельзя отыскать ничего примечательного, кроме нескольких кратеров. Между тем, говорят ученые, существует шанс на обнаружение на этом космическом теле жизни. И это

июнь • 2009

только одна из захватывающих целей, ради которой следовало бы отправить на Цереру особую межпланетную станцию. Такой план разработали Джоэл Понси (Joël Poncy) и его коллеги из трансъевропейской компании Thales Alenia Space в сотрудничестве с Оливером Грассе (Olivier Grasset) и Габриэ-

лем Тоби (Gabriel Tobie) из лаборатории планетологии и геодинамики университета Нанта (LPG-Nantes). Несмотря на то что открыта Церера была свыше двух столетий назад, мы до сих пор знаем о ней не так уж много. Даже в первом приближении картографировали ее всего два с лишним года назад. Когда-то Церера числилась самым крупным астероидом, но теперь она самая небольшая из пяти карликовых планет Солнечной системы. И неслучайно: в отличие от большинства астероидов Церера достаточно крупна, чтобы приобрести почти идеальную круглую форму и, что еще интереснее, – чтобы обзавестись слоеным внутренним строением, подобно настоящим планетам и крупным спутникам планет. В центре Цереры ле жит каменное ядро – (1), его окружает довольно толстая мантия (2), состоя щая из водяного льда, а сверху все это прикрывает тонкий слой реголита (и это тоже лед плюс пыль) – (3).

дневному светилу, чем луны Юпитера и Сатурна) энергию местным организмам (и тепло для растапливания воды) могли бы поставлять химические процессы окисления горных пород или радиоактивный распад. Джоэл признает, что шанс на существование живых организмов (речь о бактериях, едва ли можно рассчитывать на чтото более сложное) на Церере меньше, чем таковой шанс для Титана, Энцелада или Европы. Но и карликовой планетой не следует пренебрегать. Особенно в свете последних открытий, говорящих о распространенности в космосе сложных соединений, предшествующих жизни. А ведь к Церере уже сейчас летит американский аппарат Dawn, стартовавший в 2007 году (увидит ее он только в 2015-м). Чего же боле?

Этого мало, на Цереру нужно буквально сесть и взять серию проб. Еще лучше – пустить поколесить по ее красотам небольшой планетоход, считают Понси и его единомышленники. Что можно будет увидеть на поверхности такого удаленного от Солнца и к тому же небольшого космического тела? По оценкам исследователей, там вполне могут идти некоторые процессы пребиотической эволюции (Abiogenesis). Например, Понси рассуждает о «глиняной жизни», которая некоторыми учеными рассматривается как возможный «прекурсор» нынешней жизни на Земле (Clay Theory). Могли ли какие-либо формы живой материи дорасти на Церере хотя бы до бактерий – сказать пока трудно. Но кто знает... А уж как бактерии умеют

2 1

По словам Понси, «нынешние знания позволяют говорить о том, что Церера обладает двумя компонентами, необходимыми для жизни, – различными органическими соединениями и водой». Но как насчет энергии? Помимо банального солнечного света (все же Церера ближе к 2009 • июнь

наука приспосабливаться к существованию подо льдом, не только без доступа кислорода, но и света, ярко показало недавнее открытие – жизни в Кровавом водопаде на Антарктиде. О'кей! Запускаем еще один зонд к Церере. Но потянет ли человечество такой проект? Джоэл объясняет всю красоту замысла. Посадка на Церере должна оказаться недорогой миссией, в которой будет использована техника, разработанная для ряда других, куда более дорогих полетов. И ученый знает, о чем говорит: в качестве поставщика «железа» Thales Alenia Space активно участвовала в таких выдающихся миссиях, как Huygens, CoRoT, ExoMars, Mars Express и Venus Express. Она же является мировым лидером в постройке телекоммуникационного оборудования для спутников. По словам авторов концепции, миссия на Цереру может впитать в себя и элементы, отработанные в аппарате Phoenix. И она же может позаимствовать технологии от будущей миссии MoonNext (2015–2018) – это автоматизированная посадочная миссия на южный полюс Луны, которая сейчас обсуждается в Европейском космическом агентстве (ESA) и для которой Thales Alenia Space готовит свои предложения. Кстати, высаживать зонд (и/или планетоход) на Церере 78

июнь • 2009

Поверхность Цереры в представлении художника. Тем пература на этом небесном теле в среднем составляет 167 кельвинов, но на экваторе, с солнечной стороны, да еще когда Церера находится в перигелии, доходит до 239 К. Сила тяжести на поверхности этой карликовой планеты – 0,028 g.

авторы проекта также предлагают именно на полюсе. Там должен быть хороший доступ к местному льду, а условия (гравитация, температура) сопоставимы с таковыми на полюсах Селены. Соответственно, и гипотетический разведчик жизни назван традиционно просто – Ceres Polar Lander. Этот небольшой аппарат может запустить на орбиту ракета «Союз», а к цели он добрался бы менее чем за четыре года. Там основной блок вышел бы на орбиту вокруг Цереры, а чуть позже посадочный модуль сел бы в заданном районе, автоматически избегая валунов и участков с постоянной тенью. Зонд должен был бы провести несколько экспериментов с пробами грунта, способных рассказать об условиях на карликовой планете и возможном существовании на ней микробной жизни.

Миссия Ceres Polar Lander могла бы стать прологом и испытанием перед другими запусками европейских и американских зондов во внешние пределы Солнечной системы, – рассуждают авторы идеи. Речь в первую очередь о грандиозном транснациональном дубле – посылке станций на Европу и Ганимед. Она намечена на 2020 год с прибытием на место в 2026-м. Чисто умозрительный еще проект Ceres Polar Lander, наряду с такими предложениями, как европейская миссия Marco Polo, ярко показывает все возрастающий интерес ученых к объектам, лежащим за пределами орбиты Марса. Эти космические тела могут многое рассказать нам о юности Солнечной системы и, быть может, о том, откуда на Земле появилась жизнь. А ради ответа на этот вопрос не жалко никаких «лишних» миссий.

природа, космос, общество

Посадка Huygens на Титане явилась одной из самых ярких страниц в истории компании Thales Alenia Space, которая и по строила (как главный подрядчик ESA) этот замечательный аппарат. Миссия Mars Express.

Миссия CoRoT.

Миссия Venus Express.

Миссия ExoMars. 2009 • июнь

наука

природа, космос, общество

STEREO научился предсказывать анатомию солнечных бурь

Уникальную возможность прогнозировать космическую погоду получили астрофизики, им впервые удалось построить работающие модели солнечных бурь. Ранее изучать их можно было лишь по снимкам Солнца с Земли или тогда, когда корональные выбросы достигали нашей планеты. Теперь же ученые взглянули на Солнце в 3D и научились «ловить» потоки, когда они только

http://www.youtube.com/watch?v=kOZKoEf4ksE&feature=player_embedded http://www.youtube.com/watch?v=dp18XcnxzFg&feature=player_embedded

25 октября 2006 года в космос были запущены два почти идентичных космических аппарата, которые, будучи разведенными по орбите, обеспечили человечество трехмерным видением ближайшего космического пространства. 80

июнь • 2009

Корональные выбросы (coronal mass ejection или CME) крайне негативно влияют на работу всех электронных устройств нашей планеты. Они вредны для спутников, нарушают работу электросетей и сотовой связи, опасны для здоровья космонавтов, создают радиопомехи и мешают пилотам самолетов. Именно по этой причине исходящую от Солнца опасность необходимо предсказывать. Но для этого сначала нужно изучить все особенности формирования и распространения выбросов заряженных частиц из солнечной короны. Такая задача была поставлена перед учеными из NASA, лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory) и космического центра Годдарда (Goddard Space Flight Center). Они создали и отправили в космос два аппарата «Обсерватории солнечноземных взаимодействий» или STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory). Основной миссией STEREO является трехмерная съемка корональных выбросов нашей звезды. Отчасти аппараты ее уже выполнили, рассказав астрономам об одной из причин выброса раскаленной плазмы с поверхности Солнца. Единичные наблюдения отдельных событий (а таковых было порядка сорока), произо-

шедших за последние годы, не прошли даром. За несколько лет астрофизики научились строить трехмерные модели происходящих явлений. «До того как мы начали эту уникальную миссию, нам приходилось ждать от трех до семи дней, чтобы провести необходимые измерения и сделать соответствующие выводы», – рассказывает в прессрелизе ведущий специалист Анджелос Вурлидас (Angelos Vourlidas) из исследовательской лаборатории ВМФ США (Naval Research Laboratory). Кроме того, земная аппаратура не могла рассмотреть процесс изнутри, рассказать о том, когда и в каком виде выброс достигнет Земли.

Теперь же ученые могут предсказывать солнечные бури почти с такой же точностью, как метеорологи ураганы. В своей статье, опубликованной в журнале Solar Physics, авторы говорят о раннем предупреждении грозящей опасности (как минимум за 24 часа) с точностью от двух до четырех часов. «Этого времени будет достаточно для того, чтобы отключить аппаратуру спутников и для того, чтобы астронавты успели перейти в защищенный отсек станции, пока не минует опасность», – говорит доктор Крис Дэвис (Chris Davis) из Эпплтонской лаборатории Резерфорда (Rutherford Appleton Laboratory), одного из партнеров миссии.

Так в представлении художника выглядит работа обсер ватории (одного из аппаратов STEREO), которая запе чатлела выброс из солнечной короны между 12 и 13 декабря 2008 года. 2009 • июнь

наука Для создания прогнозов специалисты используют фотографии, полученные с помощью двух аппаратов STEREO, а также данные их измерительной аппаратуры (скорость, направление движения в межпланетном пространстве и форма облака заряженных частиц). Затем составляется прогноз влияния выброса коронального вещества на магнитосферу и верхнюю атмосферу Земли, в которых, как известно, вполне могут образоваться протечки. Комбинация показаний сразу двух аппаратов (один путешествует по орбите перед Землей, второй следует за нашей планетой) позволяет астрофизикам взглянуть на внутреннее строение корональных выбросов в трехмерном пространстве, изучить их формирование, а значит предсказывать поведение космической погоды. «Теперь мы имеем такую возможность и готовы к следующему максимуму солнечной активности», – сказал в телеконференции Вурлидас. Отметим, что STEREO прославился не только своими наблюдениями за Солнцем. Среди прочих достижений спутников-близнецов числятся также видео, иллюстрирующее, как солнечная буря отрывает комете хвост, и уникальная съемка внешней оболочки Солнечной системы. Исследованием выбросов вещества из короны Солнца функ82

июнь • 2009

Здесь для сравнения показан вид солнечных выбро сов, наблюдаемых телескопом COR2 на двух аппаратах STEREO.

ции STEREO не ограничатся и в будущем. Так в сентябре-октябре 2009 года аппараты должны будут выйти в четвертую и пятую точки Лагранжа (Lagrangian point) в системе Солнце-Земля. Там им, возможно, удастся обнаружить останки гипотетической протопланеты Тейя (Theia), которая когда-то могла столкнуться с Землей и привести к формированию Луны. В общей сложности «стереоскопическое зрение» Земле будет обеспечено примерно на два года, именно столько времени NASA выделило на дан-

ную научную миссию. Что будет дальше пока не ясно, между тем, подобная система оповещения о солнечных «цунами» очень пригодилась бы землянам в будущем.

Распространение ко ронального выброса, отснятое в течение несколь ких дней с помощью различ ных камер.

Кто-то из ученых сравнил распространяющееся облако за ряженных частиц с круассаном, который становится все больше и больше. Справа показано, как двусторонняя съемка позволяет построить трехмерную картину происходящего .

игра воображения

Все, кто описывают данный эксперимент, неизменно используют английское слово «adorable» – милый, очаровательный. Еще можно сказать, что этот опыт «touching» – способный растрогать. И дело не столько во внешности располагающего к себе картонного робота с детской улыбкой. Скорее причина в том, что эксперимент показал человеческую доброту едва ли не в самом лучшем ее проявлении.

Автор проекта, получившего название Tweenbots, – студентка Кейси Кинзер (Kacie Kinzer), которая учится в ньюйоркской школе искусств Тиша по программе «Интерактивные телекоммуникации» (Tisch ITP). «Я спросила себя: может ли человекоподобный объект двигаться по улицам вместе с нами и тем самым рассказывать о наших взаимоотношениях с пространством и нашей готовности взаимодействовать с тем, что мы в нем находим? –

искусство, проекты, эксперименты

говорит Кейси. – Еще важнее то, как наши действия следует рассматривать в более широком контексте человеческой взаимосвязанности, которая возникает из-за сложности самого города. Чтобы ответить на эти вопросы, я построила робота». Робот, впрочем, – это громко сказано. Tweenbot ростом 25 сантиметров представляет собой примитивную машинку без какого-либо управления, которая только и может, что

Картонный робот достиг всех целей не без добрых людей

Само собой, автор опыта пытается подтолкнуть людей к ответу на вопрос: а что бы лично вы сделали, столкнувшись с роботом, который просит о помощи? http://blip.tv/play/AejAL5OoUw

2009 • июнь

игра воображения ехать исключительно вперед с постоянной скоростью. Крайне невысокой. Пункт назначения робота написан на флаге рядом с призывом о помощи Help me. Таким образом в своих перемещениях по городу Tweenbot целиком и полностью зависит от встретившихся у него на пути пешеходов. Только они, «чужие люди», могут задать роботу правильное направление движения, вытащить его из какой-либо западни, предотвратить для него угрозу. «Учитывая уязвимость машинки, масштабы города, опасности уличного движения, подозрения в терроризме, а также возможность того, что оказание помощи роботу никого не заинтересует, я первоначально задумала твинботов как существ, которые скорее будут бороться и умирать, а не достигать места назначения. Потому я построила их с минимумом технологий», – вспоминает Кинзер. На первый тест в прошлом году Кейси вышла с видеокамерой, скрытой в ее сумочке. Она поставила твинбота на тротуар и отошла в сторонку, чтобы незаметно для прохожих наблюдать за «неизбежной судьбой» своего детища. Но первые же результаты социального эксперимента оказались неожиданными. «В течение следующего месяца я провела множество 84

июнь • 2009

Интересно, какие результаты дал бы социальный экспе римент, если бы робот не был подобен человеку, не вы глядел так дружелюбно, издавал странные звуки или плохо пах? Думаем, Кейси стоит продолжить исследования именно в этом направлении.

миссий, и всякий раз твинботы успешно добирались от начальной до конечной точки, люди все время им помогали. Например, если робот застревал под скамейкой в парке или оказывался перед

выбоинами на дороге, прохожие всегда спасали его и направляли к заданной цели. За всю серию опытов ни один Tweenbot не потерялся и не был поврежден», – радуется студентка.

Первая миссия «Твинбота» прошла в нью-йоркском парке Вашингтон-сквер (Washington Square Park): робот должен был добраться от северо-восточного входа до юго-западного. У него получилось достичь цели за 42 минуты. Помощь машин ке оказали 29 человек.

искусство, проекты, эксперименты

– Поскольку каждая встреча с полезным пешеходом приближает робота на один шаг ближе к достижению его цели, значимость наших случайных открытий и индивидуальные действия каждого из нас перерастают в историю огромного пространства, которое мы сделали меньше для маленького робота».

Узнав о результатах эксперимента, ньюйоркцы удивились сами себе. Быть может, залогом доброго отношения к роботу стало его сходство с детской игрушкой?

Бывало, к примеру, и так, что люди игнорировали указанную на флаге цель твинбота, если, по их мнению, движение в данном направлении означало бы для робота опасную ситуацию. Один человек так развернул машинку обратно к отправной точке. «Наиболее интересным для меня является тот факт, что эта помощь была обусловлена в первую очередь

человеческим сочувствием к антропоморфному объекту. Путешествия твинботов каждый раз, когда я их выпускаю в городе, становятся историей о готовности людей к сотрудничеству с существом, которое как в зеркале показывает человеческую уязвимость с ее намерением без средств для достижения своих целей справляться в одиночку, – полагает Кейси.

Тем временем в НьюЙорке появляются но вые роботы Кейси Кинзер, на этот раз – потерявшиеся. У них нет флага, но есть бу мажка с номером телефона и просьбой: «Пожалуйста, позвоните моей семье». 2009 • июнь

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Голландец изобрел колесо обозрения для автомобилей

Некоторые водители и так посматривают на пешеходную братию сверху вниз, а уж этот аттракцион возвышает их на уровень Гулливера. Впрочем, и безлошадным «лилипутам» такое колесо дает возможность подняться за рулем на высокую колокольню. Или обозреть сами автомобили со всех сторон да выбрать подходящий. Вместе с тем данная конструкция была изобретена совершенно с иными целями. Какими?

На своем сайте изобретатель называет свое колесо Drive-In Ferris Wheel, тогда как из более распространенного наименования дефис и Ferris выпали, осталось – Drive In Wheel, «Драйв в колесе».

http://www.youtube.com/watch?v=7x-T9mmSOEI&feature=player_embedded http://www.youtube.com/watch?v=Lx3iwQKeofA&feature=player_embedded

июнь • 2009

Желающим покатать автомобили на чертовом колесе в любой момент готова прийти на помощь голландская компания Kroon-Lamberink Groep. Она уверяет, что может доставить свой уникальный и впечатляющий аттракцион Drive In Wheel в любую точку мира – хоть в Китай. Зачем такое «автомобильное колесо» может понадобиться? Да мало ли. Рекламную акцию провести, на выставке отметиться, кино снять или же самобытную парковку соорудить – пригодится! Высота аттракциона 32,3 метра, диаметр самого колеса – 29,5. В один присест на Drive In Wheel можно закрепить четыре машины (весом около 1100 килограммов каждая) и усадить в каждую из них по четыре человека. О ценах (скорее речь идет об аренде) голландцы помалкивают – мол, договоримся. И надо сказать, клиенты у Kroon-Lamberink Groep хоть и нечасто, но бывают. Пожалуй, наибольшего общественного резонанса удалось добиться концерну General Motors, воспользовавшемуся предложением голландцев в августе 2004 года, чтобы «поднять бренд Saab на новую высоту». Акция Mobile Fun, прошедшая в центре Торонто рядом с галереей современного искусства The Power Plant, была премьерным показом модели Saab 9-2X и по меньшей мере канадцам запомнилась. Еще бы,

Cамая современная на сегодняшний день и, пожалуй, са мая известная акция Saab в Торонто Drive In Wheel.

не каждый день выпадает шанс бесплатно «полетать» на седане, проводя «инновационный тест-драйв». Вот как это было. Что же касается истории изобретения, то в KroonLamberink Groep отмечают: в «нормальное» (читай – коммерческое) колесо все это превратилось не сразу. «Ненормальное» явилось миру в 1999 году все в тех же Нидерландах,

в городе Утрехте, где тогда проходила широкомасштабная артвыставка Panorama 2000. Аттракцион, практически не отличающийся от нынешнего, представил его создатель – архитектор, художник, скульптор и вообще – крайне многогранная личность Джон Кормелинг (John Körmeling), которого также называют Йоном (Йохном) Кермелингом (мы упоминали одну 2009 • июнь

эврика из его работ – гигантскую тележку из супермаркета – в этом обзоре). Кормелинга (родился в 1951 году в Амстердаме) не на шутку интересует транспортная тематика в контексте городского планирования: дороги, автомобили, парковки и, говоря шире, – сама тема перемещения, передвижения, мобильности. К примеру, среди его работ есть плоские, квадратные, педальные, прозрачные транспортные средства, ковер для автостоянки, «самая широкая и короткая улица в Голландии» (полос по 12 в каждую сторону), «движущаяся недвижимость» и так далее. Однако вернемся в Утрехт, где чертово колесо для автомобилей способствовало бурной встрече «нулевых» годов. Тогда владельцы могли загнать на аттракцион свои собственные машины (тоже числом не более четырех) и покружить над выставкой за рулем с мыслью, что место для парковки найдено. Идея была, в частности, такая, что города будут развиваться в вертикальной плоскости. И Drive In Wheel привлек внимание, хотя сенсацией не стал: на Panorama 2000 было много других, еще более шокирующих проектов. Тем не менее кое-какая слава изобретателя «машинного обозрения» за Джоном закрепилась, а уж он сумел развить успех и прославиться на весь мир. Умеет человек удивлять. 88

июнь • 2009

Здесь уместно вспомнить вращающиеся коттеджи и не боскребы, однако данный проект лучше сопоставить с движущимися деревьями.

Возьмем свеженький прошлогодний проект «Кружащийся дом» (The Rotating House или, как называет его автор, Hasselt Traffic Circle). На круглой площади, находящейся на «главном входе» в голландский город Тилбург, Джон построил небольшой домик (5 метров в ширину, 8,5 метра в глубину и 10 в высоту), который ездит по кругу по рельсам, как детский паровозик в луна-парке. Катается он не быстро, пол-

ный круг совершает аж за 20 часов. Домишко проезжает всего в метре от автодороги. Конечно же, в нем никто не живет (это лишь стальная конструкция, покрытая кирпичом и черепицей), но по ночам в окнах горит свет. Причем электроэнергию строение получает от солнечных батарей. Джон, проработавший над домом с 1999-го по 2008-й, признался, что хотел «предоставить водителям ощущение отчужде-

изобретения, открытия, гипотезы

ния от реальности». И, надо думать, у него получилось – представьте себе первую реакцию тех, кто проезжает в данном месте по несколько раз на дню. Власти Тилбурга довольны – город обрел достопримечательность. И бог с ним, с бюджетом в 350 тысяч евро. Кстати, весной 2007 года творчество Кормелинга можно было увидеть в России на Второй Московской бьеннале современного искусства. Там показали, к примеру, поочередно высвечивающиеся надписи «ХА» и «ХИ». Да, скромно, обделил нас мастер, но ничего не поделаешь. Самым же главным проектом Джона на данный момент, похоже, является «Счастливая улица» (Happy Street) – победившая на конкурсе концепция павильона Нидерландов на ЭКСПО-2010 в Шанхае (Shanghai Expo). Собственно улица – это 450-метровая дорожка, закрученная на манер американских горок, с подъемами, спусками и поворотами в окружении подвешенных зданий различного назначения. Суть в том, что Кормелинг убежден – счастливый и эффективный путь не может быть линейным, прямоугольным, скучным. Должны быть гибкие кривые линии: причудливые и неповторимые. Как говорится, кривая вывезет всегда, и извилистый путь самого Джона – лишнее тому подтверждение.

Колу памяти 11 сентября и «некурящие» сигареты Джон (тут есть его портрет на фоне колеса) вместе с «ХИ-ХА» привозил в Москву. Здесь же вы видите парковочный коврик, «Автомобиль как цветник» (Car as Flowerbox) и плоскую машину Flat Car. 2009 • июнь

эврика

изобретения, открытия, гипотезы

Машина эволюции растит для мира живые синтезаторы

Два десятка микросхем, шесть стальных труб, полтонны стали, триста стеклянных бутылок, три километра проводов, тысяча резиновых утят и восемьдесят шестеренок. Помещаем все в бетономешалку и тщательно перемешиваем. Что получится? Металлолом, говорите? Нет – элегантный и стремительный спортивный автомобиль! Не верите? А зря. Этот подход уже работает.

Хитроумные аппараты не впервые помогают ученым ускорить исследования на порядки. Достаточно вспомнить карманный ДНК-репликатор и медицинский штрихкодовый биочип. Но аппарат на снимке – всем ускорителям ускоритель.

Американская корпорация LS9 намерена обогатить мир недорогими горючим, лекарствами и, быть может, даже едой, производимыми в биореакторах из дешевого или вовсе бросового сырья – различных органических отходов, древесной стружки и прочего. Не она первая ставит перед собой столь заманчивую цель, но у LS9 есть козырь. Один из локомотивов проекта – профессор генетики из Гарварда

июнь • 2009

Джордж Черч (George Church) – совместно с коллегами разработал технологию, которая многократно ускоряет разработку генно-инженерных микроорганизмов с (почти) любыми нужными ученым свойствами. Исследователи в разных странах давно проводят эксперименты с бактериями, способными вырабатывать топливо (главным образом водород) из недорогого возобновляемого сырья. Но на заправочных стан-

циях по-прежнему доминирует горючее, полученное из нефти (биодизель и спиртовые смеси, произведенные из растительного сырья, – отдельный разговор). Крошечные организмы обладают массой преимуществ в качестве синтезаторов хоть горючего, хоть еще каких-нибудь полезных смесей и соединений. Микробы очень быстро размножаются и неприхотливы. Беда одна: пока нам почти неизвестны бактерии, которые «гнали» бы высшей пробы «бензин» или «дизель». Хотя есть подобные примеры. Нашлась же в природе бактерия, которая генерирует гидразин из сточных вод. А если подкорректировать геном какой-нибудь бактерии (хоть самой популярной у биологов – кишечной палочки), да так, чтобы она выдавала требуемые вещества как продукт

Бактерии способны синтезировать не только банальный водород, но и сложное углеводородное топливо, пригод ное для применения, к примеру, в дизельных двигателях. Это уже доказано учеными из LS9. Вопрос лишь в том, чтобы такая технология смогла стать массовой и коммерчески жизнеспо собной .

своего метаболизма? К примеру, «научили» же генетики кишечную палочку синтезировать пластмассу. Этим и занята LS9, смешавшая в своих исследованиях давно известную биоинженерию и сравнительно молодую науку – синтетическую биологию. Только одно мешает ученым хоть завтра перевести весь топливный сектор на биотехнологи-

Джордж Чёрч – участник целого ряда интересных исследо ваний. Мы в частности писали о том, как он и его коллеги разработали метод скоростного и недорогого секвенирования ге нома отдельных людей.

ческие рельсы – никто в точности не знает, как именно нужно менять геном бактерий, чтобы выход полезного вещества был максимальным. Наука тут отстает от практики. О практике – чуть позже, а пока поясним. Конечно, у ученых есть различные варианты коррекции генома, которые сдвигают биохимические реакции внутри бактерии в нужную сторону. Но стоит только применить одну из них, как оказываются затронутыми другие цепочки превращений, возникают вредные побочные эффекты. Добавление чужеродных генов или «заглушение» старых влияет не только на «нужные» процессы в клетке, но и на цепь смежных. И таких связанных реакций в организме – миллионы. Начинают исследователи корректировать одни свои ошибки – вновь затрагиваются полезные перемены. Канитель, одним словом. Фактически биологам приходится действовать методом 2009 • июнь

эврика проб, проверяя получающиеся организмы на полезный выход целевого соединения (или нескольких веществ сразу) и на жизнеспособность. Добавляют в геном один ген, дают бактериям размножиться и смотрят на результат. Слишком долго. Таким путем желаемый штамм можно искать месяцами, а то и годами. Разработка Черча сокращает этот срок до нескольких дней. Для этого Джордж и его товарищи применяют оригинальную технологию MAGE (multiplex-automated genomic engineering), то есть «умноженоавтоматизированную геномную инженерию». В ее основе – новое устройство, которое вполне можно было бы назвать Машиной эволюции (она и показана на фото под заголовком). Этот аппарат позволяет проводить с бактериями одновременно по 50 искусственных генетических изменений, то есть апробировать на микробах по полсотни экспериментальных генетических кодов за раз. Сначала ученые готовят 50 коротких цепочек ДНК, представляющих собой один и тот же участок генома бактерии, но с 50 разными вариациями, способными повлиять на синтез определенного фермента или белка. Эти 50 цепочек помещают вместе с бактериями в специальную машину, в которой смесь подвергается определенным изменениям температуры и 92

июнь • 2009

Трудолюбивые кишечные палочки (E. coli), плавающие в чашке Петри, обращают сахар в капельки углеводородов. Такую картину сейчас наблюдают в окуляры исследователи сра зу из нескольких институтов и биотехнологических компаний. LS9 – только одна из них, но у нее есть преимущество: в то время как остальные проводят опыты с генетиче скими модификациями бактерий при помощи «кремниевых ру жей», LS9 взяла на вооружение «пулемет».

в которой запускается цепочка реакций, приводящих к встраиванию привнесенного участка кода в геном бактерий. Происходит это во время размножения – генно-инженерный участок ДНК «обманывает» клеточный механизм репликации. С каждым поколением микробов в них насчитывается все больше и больше экземпляров с измененным геномом. И эти бактерии с каждым поколением обладают все большим и большим числом чужеродных участков в коде, в конце концов «впитывая» все необходимые генетические изменения, которыми они могут «похвастать» перед учеными. В качестве теста технологии MAGE исследователи из LS9 получили недавно бактерии, кото-

рые синтезируют ликопен – антиоксидант, извлекаемый ныне из томатов. Биологи «внедрили» в свою машину набор фрагментов ДНК, затрагивающих синтез нужных белков, и дали «эволюции» поработать некоторое время. Нужный штамм ученые искали по цвету пробирок с бактериями, которые вырабатывали искомое соединение. Чем гуще окраска, тем выше концентрация ликопена. Так всего за три дня был синтезирован штамм бактерий, которые производили антиоксидант впятеро интенсивнее собратьев. В новичках, как оказалось, заработали 24 генетических изменения, на поиск сочетания которых обычным

изобретения, открытия, гипотезы Биотопливо

«Нефть»

Вода

Генноинженерные бактерии

Различное возобновимое сырье

Ферментатор

Общая схема установки по синтезу горючего. Важно, что получаемые смеси веществ – легче воды, в которой жи вут бактерии. Потому готовый продукт легко откачивать из био реактора, словно сливки из поверхности молока.

методом у исследователей ушло бы очень много времени. Аналогичную работу сейчас ученые ведут в области «топливных» микроорганизмов. Американцы надеются получить штаммы, позволяющие синтезировать в «бочках» различные смеси углеводородов, очень похожие по составу на автомобильное топливо. Грегори Пал (Gregory Pal), старший управляющий LS9, утверждает, что массовое «бактериальное топливо» будет стоить $50 за баррель ($0,31 за литр), то есть примерно вчетверо дешевле классической солярки, при этом оно будет сгорать так же, как обычное дизтопливо. Собственно первая такая экспериментальная установка в родном городе компании – Сан-Франциско – запущена еще

ваемого микробами сырья расширят. При этом топливо – кристально чистое и соответствует самым жестким промышленным стандартам. Крупномасштабный же такой завод калифорнийские биотехнологи намерены открыть в 2011 году. Но главное – общий принцип ускоренной эволюции в машине, рассуждают авторы разработки, позволяет вести проектирование модифицированных бактерий, которые смогут дешево вырабатывать из бросового сырья не только

Бактерии могут работать не только в лабораторных усло виях, но и заменить собой целый НПЗ – уверены в LS9.

в прошлом году, и в ней уже живут бактерии-химики «первого призыва». Но это не мешает ученым вести поиск еще более эффективных. Этот аппарат производит сотни галлонов биодизеля в неделю, потребляя сахарный тростник. А позже список усваи-

«солярку», но и питательные вещества или прекурсоры лекарс твенных препаратов. «Мы исцелим мир», – оптимистично заявляет исполнительный директор LS9 Билл Хэйвуд (Bill Haywood), подразумевая все эти стороны деятельности компании. Хочется верить. 2009 • июнь

объекты будущего

архитектура, конструкции, механизмы

Пентхаус на крыше бункера подарил второе дыхание памятнику войны

Занятные повороты порой случаются в судьбе старых зданий. Живешь себе живешь, вдруг обносят заборчиком, вешают плакат «реконструкция», а через год – сверкающий зеркальными окнами офис. Знакомо? А вот перед нами обратный пример. И ведь переделывали не дворец какойнибудь и не шедевр архитектуры,

К этому особняку как нельзя лучше подходит поговорка: «Мой дом – моя крепость».

Странное желание – купить старое наземное бомбоубежище (Luftschutz-Hochbunker) и превратить его в уютный коттедж. Но именно так поступила одна семья из города Хамм (Hamm), что в земле Северный Рейн-Вестфалия. Архитектура этого бункера – проще некуда: бетонный куб со стенами без окон и какой-либо отделки. На фоне соседских аккуратных домиков с красными черепичными крышами – просто «гость из мрачного прошлого». Но новым владельцам бомбо убежища понравилась основа-

июнь • 2009

тельность и непоколебимость постройки времен Рейха, и они заказали боннской архитектурной компании Archivolver переделку. Но с условием: к «зданию – историческому документу» нужно отнестись с почтением. Глава Archivolver Михаэль Аморт (Michael Amort) выполнил наказ клиентов: сам корпус бомбоубежища остался без изменений. А вот на вершине монструозного сооружения появился пентхаус – Penthouse auf dem Hochbunker. В основу конструкции легла рама из стальных профилей. На

нее уже навешивали готовые блоки стен, собранные из деревянного бруса (плюс слои утеплителя и декоративные панели). Причем часть помещений «квартиры» выполнили нависающими над стенами бункера. Создавалось впечатление, будто «домик» наверху пролетал мимо и просто присел отдохнуть. Но еще сильнее иллюзию независимости пентхауса от своего массивного основания усилил намеренно оставленный воздушный промежуток: «новодел» словно приподняли над крышей бомбоубежища. Немного, но этого хватило, чтобы обеспечить лучшую вентиляцию сооружения, поместить в зазоре кабели и трубы, а главное – вызвать ощущение полета пентхауса над бетонным кубом. Ночью этот эффект усиливается подсветкой зазора, создающей световую полосу, разрезающую здание на «историческую» и «современную» части. Внутренности бункера, впрочем, не остались без внимания инженеров. Здесь разместились дополнительные помещения нового дома (хотя основные жилые комнаты находятся в пентхаусе на крыше). При этом архитекторы подумали над подачей солнечного света на пролеты массивной бетонной лестницы, ведущей в глубины бетонного короба, – сверху «реставраторы» встроили большое застекленное световое окно. Внутри бункера также нашлось место для системы сбора дожде-

вой воды (для технических нужд и полива растений), причем тут вполне органично разместилась 500-литровая цистерна, а накопленная влага используется также и для создания небольшого водопада на одной из стен бункера. Пьет водичку и крошечный сад на крыше-веранде, на которую можно выходить из пентхауса. Так новые владельцы бетонного чудища реализовали свою мечту о просторном и оригинальном доме с великолепным видом на крыши городка и его парки. Вида свысока. Кстати, высота этого коттеджа-бункера составила солидные для частного дома 14 метров. Смешение времен наблюдается тут не только во внешности. Авторы сооружения наполнили его современным оборудованием, причем с оглядкой на «зеленые» тенденции. Так, чтобы сэкономить средства и энергию на кондиционировании, Аморт придумал систему вентиляторов, которые в летнюю жару перекачивают воздух из глубины бункера в «бунгало» наверху. Работает этот прием великолепно, ведь огромная толщина стен бомбоубежища гарантирует долгое удержание ночной прохлады – прогреть этот бетон насквозь дневному солнцу не под силу. Ну а на первом этаже бункера, куда никакой естественный свет добраться не может (окна в старых стенах ведь никто и не думал прорубать), владельцы особняка решили устроить галерею. Там, в

Испещрённые снаряда ми и осколками стены напоминают о войне.

полумраке и прохладе, мол, картинам самое место. Власти Германии бережно относятся к такого рода памятникам истории (на памятники архитектуры бетонные колоссы не тянут). Когда-то эти непритязательные творения спасали жизни во время авианалетов. В Хамме, в частности, далеко не самом большом городе (в нем даже сейчас насчитывается чуть больше 180 тысяч жителей) с 1940 по 1943 год было построено 11 таких бомбоубежищ, а сколько по всей стране – и не счесть. И пусть выбранный клиентами Михаэля «куб» не является ни самым крупным, ни самым впечатляющим сооружением такого типа, этому скромному бункеру забвение уж точно не грозит. 2009 • июнь

факты

Десятка научных прорывов 2008 года

Редакция Science, одного из самых авторитетных научных изданий мира, каждый год готовит список десяти самых выдающихся научных достижений года. «Когда обозреватели и редакторы Science собираются выбрать самое большое достижение года, они ищут исследование, которое отвечает на главные вопросы об устройстве Вселенной и открывает путь для новых открытий. Наш выбор, метод перепрограммирования клеток, открывает новое поле исследований в биологии и дает надежду развития спасающих жизни медицинских технологий», – говорит представитель журнала Роберт Кунц (Robert Coontz). Перепрограммирование клеток – решение проблемы биоэтики Стволовые клетки, из которых на начальной стадии состоит эмбрион, способны превращаться в клетки многих тканей организма. Это дает уникальную возможность лечения многих болезней: из стволовых клеток можно выращивать органы, идеально подходящие для трансплантации, их можно использовать для восстановления нервной ткани спинного мозга и вылечивать параличи, бороться с рядом дегенеративных и наследственных болезней. 96

июнь • 2009

Однако стволовые клетки получали из эмбрионов, убивая их, что создавало неразрешимую этическую проблему – ведь из зародыша может вырасти полноценный человек. Многие страны ограничили эксперименты с эмбриональными клетками, Ватикан в начале декабря потребовал запретить применение клеток эмбриона человека в медицине и косметике. Важный прорыв был сделан в 2006 году, когда японским ученым удалось с помощью вируса встроить четыре гена в зрелые клетки, полученные из хвоста мыши, превратив их в клетки, которые выглядели и вели себя как стволовые. Недостатком метода оказалось то, что для их перепрограммирования был необходим генетический материал ретровируса, способного вызывать раковые изменения в клетках. В этом году ученым удалось упростить метод и получить стволовые клетки из тканей людей, больных малоизученными заболеваниями, что открывает новые возможности для изучения этих болезней. Еще одна группа ученых с помощью этой технологии смогла напрямую превратить один из типов клеток поджелудочной железы мыши в другой.

Увидеть планеты у других солнц Вторым в списке прорывов года журнал Science назвал достижение астрономов, которые с помощью специальной техники смогли увидеть планеты у других звезд, что ранее не удавалось из-за их крайне слабого света, который «заглушало» излучение звезды. С помощью телескопов Кек и Джемини ученые смогли получить изображения целой планетной системы – сразу трех планет у звезды HR 8799 в созвездии Пегаса, расположенной в 130 световых годах от Земли. Тогда же – в ноябре – другая группа астрономов объявила, что с помощью орбитального телескопа «Хаббл» им удалось получить изображение планеты внутри пылевого пояса звезды Фомальгаут в 25 световых годах от Земли, в созвездии Южной Рыбы. Расширен список раковых мутаций В уходящем году ученым удалось значительно расширить перечень генетических мутаций, вызывающих появление раковых опухолей. С помощью расшифровки генома клеток различных типов рака были выявлены гены, повреждение которых «спускает

тормоза» процесса деления клеток, вызывая рост опухоли. В частности были выявлены гены глиобластомы и рака под желудочной железы – одни из самых опасных типов опухолей. Новая сверхпроводящая семья Физики открыли новое семейство высокотемпературных сверхпроводников – материалов, при определенной температуре теряющих электрическое сопротивление и способных в этом состоянии проводить электроток без потерь. Ранее известные высокотемпературные сверхпроводники создавались на базе меди и соединений кислорода. В начале года ученые объявили о создании нового типа сверхпроводников на базе соединений железа с температурой потери сопротивления 55 градусов выше абсолютного нуля. Пока это далеко от 138 градусов – рекорда, поставленного традиционными сверхпроводниками, но ученые рассчитывают, что новые материалы будут весьма перспективными. Подглядывая за белками Хотя о существовании белковых молекул известно более ста лет, биохимикам удалось только в этом году увидеть их в действии. В ходе эксперимента ученым удалось пронаблюдать за процессом связывания белков с другими молекулами, что связано с состоянием клеток и процессом обмена веществ. В результате были выяв-

лены механизмы, лежащие в основе этого процесса. Вода для сжигания Использование энергии ветра и Солнца не наносит ущерба экологии, однако при использовании их возникает большая проблема – откуда брать энергию, если Солнце не светит, а ветер не дует. Не существовало достаточно удобного способа запасать энергию в такой ситуации. Группа американских ученых создала новый катализатор на базе фосфора и кобальта, в присутствии которого значительно облегчался электролиз воды. Прежние типы катализаторов делались на базе дорогих материалов, например из платины. Дешевая альтернатива позволяет использовать воду как электрический аккумулятор (полученный при электролизе воды водород может быть сожжен в топливных элементах и превращен в электричество). Видеосъемка эмбриона В этом году ученым удалось с беспрецедентной точностью пронаблюдать за начальными стадиями развития эмбриона. Немецкие ученые с помощью лазерного сканирования смогли проследить за движением около 16 тысяч клеток зародыша рыбки данио рерио, а затем воспроизвести эту картину с помощью компьютера. В результате ученым удалось проследить начальные стадии формирования различных тканей, в частности сетчатки.

«Плохой» и «хороший» жир О существовании двух типов жировой ткани – коричневой («хорошей») и белой («плохой») – известно уже более 400 лет. С ожирением связаны белые жировые клетки. Долгое время считалось, что оба типа жира образуются из одних и тех же клеток-предшественников. Ученые попытались воздействовать на гены коричневых клеток и превратить их в белые. Результат оказался неожиданным – коричневые жировые клетки превращались в мышечные и наоборот. Ученые рассчитывают, что это поможет создать принципиально новые методы борьбы с ожирением. Ученые взвесили протон теоретически Физики вновь взвесили протон. На этот раз они не буквально определили массу частицы, что было сделано достаточно давно, а теоретически подсчитали на основе существующих представлений, так называемой Стандартной модели. Полученные результаты совпали с практикой, еще раз подтвердив правильность теории. Дешифровка генов Процесс дешифровки (секвенирования) генов живых организмов стал значительно дешевле и быстрее с момента завершения проекта расшифровки генома человека. В этом году ученым, в частности, удалось расшифровать 80% гена мамонта, получены предварительные результаты дешифровки гена неандертальца. 2009 • июнь

факты

самых нелепых

место. В Америке в 1910 году был изобретен автомобильный клаксон с запахом, устройство было рассчитано на тех пешеходов, которые не слышат обычный сигнал. По идее, клаксон должен был испускать резкий запах. Но на практике этого не происходило, вместо запаха в лица прохожих бил сильный поток сжатого воздуха.

место. В Англии в 1954 го ду запатентовали дорожные знаки, предназначенные для слепых людей. Их надлежало различать на ощупь. Но уже на презентации несколько человек были травмированы. Изобретение так и не вышло в свет.

место. В 1955 году техасский бизнесмен изобрел прибор для обнаружения неф тяных месторождений. Многие нефтяные компании вложили денежные средства в идею «универсального магнита». Но конструкция стоимостью 225 тысяч долларов оказалась обыкновенным компасом.

место. В 1970 году Роберт Крик, американский физикизобретатель, решил создать солнцеход, аппарат, способ98

июнь • 2009

изобретений XX века

ный передвигаться по Солнцу с целью сбора пробы грунта. Крик потратил на это бредовое изобретение сумму равную 1,5 миллиона долларов.

место досталось кино оператору Панчо Хименес родом из Испании. Он изобрел прибор способный засвечивать кинопленку. Его детище оказалось настолько дорогим, что от кредиторов он, спасся при помощи самоубийства.

место. Японец Дзюнноскэ Михара в 1976 году изобрел «пылесос наоборот». Мотивация к такому изобретению, послужила его вражда с соседом. «Пылесос наоборот» выплевывал пакетик с пылью, а тот в свою очередь взрывался в воздухе. Со временем гореизобретатель снабдил свой аппарат таймером и оптической системой наведения на обидчика.

место. В 1985 году во Франции был запатентован аппарат, предназначенный для дегустации вин. Через специальную воронку вино попадало внутрь, и через некоторое время на щитке индикации загоралась лампочка. Зеленая говорила о высоких вкусовых

качествах вина, а красная наоборот. Позже было установлено, что аппарат определял количество сахара, и даже самое безвкусное вино при высоком содержании сахара могло получить отличную оценку.

место занимает портативный туалет для водителей. Это изобретение должно было облегчить им жизнь. Теперь водители могли совершать свои физиологические отправления, не вставая с места. Особый шарм портативному туалету придавал смывной бачок, который располагался прямо над головой.

место. В Америке в 1997 году был получен патент на изобретение «Аварийное крыло». Смысл его заключался в следующем: при аварии у мотоциклиста, вылетевшего из седла, за спиной раскрывается парашют, который уносит пострадавшего далеко от места катастрофы.

место заняло изобретение под названием «четвероногие» колготки. По замыслу автора, когда колготки порвутся, их обладательница спрячет негодный чулок в карман на поясе и достанет целый.

Журнал предлагает вам поучаствовать в конкурсе

«Как изменится мир вокруг нас через 5 лет благодаря открытиям науки» Цель конкурса – кратко сформулировать открытие, которое, по вашему мнению, изменит мир через 5 лет

Начиная со следующего номера мы будем публиковать самые интересные ваши предположения. В конце года автор самой лучшей гипотезы будет награжден ценным призом.

НОУТБУК

Свои гипотезы высылайте на электронный адрес: Valera@tnc.com.ua

2009 • июнь