Новости науки и высоких технологий. 10.11.2024

Портал Эксперимент подготовил самые интересные новости науки и технологий за эту неделю. Оперативно, коротко, ясно. Приятного чтения.

Прорыв в двухфотонном зрении: инфракрасные лазеры позволяют видеть невидимое

Учёные Международного центра исследований глаза (ICTER) совершили прорыв в области двухфотонного зрения, открыв новые перспективы для офтальмологической диагностики и технологий виртуальной и дополненной реальности (VR / AR). Двухфотонное зрение — это явление, при котором человеческий глаз может воспринимать сверхкороткие импульсы инфракрасных лазеров, поглощая два фотона одновременно. Этот процесс позволяет регистрировать инфракрасный свет как различные цвета, хотя он находится за пределами видимого диапазона спектра.

Команда ICTER разработала метод определения яркости двухфотонных зрительных стимулов. Ранее это было возможно только для видимого света, но теперь ученые смогли выразить яркость двухфотонных стимулов в фотометрических единицах (кд/м^2) для инфракрасного диапазона.

«Наш метод позволил связать яркость двухфотонных стимулов с новой физической величиной, связанной с воспринимаемой яркостью: двухфотонным ретинальным освещением. Это открывает дверь к дальнейшему изучению и разработке приложений этого явления в медицинской диагностике и технологиях дополненной и виртуальной реальности», — объясняет аспирантка Оливия Качкос из группы ICTER.

Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Biomedical Optics Express, показало, что яркость двухфотонного стимула может достигать почти 670 кд/м^2 в безопасном для глаза диапазоне мощности лазера. Это стало возможным благодаря соотношению между мощностью инфракрасного луча и мощностью видимого луча, которое было отрегулировано таким образом, что оба воспринимались как имеющие одинаковую яркость.

«Наше исследование подчеркивает нелинейную природу двухфотонного зрения, что согласуется с предыдущими исследованиями. Мы задокументировали двукратную повторяемость измерений, сделанных на фоне с яркостью 10 кд/м^2, что имеет решающее значение для разработки будущих технологий», — добавляет профессор Мацей Войтковски.

Работа представляет собой значительный шаг вперёд в понимании двухфотонного зрения и его потенциальных применений в медицине и технологиях.

NASA опубликовало самые качественные снимки Юпитера за всю историю наблюдений за планетой

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США опубликовало самые качественные изображения Юпитера за всю историю наблюдений за этим газовым гигантом. Снимки сделал зонд «Юнона» в рамках 66-го пролета возле пятой планеты солнечной системы.

Космический аппарат был запущен в 2011 году и достиг Юпитера пять лет спустя, в 2016 году, проделав путь в 2,735 миллиарда километров. С тех пор зонд регулярно пролетает возле Юпитера и его лун, делая снимки и отправляя данные на Землю.

Во время своего последнего пролета возле газового гиганта зонд сделал самые качественные снимки планеты. Так, например, появились крупные планы северного полюса Юпитера (в этом регионе обнаружен центральный циклон, окруженный восемью другими, каждый из которых имеет диаметр около 4000 км).

Также «Юнона» засняла самый знаковый шторм Юпитера — «Большое Красное Пятно»: если в 1979 году оно было в два раза больше Земли, то сейчас оно больше нашей планеты «всего» в 1,3 раза. Данные, полученные «Юноной», показали, что глубина шторма «Большого Красного Пятна» составляет около 320 км. А еще зонд зафиксировал большие циклоны во время пролета над южным полюсом газового гиганта.

DJI представила доступные очки Goggles N3 для захватывающего FPV-полёта с экраном Full HD и дальностью до 13 км

Компания DJI, лидер в производстве дронов и технологий для аэросъёмки, представила новые очки Goggles N3, которые стали самым доступным решением для FPV-полётов (вид от первого лица) на сегодняшний день. Стоимость $229 что делает их отличным выбором для новичков в области FPV.

DJI Goggles N3 — это уценённая версия Goggles 3, которые стоят в два раза дороже. Они являются дополнением к дрону DJI Neo, самому дешёвому дрону DJI с камерой 4K и несколькими вариантами управления полётом, включая FPV. Компания DJI также предлагает комплект DJI Neo Motion Fly More Combo, который включает в себя дрон Neo, контроллер RC Motion Controller 3, две дополнительные батареи, зарядный хаб и очки Goggles N3, за $449.

Очки Goggles N3 оснащены экраном Full HD 1080p с углом обзора 54 градуса. Они также имеют функцию устранения запотевания одним нажатием, которая активирует вентиляторы для удаления конденсата и поддержания чёткости изображения. Оголовье со встроенным аккумулятором обеспечивает равномерный баланс и удобную посадку.

Очки Goggles N3 используют ту же антенну, что и более дорогие очки Goggles 2, и передачу видеосигнала DJI O4, которая обеспечивает дальность до 13 км (в зависимости от правовых ограничений в регионе) и задержку всего 31 мс. Они также оснащены функциями дополненной реальности (AR), которые позволяют настраивать параметры камеры с помощью контроллера движения до взлёта дрона или во время зависания. Прямую трансляцию можно передавать на подключенный смартфон, который может выступать в качестве дополнительного дисплея для наблюдателя. Аккумулятор очков обеспечивает почти три часа работы при полной зарядке.

По словам экспертов, DJI Goggles N3 — это умный ход компании, который открывает FPV-полёт новому рынку новичков.

Китайский марсоход обнаружил доказательства древнего океана на Марсе

Китайский марсоход «Чжужун» (Zhurong) обнаружил новые свидетельства в поддержку теории о существовании в прошлом огромного океана на Марсе, включая часть древней береговой линии. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, основаны на данных, собранных марсоходом с момента его посадки в 2021 году на равнине в районе Утопия (Utopia Planitia) в северном полушарии Марса.

Ведущий автор исследования Бо У из Гонконгского политехнического университета сообщил, что вокруг места посадки марсохода были обнаружены особенности, указывающие на наличие океана в прошлом, такие как «ямчатые конусы, многоугольные впадины и вытравленные потоки». Эти особенности, по мнению исследователей, могли образоваться в результате деятельности грязевых потоков и часто встречаются в районах, где была вода или лёд.

Согласно исследованию, информация с марсохода, а также спутниковые данные и анализ, проведённые учёными на Земле, также указывают на то, что когда-то рядом с этим районом проходила береговая линия. Группа исследователей подсчитала, что океан образовался в результате наводнения около 3,7 миллиарда лет назад, затем замёрз, образовав береговую линию, а затем исчез 3,4 миллиарда лет назад.

Бо У подчеркнул, что «команда не утверждает, что наши выводы окончательно доказывают, что на Марсе был океан». Для получения такой уверенности, скорее всего, потребуется миссия по доставке на Землю некоторых образцов марсианских пород для более детального изучения.

Бенджамин Карденас, учёный из Университета штата Пенсильвания, который проанализировал другие доказательства существования марсианского океана, выразил некоторый скептицизм по поводу нового исследования. Он считает, что исследователи не учли в полной мере, насколько сильный марсианский ветер разнёс осадочные породы и разрушил горные породы за последние несколько миллиардов лет.

Бо У признал, что ветер мог разрушить некоторые скалы, но отметил, что воздействие метеоритов, падающих на Марс, также может «время от времени выносить на поверхность подземные породы и осадки».

Хотя общая теория остаётся спорной, Карденас заявил, что он склонен «думать, что на Марсе был океан. Узнав правду, можно будет разгадать ещё большую тайну: является ли Земля единственной планетой в Солнечной системе, способной приютить жизнь. Большинство учёных считают, что жизнь на Земле зародилась либо под океаном, где горячие газы и минералы из недр попали на морское дно, либо очень близко к границе раздела воды и воздуха, в небольших приливных бассейнах. Доказательства наличия океана делают планету более гостеприимной».

Тихий сверхзвуковой самолёт NASA X-59 готовится к первому полёту

Самолёт X-59, разработанный NASA и Lockheed Martin, приближается к своему первому лётному испытанию. С 30 октября инженеры программы NASA X-59 Quesst (Quiet SuperSonic Technology) проводят испытательные запуски двигателей на заводе Lockheed Martin Skunk Works в Палмдейле (Калифорния).

Испытания проходят поэтапно. Во время предварительных испытаний инженеры запускали двигатели X-59 на низких оборотах без зажигания, чтобы проверить наличие утечек и убедиться в корректной работе различных систем самолёта. Затем команда X-59 заправила X-59 и испытала двигатель на низкой мощности.

Первая фаза испытаний двигателя была на самом деле разминкой, чтобы убедиться, что всё хорошо перед запуском двигателя. Затем мы перешли к фактическому первому запуску двигателя. Это вывело двигатель из «режима консервации», в котором он находился с момента установки на самолёт. Это была первая проверка, чтобы убедиться, что он работает правильно и что все системы — гидравлика, электрическая система, системы контроля окружающей среды и т. д. — работают.

сказал Джей Брэндон, главный инженер X-59

X-59 предназначен для полёта со скоростью 1,4 Маха (или в 1,4 раза быстрее скорости звука) и на высоте 55 000 футов (16,7 км). Самолёт оснащён модифицированным реактивным двигателем F414-GE-100 производства General Electric, который широко используется в военных самолётах, включая некоторые варианты Boeing F/A-18 Super Hornet, используемых ВМС США.

X-59 был разработан для полёта быстрее скорости звука, не создавая звукового удара, который обычно сопровождает преодоление звукового барьера. В настоящее время сверхзвуковой полёт над сушей в пределах определённого расстояния от США запрещён FAA. NASA надеется, что X-59 сможет подтвердить, что сверхзвуковой полёт возможен без создания оглушительного звукового удара. Если самолёт сможет достичь этого, то время внутренних полётов может быть сокращено вдвое, что поможет не только в коммерческих авиаперевозках, но и в ликвидации последствий стихийных бедствий и медицинском транспорте.

Для снижения громкости звуковых ударов X-59 имеет уникальную геометрию, включающую удлинённую носовую часть, которая занимает 38 футов (11,5 метров) из общей длины самолёта в 99,7 футов (30 метров). По словам NASA, при «преодолении звукового барьера самолёт должен издать не громкий, сотрясающий землю грохот, а мягкий "стук", по громкости похожий на звук хлопающей снаружи автомобильной двери, слышимый в помещении».

Однако из-за удлинённого носа пилоты, летающие на X-59, имеют ограниченный обзор. Фактически, в кабине даже нет окна, но вместо этого есть «система внешнего зрения» XVS (eXternal Vision System), состоящая из камеры, подключенной к экрану, установленному в кабине, которая даёт пилотам возможность видеть то, что находится перед ними, с помощью технологии дополненной реальности.

«Эта новаторская технология действительно является маяком, ведущим нас к будущему, в котором барьеры видимости при проектировании самолётов можно будет преодолеть с помощью этого изобретательного решения», — заявила заместитель администратора NASA Пэм Мелрой во время церемонии представления X-59 в январе 2024 года.

Следующий этап испытаний будет включать ввод данных в компьютерные системы самолёта как для нормальных, так и для неисправных условий, чтобы увидеть, как реагирует транспортное средство. После этого X-59 пройдёт испытания, в ходе которых самолёт «выедет» из ангара на взлётно-посадочную полосу, чтобы проверить, как его механизмы управления, тормоза и двигатель работают на земле.

Дата первого полёта пока что не назначена. Когда он поднимется в небо, X-59 пролетит над избранными городами США, где исследователи соберут данные о тихих «стуках», которые издаёт Quesst во время полёта, включая то, как люди на земле воспринимают и реагируют на производимый им шум.

X-59 прошёл годы разработки и испытаний, чтобы дойти до этого этапа, — NASA десятилетиями исследовало тихие сверхзвуковые технологии. Агентство впервые получило финансирование для проекта в 2018 году, а позднее в том же году наняло Lockheed Martin для создания тихого сверхзвукового самолёта. Экспериментальный самолёт получил свое название в 2019 году. Первоначально NASA считало, что X-59 может быть завершён к 2020 году, но пандемия COVID-19 замедлила производство.

Самолёт был окончательно представлен публике в январе 2024 года. В мае он прошёл проверку готовности к полёту, которая подтвердила план испытаний безопасности и выявила рекомендации по подготовке к первому полёту.

«Это лишь небольшой шаг к началу. Это как первая нота симфонии, где годы командной работы за кулисами сейчас подвергаются испытанию, чтобы доказать эффективность наших усилий, а ноты продолжат играть гармоничную композицию», — заявил Пол Диз, заместитель руководителя по двигательным установкам программы X-59.