Физматик

Второй испытательный полет аппарата X-51A Waverider закончился неудачей.

fizmatik — Wed, 22 Jun 2011 21:05:17 GMT

Второй испытательный полет гиперзвукового летательного аппарата X-51A Waverider компании Boeing закончился не так как планировалось. Из-за того, что двигатели аппарата не смогли выйти на полную мощность, X-51A не развил расчетную скорость и испытатели были вынуждены прервать полет. В мае месяце 2010 года, аппарат X-51A установил рекорд скорости для летательных аппаратов с прямоточным реактивным двигателем, удержавшись на скорости 5 Max в течение трех с половиной$CUT$ минут. Во время второго испытательного полета аппарат должен был разогнаться до скорости 6 Max. Но этого не произошло, под воздействием твердотопливного ускорителя X-51A разогнался до скорости 5 Max, затем чего полет был прерван.

Первоначально второй испытательный полет аппарата X-51A Waverider был назначен на март луна 2011 года, но затем этот срок был перенесен из-за того, что "невозможно было соблюсти все необходимые условия испытаний". И наконец, X-51A Waverider взлетел во второй раз 13 июня 2011, и совершил полет над морским полигоном Point Mugu Naval Air Test Range в Тихом океане. К месту испытаний аппарат X-51A был доставлен самолетом B-52H Stratofortress, который взлетел с базы ВВС США Эдвардс, и выпустил аппарат X-51A в месте начала испытаний на высоте вокруг 15 километров.

Затем отделения аппарат X-51A от самолета-носителя включился твердотопливный ускоритель, с помощью которого аппарат набрал скорость 5 Max. Затем этого должно было произойти включение прямоточного реактивного двигателя, который должен был разогнать аппарат до еще большей скорости. Но поползновение первого запуска реактивного двигателя, равно как и следующие несколько попыток, не привели к успеху, аппарат продолжал снижаться и приводнился на поверхность океана в районе испытательного полигона.

Несмотря на неудачное завершения полета, американцы из Испытательного центра ВВС (U.S. Air Force Flight Test) все равно пытаются представить произошедшее с положительной стороны, мотивируя это тем, что в течение полета было получено большое количество исследовательских данных. А специалисты Научно-исследовательской лаборатории Воздушных сил, компании Boeing и инженеры из Pratt-Whitney Rocketdyne нынче занимаются анализом данных телеметрии аппарат X-51A, полученных во время испытательного полета, что бы идентифицировать причину неудачных запусков реактивного двигателя.

Компании Boeing и Pratt-Whitney Rocketdyne собрали четыре образца испытательных аппаратов X-51A, которые по расчетам вполне могут развить скорость 6 Max. Очередная испытание, очередной испытательный полет намечен на конец этого года.

В Китае начато строительство самого большого в мире радиотелескопа.

fizmatik — Tue, 21 Jun 2011 21:05:44 GMT

Начиная с 1963 года, когда было закончено строительство обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико (Arecibo Observatory in Puerto Rico), радиотелескоп этой обсерватории, диаметром 305 метров и площадью 73000 квадратных метров, был самым большим радиотелескопом в мире. Но вскоре Аресибо может потерять этот статус из-за того, что в провинции Гуйчжоу, расположенной в южной части Китая, начато строительство нового радиотелескопа Five-hundred-meter Aperture Spherical$CUT$ radio Telescope (FAST). По завершению строительства этого телескопа, которое соответственно планам должно закончиться в 2016 году, телескоп FAST будет в состоянии "видать" космос на глубину в три раза больше и производить обработку данных в десять раз быстрее, чем это позволяет оборудование телескопа Аресибо.

Изначально строительство телескопа FAST было намечено для участия в международной программе Square Kilometer Array (SKA), в рамках которой будут объединены сигналы с тысяч антенн радиотелескопов меньших размеров, разнесенных на расстояние 3000 км. Как известно на данный момент, телескоп SKA будет возводиться в южном полушарии, но вот где именно, в Южной Африке или Австралии, будет решено позже.

Несмотря на то, что предложенный проект телескопа FAST не стал частью проекта SKA, китайское правительство дало проекту зеленый свет и выделило финансирование в размере 107,9 миллионов долларов для начала строительства нового телескопа. Строительство было начато в марте месяце, в провинции Гуйчжоу, в южной части Китая.

В отличие от телескопа Аресибо, который имеет неподвижную параболическую систему, фокусирующую радиоволны, кабельная сеть телескопа FAST и система конструкции параболического отражателя позволят телескопу менять форму поверхности отражателя в режиме реального времени с помощью системы активного контроля. Это станет возможным благодаря наличию 4400 треугольных алюминиевых листов, из которых формируется параболическая форма отражателя и которую можно навести на любую точку ночного неба.

Использование специальной современной приемной аппаратуры придаст телескопу FAST беспрецедентно высокую чувствительность и высокие скорости обработки поступающих данных. С помощью антенны телескопа FAST можно будет принять настолько слабые сигналы, что станет возможным "рассматривание" с его помощью нейтральных облаков водорода в Млечном пути и других галактиках. А основными задачами, над которыми будет работать радиотелескоп FAST, будут обнаружение новых пульсаров, поиск новых ярких звезд и поиск внеземных форм жизни.

Процессоры Tesla обеспечат основную вычислительную мощность суперкомпьютера МГУ "Ломоносов".

fizmatik — Mon, 20 Jun 2011 21:02:31 GMT

В настоящее время проводятся работы по модернизации суперкомпьютера "Ломоносов", принадлежащего Московскому государственному университету. Обновленная система будет содержать 1554 карты Tesla X2070 и такое же количество четырехядерных процессоров, обеспечивающих работу графических процессоров Tesla. Благодаря такой гибридной архитектуре суперкомпьютер "Ломоносов" будет иметь пиковую производительность 1.3 петафлопс, что позволит ему продержаться на месте$CUT$ суперкомпьютера номер один в России еще достаточно долгое время.

Сообразно рассказу ректора МГУ Виктора Садовничего, суперкомпьютер используется в настоящее время для расчетов, требующих огромных вычислительных мощностей, среди которых моделирование глобальных климатических изменений, моделирование процессов, происходящих в глубинах океанов, расчеты, связанные с генной инженерией и моделирование процессов формирования галактик.

"Современные исследования требуют огромных вычислительных ресурсов, и мы должны обеспечить эти требования самым эффективным путем, насколько это возможно" - объясняет Садовничий. - "И единственный приемлемый вариант достижения этой цели заключается в использовании гибридных систем, состоящих из обычных и графических процессоров".

Представители компании Nvidia утверждают, что достаточно многие суперкомпьютерные вычислительные центры в России, рассматривают вариант использования графических процессоров как средство увеличения вычислительных мощностей, не требующее чрезмерных финансовых затрат. К примеру, в Нижегородском государственном университете им. Н.И.Лобачевского не так давно открылся первый российский исследовательский центр технологий CUDA, специалисты которого ведут разработку основанных на графических процессорах систем и программного обеспечения для самых разнообразных областей, от моделирования сложных живых систем и заканчивая системами для изучения и моделирования физики твердого тела.

Планируется, что в Нижегородском университете уже в этом году должна появиться суперкомпьютерная система на основе GPU с пиковой производительностью 100 терафлопс, а до конца 2012 года ее производительность будет увеличена до 500 терафлопс.

Летающий робот "Batcopter"учится у летучих мышей правилам поведения в воздухе.

fizmatik — Sun, 19 Jun 2011 21:04:35 GMT

Каждой ночью в Техасе огромные тучи мексиканских летучих мышей появляются из пещер, что бы летая в воздухе "отобедать" насекомыми. Эти летающие создания двигаются с большой скоростью, резко взмывают вверх, опускаются вниз, кружат и выполняют другие головокружительные трюки, полностью избегая столкновений с им подобными. Что бы выучить то, как это удается летучим мышам, исследователи из Бостонского университета создали робота-квадрокоптер, который летает среди$CUT$ плотной стаи летучих мышей и снимает происходящее вокруг на скоростную стереокамеру.

Этот робот, названный "Batcopter" сделан из подручных материалов буквально "на коленках". Его основой является рама, изготовленная из четырех реек из углеродистого волокна, которые были когда-то стрелами охотничьего лука. Так же при сооружении этого летательного аппарата были использованы строительная пена, бамбук и капроновая сетка. Управление аппаратом осуществлялось с помощью доступной системы управления OpenPilot Copter Control, а для съемки происходящего в воздушном пространстве использовались три высокоскоростных камеры FLIR, установленные на земле, и стереоскопическая камера GoPro HD, находящаяся на борту Batcopter-а. Роторы аппарата защищены капроновой сеткой для того, что бы, в случае случайного столкновения не нанести вреда хрупкому телу летучей мыши.

Две ночи исследователи запускали Batcopter в "облака" летучих мышей. За это время не было зарегистрировано ни одного столкновения аппарата с летучей мышью, мыши попросту "обтекали" парящий аппарат. Наземные камеры и камера аппарата сделали за это время большое количество данных, анализ которых проводится в настоящее время. Но все же, "наколенная" сборка аппарата дала о себе знать. Сначала вышел из строя один из роторов, биение которого нарушило целостность рамы аппарата. Потом этого Batcopter упал на землю, получив значительные повреждения, которые сделали нецелесообразным его восстановление и продолжение эксперимента.

По словам исследователей, обработка и анализ собранных данных займут еще какое-то время, затем чего станут известны некоторые тонкости полета летучих мышей. А понимание этих тонкостей и механизма полета в целом позволят исследователям применить их на практике и реализовать новые принципы управления полетами малогабаритных летательных аппаратов, как управляемых, так и полностью автономных.

В одной из соседних галактик астрономы обнаружили две активные огромные черные дыры.

fizmatik — Sat, 18 Jun 2011 21:06:26 GMT

Используя исследовательские инструменты космической обсерватории Swift и наземной рентгеновской обсерватории Chandra, ученые-астрономы обнаружили в одной из соседних и вроде бы изученных галактик вторую сверхмассивную черную дыру. Эта галактика, известная как Markarian 739 или NGC 3758, расположена на удалении 425 миллионов световых лет в созвездии Льва. Примечательным является то, что эта галактика имеет два ядра, разнесенные на расстояние 11 тысяч световых$CUT$ лет, каждое из которых содержит собственную черную дыру, с жадностью "пожирающую" газ и другую материю из окружающего пространства.

В центре галактик, как и в центре нашей галактике Млечного пути, располагаются сверхмассивные черные дыры, имеющие массу в тысячи раз превышающую массу Солнца. Эти черные дыры поглощают всю материю из окружающего пространства и извергают в пространство потоки высокоэнергетического излучения, преимущественно в рентгеновском диапазоне.

По наблюдениям астрономов, галактики, имеющие активные галактические ядра (active galactic nuclei, AGN), испускающие интенсивные потоки излучения, весьма редки. Такие черные дыры-монстры встречаются только в одном проценте от общего количества изученных галактик. А галактики, имеющие по два активных галактических ядра - явление еще более редкое, галактика Markarian 739 является второй такой галактикой, обнаруженной в радиусе 500 миллионов световых лет.

Большинство ученых считает, что галактики с двойным активным ядром возникают в случае столкновения двух галактик, что в космосе считается достаточно часто происходящим явлением. Но вот случаи, когда ядра столкнувшихся галактик не уничтожаются в разрушительном катаклизме, а остаются существовать на незначительном удалении друг от друга, можно пересчитать буквально по пальцам.

В течение многих десятилетий астрономы были уверены, что в центре галактики Markarian 739 существует только одна черная дыра, извергающая в пространство потоки излучения. Но последние исследования, выполненные с использованием самых современных научных инструментов, имеющих высокую разрешающую способность, указали на второй источник излучения в этой галактике. И этим источником является вторая черная дыра.

Приведенный выше снимок в высоком разрешении можно увидеть по этому адресу.

Китайский космический аппарат Chang'e-2 покидает орбиту Луны и направляется в открытый космос.

fizmatik — Fri, 17 Jun 2011 21:04:49 GMT

Китай включился в космическую гонку сравнительно поздно по земным меркам, но Государственное управление по науке, технологиям, промышленности и национальной обороне Китая (State Administration of Science, Technology, and Industry for National Defense, SASTIND) делает все возможное, что бы сократить разрыв в развитии космической техники между Китаем и Россией и США. В рамках космической программы КНР, исследовательский аппарат Chang'e-2, 9 июня 2011 года,$CUT$ оставил орбиту Луны и отправился в открытый космос, в межпланетное пространство. Конечная точка этого путешествия будет находиться на удалении 1.5 миллиона километров от Земли.

Аппарат Chang'e-2 является вторым китайским лунным орбитальным аппаратом. К 1 апреля 2011 года этот аппарат закончил исполнение всех исследовательских задач, которые он должен был выполнить в течение шестимесячной миссии. Затем этого исследователи SASTIND реализовали еще две дополнительные задачи, связанные со снижением аппарата на более низкую орбиту и произведением съемки крупным планом полюсов Луны и района залива Радуги, потенциального места для размещения будущей китайской лунной базы.

Но и затем выполнения двух добавочных заданий в баках аппарата Chang'e-2 осталось достаточное количество топлива. Принимая это во внимание, ученые решили вывести аппарат с лунной орбиты и направить его в открытый космос. По предварительным расчетам, путешествие аппарата к конечной точке займет 85 дней.

И что же именно будет исследовать аппарат Chang'e-2 в межпланетной пустоте? Оказывается ничего! Но исследователи SASTIND будут изучать функционирование оборудования и систем аппарата в условиях открытого космоса, ведь Chang'e-2 станет первым китайским аппаратом, который был запущен так далеко в космос без помощи НАСА, ЕКА и России. Проводимые исследования позволят китайским ученым выучить проблемы дальних коммуникаций, передачи информации из дальнего космоса и управлении аппаратом в условиях большого расстояния между аппаратом и наземным центром управления.

Учитывая "напряженный" график амбициозной космической программы Китая, решение вышеупомянутых проблем у них стоит на первом месте. В следующем году КНР планирует запустить на поверхность Луны собственный луноход, а второй луноход, запущенный следом за первым, должен будет собрать образцы лунных пород и подготовить их для возврата на Землю. Возврат образцов на Землю запланирован на 2017 год, всего десятилетие спустя затем того, как Китай запустил свой первый лунный орбитальный аппарат.

Впервые в истории ученые сделали снимки фоторецепторов живого человеческого глаза.

fizmatik — Thu, 16 Jun 2011 21:03:40 GMT

Впервые в истории ученым из университета Рочестера, университета Маркетт и Медицинского колледж штата Висконсин удалось получить четкие и ясные снимки фоторецепторов, которые находятся в глазу живого человека. Эти нервные окончания являются своего рода микроскопическими "камерами", которые улавливая потоки света, наделяют человека таким незаменимым видом восприятия, как зрение.

Используя высокотехнологичную адаптивную оптическую систему, наподобие$CUT$ той, которую используют ученые-астрономы для получения снимков далеких звезд и галактик, ученым удалось победить искажения, вносимые в процесс получения снимка, причиной которых являлась оптическая система глаза. Благодаря этому ученые увидели клеточную структуру сетчатки глаза с беспрецедентной точностью, с разрешающей способностью всего в 2 микрона.

"Возможность получать изображения структуры сетчатки глаза позволит нам диагностировать и изучать причины возникновения практически всех видов офтальмологических заболеваний, так или иначе связанных с сетчаткой" 0 комментирует это событие Стив Бернс, ученый из университета Индианы. - "Так как многие болезни поражают фоторецепторы или нервные окончания, то получение их изображения в будущем станет основным инструментом для диагностики и для подбора наиболее эффективных методов лечения подобных заболеваний".

Ученые разрабатывают новый общедоступный анализатор генома.

fizmatik — Wed, 15 Jun 2011 21:03:06 GMT

Ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна университета Иешива (Albert Einstein College of Medicine of Yeshiva University) разработали новый настольный анализатор генома. Устройство работает в паре со специальной программой-браузером, который позволяет биологам быстро и вольно выполнять обработку и анализ потока информации, поступающего с устройства анализатора генома. Это общедоступное (open-source) программное обеспечение называется GenPlay и его$CUT$ подробное описание было опубликовано в последнем выпуске журнала "Bioinformatics".

С использованием нового программного обеспечения процедура обработки и анализа полученных данных может проводиться специалистом в области информационных технологий, что позволяет ученым-биологам сосредоточиться на других, более важных делах, на планировании и проведении экспериментов, на научных исследованиях. Именно в этом и может помочь ученым программа GenPlay, которая является легким в использовании многоцелевым инструментом, и который выполняет функции визуализации, анализа и преобразования исходных данных в понятные биологам образы и представления.

"Впервые полный геном человека был получен 10 лет обратно международным консорциумом ученых, стоимость работ в то время составила 7 миллиардов долларов" - рассказывает Эрик Бухэссира, один из разработчиков программы GenPlay. - "Ныне полный анализ генома может быть получен уже за 10 тысяч долларов, а через несколько лет стоимость таких работ снизится до уровня ниже тысячи долларов. Такое снижение стоимости привело к появлению такой лавины новых научных данных, что ученые-биологи не в состоянии проанализировать эти данные. Программа GenPlay и предназначена для облегчения анализа этих данных".

В настоящее время существует более дюжины различных программ, предназначенных для работы с генной научной информацией. Но программа GenPlay имеет по сравнению с ними избыток преимуществ, самым главным из которых является ее общедоступность и открытость ее исходных кодов и форматов данных. Помимо наличия собственного формата данных, программа GenPlay может импортировать данные из трех самых распространенных форматов хранения генной информации. И, естественно, как сама программа GenPlay, так и ее исходные коды могут быть получены онлайн любым желающим, кто испытывает нужда в подобном инструменте.

Новые сверхплотные формы углерода будут сиять ярче бриллиантов.

fizmatik — Tue, 14 Jun 2011 21:02:24 GMT

Бриллианты или алмазы известны как один из самых твердых, и самых блестящих камней в природе. Но новые математические модели показывают, что другие устойчивые виды кристаллического углерода могут лосниться и искриться сильнее самых "ярких" бриллиантов. Только вот существует одна закавыка - еще никто не знает, каким образом можно синтезировать эти формы кристаллического углерода.

Эти три вида кристаллического углерода, названные hP3, tI12 и tP12,$CUT$ существуют только в виде компьютерной модели. Но эта компьютерная модель показывает, что все три формы представляют собой достаточно устойчивые соединения, которые можно будет синтезировать и которые могут существовать в действительности. Эти формы углерода не будут обладать твердостью алмаза, но из плотность будет превышать плотность алмаза на 1.1 - 3.2 процента, что означает увеличение коэффициента преломления. А более высокое значение коэффициента преломления, в свою очередь, означает, что эти камни будут лосниться сильнее обычного алмаза.

Но интересные свойства новых форм углерода не ограничиваются прилавками ювелирных магазинов. Математическая модель показывает, что все три разновидности материала обладают достаточно большим значением ширины запрещенной зоны, энергии, необходимой электронам, что бы перейти с одного энергетического уровня, на более высокий уровень. Наличие запрещенной зоны является ключевым моментом для реализации явлений сверхпроводимости и высокотемпературной сверхпроводимости. Возможно, что одна из новых форм кристаллического углерода сможет использоваться для создания проводников, которые пропускают электрический ток без потерь, примерно с нулевым сопротивлением. Такие электрические свойства новых материалов делают их подходящими кандидатами для использования в качестве материалов новых электронных приборов и устройств.

Проведенное моделирование не дает четкого указания на реализацию процесса изготовления новых форм кристаллического углерода. Но, сочетание высокой температуры и необходимого давления может привести к тому, что иной углеродный материал, к примеру графит, сможет быть преобразован в новую форму и станет одним из самых ярких и сияющих алмазов в мире.

Ученые обнаружили еще одну альтернативу антибиотикам.

fizmatik — Mon, 13 Jun 2011 21:02:34 GMT

Повсеместное применение антибиотиков при лечении инфекционных заболеваний, как у домашних животных, так и у людей, провоцирует появление все большего количества болезнетворных организмов, невосприимчивых не только к пенициллину, но и к более сильным видам антибиотиков. Сообразно данным Всемирной организации здравоохранения если в самое ближайшее время не будут предприняты какие-нибудь новые шаги, то вскоре с помощью антибиотиков станет невозможным лечить$CUT$ большое количество достаточно распространенных заболеваний. К примеру, в прошлом году примерно полмиллиона человек были заражены устойчивым к антибиотикам штаммом туберкулеза и одна треть случаев подобных заболеваний закончилась летальным исходом.

Исследователи из Института Фраунгофера терапии клетки и иммунологии (IZI) считают, что им, буквально в самый заключительный момент, удалось найти альтернативу антибиотикам - антибактериальные пептиды. Команда, проведя ряд изменений обычных фунгицидных и противобактерицидных пептидов, выполнила в лабораторных условиях проверку их воздействия на различные виды микробов, и сравнила результаты жизнеспособности групп микроорганизмов с контрольной группой, не подвергнутой воздействию нового лекарственного препарата.

"Мы уже идентифицировали более двадцати коротких цепей аминокислот, которые оказывают фатальное воздействие на многочисленные виды микроорганизмов, включая энтерококки, грибки и патогенные болезнетворные микроорганизмы, такие как Streptococcus mutans" - рассказывает доктор Андреас Шуберт (Dr Andreas Schubert), herjdjlbntkm группы в Fraunhofer IZI. - "Даже сверхстойкие штаммы стафилококка оказались восприимчивыми к новому препарату, их рост во время проведения тестов значительно "заморозился"".

Шуберт утверждает, что новый пептидный препарат начинает оказывать антибактериальное воздействие в течение нескольких минут потом его введения, а для эффективного лечения требуется его концентрация в 1µM, в то время как концентрация антибиотических препаратов должна быть не ниже 10µM. "И главное достоинство нашего нового препарата, это то, что он совершенно безвреден для обычных живых клеток организма человека и животных" - говорит Андреас Шуберт.