„Iliustruotasis mokslas“ – tarptautinis žurnalas, leidžiamas 14 šalių. Straipsnius leidiniui rašo įvairių mokslo sričių ekspertai ir jį populiarinantys žurnalistai.
TURINYS | NR. 2/2017 Bitės tikisi blogiausio p. 14
ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS • 2017 NR. 2 (113)
ŠIAME LEIDINYJE
VABZDŽIAI JAUČIA NERIMĄ IR BŪNA NEIŠTIKIMI
Kadras: šilumai jautri kamera atskleidžia ligas
4
Vabzdžiai: mokslininkai tyrinėja mažiausias smegenis pasaulyje
22
Termobranduolinė sintezė: tokamako ir stelaratoriaus reaktoriai
28
„Starshot“: didžiulis lazeris nugabens į pirmąją misiją į žvaigždę
34
Dronai: sudėtingose oro dvikovose kaunasi lenktyniniai dronai
38
Chemijos laboratorija namuose: išvyskite savo DNR
40
„Operacija: Marsas“: inžinieriai mūsų kaimyną ketina paversti Žemės kopija
Širdį galima užauginti p. 50
VABZDŽIŲ SMEGENYS • MISIJA Į ŽVAIGŽDĘ • DRONŲ LENKTYNĖS • MARSAS. 4 DALIS: UŽKARIAVIMAS • ŠIRDIS • 3D PRINTERIAI • TERMOBRANDUOLINĖ SINTEZĖ
14
DRONŲ LENKTYNĖS –
3D SLALOMAS
PAVERSTI MARSĄ ŽEME 2.0
2017 NR. 2 KAINA 4,3 Eur
Sudaužyta
ŠIRDIS
Inžinieriai ketina teraformuoti Marsą p. 40
Ar tiesa, kad vynas sveika širdžiai, sudaužyta širdis gali pražudyti, o įsimylėjėlių širdys plaka greičiau? Sužinokite mokslu paremtą tiesą apie labiausiai paplitusius mitus apie raumenį, nenuilstamai pumpuojantį kraują mūsų organizmuose.
ISSN 1822-8003
3D spausdintuvai: susikurkite svajonių namus TERMOBRANDUOLINĖS SINTEZĖS REAKTORIAI IMITUOJA SAULĘ
www.facebook.com/ iliustruotasismokslas
18.01.2017 16:18
DETLEV VAN RAAVENSWAY/SCIENCE PICTURE LIBRARY
HAVANA 21.5x29cm LITVANCA.indd 1
10 mitų apie širdį: sustojus širdžiai, mirštame akimirksniu
58
3D spausdintuvai: sluoksnis po sluoksnio spausdinami svajonių namai
KIEKVIENAME LEIDINYJE 6
Naujienos Nauji rezultatai ir atradimai iš viso pasaulio Klauskite Moksliniai atsakymai į skaitytojų klausimus
70
Išradimai ir gaminiai Technologijos įdomybės
72
Pasitikrinkite žinias IQ, klausimai ir testai
D
58
3D spausdintuvu per vos 17 dienų pastatomas biuras.
64
KLAUSKITE: ar masajų genties vyrai iššoka aukščiau nei kiti?
SHUTTERSTOCK
ažnas mokslinis projektas padeda kurti ateitį. Kuo ambicingesnis projektas, tuo didesni keliami tikslai. Kai kurie jų gali pasirodyti nerealūs, tačiau mokslininkai tiki savo idėja ir atkakliai dirba, kad ją paverstų realybe. Šiame numeryje rasite tris straipsnius, kuriuose kalbama apie tokius ambicingus projektus. Pirmajame pristatome projektą „Breakthrough Starshot“. Prie šios programos dirbantys mokslininkai siekia po 20 metų 216 mln. km/val. greičiu artimiausios žvaigždės link išsiųsti mažyčių erdvėlaivių spiečių. Tam reikės sukurti itin galingus lazerius ir vos keletą gramų sveriančių tvirtų erdvėlaivių su burėmis. Antrasis straipsnis skirtas elektrinėms, kurios imituoja svarbiausią žvaigždžių energijos šaltinį – termobranduolinę sintezę. Jei mokslininkai suvaldys jėgas, kurios energiją tiekia Saulei, išspręsime energijos išteklių problemą Žemėje. O NASA mokslininkai puoselėja dar ambicingesnį tikslą – teraformuoti Marsą. Tai yra paversti atšiaurųjį kaimyną gyvybei tinkama planeta – paveikti Marso klimatą taip, kad jame atsirastų tanki atmosfera, vandenynai ir miškai, kur ateities gyventojai galėtų it Žemėje kvėpuoti šviežiu oru.
NAUJIENOS: telefonas valdomas elektrine tatuiruote.
INSIGHT MEDIA/ALL OVER/IMAGINECHINA
64
6
JIMMY DAY
50
Aleksandras Ikamas
Naujienos NAUJAUSI ATRADIMAI IR RADINIAI
Juno sonden
Trijuose „Juno“ saulės moduliuose iš viso yra 18 698 saulės elementai, kurie varo zondą.
U N O“ A PIE „J FA KTAI ,6 tonos, sveria 3 Zondas idelio d e n sta tai prilyg oriui. sv dramblio ugabe„Juno“ n rį Į Jupite oduliai, aulės m no trys s ieno ilgis siekv kurių kie s. tru e m 9 ia k tų stanepraras Tam, kad no“ sukasi du u bilumo, „J inutę. er m kartus p
Atskleidžiamos Jupiterio paslaptys Zondo „Juno“ kamera į Žemę atsiunčia nežinomų didžiosios dujinės planetos regionų unikalių atvaizdų. ASTRONOMIJA Po bemaž penkerius metus trukusios kelionės ir 2,8 mlrd. km per Saulės sistemą NASA zondas „Juno“ prie Jupiterio priartėjo labiau nei ankstesni zondai. Iš orbitos aplink Saulės sistemos milžiną erdvėlaivis NASA astronomams ėmė siųsti įspūdingas nuotraukas. Pirmasis priartėjimas prie Jupiterio truko šešias valandas, tuo metu zondas buvo 4 200 km aukštyje virš tirštų debesų. Vėliau NASA 1,5 dienos siuntėsi nuotraukas, tačiau laukti buvo verta. „Juno“ padarė virtinę fotografijų ant zondo sumontuota plataus kampo kamera, jose matomas melsvos
šviesos nutviekstas šiaurinis Jupiterio ašigalis ir prie pietinio ašigalio švytinti raudona pašvaistė. Didžiausia raiška – 2–3 km kiekviename pikselyje. Iki 2018 m. vasario „Juno“ aplink Jupiterį apskries 37 kartus. Nors Jupiteris yra didžiausia Saulės sistemos planeta ir egzistuoja apie 4,6 mlrd. metų, mokslininkų žinios apie jį vis dar labai ribotos. Jie nežino, ar Jupiteryje yra vandens ir kokia planetos sandara, tačiau astronomai tikisi atsakymus į šiuos ir kitus klausimus gauti iš „Juno“, kuris atsigabeno pažangių prietaisų arsenalą.
XINYANG TAN/ROYAL COLLEGE OF ART
PIRŠTINĖ SUSTIPRINA SILPNAS RANKAS Raumenų atrofijos kamuojami vaikai gali sustiprėti pasitelkdami pirštines „Vigor“, jose integruoti jutikliai aptinka raumenų signalus rankoje ir perduoda juos pagalbiniam mechanizmui ant riešo. Jis paklūsta nurodymui ir sustiprina raumens judesius.
Redaktorė Karine Kirkebæk
Šalia ašigalių švyti galingos pašvaistės
SENSACINGI VAIZDAI
1 terabitas
Jau per pirmąjį „Juno“ priartėjimą prie Jupiterio iš 37-ių paaiškėjo, kad dujų planetos šiauriniame ašigalyje siaučia smarkios audros, o pašvaistės ten galingesnės, nei tikėtasi.
IŠ ZONDO „JUNO“
Melsvas šiaurės ašigalis
– tokį greitį per sekundę pasieks naujo tipo internetas, kurį kuria JAV bendrovės „ViaSat“ ir „Boeing“. Tokiu greičiu visus šešis serialo sezonus atsisiųsime per sekundę.
Audra
Trūksta šešiaka mas mpis Deja, „J
Pirmuosiuose Jupite atlio iga aš rio šiaurės d ten vaizduose matyti, ka s. dro au s go lin ga ia siauč lyŠiaurės ašigalis mė planenesnis nei likusios ten t pa p tai , tos dalys gų nėra Jupiteriui būdin . stų juo čių pla
un fiksavo še o“ neužšiakampio debesų d arin Jupiterio š io greta iau lio. Saturn rės ašigaoš galyje tok iaurės ašisš pis yra dė ešiakaml virš ašig alio siaučianči os smark ios audros.
Audra
MARK WITTON
Žiedai
Naujai rastas dinozauras buvo kur kas mažesnis nei kiti skraidantys ropliai.
Saturno šešiakampis
Infraraudonųjų spindulių kamera atskleidė, kad šalia pietų ašigalio spindinčios pašvaistės ypač ryškios. Šis atvaizdas – kelių minučių intervalu padary tų trijų nuotraukų derinys. Dabar mokslinin kai iš arčiau pažvelgs į pašvaistės daleles.
Robotizuotas vikšras stumia 10 kartų daugiau nei sveria Mikrorobotas
UNIVERSITY OF WARSAW
TECHNOLOGIJOS Kaip ir tikras vikšras, šis mikrorobotas rangosi bet kokiu paviršiumi ir įveikia net mažiausias angas. Vos 15 mm ilgio robotas yra plonas, minkštas ir permatomas, tačiau, nors ir būdamas kuklaus dydžio, jis itin stiprus ir prieš save geba stumti ne mažiau nei 10 kartų sunkesnį nei jis pats svorį. Varšuvos universiteto mokslininkai šį robotą pagamino iš skystųjų kristalų, sudarytų iš šviesai jautrių molekulių. Šios molekulės, apšviestos lazerio spinduliu, susitraukia, o, šviesai dingus, vėl ima plėstis. Taip robotas šliaužia, o dėl nedidelio dydžio gali patekti kone bet kur. Mokslininkai tikisi, kad tokie mikroskopiniai robotai padės gydyti vėžį, nes jie gali atnešti vaistus tiesiai į organizmo ląsteles.
Dėl šviesai jautrių kristalų robotizuotas vikšras šliaužia pirmyn it tikras vikšras.
NASA, HENNING DALHOFF & SHUTTERSTOCK
Liepsnos pietų ašig alyje
Nežinomas pterozauras buvo katės dydžio PALEONTOLOGIJA Įstabusis tiranozauras pasaulį valdė vėlyvajame dinozaurų aukso amžiuje, o padanges tuo metu raižė didžiuliai pterozaurai, kurių išskleistų sparnų plotis siekė 11–12 metrų. Visgi vakarinėje Šiaurės Amerikos pakrantėje atrastos iškasenos netikėtai atskleidė, kad prieš maždaug 77 mln. metų skraidė ir kur kas mažesnių padarų. Kartu su didžiuliais sparnuotais dinozaurais padanges raižė ir bedantis pterozauras, kurio išskleisti sparnai siekė vos 1,5 m, o kūnas buvo katės dydžio. Nežinomo pterozauro, kuriam mokslininkai dar nesuteikė pavadinimo, suakmenėjusios liekanos buvo rastos nedidelėje saloje Hornby, esančioje Pietvakarių Kanadoje. Priešistorinio padaro tyrimus atliko Sautamptono universiteto (Didžioji Britanija) paleobiologai. Iliustruotasis mokslas · 2017/2 (113)
7
GAMTA | VABZDŽIŲ SMEGENYS
Mokslininkai tyrinėja
MAŽIAUSIAS PASAULYJE
SMEGENIS Vabzdžių smegenys yra milijoną kartų mažesnės už žmogaus, tačiau, neatsižvelgiant į tai, šie padarai gali jausti nerimą ir būti neištikimi. Mažytes smegenis mokslininkai ištyrė mikroskopiniais elektrodais ir ryškiais atvaizdais – dideliam jų nustebimui, jos panašios į žmogaus smegenis.
ys n e g e m s o i ž Vabzd 3 1 mm
Kaip ir žmogaus, vabzdžių smegenyse yra keli specializuoti centrai. SHUTTERSTOCK
14
Iliustruotasis mokslas · 2017/2 (113)
Parengė Gorm Palmgren
s y n e g e m s s u a g o Žm 3 1 200 cm
Iliustruotasis mokslas · 2017/2 (113)
15
FIZIKA | TERMOBRANDUOLINĖ SINTEZĖ
Naujasis reaktorius išpildys svajones dėl termobranduolinės sintezės energijos
MILŽINŲ
Susitinka du priešininkai: paprastas ir gerai pažįstamas, tačiau nepraktiškas tokamako modelis ir sudėtingas, neišbandytas, tačiau efektyvus stelaratoriaus modelis. Vienas iš šių dviejų reaktorių ateityje užtikrins termobranduolinės sintezės energijos sėkmę.
PUIKIOS REPUTACIJOS Tokamako reaktorius paprastas
PRANAŠUMAI: tokamako reaktorius yra paprastos konstrukcijos. Su šio tipo reaktoriumi didelę termobranduolinės sintezės elektrinę pastatyti paprasčiau. TRŪKUMAI: kadangi magnetinės ritės vidinėje pusėje yra arčiau viena kitos nei išorinėje, išorėje žiedas silpnesnis. Čia vandenilis sulaikomas vos kelioms sekundėms. Termobranduolinės Magnetas
sintezės kamera
PRI
Parengė Rolf Haugaard Nielsen
ŽAIDIMAS
IEŠ
VARŽOVAS Stelaratoriaus reaktorius sudėtingas
PRANAŠUMAI: stelaratoriuje magnetai susukti, tad kurą iš visų pusių veikia tokio pat stiprumo laukas. Teoriškai jis gali stabiliai veikti mėnesių mėnesius. TRŪKUMAI: stelaratoriai yra itin sudėtingos konstrukcijos elektrinės – milžiniškas inžinerinis iššūkis. Dėl to gali kilti daug techninių sunkumų. Termobranduolinės sintezės kamera
MIKKEL JUUL JENSEN
Magnetas
KOSMOSAS | MISIJA Į ŽVAIGŽDES MARSAS
PLUTONAS
ZONDAS „VOYAGER“
Vidutinis atstumas iki Žemės: 225 mln. km
Vidutinis atstumas iki Žemės: 6 mlrd. km
Atstumas iki Žemės: 20,7 mlrd. km
Įprastas kelionės laika
s: 6–7 MĖNESIAI
„Starshot“ atvyks
PO VALANDOS
Įprastas kelionės laika
s: 9 METAI
„Starshot“ atvyks
PO DIENOS
Įprastas kelionės laika
s: 40 METŲ
„Starshot“ atvyks
PO SAVAITĖS „VOYAGER“
SAULĖ ŽEMĖ
MARSAS
JUPITERIS
SATURNAS URANAS NEPTŪNAS PLUTONAS
Didžiulis lazeris siųs nanoerdvėlaivius į
pirmąją misiją į žvaigždes Verslininkas Jurijus Milneris projektą pradėjo 2016 metais.
Vykdant ambicingą kosminį projektą, didžiuliu Žemėje esančiu lazeriniu prietaisu siekiama į artimiausią žvaigždės sistemą 216 mln. km/val. greičiu nusiųsti mažyčių šviesa varomų erdvėlaivių spiečių.
Parengė Gunver Lystbæk Vestergård
KENTAURO ALFA Atstumas iki Žemės: 41 trilijonas km
KENTAURO ALFA
as: Įprastas kelionės laik
19 000 METŲ
„STARSHOT“ ATVYKS
PO 20 METŲ
M
okslinės fantastikos autorius Jules’is Verne’as 1865 m. išleis tame romane „Nuo Žemės į Mėnulį“ rašė, kad didžiausią greitį kada nors pasieksime dėl „šviesos ar elektros“. Tokiomis transporto priemonėmis žmonės „vieną dieną nukeliaus į Mėnulį, planetas ir žvaigždes“. Nuo šios pranašystės prabėgus apie 150 metų, atrodo, kad Jules’io Verne’o moksli nės fantastikos vizija apie į žvaigždes skriejančius šviesa varomus erdvėlaivius gali virsti tikrove. Jei viskas priklausytų nuo Silicio slėnio (JAV) turtuolių ir garsiausių mokslininkų, po kelių dešimtmečių Čilėje įjungtume 100 gigavatų galios lazerį, kuris būtų nukreiptas į lengvas mažyčių erdvė laivių kelių kvadratinių metrų ploto bures ir siųstų juos link žvaigždžių tūkstantį kar tų didesniu greičiu, nei yra pasiekę kiti er dvėlaiviai. Svajonė išsiųsti mikroschemos dydžio erdvėlaivių spiečių link žvaigždžių gimė 2016 metais. Rusų fizikas ir informacinių technologijų milijardierius Jurijus Milne ris ir visame pasaulyje garsus britų as tronomas Stephenas Hawkingas pri statė drąsų projektą „Breakthrough Starshot“. Drauge su kitais žinomais žmonėmis kaip „Facebook“ įkūrė jas Markas Zuckerbergas jie in vestavo 100 milijonų JAV dolerių į tyrimus, kuriais siekiama išsi aiškinti galimybę link arti miausios žvaigždės Kentauro Alfos nusiųsti mažyčių pa lydovų armiją. Planuojama, kad šie pa lydovai už 4,37 šviesmečio nuo Žemės esančią Ken tauro Alfą pasieks po apy tiksliai 20 metų, – esamo mis technologijomis šį atstumą įveikti užtruktų mažiausiai 19 tūkstan čių metų. Mažytėmis ka meromis ir lazeriu gin kluoti aparatai atgal į Žemę siųs nepažįstamų planetų atvaizdus. Visi lazerio paraboliniai at švaitai ir veidrodžiai gali virsti jautriausiu optiniu teleskopu, kuris būtų pasi rengęs priimti pirmąjį sig nalą iš kitoje žvaigždės sis temoje esančio aparato.
Projektu „Breakthrough Starshot“ siekiama mažyčių aparatų būrį penktadaliu šviesos greičio pasiųsti link artimiausios žvaigždės. CLAUS LUNAU & HENNING DALHOFF
DAEIN BALLARD
KOSMOSAS | MARSAS
S A S R A M A J I C A OPER Klausimo, ar siųsime žmones į Marsą, nebėra, jį pakeitė klausimas – kada. Ši planeta ištirta zondais, astronautai rengiasi misijai, taip pat turime reikiamų technologijų. Apie Marso užkariavimą skaitykite naujojoje mūsų straipsnių serijoje.
TYRIMAS 2016 M. 11 NR. Robotai ir zondai planetoje ieško gyvybės ženklų.
MOKYMAI 2016 M. 12 NR. Didelis iššūkis ateities marsiečiams – nematoma kosmoso keliama grėsmė.
NUSILEIDIMAS 2017 M. 1 NR. Pirmieji žmonės atvyksta į atšiaurią planetą, tad turės atsigabenti daug įrangos.
UŽKARIAVIMAS 2017 M. 2 NR. Paversti Marsą Žeme 2.0 – didžiulis Saulės sistemos inžinerijos projektas. NASA
M I S I J O S K L AU S I M A I Ar galime sukurti naują ekosistemą? Kaip išsaugoti atmosferą? Ar Žemės bakterijos išgyvens Marse? Ar etiška kištis į Marso ekosistemą?
Savo planetoje jau įrodėme sugebantys sušildyti visą pasaulį. Toks pat procesas bus pirmas žingsnis, siekiant paversti Marsą tinkamu gyventi.
Parengė Mikkel Meister
Nuo negyvos dykumų planetos iki
ŽEMĖS 2.0 Atmosferoje sprogdins termobranduolinės sintezės bombas, ašigalius padengs tamsiomis dulkėmis, o orą pripildys šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Taip inžinieriai Marsą ketina paversti Žemės kopija.
ŽMONĖS | ŽMOGAUS ŠIRDIS
1 0 MITŲ APIE ŠIRDĮ
T I E SA AR M E L AS Išvydus gyvenimo meilę, širdis ima plakti greičiau. Sustojusią širdį galima atgaivinti stipriu elektros šoku. Apie šį nepailstantį raumenų gniutulą krūtinėje sukurta daugybė mitų. „Iliustruotasis mokslas“ apie daugelį jų atskleidžia tiesą.
50
Iliustruotasis mokslas · 2017/2 (113)
Parengė Andreas Andersen ir Rikke Jeppersen
Sudužusi širdis gali pražudyti MITAS F
1
TIESA
NESVEIKA ŠIRDIS
SVEIKA ŠIRDIS
Atpalaiduotas skilvelis
Susitraukęs skilvelis
Sudaužytos širdies sindromo kamuojamų žmonių kairysis skilvelis nesusitraukia.
Varinėdami kraują po organizmą, širdies skilveliai paprastai visiškai susitraukia.
PER HEDBERG & SHUTTERSTUCK
Mirties, finansinių problemų ar skyrybų atveju gali išsiskirti tiek streso hormonų, kad nusilpsta širdis.
razė „sudaužyta širdis“ 1990 m. įgavo visai naują prasmę, kai Japonijos gydytojai nustatė, kad širdies skausmo kamuojamų pacientų širdies forma pasikeičia. Nuo tada tyrimais įrodyta, jog kai kuriuos žmones taip paveikia didžiulis liūdesys, pavyzdžiui, netekus sutuoktinio, kad juos ištinka tam tikras šio organo paralyžius. Jie patiria itin stiprų skausmą, primenantį širdies smūgio simptomus. Šią būklę mokslininkai pavadino sudaužytos širdies sindromu, o skausmas pasireiškia tuomet, kai organizmas reaguoja į skausmingą įvykį ir į kraują išskiria streso hormonus adrenaliną ir noradrenaliną, kurie prireikus organizmą parengia kovai. Širdis ima plakti greičiau, visos kraujagyslės susitraukia. Susitraukus širdį supančioms kraujagyslėms, į ją pernešama mažiau deguonies, dėl to jaučiamas stiprus skausmas krūtinėje. Be to, šis raumuo šiek tiek padidėja, tad susilpnėja siurbimo galia. Sudaužytos širdies sindromas paprastai praeina per savaitę, tačiau ši liga nėra nekenksminga. Širdies problemų jau kamuojamiems žmonėms širdgėlos laikotarpiu gali susidaryti kraujo krešulys.
123RF
Iliustruotasis mokslas · 2017/2 (113)
51
TECHNOLOGIJOS | 3D SPAUSDINTUVAI
Namai spausdinami pagal tuos pačius principus kaip ir įprasti 3D objektai, tačiau didesniu masteliu.
58
Iliustruotasis mokslas · 2017/2 (113)
Parengė Esben Schouboe
IŠSISPAUSDINKITE SAVO SVAJONIŲ
NAMUS
Per dieną bus pastatoma 10 namų, o biurų pastatas bus baigtas per 17 dienų. Laukiama naujo statybų bumo, nes didžiuliais 3D spausdintuvais per rekordiškai trumpą laiką bus kuriami pastatai.
IMAGINE CHINA
2 ą galima 230 m nam valandų. r 20 pastatyti pe
Iliustruotasis mokslas · 2017/2 (113)
59