Время прочтения - 6 мин.
Япония готовит космический зонд для изучения спутников Марса. Роботизированные собаки-поводыри скоро появятся в торговых центрах. Углекислый газ может стать топливом будущего.
Разгадка тайны Фобоса
Спутники Марса — Фобос и Деймос — иногда называют самыми необычными объектами Солнечной системы из-за странностей их движения вокруг красной планеты.
Они оба находятся на почти круговых экваториальных орбитах. Фобос медленно приближается к Марсу, а Деймос постепенно удаляется.
В 60-х гг прошлого века астрофизик Иосиф Шкловский предложил гипотезу, согласно которой Фобос — полый изнутри и является не чем иным, как остатком инопланетной космической станции. Однако проверить, так это или нет, ученые пока не смогли.
Вполне возможно, разгадать загадку Фобоса поможет миссия Японского коcмического агентства (JAXA), которое уже в следующем году отправит к спутникам Марса миссию Martian Moons eXploration (MMX). Она предусматривает бурение и отбор проб Фобоса, а затем доставку их на Землю.
В изготовлении приборов и оборудования для зонда JAXA сотрудничает с NASA и Европейским космическим агентством. Одним из компонентов миссии будет немецко-французский вездеход, который планируют сбросить на Фобос с высоты от 40 до 100 метров. Он должен будет работать на спутнике около трех месяцев, подбирая места для взятия проб и анализируя интересующие ученых объекты.
На борту космического корабля MMX будет находиться около дюжины научных инструментов, большая часть из которых предназначена для дистанционного зондирования и наблюдения за марсианскими спутниками на месте.
MMX также оснащен двумя различными пробоотборниками для сбора материала. Ведь ученые пока не знают состав поверхности Фобоса. Ее структура может быть рыхлой или каменистой. А вдруг Фобос и вправду полый?
Доставить образцы на Землю миссия должна в 2029 году.
Работа для собак Boston Dynamics
Согласно статистике, всего лишь 2% слабовидящих людей имеют возможность пользоваться собакой-поводырем. На дрессировку четвероногих уходит 2-3 года, а стоимость таких помощников доходит до $50 тыс.
Роботы-собаки пока тоже недешевы. В 2020 году четвероногие Spot от Boston от Dynamics поступили в продажу по цене около $75 тыс. Однако стоимость технологии снижается, а будучи запрограммированными для оказания помощи слабовидящим, собаки-роботы могли бы принести ощутимую пользу.
Одну из первых попыток создания роботизированного поводыря предприняли ученые из Бингемтонского университета (штат Нью-Йорк, США). Менее чем за год им удалось разработать интерфейс перетягивания поводка, который можно реализовать посредством обучения с подкреплением.
«Примерно за 10 часов обучения эти роботы смогут передвигаться, ориентироваться в помещении, направлять людей, избегать препятствий, в то же время реагировать на рывки за поводок», — сообщил один из разработчиков, доцент Бингемтонского университета Шици Чжан.
Технология еще нуждается в доработке. Разработчики планируют добавить интерфейс на естественном языке, чтобы поводырь мог бы поговорить с роботом, получив помощь в сложных ситуациях. Кроме того, важным качеством технологии является разумное неповиновение.
«Например, если у меня проблемы со зрением и я говорю собаке-роботу выйти на проезжую часть, мы бы хотели, чтобы робот это понял и проигнорировал команду», — сообщил еще один разработчик, аспирант Дэвид ДеФазио.
Тем не менее роботы могут хранить карты мест, в которых особенно сложно ориентироваться, и потенциально быть более эффективными, чем настоящие собаки-поводыри.
«Если все пойдет хорошо, то через несколько лет мы сможем установить робота-собаку-поводыря в торговых центрах и аэропортах. Это очень похоже на то, как люди используют общие велосипеды в кампусе», — утверждает Чжан.
Пока же исследователи обратились в отделение Национальной федерации слепых в Сиракузах, чтобы получить прямые и ценные отзывы от членов сообщества людей с нарушениями зрения. Как считает ДеФазио, это поможет им в совершенствовании технологии и будущих исследованиях.
Формиат будущего
Человечество борется с глобальным потеплением и ищет способы связывания углекислого газа, образующего парниковые газы. Одна из самых заманчивых идей — превратить его в стабильное топливо, которое в ряде случаях может заменить ископаемое.
Исследователи из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета разработали процесс, который может превращать СО2 в формиат — жидкий или твердый материал, который можно использовать как водород или метанол для питания топливных элементов и выработки электроэнергии.
Прежние попытки преобразования углекислого газа в топливо обычно включали двухэтапный процесс: сначала газ химически улавливается и превращается в твердую форму в виде карбоната кальция, затем этот материал нагревается, чтобы удалить углекислый газ и преобразовать его в твердое топливное сырье.
Но, как утверждает профессор MIT Цзюй Ли, второй этап имеет очень низкую эффективность: в желаемый продукт преобразуется менее 20% газообразного диоксида углерода.
Новый процесс обеспечивает конверсию более 90% и устраняет необходимость в неэффективном этапе нагрева за счет предварительного преобразования диоксида углерода в промежуточную жидкую форму и ее электрохимического видоизменения в жидкий формиат калия или натрия в электролизере, использующем низкоуглеродное электричество, такое как ядерная, ветровая или солнечная энергия.
Затем жидкий формиат сушат и могут годами хранить в стальных резервуарах для последующего использования в виде топлива.
Команда исследователей также создала топливный элемент, специально оптимизированный для использования формиата. Сохраненные частицы просто растворяются в воде и при необходимости закачиваются в него для производства электроэнергии.
«Хотя твердое топливо намного тяжелее чистого водорода, с учетом веса и объема газовых баллонов высокого давления, необходимых для хранения водорода, конечным результатом будет выработка электроэнергии, близкая к паритету для данного объема хранения», — утверждает Ли.
По словам исследователей, формиатное топливо потенциально может быть адаптировано для чего угодно: от бытовых установок до крупномасштабного промышленного использования или сетевых систем хранения.
Источники: Space.com, TechXplore
Подпишись на наш телеграм канал
только самое важное и интересное
