Время прочтения - 6 мин.
Космическая компания Maxar работает над проектом освещения Луны для будущих пилотируемых миссий Artemis. Американcкие ученые разработали стекло, пределы прочности которого еще не установлены. Осьминоги и хамелеоны вдохновили на новый тип дисплеев.
Лунные отражатели Maxar
Первая пилотируемая миссия Artemis должна высадиться на Южном полюсе Луны в 2025 году. И уже сейчас исследователи думают, как обеспечить работу астронавтов на самых затененных участках нашего спутника.
В рамках контракта с NASA космическая компания Maxar разрабатывает систему зеркальных отражателей Light Bender, с помощью которых солнечный свет будет перенаправляться на темные участки, где ведутся работы, для подзарядки оборудования миссии.
«Часть нашей работы является концептуально простой. Мы отражаем солнечный свет на солнечную панель, расположенную в темноте… Сложнее делать это без участия человека», — сообщил руководитель проекта Light Bender Шон Догерти.
Для обеспечения лунной миссии солнечной энергией Maxar планирует использовать два 10-метровых рефлектора, поднятых на 20-метровую высоту с помощью телескопической мачты. Одно зеркало отслеживает солнечный свет и отражает его на второе зеркало, которое перенаправляет лучи на предполагаемые солнечные панели.
Учитывая размер зеркал, Maxar планирует собрать их на Луне, и делать это поручат роботам.
«У нас нет строительных бригад на Луне или Марсе, но используя робототехнику для создания инфраструктуры, мы повышаем безопасность и сокращаем количество людей, необходимых для выполнения миссий», — утверждает руководитель проекта.
Львиное стекло
Изготовление стекла 5 000 лет назад стало одним из самых значительных изобретений человечества. Однако сейчас экологи все чаще говорят о том, что стекольная индустрия является одним из источников загрязнения окружающей среды и выбросов в атмосферу парниковых газов.
Ученые из Университета Пенсильвании подали заявку на изобретение нового типа стекла, которое, как они уверяют, является в 10 раз более устойчивым к повреждениям и требует для производства на 30% меньше энергии, чем традиционное.
Изобретение назвали LionGlass — в честь спортивного талисмана университета Nittany Lion, получившего имя от близлежащей горы Ниттани и восточного горного льва, последний из которых, не без помощи людей, вымер в конце XIX века. Как утверждает ведущий исследователь проекта, профессор Джон Мауро, производство LionGlass не требует шихтовых материалов, то есть кальцинированной соды и известняка, при плавлении выделяющих большое количество углекислого газа.
Кроме того, технология производства LionGlass требует на 300–400 градусов Цельсия меньшей температуры, по сравнению с обычным натриево-известковым стеклом. Поэтому переход на новый тип стекла позволил бы сократить углеродный след в два раза.
Наряду с этим новый тип стекла намного прочнее традиционного. Исследователи утверждают, что некоторые из композиций не растрескивались при нагрузке в 10 раз большей стандартной, а измерить предел его устойчивости к микротрещинам не удалось, поскольку в университете не оказалось столь мощного оборудования.
«Устойчивость к повреждениям — особенно важное свойство стекла, используемого в автомобильной и электронной промышленности, архитектуре и коммуникационных технологиях, а также в фармацевтике для хранения лекарств», — утверждает Мауро.
Ученый рассчитывает, что повышенная прочность LionGlass означает, что изделия, созданные из него, могут быть гораздо легче и тоньше обычных.
В настоящее время команда университета Пенсильвании подала заявку на целое семейство стекол. А это означает, что у них существует множество композиций, каждая из которых имеет свои отличительные свойства и потенциальные области применения.
Новое поколение дисплеев
Команда Университета Иллинойса под руководством профессора механики и инженерии Самеха Тауфика работает над созданием нового типа дисплеев, управляемых гибкими ребрами из полимеров и каплями жидкости. Как уверяют исследователи, они в тысячу раз более энергоэффективны, чем светодиодные, и более универсальны, поскольку могут подавать сигналы, как видимым, так и инфракрасным светом.
На это изобретение Самеха вдохновила трансформирующаяся кожа хамелеонов, осьминогов, а также эксперименты со смачиванием волос, которые под воздействием воды могут менять форму.
Работая над новым типом дисплеев, ученые изготовили коробки-пиксели размером несколько миллиметров, снабдив их ребрами из гибкого полимера, которые изгибаются, заполняясь жидкостью, и меняют положение под действием микронасосов.
Каждый такой пиксель имеет одно или несколько ребер и может быть организован в массив для передачи информации
«Мы не ограничиваемся рамками кубических пикселей. Ребра можно расположить в различных ориентациях для создания разных изображений даже на изогнутых поверхностях. Управление достаточно точное, чтобы выполнять сложные движения, например, имитировать раскрытие цветка», — утверждает Самех Тауфик.
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, говорится, что еще одной особенностью новых дисплеев является возможность посылать два одновременных сигнала: один можно увидеть человеческим глазом, а другой — только с помощью инфракрасной камеры.
У капиллярных дисплеев все же есть несколько ограничений. При создании новых устройств ученые обнаружили, что миниатюрные насосы, необходимые для управления жидкостями пикселей, коммерчески недоступны, а само устройство чувствительно к гравитации. А это означает, что оно работает только в горизонтальном положении и не может использоваться как рекламный щит или вывеска.
Хорошей новостью в этом случае является то, что при уменьшении размеров пикселя жидкость становится менее чувствительной и может удерживаться на вертикальной поверхности. Однако прежде чем капиллярные дисплеи найдут применение и станут коммерчески привлекательными, видимо, должно пройти какое-то время.
Источники: Space.com, TechXplore
Подпишись на наш телеграм канал
только самое важное и интересное
