Закрытая запись, не предназначенная для публичного просмотра

---

26.01.2009 в 00:57

Пишет  kaeri:

Слушаю Folque - Harpa.


Вот это... Какая же это светлая и печальная песня...

@темы: Красивое

---

В продолжении о Нано

Владимир КИШИНЕЦ Нано Сапиенс
zhurnal.lib.ru/k/kishinec_w_m/nanosapiens.shtml Пока только начал читать. Идеи интересные, да и изложение нравится. Скинул на «читалку» для ознакомления.

@темы: книги, нанотехнологии

---

Нанотехнологии, или Атомы вместо гвоздей

На генетику некоторые люди очень эмоционально реагируют, поэтому оставим её на время.


В природе нанороботы и нанофабрики работают уже миллиарды лет. Никого не удивляет то, что всего из одной яйцеклетки вырастает человек. Правда, его собственные возможности в части создания миниатюрных конструкций существенно уступают технологическому потенциалу даже простейшей бактерии. Однако, не копируя природу, человечество уже научилось работать со структурами размером с вирус и активно осваивает манипулирование отдельными атомами. Сегодня в промышленных масштабах производятся такие изделия, что по сравнению с ними гвозди, которыми Левша подковал блоху, все равно что египетские пирамиды рядом с детскими кубиками.

Впервые о возможности миниатюризации всего и вся и работе с отдельными атомами заговорил американский физик Ричард Фейнман. В своей знаменитой лекции «Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики», прочитанной в 1959 году, он достаточно аргументированно показал, что законы квантовой механики не препятствуют созданию нужных людям структур из совсем небольшого числа атомов. В те годы, когда практически единственным инструментом, позволяющим хоть что-то разглядеть в наномасштабе, был электронный микроскоп, идеи Фейнмана казались фантастикой.


Фантастический наноробот «делает укол» эритроциту. Хотя подобные рисунки довольно наглядны, они весьма далеки от реальных современных нанотехнологий

Однако уже в 1974 году японский физик Норио Танигучи вводит в обиход термин «нанотехника», а через три года нобелевский лауреат Илья Пригожин констатирует, что «мы знаем, где дверь в эту комнату», на полу которой, по словам Фейнмана, «полно игрушек». Сегодня многие связывают рождение новой эпохи с 1981 годом, когда немецкие физики Герд Бинниг и Генрих Рорер создали зондовый туннельный микроскоп, позволяющий не только видеть, но и переносить с места на место отдельные атомы. Но порой нужны годы, чтобы научный прибор стал инструментом технолога. Только в 1989 году сканирующий туннельный микроскоп удалось использовать как наноманипулятор, сложив с его помощью регулярную структуру из атомов. Аккуратные сотрудниики IBM Дональд Эйглер и Эрхард Швейцер выложили название своей компании 35 атомами ксенона на поверхности кристалла никеля. Эта операция заняла 22 часа и проходила при температуре вблизи абсолютного нуля (–273°С). После нагрева кристалла до –230°С буквы IBM испарились.

Справедливости ради надо отметить, что сканирующие зондовые микроскопы — туннельные, атомно-силовые, оптические — так и не стали основным инструментом нанотехнолога и скромно занимают нишу аналитического и метрологического позволяющего контролировать и лишь иногда подправлять результаты, полученные с помощью настоящих наноинструментов.


Фрагмент микросхемы памяти. Под утолщением на среднем проводнике находятся транзисторы, которых на кристалле несколько сотен миллионов. Увеличение около 10 000х

Милли, микро, нано и пико — эти дольные приставки еще долго будут символом технического прогресса и признаком совершенства технологий, которыми овладело человечество. С самого начала огромный интерес ко всему, что связано с наноразмерными объектами, проявляли компьютерные гиганты. Они и по сей день главные двигатели прогресса в этой отрасли, являясь основными производителями самых маленьких на Земле изделий — транзисторов, работающих в микропроцессорах современных компьютеров и сотовых телефонов. Именно уменьшение размеров элементной базы обеспечило поразительный рост быстродействия и снижение стоимости электронных вычислительных машин и привело к их повсеместному проникновению в нашу жизнь.

Эти два процесса — миниатюризация основных рабочих элементов (для компьютеров это транзисторы) и повышение быстродействия не случайно идут вместе и жестко взаимосвязаны. Дело в том, что любая микросхема содержит не только транзисторы и резисторы, но и множество полезных и вредных электрических емкостей. Эдаких маленьких конденсаторов, которые приходится периодически заряжать и разряжать, расходуя не только энергию, но и время. Чем меньше геометрические размеры активных элементов, тем меньше оказываются паразитные емкости и тем меньшими токами и быстрее можно перевести микросхему из одного логического состояния в другое. Соответственно быстрее происходит сложение чисел и выполнение других математических действий.


Ток в этом нанотранзисторе течет снизу вверх. Им управляет напряжение на затворе (горизонтальная полоса)

Процессор Pentium, появившийся 14 лет назад, имел характерный размер элементов 1 мкм и содержал 3 миллиона транзисторов, работал на частоте 60 МГц и при этом потреблял до 15 Вт электроэнергии. Pentium 4 Dual Core, изготовленный по технологии 65 нм в 2005 году и работающий на тактовой частоте 3,4 ГГц, содержит 1,7 миллиарда транзисторов. И хотя каждый транзистор тратит на одно переключение всего лишь сотые доли фемтоджоуля (то есть порядка 10-15 Дж), с учетом их огромного числа и высокой скорости срабатывания общая потребляемая мощность может достигать 100 Вт. Для нормальной работы процессора нужны не только десятки ампер тока, но и специальная система принудительного охлаждения. Сегодня компания Intel приступила к массовому производству процессоров Penryn, в которых характерный размер структурных элементов составляет всего 45 нм, а слои используемого в качестве изолятора оксида гафния имеют толщину около 1 нм.

Как это ни парадоксально, но основным инструментом современной микроэлектроники является свет, точнее, ультрафиолетовые лучи с длиной волны 151 нм. Сегодня 65-нанометровый «рисунок» внутренней структуры процессора или кристалла флеш-памяти наносится на кремниевую пластину, покрытую тончайшим слоем фоторезистивного материала с помощью фотошаблона и излучения эксимерного лазера, работающего в жестком ультрафиолете. Этот способ отдаленно напоминает фотопечать снимков. Как и в фотопроцессе, за экспозицией следует проявка, а за ней прочие этапы планарной технологии изготовления микросхем (напыление, диффузия, отмывка и т. д.). И в массовом производстве электроники отказываться от электромагнитного излучения и фотошаблонов пока никто не собирается, даже при переходе на технологию с шагом элементов 22 нм. Более того, проводят эксперименты, в том числе и в России, с экстремально жестким ультрафиолетовым излучением, имеющим длину волны всего 13,5 нм. Правда, особо горячие головы склонны считать, что все эти достижения производителей микросхем совсем даже не относятся к области нанотехнологии, полагая, что «нано» начинается только там, где малый размер структуры обеспечивает новому материалу или устройству уникальные физические и потребительские свойства.

У миниатюризации, естественно, имеется предел. Поскольку все сделано из атомов, то и транзистор должен состоять хотя бы из не скольких этих элементарных кирпичиков вещества, чтобы электронам, несущим информацию, было где остановиться в ожидании прихода следующей порции данных. Время межатомного взаимодействия измеряется фемтосекундами (10(степень)-15 секунд).

Компьютер, работающий на тактовой частоте в несколько терагерц и состоящий из триллионов сверхминиатюрных логических элементов, легко разместится внутри макового зернышка. Причем он будет потреблять так мало энергии, что это чудо техники можно будет вживить человеку. Так что в не столь отдаленном будущем каждый желающий сможет существенно повысить свои познания, интеллектуальные возможности и объем памяти, просто имплантировав миниатюрный суперкомпьютер себе под кожу.


Старые рецепты
Глубоко не правы те, кто полагает, что нанотехнологии родились лишь в конце XX века и до того люди вообще не умели делать ничего размером меньше десятых долей миллиметра. Хорошо наточенный нож или бритва имеют режущую кромку толщиной порядка микрона (0,001 мм). Наночастицы сажи уже 100 лет добавляют в резину при изготовлении автомобильных покрышек. Более века ученые используют в своих приборах так называемые нити Волластона — платиновые и золотые нити диаметром существенно меньше одной тысячной доли миллиметра. Хрестоматийным примером древнейших нанотехнологий является сусальное золото, тончайшими пластинками которого и сегодня покрывают оклады икон и художественные изделия, а в древности золотили купола церквей. При этом после многократной ковки из 2—3 граммов золота получается почти квадратный метр покрытия толщиной менее микрона. Несмотря на все успехи химии и электролизного дела, этот метод и сегодня остается самым экономичным по расходу золота. Наноуровневые процессы лежат в основе виноделия, хлебопечения и сыроварения. С частицами вещества размером меньше микрона работают фотографы и художники. В фотоэмульсиях и красках встречаются очень маленькие кристаллики, а струйные принтеры «стреляют» капельками чернил размером в сотые доли микрона. При записи голограммы возникают структуры хотя бы по одному направлению (обычно в глубину), имеющие размер существенно меньше одной тысячной миллиметра. Ставшие привычными голографические значки на этикетках и акцизных марках, по сути, продукт нанотехнологический. Химики тоже давно осознали важность микроструктуры катализатора для процесса синтеза и старательно измельчают частицы платины и других «ускорителей» химических реакций. Естественно, что в этих древних и не очень примерах микроскопические структуры возникают в ходе вполне макроскопических действий и в современном понимании не являются продуктом наномасштабного производства.


Необычные материалы
Если оставить в стороне микроэлектронику, то самыми массовыми нанопродуктами окажутся разного рода сплавы, покрытия и композитные материалы, приобретающие особые свойства благодаря своей микроструктуре. Аморфные и нанодисперсные состояния многих металлов кардинально отличаются по своим характеристикам от их кристаллических форм. При этом в одном материале порой удается совместить крайне противоречивые механические свойства: одновременно увеличить твердость и пластичность. Еще шире перспективы применения разного рода композитов, когда в относительно мягкую, например хромовую, матрицу вводится крайне твердый материал —карбид вольфрама. В этом случае получается всем давно известный твердый сплав победит. Однако если полвека назад его делали, используя частички карбида размером с десятки микрон, то сегодня используют порошки размером существенно меньше микрона. Благодаря этому он не только становится тверже, но и более гладко режет сталь.


Самый тонкий в мире провод из углеродных нанотрубок на фоне платиновых электродов. Толщина провода всего около 10 атомов. Увеличение около 500 000х

Особые механические свойства — лишь часть достоинств новых сплавов. Одним из знаковых успехов последних лет была разработка целого ряда прочных и легких биологически совместимых материалов. В активно развивающемся направлении по созданию бактерицидных красок, покрытий и перевязочных материалов все шире применяются разного рода нанодисперсные материалы для борьбы с вредоносной флорой и фауной.

Нанопорошки активно используются при изготовлении всех видов магнитных носителей информации — от полоски с данными на кредитной карте до компьютерных жестких дисков. При этом у последних слой магнитного материала для снижения износа покрывается алмазоподобной пленкой толщиной несколько нанометров и тончайшим нанометровым слоем специальной смазки. Вот и получается, что у каждого из нас уже есть несколько устройств, в которых активно проявили себя нанотехнологические достижения.

Специальные смеси нанопорошков «лечат» двигатели внутреннего сгорания и трущиеся узлы. Микропористые материалы подходят для хранения водорода и сбора разлившейся по воде нефти. Адресная доставка лекарств в раковую опухоль и микрокапсулированные препараты тоже не могут обойтись без разработки специальных саморегулирующихся процессов, массово происходящих на наноуровне. Используя наноструктурированные полимеры и углеродные нанотрубки, сегодня пытаются сделать искусственные мышцы и дешевые солнечные элементы. Кстати, именно углеродные нанотрубки по праву могут считаться символом начинающейся нанореволюции.
Основные исторические вехи
1974 г. — выдан патент на первое устройство молекулярной электроники
1981 г. — изобретен сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) 1985 г. — открыты фуллерены
1986 г. — изобретен атомно-силовой микроскоп (АСМ)
1987 г. — создан первый одноэлектронный транзистор
1991 г. — открыты углеродные нанотрубки
1993 г. — в США организована первая нанотехнологическая лаборатория
1997 г. — создано нанотехнологическое устройство на основе ДНК
2000 г. — в США принята Национальная нанотехнологическая инициатива
2002 г. — удалось получить единый механизм, соединив углеродную нанотрубку с ДНК
2005 г. — обнаружено множественное рождение электронов в фотоэлементах из наноточек
2006 г. — произведена нитка и соткан первый образец ткани из углеродных нанотрубок


Молекула фуллерена C60 напоминает футбольный мяч, составленный из правильных пятии шестиугольников


Вездесущий углерод
Трудно выделить какое-то особое научное открытие, произошедшее в конце XX века, заставившее правительства промышленно развитых стран срочно пойти на штурм основной технологии XXI века. Пожалуй, именно открытие фуллеренов и углеродных нанотрубок стало ключевым фактором для осознания важности такого рода исследований. Сферические молекулы фуллерена С60 и свернутые в трубочку графитовые плоскости потрясли не только физиков и химиков, но и материаловедов с технологами. Элемент, ответственный за существование жизни, преподнес очередной сюрприз, показав, что и без помощи кислорода и водорода он способен образовывать гигантские молекулы, длина которых в миллионы раз превышает их диаметр.

Сегодня умеют массово выращивать однослойные и многослойные углеродные нанотрубки длиной сотни микрон. И это при том, что диаметр такого волокна не превышает нескольких десятков нанометров. Растут они на подложке из кремния, словно густой лес, который потом можно «срубить» и сплести в одну длинную нить. Сотрудники Техасского университета в Далласе (The University of Texas at Dallas) из 1 см2 такого «леса» вытягивают несколько метров высокопрочной почти невидимой нити толщиной несколько микрон. Сделанные из нее 20-микронные «канаты» оказались в 5 раз прочнее самых крепких кевларовых нитей такого же диаметра. Пуленепробиваемые жилеты и самолеты из углеродных нанотрубок делать пока еще не начали, но образец материи на миниатюрном ткацком станке сплели и провели разного рода испытания.

Создание материала, на порядок более прочного и легкого, чем сталь, — давнишняя мечта материаловедов и инженеров. И сегодня она уже близка к своему воплощению. Причем, учитывая темпы внедрения полезных для жизни научных открытий, революция в материаловедении не за горами. Углеродные нанотрубки имеют не только уникальные механические свойства, но и необычные электрические. Они бывают с полупроводниковым и металлическим типом проводимости, а значит, используя их, можно делать не только углеродные интегральные микросхемы, но и электрические провода для обычных кремниевых. Сопротивление однослойной нанотрубки не зависит от ее длины, благодаря этому их удобно использовать для соединения логических элементов внутри микроэлектронных устройств. Допустимая плотность тока в нанотрубках много больше, чем в металлических проводах такого же сечения, и в сто раз превышает лучшие достижения для сверхпроводников.

Про уникальные свойства углеродных нанотрубок написаны сотни книг, и даже простое перечисление областей их возможного применения займет не одну журнальную полосу. Похоже, что этот нанообъект первым найдет массовое применение в производстве микросхем памяти, в самолето- и автомобилестроении. Особый интерес к углеродным волокнам проявляют сегодня космические агентства, надеющиеся с их помощью сделать более компактными и мобильными будущие автоматические космические аппараты. С надеждой смотрят на углерод и строители пресловутого космического лифта, который должен открыть дорогу в космос всем желающим.

Миллиарды в наноиндустрию
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России» — так называется Федеральная целевая программа, одной из частей которой значится «Индустрия наносистем и материалы». Здесь определено то, что российское правительство намерено вкладывать деньги в развитие нанотехнологий. Почти 5 миллиардов рублей было истрачено за 2005 и 2006 годы на генерацию знаний, разработку и коммерциализацию технологий. Еще больше будет вложено в освоение наномира в ближайшие пять лет. С 2007 по 2012 год общий объем финансирования приоритетных направлений составит почти 200 миллиардов рублей. Причем на наносистемы и материалы из этой суммы будет истрачено не менее трети, что вполне сопоставимо с американским миллиардом долларов, выделяемым ежегодно на развитие нанотехнологий. В 2007 году из федерального бюджета на развитие приоритетных направлений выделено 11,7 миллиарда рублей, из которых почти 40% — на работы в области нанотехнологий — в два с лишним раза больше, чем на энергетику и энергосбережение. Похоже, что и Федеральное агентство по науке и инновациям планирует зарабатывать доллары, продавая наноструктурированные материалы и изделия из них. В материаловедческой сфере у России пока есть определенный задел и достойное место в мировой экономике. Наши достижения по части производства самого массового и ликвидного продукта современных нанотехнологий — интегральных микросхем — мало кого в России могут порадовать, и промышленные предприятия, традиционно занимавшиеся микроэлектроникой, в рамках собственных программ развития наноиндустрии делают нанодисперсные материалы, ремонтно-восстановительные смеси и композитные материалы на основе углеродных нанотрубок.



Первая российская нанотехнологическая установка Nanofab-100 демонстрировалась в 2006 году на X российском экономическом форуме в Санкт-Петербурге накануне встречи «Большой восьмерки». Включает атомно-силовой и туннельный микроскопы, а также модуль для модификации материалов сфокусированными ионными пучками (справа) и модуль для наращивания нанопленок


Сказки для журналистов

Рассказ про реальные нанотехнологии, наномоторы, нанопинцеты и наносенсоры очень часто заканчивают картинкой некоего супернаноробота, который, орудуя в нашем организме, устраняет все наследственные огрехи и благоприобретенные болезни. Красивая мечта — создание искусственных самореплицирующихся, почти живых существ — достаточно часто изображается как основная задача развития нанотехнологий.

Любимое слово современного нанотехнолога — «самоорганизация». И в этом есть свой резон. Если триллион наноустройств собирать последовательно, тратя на сборку одного всего микросекунду, то на всю партию придется убить миллион секунд, то есть две недели непрерывного рабочего времени. Именно по этой причине фантасты предлагают организовывать нанопроизводство по схеме размножения дрожжевых бактерий. Делаем сначала всем миром одну универсальную нанофабрику. Затем настраиваем ее на изготовление себе подобных. Через некоторое время получаем уже две работающие фабрики, далее их становится 4, 8, 16, 32, 64 и так далее в геометрической прогрессии. Создав за короткое время (всего 20 саморепликаций) миллион таких универсальных фабрик, устанавливаем их в особо чистой комнате, размером несколько футбольных полей, и запускаем процесс производства всего что душе угодно, начиная от поджаристых пончиков и заканчивая вживляемыми супернанокомпьютерами, превращающими любого желающего в гения. Заманчивая перспектива, но крайне далекая от современной реальности и, возможно, в принципе нерентабельная.

Но эта мечта внушает и беспокойство — вдруг контроль за размножением и деятельностью «искусственной жизни» будет потерян и она просто разрушит всю нашу среду обитания. Подобный сценарий конца света впервые описал Эрик Дрекслер в книге «Машины созидания» (1986). Благодаря ей за новой опасностью закрепилось название «серая слизь» (gray goo). Оценить степень фантастичности подобных идей проще всего, вспомнив о том, как в 70-е годы прошлого века мечтали о появлении роботов и опасались восстания машин. Разговоры об искусственном интеллекте и могучих роботах перекочевали со страниц книг на экраны кинотеатров, но там пока и остаются, будучи крайне далеки от реальностей жизни.


Наноструктура из молекул ДНК (фиолетовые), скрепленных липидным «цементом» (зеленый). ДНК — отличный наноматериал, способный к самосборке. Причем ДНК могут образовывать не только классические двойные спирали, но и другие сложные объемные конструкции

Роботы пришли в наши дома хотя бы в виде автоматического пылесоса или японской собачки AIBO. Однако даже знаменитые роботы-исследователи Марса Spirit и Opportunity, принимающие массу решений самостоятельно, по своим интеллектуальным и творческим способностям еще крайне далеки не только от Терминатора, но и от обычного муравья. Так что же тогда можно сказать об умных и умелых роботах размером с эритроцит или лейкоцит? Фантастика, да и только, но красивая и подогревающая уверенность Homo sapiens в своем величии. Работы по созданию новой электронной жизни идут сегодня полным ходом, но, даже по самым оптимистичным прогнозам, создать что-то действительно полезное людям на этом пути удастся не скоро.

И даже если отказаться от самостоятельности и «разумности» медицинских нанороботов, оставив их просто послушными исполнителями команд и поставщиками информации, то и тогда их создание останется сверхсложной задачей, поскольку перед тем, как вмешиваться в работу живых нанофабрик, надо понять, как они работают и к чему может привести чужеродное влияние. И вот здесь действительно есть много интересных и вполне посильных задач для тех, кто умеет работать с отдельными атомами и молекулами.

Вопросы о том, что такое жизнь и тем более разум, пока еще не стали исключительно научными, и в них очень много философских и мировоззренческих проблем. Хотя математики еще в прошлом веке доказали теорему о том, что в принципе вполне возможно создание столь сложного алгоритма, что он будет способен сам генерировать не менее сложные алгоритмы. Образно говоря, хорошо известный эмпирически факт существования человека разумного сегодня имеет и математическое обоснование. Правда, те же математики доказали и куда более сильное утверждение, называемое теоремой останова, согласно которой не существует алгоритма, который однозначно мог бы определить: не зациклится ли он, будучи примененным к некоторой входной последовательности данных. Так что, прежде чем запускать наноробота в свою кровеносную систему, стоит как следует подумать, «кем я стану, когда он оттуда выйдет». Впрочем, пока это чисто гипотетическая угроза, несмотря на все ужасные истории про «серую слизь», пожирающую все живое и неживое на нашей планете.

Предстоящий прорыв инженеров в мир атомов будет не менее значим, чем освоение ядерной энергии или выход в космос. Причем особую актуальность исследования в области наномира приобретают в связи с планируемым активным вмешательством в биологические процессы. Выяснение тех законов, по которым организуются живые и неживые системы, может кардинально изменить наш мир, и эти изменения могут иметь столь глобальный характер, что о предстоящих угрозах приходится думать не меньше, чем о гарантированном всеобщем благоденствии.

Владимир Решетов, кандидат физико-математических наук
Источник: Вокруг света.

@темы: наука, нанотехнологии

---

Планета оранжевых сумерек

На далекой звезде Венере
Солнце пламенней и золотистей,
На Венере, ах, на Венере
У деревьев синие листья.
(Николай Гумилев)

Венера — самая заметная и яркая обитательница земного неба после Солнца и Луны. Иногда ее можно наблюдать невооруженным глазом даже в дневное время.

Расстояние между Венерой и Солнцем равняется примерно 72% астрономической единицы, длины большой полуоси земной орбиты. Будучи внутренней планетой, Венера никогда не удаляется от Солнца более чем на 48 градусов. Поэтому наблюдать ее можно лишь по утрам и вечерам на фоне зари и сумеречного сегмента. Но благодаря большому блеску (до –4,6m) видно ее и днем, поэтому в районах между северным и южным тропиком Земли планету можно наблюдать даже в зените. Полный оборот вокруг Солнца Венера делает без малого за 225 земных суток.

Поскольку Венера обращается между Землей и Солнцем, она, подобно Меркурию, меняет свой облик от тонкого серпика до полного диска. Люди с очень хорошим зрением могут различать фазы Венеры даже простым глазом, и они великолепно видны даже в самые слабенькие телескопы. Поэтому не приходится удивляться, что в октябре 1610 года их наблюдал Галилей. Впрочем, он и не сомневался, что обнаружит их, поскольку наличие фаз у любой внутренней планеты однозначно следует из теории Коперника.

Прохождение Венеры по диску Солнца в 1761 году позволило сделать первый по-настоящему нетривиальный вклад в наши знания об этой планете. Наблюдавший его Ломоносов заметил, что, когда венерианский диск покидал солнечный, на краю последнего возник и тут же исчез ярко светящийся выброс (Ломоносов назвал его пупырем). Михайло Васильевич совершенно правильно объяснил это явление наличием у Венеры «знатной воздушной атмосферы», преломляющей солнечные лучи. Европейские астрономы игнорировали это открытие до тех пор, пока в конце XVIII века его не подтвердили первооткрыватель Урана Уильям Гершель и астроном-любитель из Бремена Иоганн Шрётер.

Положение, когда проекция Венеры на плоскость земной орбиты попадает на линию, соединяющую Землю и Солнце, называется соединением. Венера находится в верхнем соединении, когда Солнце оказывается между ней и Землей, и в нижнем, когда она сама вклинивается между ними. В нижнем соединении дистанция между планетами сокращается до 42 млн километров, а в верхнем увеличивается до 258 млн. Интервал между последовательными верхними и нижними соединениями называется синодическим периодом Венеры. В среднем он равен 584 земным суткам, хотя отклонения в ту или иную сторону доходят до сотни часов.

Женская география
Политическая некорректность прошедших веков нагляднейшим образом проявляется в названиях планет, разгуливающих по земному небосводу. Почти все они носят имена богов римского пантеона. Только вторая от солнца планета стала тезкой богини, которая первоначально исполняла весьма скромную роль покровительницы садов. В символ красоты и любви Венера превратилась позднее, когда ее (в немалой степени по политическим соображениям) отождествили с греческой Афродитой, матерью мифического основателя Рима Энея. Правда, совсем недавно появилась традиция называть географические структуры венерианской поверхности именами реальных женщин и литературных персонажей женского пола (исключения составляют лишь горы максвелла и высокогорные плато альфа и бета).


Наблюдения с Земли

Телескопические наблюдения всегда давали столь нечеткие картинки поверхности Венеры, что любые попытки определить с их помощью продолжительность суток этой планеты ни разу не увенчались успехом (по этой же причине картография Венеры стала возможной лишь после того, как у нее появились искусственные спутники с радиолокационным оборудованием, хотя кое-что удалось сделать и наземным радиотелескопам).

А такие попытки предпринимались практически всеми астрономами, интересовавшимися этой планетой. Первым из них оказался великий Джованни Кассини, который изучал Венеру еще до переезда в Париж в своей обсерватории в Болонье. В 1667 году он объявил, что венерианские сутки почти равны земным — 23 часа 21 минута. За следующие 300 лет астрономы-телескописты сделали более сотни подобных оценок — увы, ошибочных.

Делу помогла радиолокация Венеры, да и то не сразу. Первые опыты такого рода были проведены в США (1958) и Великобритании (1959) — но без особого успеха. В мае 1961 года советские газеты сообщили, что группа сотрудников Института радиотехники и электроники АН СССР под руководством академика Котельника с помощью межпланетного радара установила, что Венера делает один оборот вокруг своей оси приблизительно за 11 суток. Как и множество других, эта оценка оказалась чрезвычайно заниженной. Лишь спустя год радиофизики из Калифорнийского технологического института Голдстайн и Карпентер получили почти правильную величину — 240 земных суток. В последующие годы она неоднократно уточнялась, и сейчас продолжительность венерианских суток считают равной 243 земным (так что сутки Венеры длиннее ее года!). Тогда же было установлено, что Венера обращается вокруг своей оси не с запада на восток, как Земля, а с востока на запад. Если смотреть со стороны северного полюса Солнца, окажется, что Венера вращается по часовой стрелке, а не против нее, как Земля и остальные планеты (за исключением Урана, у которого ось собственного вращения почти параллельна орбитальной плоскости). Поскольку Венера, как и все планеты, обращается вокруг Солнца против часовой стрелки, ее орбитальная и осевая угловые скорости противоположны по знаку. Такое движение называется ретроградным.


Атмосфера Венеры


Атмосфера
Верхняя граница воздушного слоя Венеры лежит на высоте всего 250 км. Давление у поверхности планеты составляет 92 атм — как на морских глубинах в 910 м. Двуокись углерода и водяной пар создают сильнейший парниковый эффект, благодаря которому поверхность прогревается до 467¦C, несмотря на то что серные облака отражают 3/4 солнечного света. При таком сочетании температуры и давления и двуокись углерода, и азот пребывают в состоянии сверхкритической жидкости. Поэтому, строго говоря, газа у поверхности Венеры нет вовсе. Изображение: «Популярная механика»

Первые сведения о составе венерианского воздуха были получены ровно за четверть века до начала космической эры. В 1932 году американские астрономы Уолтер Сидни Адамс и Теодор Данэм воспользовались для этой цели спектрографом, установленным на крупнейшем в мире 250-сантиметровом телескопе обсерватории Маунт-Вильсон. Они убедительно доказали, что газовое окружение Венеры в основном состоит из двуокиси углерода. Степень нагрева верхнего слоя венерианских облаков впервые измерили еще раньше, причем на этом же телескопе. Эдисон Петтит и Сет Николсон с помощью болометров выяснили, что его температура колеблется между 33–38°C. Эти измерения оказались до удивления точными, и в дальнейшем их достоверность неоднократно подтверждалась.

Прочие данные были получены уже с космических аппаратов. Сейчас мы знаем, что венерианский воздух на 96,5% состоит из углекислоты и на 3,5% — из азота. Остальные компоненты (двуокись серы, аргон, пары воды, окись углерода, гелий, совсем недавно обнаруженные зондом Venus Express гидроксильные группы) присутствуют лишь в небольших количествах. Тем не менее атмосферной серы вполне достаточно для формирования облаков, накрывающих планету, состоящих из двуокиси серы и аэрозольной серной кислоты.

Нижний слой венерианской атмосферы почти неподвижен, зато в тропосфере скорость ветра превышает 100 м/с. Эти бури сливаются в единый ураганный поток, который огибает планету за четверо земных суток. Он движется в сторону ее вращения (с востока на запад) и переносит плотные тучи, которые циркулируют вокруг планеты с такой же скоростью (это явление называется суперротацией).


Ожидания и разочарования

До середины XX века с Венерой были связаны очень большие ожидания. До начала космических исследований этой планеты ученые надеялись найти на ней природные условия, очень близкие к земным, или, точнее говоря, к тем, которые Земля проходила в процессе своей эволюции. Для этого были несомненные основания. Обе планеты сходны по многим критериям. Их размеры практически совпадают — экваториальный радиус Венеры равен 6051,8, Земли — 6378,1 км. Разница между полярными радиусами и того меньше — 6051,8 и 6356,8 км (Венера — почти идеальный шар, в то время как наша планета несколько сплюснута у полюсов). Средняя плотность венерианского вещества составляет 95% от плотности земного (5234 и 5515 кг/м3). Ускорение свободного падения на поверхности Венеры равно 8,87 м/с2, лишь на 10% меньше земного. И Венера, и Земля обращаются вокруг Солнца практически по правильным окружностям, лежащим почти в одной плоскости, эксцентриситеты их орбит равны соответственно 0,0067 и 0,0167. Более того, это единственные твердые околосолнечные планеты, обладающие плотной атмосферой. Венера в космических масштабах расстояний находится рядом с Землей, хотя, как показали дальнейшие исследования, это различие в расстоянии от Солнца оказалось для нее фатальным. Можно было предполагать, что и по своему возрасту Венера и Земля достаточно близки, а значит, и эволюционировали сходным образом. В научно-популярных журналах писали, что Венера проходит своего рода каменноугольный период в своей эволюции, что она покрыта океанами и полна экзотической растительности. Но с конца 1950-х эти представления стали меняться. С помощью радиотелескопов астрономы измерили так называемую яркостную температуру Венеры, и она оказалась существенно выше ожидаемой — на сотни градусов. В отличие от других планет земной группы — Марса и Меркурия, — поверхность Венеры окутана плотным облачным слоем. Поэтому было не ясно, что именно является источником такой высокой температуры. Появились несколько моделей, некоторые из них связывали эту температуру с поверхностью под облаками, другие объясняли ее свойствами ионосферы. Две эти альтернативные точки зрения сильно подогревали интерес к исследованиям Венеры. Всё прояснилось в 1962 году, когда американский Mariner 2 с расстояния 35 000 км измерил яркостную температуру Венеры (более 400°C) и обнаружил так называемое потемнение к краю диска планеты (за счет большей толщины атмосферы по краям). А это означало, что вероятнее всего температура связана с поверхностью планеты.


Несбывшиеся надежды

До 1950-х в особой моде была гипотеза о теплых венерианских океанах, где полным-полно не только водных растений, но и животных. Сейчас-то мы знаем, что даже самые жуткие пустыни Земли по сравнению с безводным каменистым венерианским пеклом выглядят благодатными оазисами.
Нет на Венере ни синелиственных деревьев, ни даже ничего похожего на земные архебактерии-экстремалы, побившие все рекорды по части выживания в недружественной среде. И Солнце там не золотистей земного. Напротив, его лучи почти не пробивают плотные облака из двуокиси серы и аэрозольной серной кислоты, циркулирующие на высоте 45–70 км и надежно скрывающие планету от земных телескопов. Одним словом, адское место.


Венера — гордость советской планетной программы. Большинство данных об этой планете получены именно с помощью наших аппаратов, причем эти данные совершенно уникальны. Изображение: «Популярная механика»


Первые космические ласточки

Собственно, почти вся информация об атмосфере, поверхности и внутреннем устройстве Венеры была получена с помощью космических аппаратов. Первые две попытки исследования Венеры предпринял Советский Союз, причем еще до полета Юрия Гагарина. 4 февраля 1961 года с Тюратама ушел в космос 645-килограммовый венерианский зонд, посаженный на почти шеститонную орбитальную платформу. Тандем вышел на околоземную орбиту, откуда зонд должен был направиться к Венере и врезаться в ее поверхность. Однако двигатели зонда не сработали, и 26 февраля он вместе с платформой сгорел в земной атмосфере. А 12 февраля из Тюратама запустили автоматическую станцию «Венера-1». По всей вероятности, в мае 1962 года она прошла в сотне тысяч километров от планеты-цели и превратилась в рукотворный спутник Солнца. Однако связь с ней пропала через неделю после запуска, когда станция отдалилась от Земли на 1,5 млн километров. Летом 1962 года последовало еще два неудачных запуска, американский и советский. Пятым по счету аппаратом стал американский Mariner 2, тот самый, который похоронил гипотезу о венерианских морях.


Открытки с другой планеты
Первые цветные снимки Венеры, полученные аппаратурой спускаемого аппарата советской межпланетной станции «Венера-13». Изображение: «Популярная механика»

В начале 1960-х всеми космическими программами, в том числе и лунно-планетными исследованиями, занимались в ОКБ-1 под руководством Сергея Павловича Королева. Но первые запуски автоматических межпланетных станций не увенчались успехом: опыта в конструировании космических аппаратов было слишком мало. В 1965 году были запущены «Венера-2», пролетный аппарат, и «Венера-3», атмосферный зонд, который должен был «воткнуться» в поверхность планеты. Аппараты летели в сторону Солнца, интенсивность солнечного облучения росла по мере приближения к цели, и за время полета электроника вышла из строя. Аппараты достигли Венеры, но никаких данных не передали. Тем не менее сам по себе этот факт был очень значимым — надо было предельно точно рассчитать траекторию, чтобы аппарат произвел рандеву с планетой.

В 1965 году было принято решение разделить космические программы по направлениям. Королев продолжил заниматься пилотируемыми программами — орбитальной и лунной, а беспилотная лунно-планетная тематика по инициативе Келдыша и Королева была передана ОКБ им. С. А. Лавочкина, которое в то время возглавлял Георгий Николаевич Бабакин. Вся техническая документация, переданная из ОКБ-1, подверглась строжайшей ревизии, были найдены недочеты, целый ряд систем был переработан. Результаты не заставили себя ждать — первый же запуск в рамках лунной программы Е6, произведенный в середине 1966 года, привел к успеху «Луны-9», с мягкой посадкой, с раскрытыми лепестками, с очень оригинальной идеей сместить центр тяжести для большей устойчивости (аппарат называли «Ванька-встанька»). Были получены первые панорамы Луны, изучены механические свойства грунта, затем запущен первый искусственный спутник Луны — «Луна-10», а за ним последовала целая серия успешных запусков.


Под облаками

Однако ученым была интересна не только Луна, но и Венера. Но тут возникла проблема. Если о температуре можно было сделать хоть какие-то предположения по ранее полученным данным, то о давлении никаких выводов сделать было нельзя. Диапазон возможных значений давления по различным оценкам колебался от 0,5 атм до нескольких сотен, глубина атмосферы была неизвестна. Бабакин долго обсуждал этот вопрос с Келдышем и руководством Института космических исследований (ИКИ). В конце концов Бабакин принял волевое конструкторское решение: «Будем рассчитывать спускаемый аппарат на 15 атмосфер!» 18 октября 1967 года спускаемый аппарат станции «Венера-4» начал парашютный спуск. Сразу после раскрытия антенны радиовысотомер выдал отметку 26 км (потом оказалось, что реальная высота в этот момент составляла около 60 км). Во время парашютного спуска аппарат производил измерения давления и температуры атмосферы, а также анализировал ее состав. При достижении давления 18 атм и температуры 260°C аппарат был раздавлен, что было ошибочно интерпретировано как момент посадки (реальная высота составляла порядка 28 км). Ошибка радиовысотомера быстро выяснилась, было очень досадно, но эта миссия дала возможность оценить температуру и давление на поверхности — около 100 атм и 450°C. Был уточнен и химический состав атмосферы.

Атмосферные зонды «Венера-5» и «Венера-6», рассчитанные на давление в 25 атм, в 1969 году подтвердили и уточнили данные о составе и параметрах венерианской атмосферы. На основе этих данных была сконструирована следующая станция — «Венера-7». Несмотря на то что при посадке отказал телеметрический коммутатор, а парашютная система сработала в нештатном режиме, аппарат впервые совершил мягкую посадку на ночную сторону планеты и впервые передал точные данные о давлении и температуре на поверхности. А в 1972 году, уже после смерти Бабакина, была запущена «Венера-8». Все системы работали абсолютно безукоризненно. Аппарат совершил мягкую посадку на поверхность планеты, причем впервые на дневной стороне, вблизи терминатора. Впервые стали известны данные по характеру поверхностных пород, и это было очень крупное достижение. «Венера-8» также впервые измерила освещенность: оказалось, что даже на дневной стороне планеты царят сумерки из-за рассеяния солнечного света в облаках и плотной атмосферы.


400-километровая гора Шапаш высотой 1,5 км. Изображение: «Популярная механика»


Двадцать лет мягких посадок

В 1975 году стартовали два аппарата следующего поколения — «Венера-9» и «Венера-10». Каждая станция состояла из орбитального модуля и спускаемого аппарата, которые несли расширенный по сравнению с предыдущими миссиями комплекс научных приборов. Орбитальные модули стали первыми искусственными спутниками Венеры, а спускаемые аппараты совершили мягкую посадку и впервые передали панорамы поверхности планеты, что, наряду с измерением содержания естественных радиоактивных элементов, позволило сделать вывод о типе поверхностных пород и получить некоторые представления об эволюции планеты. Были также проведены исследования облачного слоя (аппарат спускался сквозь этот слой на парашютах, которые затем отцеплялись для ускорения спуска и уменьшения нагрева аппарата) и спектры поглощения атмосферы. Выяснилось, что до поверхности в основном доходят красный и оранжевый диапазоны, так что венерианский день представляет собой на самом деле оранжевые сумерки.

В 1978 году на планету совершили посадку спускаемые аппараты «Венера-11» и «Венера-12», изучившие в том числе и электрическую активность атмосферы, а в 1982-м «Венера-13» и «Венера-14» передали первые цветные снимки поверхности планеты. Были также впервые получены данные об элементном составе поверхностных пород, что потребовало исключительно сложного эксперимента — нужно было понизить давление и температуру и только после этого подать грунт на измерительную полку (для этого аппараты были оснащены специальным шлюзом). Спускаемый аппарат «Венера-13» проработал на поверхности 127 минут, хотя был рассчитан только на 32. И это в условиях температур свыше 450°C и давлений порядка 90 атмосфер! В том же 1978 году были запущены две американские станции — орбитальная Pioneer Venus, начавшая радиолокационное картографирование планеты, и Pioneer Venus Multiprobe, которая «отстрелила» четыре атмосферных зонда для анализа состава и параметров атмосферы.


Вулканы Венеры
Радиолокационная съемка, проведенная аппаратом Magellan, показала, что планета изобилует вулканами (не ясно, действующими или нет). На рисунке слева — европейская станция Venus Express на орбите Венеры. Изображение «Популярная механика»

«Венера-15» и «Венера-16» в 1983 году с помощью радиолокации картографировали с орбиты северное полушарие планеты, что позволило оценить структуру (морфологию) поверхности. Позднее американский спутник Magellan, запущенный в 1989 году, в течение нескольких лет провел глобальное картографирование планеты. И наконец, советскую венерианскую космическую программу в 1985 году завершили два посадочных космических аппарата «Вега-1» и «Вега-2» с аналогичной научной нагрузкой. С них также были запущены аэростаты с научными приборами, дрейфовавшие в атмосфере Венеры на высоте 50–60 км.

Венера стала настоящей гордостью советской планетной программы. Большинство данных об этой планете получены именно с помощью советских межпланетных станций, причем эти данные уникальны. Конструкторы очень серьезно подошли к разработке посадочных модулей, которые были способны продолжать работу в столь экстремальных условиях на протяжении времени, необходимого для выполнения научной задачи.



Основные данные о поверхности
Венеры получены аппаратом Magellan с 1990 по 1994 год. Это позволило создать карту планеты и сделать некоторые предположения о ее внутренней структуре и эволюции. Ранее северное полушарие планеты было отснято советскими станциями «Венера-15» и «Венера-16». Изображение «Популярная механика»

Всего в течение 45 лет — с 1961 по 2005 год — было предпринято 37 попыток отправить космические аппараты к Венере. 19 из них оказались удачными, 18 — неудачными. Еще шесть автоматических станций — американские Mariner 10, Galileo, Cassini и Messenger — по одному или паре раз прошли мимо Венеры по дороге к своим целям (соответственно, к Меркурию, Юпитеру, Сатурну и опять к Меркурию) и передали на Землю немало ценных сведений.


Гипсометрическая карта Венеры, составленная в Государственном астрономическом институте им. Штернберга МГУ по данным, полученным американским космическим аппаратом Magellan (изображение: «Популярная механика»). Здесь (1,12 Мб) можно рассмотреть эту карту во всех подробностях (изображение с сайта gis-lab.info)


Последний по счету, 670-килограммовый европейский корабль Venus Express, 9 ноября 2005 года был выведен в космос российским ракетным комплексом «Союз-Фрегат» с космодрома в Тюратаме. После 153 дней пути он приблизился к Венере и 6 мая 2006 года вышел на стабильную полярную орбиту с минимальным удалением от планеты в 250 км и максимумом в 66 000 км. Оттуда он изучает Венеру и ее атмосферу с помощью своих инструментов (в основном это различные спектрометры). «К сожалению, один из инструментов, планетный Фурье-спектрометр, отказал, — рассказывает Людмила Засова, заведующий лабораторией планетной спектроскопии Отдела физики планет и малых тел Солнечной системы ИКИ РАН. — Но его задачи частично перекрывает картирующий спектрометр VIRTIS, а с помощью других приборов Venus Express уже получил множество чрезвычайно интересных данных об атмосфере планеты. Некоторые вещи были для нас настоящей неожиданностью — например, присутствие ионов гидроксила. Но и загадок еще немало. Например, мы до сих пор не знаем, какое вещество поглощает 50% солнечного ультрафиолета в диапазоне 0,32–0,45 мкм на высотах 58–68 км».


Свет ночи
В высоких слоях венерианской атмосферы, над потоками газа, циркулирующего в режиме «суперротации», наблюдается другая циркуляция. Поток солнечного УФ-излучения на дневной стороне «разбивает» молекулы углекислого газа, высвобождая атомарный кислород, который транспортируется «солнечными» потоками в термосфере на ночную сторону планеты. Там атомарный кислород спускается ниже, в мезосферу, где рекомбинирует в молекулярный, излучая на длине волны 1,27 мкм. Картинка составлена из двух частей, отснятых спектрометром VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) на борту европейского спутника Venus Express. Изображение «Популярная механика»


Что у нее внутри и снаружи

Восемьдесят процентов венерианской поверхности составляют плоские и холмистые равнины вулканического происхождения. Большая часть остатка приходится на четыре исполинских горных массива — Земля Афродиты, Земля Иштар и уже упоминавшиеся области Альфа и Бета. Основной материал поверхности — базальтовая лава. Там обнаружено порядка тысячи ударных кратеров диаметром от трех до трехсот километров. Отсутствие кратеров меньшего размера легко объясняется тем, что метеориты, способные их оставить, теряют скорость в атмосфере или просто сгорают. Венера изобилует вулканами, но пока неизвестно, прекратилась ли там активная вулканическая деятельность, а это принципиально для понимания эволюции планеты. Кроме того, несмотря на данные спутника Magellan, ученые пока еще плохо представляют себе геологию Венеры. А геология — это ключ к пониманию внутреннего строения и эволюционных процессов.

От ядра до поверхности

В отличие от Земли, Венера не имеет подвижных литосферных плит, плавающих на вязкой мантии. Земная кора из-за их перемещений обновляется каждую сотню миллионов лет, а венерианская, судя по всему, не менялась впятеро дольше. Однако это не означает, что она стабильна. Из глубин Венеры идут потоки тепла, которые постепенно нагревают кору и размягчают ее вещество. Поэтому кора периодически становится пластичной и деформируется, что служит причиной глобальных изменений рельефа. Продолжительность таких циклов, по всей видимости, составляет не менее полумиллиарда лет.
О внутреннем строении Венеры нам тоже известно очень немного. Изучить его можно только с помощью сейсмических методов, а это требует создания долгоживущих — не минуты и часы, а дни и недели! — спускаемых аппаратов. По аналогии с Землей принято считать, что планета состоит из базальтовой коры толщиной в несколько десятков километров, силикатной мантии и железного ядра радиусом меньше 3000 км.


Венера внутри.

Твердое у Венеры ядро или жидкое — пока точно не известно. Во всяком случае, в нем нет круговых потоков электропроводящего вещества, поскольку в противном случае у планеты имелось бы стабильное магнитное поле земного типа. «Магнитная пассивность Венеры пока не нашла общепринятой интерпретации, — объяснил «Популярной механике» директор отдела земного магнетизма вашингтонского Института Карнеги Шон Соломон. — Наличие магнитного поля у Земли скорее всего объясняется постепенным отвердеванием пока еще жидкого внешнего ядра нашей планеты. Этот процесс высвобождает тепловую энергию, обеспечивающую конвективные движения ядерного вещества, которые и делают возможным возникновение магнитного поля. Очевидно, что на Венере этого не происходит. Почему — пока не ясно. Согласно самой правдоподобной гипотезе, венерианское ядро еще не начало отвердевать и поэтому там не рождаются конвективные струи, закручивающиеся благодаря вращению планеты и генерирующие магнитное поле. В противном случае такое поле все-таки должно было возникнуть, хотя по величине оно сильно уступало бы земному, поскольку Венера намного медленней вращается вокруг своей оси. Теоретически можно допустить, что венерианское ядро уже успело охладиться ниже точки кристаллизации его вещества. Такое возможно, но маловероятно. Для этого пришлось бы допустить, что ядро Венеры состоит из почти чистого железа и практически лишено легких примесей, снижающих температуру фазового перехода. Трудно понять, как Венера могла бы обзавестись таким ядром в процессе ее формирования. Поэтому первая гипотеза выглядит предпочтительней».


Без магнитного щита
У Венеры полностью отсутствует планетарное магнитное поле глубинного происхождения, и весь ее крайне слабенький магнетизм порожден взаимодействием между ионосферой и солнечным ветром

Почему же Венера столь горяча? Основной моделью разогрева поверхности Венеры считается парниковый эффект. Расчеты показывают, что при перемещении Земли на 10 млн километров ближе к Солнцу парниковый эффект выходит из-под контроля и начинается необратимый разогрев. Это очень зыбкое равновесие, и поэтому специалисты по климату проявляют беспокойство. Пока никто не знает пределов компенсаторных процессов, за которыми начинается действие положительной обратной связи. Существуют модели, в которых на протяжении первых десятков миллионов лет после своего формирования Венера была другой — на ней были океаны, почти такие же, как на Земле. В частности, это подтверждается тем, что атмосфера Венеры обогащена дейтерием. «Более точные измерения изотопного состава атмосферы позволят сделать предположения о том, почему Венера пошла по другому пути, чем Земля и Марс, — говорит Людмила Засова. — Возможно, это удастся выяснить российской миссии «Венера-Д», которую планируется запустить после 2015 года». Межпланетная станция будет состоять из орбитального модуля, долгоживущего спускаемого аппарата и атмосферных аэростатных зондов.

Ученые возлагают на следующие полеты к Венере большие надежды. Пока же эта планета ставит гораздо больше вопросов, чем дает ответов.


Источники: Популярная механика, Элементы, Википедия.

@темы: Планеты, Астрономия, Наука, Венера

---

Закрытая запись, не предназначенная для публичного просмотра

---

Patria AMV

AMV - совсем не аниме клипы ))
Patria AMV — (AMV- Совершенная Модулярная Машина) представляет собой 8x8 или 6x6 многоцелевой военный автомобиль разработанный финской компанией «Патрия» в 2001 году.
Rosomak разработана финской компанией Patria Vehicles.
Бронемашина Rosomak выпускается в различных версиях в зависимости от предназначения. Шасси машины могут иметь колесную формулу 8х8 или 6х6.
Компания Patria Vehicles выиграла тендер на поставку бронемашин польским вооруженным силам в 2002 году, в войска поступит 690 единиц Rosomak.

bronetehnika.start.bg/article.php?aid=1826

Рекламный ролик.





Обратите на башню от БМП-3




Кто гоняет со скоростью 130км\ч?


Система Patria NEMO - The Most Advanced Mortar System

@темы: Военная техника

---

коллекция философских картинок Дмитрия Чернышева

Осторожно - трафик

;

---

Закрытая запись, не предназначенная для публичного просмотра

---

Боевая машина пехоты CV9040 Швеция.
Демонстрация возможностей 40мм пушки на CV9040. Серьёзное видео для специалистов, без американских взрывов-прекрас и другой "лапши на уши". Обратите внимание на бронепробиваемость, точность и возможность дистанционного подрыва над целью (по пехоте). Вот поэтому я ратую за увеличения калибра на БМПТ.



Другое видео о CV9040, показывающее её проходимость по снегу. В частности - в сравнение с Бредли. (Бредли завязло CV9040 проехало) Эта машина славится своей высокой проходимостью.


Общий рассказ о машине:



Посмеяться - что-то зелёное и непонятное просносится мимо. Но обратите внимание на скорость!!!

@темы: Военная техника

---

Позитив. Подняло настроение =)

Пишет  Hell Writer:

Life’s For Sharing
В Лондоне, на станции метро Liverpool Street, специально для T-Mobile был снят рекламный ролик, задача которого была раскрыть смысл, закладываемый T-Mobile в слоган «Life’s For Sharing» («Жизнь, чтобы делиться»).

Выглядело это для обычных прохожих довольно удивительно — не все танцевали одновременно, и вдруг кто-то из, казалось бы, таких же прохожих органично вливался в общий танец.

8 недель репетиций по ночам, когда станция закрыта, 400 танцоров, 10 скрытых видео-камер и всего ОДИН дубль.

Список композиций:
1. Lulu and the Lovers «Shout»;
2. Yazz — The Only Way Is Up;
3. Pussycat Dolls «Don't Cha»
4. Иоган Штраус — «На прекрасном, голубом Дунае»;
5. Blue — Kool & The Gang — Get Down On It;
6. Rainbow — Since You Been Gone (почти сразу же после предыдущей);
7. Millie Small — My Boy Lollipop (та, что весёлым голоском. Или, скорее всего, «Lollipop» by The Chordettes).
8. The Contours — Do You Love Me.

@темы: Позитив

---

Тени будущего

Люди всегда хотели заглянуть в будущее. Предсказания с древнейших времен кормили астрологов и прорицателей, но со временем наука заметно потеснила их, и все же развитие цивилизации вплоть до XX века не поддавалось систематическому анализу. Ситуация изменилась с появлением метода форсайта (от английского foresight — «предвидение»), и сегодня ни одна развитая страна не обходится без исследований будущего. Интересно, насколько современные прогнозы совпадут с тем, что в действительности произойдет?


Весной 1991 года в Москве впервые прошла большая международная выставка информационных технологий. Среди множества насыщенных оборудованием стендов была и скромная экспозиция компании Intel. Над пустым столом висел плакат с кривой роста мощности процессоров. Первая половина графика отражала успехи компании за 20 лет: рабочая частота, характеризующая производительность процессоров, выросла в 100 раз с 0,5 до 50 МГц. Многие специалисты тогда считали, что процессоры уже близки к технологическому потолку. Дальнейшему росту препятствовали проблемы тепловыделения, сбои из-за естественной радиоактивности и космических лучей. Наконец, дифракция ставила предел оптической технологии фотошаблонов для микросхем. И все же кривая на плакате Intel уверенно шла вверх и к 2010 году достигала совершенно фантастической цифры 10 ГГц. Бывалые электронщики только посмеивались. Но сейчас, за два года до указанного срока, на рынке уже давно доступны процессоры с частотой около 4 ГГц. Как удалось вопреки здравому смыслу дать такой удивительно точный прогноз? В 1965 году будущий основатель компании Intel Гордон Мур обнаружил, что параметры промышленной электроники удваиваются каждые два года. Он продлил в будущее эту тенденцию, и с тех пор она служит ориентиром для всех компаний, работающих в сфере информационных технологий. Но за кон Мура — редкий случай успешного средне срочного прогноза, построенного методом обычной экстраполяции.


Космические ошибки

В 1953 году Хью Драйден, глава Национального консультативного совета по аэронавтике — NACA, преобразованного впоследствии в NASA, — сделал смелый прогноз: «Полет человека на Луну вполне может состояться через 50 лет». Через 4 года был запущен первый спутник, а через 16 лет Нейл Армстронг ступил на лунный грунт. «Реальность оставляет позади прогнозы самых рьяных оптимистов», — говорил Драйден в 1964 году, когда работы по программе «Аполлон» уже шли полным ходом. Однако бывает и наоборот. В 1966 году в Вашингтоне собрался IV симпозиум Американского астронавтического общества. На нем перед специалистами поставили задачу: дать прогноз развития космической техники на 35 лет вперед — до 2001 года. Вот некоторые из прозвучавших тогда предсказаний (в скобках реально достигнутые показатели). Ежегодный объем космических полетов составит 1—100 миллионов человеко-часов — это 100—10 000 человеко-лет (фактически около 3 человеко-лет в год). На спутнике Сатурна Титане заработает обитаемая космическая станция (один робот проработал там полчаса). На Меркурии начнется добыча и обработка руды (первый искусственный спутник Меркурия появится, вероятно, только в 2011 году). Стоимость доставки груза с Земли на Луну снизится с 11 000 долларов за килограмм в проекте «Аполлон» до нескольких долларов благодаря многоразовым кораблям и ядерными двигателями (стоимость практически не изменилась, разработка ядерных двигателей прекращена). Суточный полет на 200-местном орбитальном лайнере будет стоить 1250 долларов (полет на 3-местном «Союзе» стоит 20 миллионов долларов, самые большие корабли — 7-местные шаттлы). Недельный тур на Луну на 35-местном корабле обойдется в 10 000 долларов (технология пилотируемых полетов на Луну фактически утрачена и должна создаваться заново). Эти прогнозы вовсе не казались фантастикой в середине 1960-х годов. Их совершенно серьезно делали ответственные чиновники американского правительства и эксперты компаний, работавших по космическим заказам. Все они находились под впечатлением ошибки Драйдена и не хотели ее повторить. Если специалисты в своей узкой области так ошибаются, чего вообще стоят подобные долгосрочные прогнозы?


Между наукой и мистикой

Четвертое измерение нашего мира неохотно раскрывает свои тайны. Ему противостоит сила разума, способного умозрительно создать картину еще ненаступивших событий и выбрать адекватное прогнозу поведение. Подходить к этой задаче можно двумя принципиально разными способами: экстраполируя замеченные в окружающих событиях закономерности или порождая в воображении целостный образ будущего. Первый путь ведет к науке, второй — в пределе — к мистике. Один очень надежен, но работает лишь в специальных случаях. Сфера применения второго может быть столь же широка, как и неопределенность получаемых результатов.

Говоря об изучении будущего, эти крайности обычно отбрасывают: предсказания, пророчества — ввиду предельной неоднозначности, точные научные предвычисления — поскольку они не являются проблематичными. Но между ними лежит целый спектр смешанных практик, которые в разных пропорциях сочетают интуитивное визионерство с формальным анализом данных. Когда преобладает интуиция, обычно говорят о футурологии, когда аналитика — о прогностике. На их стыке находятся так называемые форсайт-методики, заключающиеся в тщательной систематизации экспертного знания. Где-то между пророчествами и футурологией лежит художественный метод постижения будущего — фантастика. Его зеркальная противоположность — граничащие с научным предвычислением методы планирования, применяемые в корпоративном управлении. Впрочем, границы между всеми этими разделами довольно условны и подвижны.


Гордон Мур и его закон. По вертикали отложено число логических элементов на массово выпускаемых микросхемах


Визионеры

Слово «футурология» появилось в самый разгар Второй мировой войны. В 1943 году социолог Осип Флехтхайм употребил его в письме Олдосу Хаксли, который и ввел слово в оборот. Им стали обозначать попытки предвидения развития человеческой цивилизации исходя из наблюдаемых тенденций и ожидаемых событий. В тривиальном случае это может быть простая количественная экстраполяция, но, как правило, речь идет о тонко подмеченных качественных изменениях в образе жизни людей, сдвигах в системе ценностей общества или важных технологических новациях, которые нередко лежат в основе всех прочих перемен. Как философ в капле воды видит море, так футуролог должен увидеть зародыш будущего в настоящем и убедительно донести его до массового сознания. Вот почему этих исследователей нередко, отчасти в шутку, называют визионерами.

В 1970 году футуролог Элвин Тоффлер опубликовал книгу «Шок будущего», сразу сделавшую его знаменитым. В ней он рассмотрел последствия растущего темпа жизни людей и дал целый ряд неожиданных для того времени прогнозов: о широком распространении одноразовых предметов потребления, регулярной смене профессий и мест проживания, о связанных с этим уменьшении глубины и длительности дружеских отношений и изменении традиционного формата семьи. В подтверждение этих и многих других тезисов в книге собран огромный фактический материал, но убедительность ей придает целостность созданной картины будущего.

Многие прогнозы Тоффлера блестяще подтвердились. И все же, как и многие предшественники, он попал в ловушку экстраполяции. Описав тревожные перемены, вытекающие из ускорения темпа жизни, он не заметил технологию, которая помогла человечеству значительно смягчить «шок будущего». Эта технология (Интернет) родилась в лаборатории как раз в момент написания книги. Но в полной мере ее потенциал раскрылся лишь через 30 лет, когда Всемирная сеть психологически сократила расстояния между географически разделенными людьми до одного щелчка мышью. Интернет позволил сохранять, усиливать и создавать но вые устойчивые человеческие отношения, несмотря на все перемены и переезды.

Мир превратился в «глобальную деревню». Этот термин принадлежит другому знаменитому визионеру-футурологу — Маршаллу Маклюэну, который считал способы коммуникации между людьми ключевым фактором развития цивилизации и в те же годы, что и Тоффлер, разглядел контуры нового этапа. Маклюэн разделил историю на четыре эпохи: устную, рукописную, книгопечатную и только что начавшуюся электронную. Это позволяло единообразно взглянуть на перемены конца XX века.

Тоффлер учел эти идеи, когда в 1980 году выпустил новую книгу «Третья волна», но предложил свою модель смены эпох. Первая волна модернизации — это переход к аграрному обществу, вторая — к индустриальному с доминированием массового конвейерного производства и, наконец, третья волна переносит нас в постиндустриальное, или информационное, общество, где основной благосостояния становятся ноу-хау и изощренные системы коммуникаций и управления.

Как бы оправдываясь за неизбежные в футурологическом исследовании упущения, Тоффлер писал: «Наши попытки всмотреться в завтра — или хотя бы осознать сегодня — остаются, как и должно быть, больше искусством, чем наукой... Мы должны учитывать, а не игнорировать парадоксы и противоречия, догадки, фантазии и отважиться на синтез (хотя бы предварительный)».


Конец истории

Как и любые прорицания и пророчества, футурологические прогнозы ставят нас перед лицом парадокса: либо безропотно принимать предсказанное будущее, либо пытаться его изменить, но тогда прогноз утрачивает силу. Предрекая закат капитализма, Карл Маркс поощрял людей приблизить его конец, но одновременно мобилизовал других людей на поиск путей адаптации общества к новым условиям. Дикого капитализма времен Маркса действительно не стало, но история пошла совсем не так, как он ожидал.

Многочисленные прогнозы ядерной войны, звучавшие в 1950—1970-х годах, по-видимому, сыграли определяющую роль в ее предотвращении. Хотя неблагоприятные сценарии будущего были пережиты в «несерьезной» научно-фантастической форме, они стали своего рода прививкой, внедрив в сознание абсолютного большинства действующих политиков мысль о невозможности на практике обращаться к этому последнему ядерному аргументу. Так образы возможного будущего изменили само будущее.

В 1992 году американский философ Фрэнсис Фукуяма опубликовал наделавшую много шума книгу «Конец истории и последний человек». В ней он доказывал, что история в том виде, как мы ее знаем, фактически закончилась: в мире необратимо побеждает либерально-демократический путь развития, на который в той или иной степени встали в конце XX века все страны, от разгромленных во Второй мировой войне Германии и Японии до начавших переход к рыночной экономике России и Китая. Но словно по иронии судьбы как раз в начале 1990-х годов в мире стали устойчиво расти антиамериканские настроения, и уже в 1996 году другой политолог Сэмюэль Хантингтон выпустил книгу «Столкновение цивилизаций и преобразование мирового порядка», в которой писал: «Для каждой цивилизации, по крайней мере единожды, а временами и чаще, история заканчивается. Когда возникает универсальное государство, его народ обычно бывает ослеплен... «миражом бессмертия» и убежден, что их государство есть последняя форма человеческого общества». Согласно Хантингтону, настоящая история — противостояние надгосударственных цивилизаций — еще только начинается. Возможно, и этот сценарий будущего самим фактом своей публикации предостережет мир от опасного пути. Сейчас еще рано об этом судить.


От футурологии к форсайту

При построении сценария будущего футурологи часто следуют формуле: 3В + Н — возможное, вероятное, востребованное плюс непредсказуемое. Сначала составляется список всех мыслимых изменений и вариантов развития. Затем с учетом принципиальных научных или практических ограничений отсеиваются невозможные. Вероятность остальных оценивают эксперты, а их востребованность или желательность отражает консолидированное общественное мнение. Венчает этот трехслойный пирог анализ влияния на сценарий отдельных маловероятных, но значительных событий, скажем, неожиданного открытия, позволяющего обойти одно из упомянутых в начале принципиальных ограничений, или катастрофы, которая существенно меняет общественное мнение.

Грубые ошибки в прогнозах развития космической отрасли были связаны с тем, что в их построении в основном учитывалось только первое «В», принципиальные технические возможности, и не учитывалось третье — востребованность. Сначала, в 1950-х годах, недооценивались мощные военно-политические мотивы, подстегнувшие космические программы СССР и США. Потом, наоборот, приверженность стран к космическим исследованиям сильно переоценивалась. Между тем правительства, получив ракетное оружие, вовсе не горели желанием выбрасывать миллиарды долларов в космос ради исследовательской романтики. Коммерческий же потенциал космоса оказался не слишком большим. На симпозиуме в 1966 году это заметил лишь один докладчик — экономист Чарлз Шелдон. Не поддаваясь общей эйфории, он дал прогноз, что быстрый рост расходов на космос вскоре остановится, «поскольку перед экономикой также стоит ряд других важных задач», и трезво перечислил коммерческие перспективы космоса: дистанционный мониторинг Земли, глобальные системы связи, навигация, а также земное применение космических технологий. За прошедшие четыре десятилетия этот список практически не изменился.

Упущения и перекосы, характерные для визионерской футурологии — это обратная сторона целостности и эмоциональной убедительности получаемых картин будущего. Один человек, тем более яркая творческая личность, не может быть объективен, он неизбежно увлекается, идя на поводу своей фантазии, или, наоборот, игнорируя несимпатичные ему идеи. Скомпенсировать эти недостатки можно только при участии широкого круга специалистов. Так возникают методы форсайта — долгосрочного прогнозирования научно-технологического и социального развития, основанные на опросе экспертов. К разработке прогноза могут привлекаться сотни и даже тысячи человек. Они не могут работать над одним общим текстом — это заняло бы слишком много времени. Нельзя и разделить подготовку прогноза на части: получится набор несогласованных фрагментов, каждый из которых по-прежнему будет далек от объективности. Нужно так соединить усилия специалистов, чтобы они могли сотрудничать, не затрачивая на это много времени, а в итоге получался целостный прогноз.


Характерная особенность прогнозов вековой давности — контраст между футуристичностью техники и традиционностью дизайна. Визионеры того времени еще не вполне осознавали, насколько значительные социальные изменения влечет за собой развитие техники.


Дельфийский оракул

Проблемой организации взаимодействия экспертов в 1950-х годах занялась американская некоммерческая корпорация RAND. Ее деятельность, как и многое в то время, стимулировалась военными задачами. В условиях быстрого совершенствования систем вооружения приходилось решать, каким технологиям и стратегиям отдать приоритет. В таком деле нельзя полагаться на творческое вдохновение индивидуальных визионеров. Ставка делалась на задачи, относительно которых эксперты могут достичь консенсуса. Разработанный RAND комплекс процедур стал известен под названием метода Дельфи — от знаменитого древнегреческого Дельфийского оракула.

Для подготовки прогноза по методу Дельфи организаторы набирают команду экспертов, которые работают анонимно и независимо друг от друга. Эксперты начинают с подготовки списков конкретных прогнозов или вопросов по заданной теме. Это могут быть достижения определенных показателей или сроки появления технологий. Организаторы выбирают наиболее часто встречающиеся в списках позиции и готовят опросник, в котором экспертам предлагается оценить реалистичность, полезность, сроки и условия для исполнения каждого прогноза. По ходу работы эксперты могут высказывать мнения и полемизировать, но только анонимно через посредника, который вправе останавливать тупиковые дискуссии или менять постановку вопросов. Получив заполненные опросники, организаторы рассылают экспертам сводные результаты и мотивировки, чтобы те могли, изучив их, скорректировать свое первоначальное мнение. Эта процедура может повторяться несколько раз, пока взгляды группы не перестают существенно меняться. Тогда строится окончательная сводная таблица, сопровождаемая необходимыми комментариями.

В 1964 году корпорация RAND применила метод Дельфи для составления прогноза важных научных открытий, технических достижений и социальных новаций на период до 2030 года. К работе были привлечены десятки экспертов, в том числе писатели-фантасты Айзек Азимов и Артур Кларк, известные своим интересом к футурологии. Сегодня еще рано подводить окончательные итоги этого проекта, но около половины сделанных тогда научных прогнозов уже исполнились (хотя не всегда в предсказанные сроки), а в области автоматизации результат приближается к 70%.

Даже при использовании компьютеров и Интернета метод Дельфи требует от организаторов значительных трудозатрат. Расходы оправдываются широтой охвата экспертных мнений и их независимостью. Благодаря анонимности среди экспертов не возникает центров влияния, и вместе с тем они менее склонны держатся за свою первоначальную позицию. Однако нацеленность метода Дельфи на консенсус отрицательно влияет на креативность экспертов, отсекая оригинальные идеи. Кроме того, из-за широких полномочий организаторов их предубеждения могут существенно отразиться на результатах. Поэтому не заставили себя долго ждать разнообразные вариации метода Дельфи. В некоторых из них частично отказываются от анонимности, допуская очные панельные дискуссии и круглые столы, в ходе которых эксперты уточняют свои позиции.


А судьи кто?

Формирование экспертной панели — одна из самых сложных задач при проведении форсайта. Зная, что его результаты будут учитываться в государственном планировании, некоторые игроки рынка пользуются этим для продвижения своих интересов. Другие, наоборот, избегают участия, опасаясь раскрытия конфиденциальной информации. К исследованию стремятся сбалансировано привлекать представителей науки, бизнеса и органов государственного регулирования как из крупных, так и из небольших организаций, поскольку они владеют разными аспектами проблемы. Участие зарубежных специалистов помогает избежать местных предубеждений.

Отдельная задача — добиться, чтобы в экспертную группу вошли сами специалисты, а не их начальники. Для этого экспертов могут приглашать как по формальным критериям (должность, ученая степень), так и по рекомендациям. Один из эффективных методов отбора экспертов — сономинирование. Нескольких специалистов просят назвать наиболее компетентных коллег, к которым обращаются с такой же просьбой. Когда список достигнет заметной избыточности, из него выбирают тех, кто собрал больше голосов. Однако и этот метод не работает, если в экспертном сообществе имеет место поляризация или иного рода клановая структура. В 1996 году, вскоре после падения режима апартеида в ЮАР, новое правительство страны решило провести форсайт для определения приоритетов национального научно-технологического развития. Если бы тогда экспертов отбирали методом сономинирования, это были бы сплошь седые белые мужчины. Среди чернокожего большинства в ЮАР есть авторитетные специалисты, но их все же меньше, чем белых, которые номинировали бы преимущественно друг друга. Еще большей проблемой форсайта в ЮАР стал отказ от участия в нем крупнейших научно-технологических организаций страны, занимающихся ядерной энергетикой, оборонными и аэрокосмическими технологиями. Получая целевое государственное финансирование, они не хотели ставить свои темы в один ряд с другими и рисковать перераспределением средств. В итоге, когда спустя 10 лет анализировались итоги форсайта, выяснилось, что он не оказал значительного влияния на инновационную политику страны.



В современных образах будущего куда больше внимания уделяется стилистике и дизайну. Это отражает смещение интересов публики от технических к имиджевым аспектам прогресса. Футуристистические архитектурные образы подчинены не столько функциональным целям, сколько стремлению произвести впечатление.


Мода на будущее

И все же в большинстве развитых стран мира регулярно проводятся форсайт-исследования как в научно-технологической сфере, так и для определения приоритетов социального развития. Так, в 2004—2005 годах в Европейском Союзе 515 экспертов изучали вопрос, какие из технологий информационного общества требуют приоритетной государственной поддержки для обеспечения основных целей ЕС: роста числа рабочих мест и благосостояния, повышения конкурентоспособности бизнеса, сохранения окружающей среды и обеспечения социальной сплоченности общества. Среди других результатов важнейшим стал вывод о приоритетности развития информационных технологий в образовании. Как оказалось, именно это максимально позитивно сказывается на всех сферах жизни общества.

До России веяния моды докатились в 2006 году, когда с подачи Минсвязи состоялся первый российский форсайт по информационно-коммуникационным технологиям: 138 экспертов выделили и оценили 74 технологии, сведенные в восемь тематических групп. Еще два форсайта проводятся сейчас под эгидой Минпромэнерго и Минобрнауки. В последнем уже сформированы панели, включающие 300 экспертов. С 2007 года при Высшей школе экономики издается научный журнал «Форсайт», посвященный методам долгосрочного прогнозирования.

Пока неясно, принесет ли эта мода пользу или все получится, как в ЮАР. Итоги первого ИТ-форсайта вызывают некоторое недоумение. Например, самой приоритетной задачей для развития информационных технологий в России оказалось налаживание электронного документооборота в государственных органах, то есть автоматизация труда чиновников. Зато к концу списка тяготеют инновационные технологии, значимые для конкуренции на мировом рынке: многопроцессорные и квантовые компьютеры, широкополосные каналы связи, трехмерные и гибкие дисплеи, машинный перевод, распознавание речи и другие методы искусственного интеллекта. Единственная «железная» тема, попавшая в первую двадцатку приоритетов, связана с модными нынче нанотехнологиями. «Я думаю, в первые строчки этого списка вошли те направления, на которые есть госзаказ», — сказал по этому поводу ведущий аналитик Mobile Research Group Эльдар Муртазин.

Чтобы исследования будущего не были пустой тратой ресурсов, на их результаты должны ориентироваться органы государственного управления. Если же, наоборот, эксперты будут оглядываться на приоритеты, уже выбранные правительством, форсайт лишается всякого смысла. Но в российской политической традиции роль экспертов всегда была невысока, и изменить направление этого вектора будет непросто.

Знакомство с исследованиями будущего порой вызывает недоумение: так ли уж отличаются от беллетристики визионерские сказки футурологов? Какой смысл в дорогостоящих опросах экспертов, если мы не узнаем, правы ли они, пока не доживем до обсуждаемого будущего? Эти вопросы совершенно корректны, пока мы воспринимаем термин «исследования будущего» буквально. Но это явное недоразумение.

Будущего не существует — оно еще не наступило, и его нельзя исследовать. Изучать можно настоящее и память о прошлом. Однако наряду с фактическим положением дел в настоящем есть и его непрерывные изменения. Только в отличие от механики, где для тела можно определить мгновенную скорость, изменения, происходящие в обществе, описываются лишь в терминах целей или образов будущего. Поэтому, занимаясь футурологией, мы на самом деле изучаем настоящее, но в его динамическом аспекте: его «скорость» и «ускорение».

Футурологический прогноз отражает не столько положение дел в будущем, сколько обоснованные ожидания. Это своего рода проекция будущего в настоящее. А ожидания людей, погруженных в поток событий, — единственное реальное знание о будущем, которым мы располагаем. Фантасты расширяют наше воображение, футурологи-визионеры заостряют взгляд, форсайт-методики повышают объективность выводов. Но если исходные ожидания нас обманывают, если они недостаточно тонки, если восприятие замутнено идеологическими штампами или тенденциозным отбором информации, прогноз будет ошибочен. И, основывая на нем свои решения, мы сами отвечаем за возможные последствия своей близорукости.


Александр Сергеев
Источник: Вокруг света.

@темы: Будущее, наука

---

Микроскопический наноробот хирург уже реальность.

Микроскопический хирург
Ученые создали беспроводной зонд, который удаляет раковые клетки

Исследователи из Университета Джона Хопкинса (США) обнародовали сенсационное изобретение, которое поможет проводить сложнейшие операции и клеточные трансплантации с филигранной точностью. Первый в мире микроскопический аппарат размером с частицу пыли в диаметре тоньше десятой доли миллиметра проникает в организм человека, ориентируясь на биохимические сигналы, исходящие от каждой клетки, определяет злокачественные и удаляет их из организма. По своему внешнему виду наноробот напоминает членистоногое — из «туловища»-базы выходят три пары «клешней», с помощью которых робот цепляет и удерживает ткань. Ученые не скрывают, что дизайном миниатюрного зажимного устройства (микрогриппера) они обязаны крабу, который и вдохновил их на подобную конструкцию. Пока наноробот не доберется до цели, он не выпускает свои щупальца и находится в форме гладкого шарика, что позволяет ему беспрепятственно продвигаться в нужном направлении. Когда же микрогриппер обнаруживает заданный объект, он раскрывает лапки и как будто ковшом загребает злокачественные клетки.

Подобные нанороботы работают без каких-либо периферийных устройств вроде проводков и батарей — они приводятся в действие тепловым, биохимическим или магнитным импульсом. Микрогрипперы содержат мельчайшие частицы никеля, воздействуя на которые с помощью магнитов, исследователи задают направление движению зонда.

В лабораторном эксперименте нанозонды помещались в узкую стеклянную колбу с образцами животных тканей, из всего множества которых устройство должно было выбрать несколько клеток, помеченных специальной краской, отделить их от ткани и доставить ученым. С заданием зонд справился: кроме окрашенных клеток, робот не удалил ни одной другой клетки. При этом клетки, доставленные экспериментаторам, оставались живыми даже спустя 72 часа после их изъятия из ткани. Это означает, что, отделяя клетки от ткани, микрозонд не повредил их.

После удачного завершения опыта руководитель проекта профессор Дэвид Гарсиас заявил, что нетоксичные, дешевые в производстве и легкие в эксплуатации роботы могут стать прекрасной альтернативой хирургическим инструментам. Кроме того, микроскопические размеры наноробота позволяют проводить диагностику и операции без разрезов и агрессивного вмешательства в организм. А полная автономность микрогриппера дает возможность брать клеточные пробы и оперировать в самых труднодоступных органах.

«Безусловно, развитие медицинских технологий позволяет проводить все больше операций с помощью робототехники и другими щадящими для пациента способами, — рассказал РБК daily генеральный директор сети многопрофильных медицинских центров «Медси» Андрей Лобанов. — Например, на Западе уже многие медицинские манипуляции проводятся с помощью роботов. Так, в афинском центре операции на аденоме простаты делают с помощью роботов, что в десятки раз сокращает период реабилитации и уменьшает болевые ощущения пациента. И хотя в России только пять медицинских центров располагают аппаратурой для роботохирургии (для сравнения, в Европе и США таких центров более 200), лет примерно через десять практически большинство операций в крупных медицинских центрах будет проводиться с помощью медицинских роботов. Исключение, пожалуй, составят только операции на открытом сердце и нейрохирургия — здесь хирурги в ближайшем будущем вряд ли откажутся от ручной работы».

Сейчас американские ученые работают над усовершенствованием своего изобретения. Дело в том, что микрогриппер выполняет только разовый захват клеток, а вот раскрыться и выпустить клетки не может. Однако исследователи модифицируют изобретение, которое планируется использовать в качестве инструмента для биопсии и доставки лекарственных препаратов. Разработка впечатлила Министерство здравоохранения США, и команде из Университета Джона Хопкинса был выделен грант на сумму 1,5 млн долл. Полученные средства Гарсиас планирует использовать не только на краткосрочные планы, но и на то, чтобы нанозонд смог как удалять, так и переносить клетки из одного места в другое.

«Для серьезных научных разработок это не деньги, — прокомментировал РБК daily доктор медицинских наук, заместитель председателя комитета по охране здоровья Государственной думы РФ Сергей Колесников. — Например, в России корпорация «Нанотехнологии» под несколько инновационных проектов получила 130 млрд руб. В частности, на эти средства будет разрабатываться новейший метод борьбы против рака — брахитерапия, при которой опухоль обкалывают тончайшими иголочками с радиоактивными частицами, которые уничтожают злокачественные клетки. И только на производство этого оборудования уйдет более 50 млн долл. Так что гранта в размере 1,5 млн долл. хватит ученым только на апробацию изобретения, а его еще нужно дорабатывать, получать все разрешения… Думаю, от создания до практической реализации микрогриппера пройдет около десяти лет».

Кстати, интерес со стороны властей обусловлен еще и тем, что микрогриппер, который в руках врачей станет инструментом для спасения людей, попав к террористам, может использоваться как опасное оружие. Именно поэтому дальнейшее усовершенствование сенсационного изобретения, которое откроет потрясающие возможности трансплантации клеток и лечения практически любых заболеваний, будет проводиться под особым контролем правительства США.
Источник: РБК

@темы: Нанотехнологии, Наука

---

Грубая реальность плотной компоновки в ОБТ.

Интересная и профессиональная статья, рассматривающая недостатки плотной компоновки ОБТ.
Бронетехника - одно из моих хобби, но я знаю, что и кое-кто из ПЧ ей интересуются, поэтому этот пост здесь появился.


Пишет: bauris's на "Быть душам сильнее металла..."
Грубая реальность плотной компоновки.
В прошлом году у меня был небольшой пост на тему мифических достоинств плотной компоновки танка. К сожалению, продолжение задержалось, но логически завершить материал рассказом теперь уже о ее реальных недостатках – все же пора.
Итак, поехали. Ответы на вопрос, почему никто в западном (да и по сути вообще в зарубежном) танкостроении не избрал тот подход, что старательно культивировался в СССР – изъяны имеем следующие.

1. Вероятно, основной недостаток плотной компоновки при ее классической схеме – резкий рост взрыво- и пожароопасности при пробитии, складывающийся из размещения: а) топлива; б) боекомплекта. При малом заброневом объеме оно определяется не исходя из снижения вероятности поражения и изоляции, а банально исходя из малого свободного места. Компактность танков «Т» на деле сослужила им дурную службу – снижение шансов на попадание с уменьшением силуэта с лихвой компенсировал тот факт, что баки либо снаряды будут задеты почти при любой траектории пробития.

На Западе еще со времен Второй Мировой сложился более здравый подход – максимальное снижение пожароопасности даже ценой роста заброневого объема: баки рационально размещались в моторно-трансмиссионном отделении – специально увеличенном для этого (либо, если часть их все же вползала в боевое отделение – экранировались от экипажа бронеперегородками); кроме того, применялись контейнеры для боекомплекта и «мокрые» укладки. По схожему пути могло пойти и советское танкостроение – советские танки «британской» школы, в частности Т-28, отличались изолированным размещением топлива, но увы – возобладала «школа Кристи» (БТ – Т-34), где вопрос пожароопасности находился в конце списка приоритетов.
Нельзя сказать, что западным противникам СССР всегда способствовал успех в деле борьбы за пожаробезопасность – например, М60, несмотря на грамотно решенную «топливную» проблему, неожиданно оказался не менее горючим, нежели Т-62 с его громадным баком в отделении управления: говорят, у израильских танкистов даже сложилась поговорка «в чем разница между зажигалкой Zippo и «Паттоном»? «Паттон» загорается быстрее!» (американскую машину подвели «мокрые» приводы башни с очень горючей гидравлической смесью). Но на 3-м поколении послевоенных танков разрыв стал колоссальным.
Со стороны Запада появилась крайне эффективная контрмера – вышибные панели для боекомплекта: в случае пожара выстрелов в забашенных нишах они распахиваются, тем самым снижая давление и не допуская переход в детонацию (1). Однако забашенная ниша – это, с т. з. тогдашнего советского подхода, «лишний» заброневой объем, и применить столь эффективное решение на Т-64 и его ближайших потомках оказалось невозможным. Со стороны же отечественного танкостроения танки, идущие от Т-64, получили сразу два тяжелых удара, резко снизивших их живучесть даже по сравнению с Т-55/62 – переход на полусгораемую гильзу при раздельном заряжании и вынесение дополнительных баков в боевое отделение за оконечность МЗ/АЗ. Получилась парадоксальная ситуация: если 3-е поколение западных танков резко ушло вперед по данному показателю против своих предшественников (М60, «Чифтена» и пр.), то 3-е советское – резко же деградировало по сравнению со своими предками. То были издержки уплотнения компоновки Т-64 почти на треть от уровня Т-54.
Помогают ли принятые для танков просторной компоновки меры снизить безвозвратные потери машин? Еще как помогают. Например, грамотно скомпонованные Т-28 (с топливом в МТО) в период Финской войны прошли 386 циклов ремонта при 94 безвозвратно утерянных машинах – безвозвратные потери составили лишь 20% (2). Еще лучшие результаты закономерно показывают современные танки: те же «Абрамсы», по данным февраля 2005 г., имели соотношение уничтоженных машин к поврежденным всего 17:800 (2 процента!) (3). Танкам плотной и сверхплотной компоновки о таких соотношениях даже и мечтать не стоит.
Оцените сами: боекомплект в Т-72/90:

Топливная система Т-72/90:

Как видим, практически при любой траектории пробития неизбежно будет задет либо боекомплект, либо топливная система. Что еще больше усугубляется двумя фактами: 1) выстрелы с полусгораемой гильзой размещены без какой-либо защиты либо изоляции от экипажа; 2) топливные баки не изолированы и не наполнены полимерной пеной для предотвращения возникновения ТВС (мера, внедренная на Западе в 80-х). В итоге, танк может быть потерян со всем экипажем от пробития с ничтожно малым воздействием – в отличие от зарубежных ОБТ, где большой внутренний объем башни позволил изолированно разместить часть БК в нише, а просторное МТО – принять на себя топливные баки или хотя бы их часть.
Пример в тему – известный инцидент с пробитием брони «Абрамса» 2 апреля 2003 г. и его последствия (4):


Нетрудно понять, что могло повлечь за собой пробитие брони «Т» в том же месте. Например, вот такую картину:

Отсюда вывод: сколь бы ни был хорош по защите танк «Т», по сравнению с танком «М» он может казаться «одноразовым». Стоит ли строить машину стоимостью 2,5 млн у. е. с заброневым объемом 11 кубометров и рисковать потерять ее моментально от копеечной ПГ или противотанковой мины/СВУ? Или лучше обеспечить ей отнюдь не лишний объем и во многом обезопасить себя от такого? За рубежом решили – лучше.

2. Малозаметный на первый взгляд недостаток плотной компоновки – углы склонения и возвышения орудия: логично, что низкий танк советской школы ограничивает ход казенной части орудия сильнее, чем высокий западный. К чему это приводит?
Важным элементом западной тактики танкового боя является использование обратных скатов высот: склонив орудие на предельные 9-10 градусов, танк подставляет наступающему врагу лишь башню, укрыв корпус за экраном грунта, и, произведя серию залпов, быстро сдать назад. Еще немцы, противодействуя локальным советским контрнаступлениям в 1941-м, активно использовали эту тактику: «Получив разведывательное задание, цель которого — обнаружение позиций русских танков южнее Бердичева, взвод 4-й роты осторожно выходит на одну из высот. Механику-водителю танка взводного дается указание немного наехать на высоту так, чтобы с противоположной стороны было видно только орудие и башню машины» (из описания боя под Бердичевым танкиста из 11 тд). Позднее, в 1973 г., израильские «Шоты» и «Магахи» уничтожили с таких позиций десятки – если не сотни – наступавших арабских «тэшек».
Взвод «Абрамсов» на обратном склоне:

Танку советского типа с его углами склонения -5/-6 (у Т-64/80 и у Т-72/90 соответственно) это не дано: либо он будет вынужден выкатиться на вершину холма, подставляя весь корпус (включая 100-мм НЛД), либо он будет просто лишен возможности выстрелить.
Схожая ситуация и с углами возвышения: хотя проблемы с обстрелом целей в высотных зданиях имеют все танки, понятно, что западные машины с максимальным углом элевации 20 град имеют преимущество перед советскими/российскими с их 13,5-14 град. Наконец, бОльшие углы раскачивания дают выигрыш при стрельбе на пересеченной местности – в том, что цель, оставаясь в прицеле, может уйти с линии огня орудия при преодолении танком какой-нибудь кочки, нет совершенно ничего хорошего.

3. Еще одна причина, по которой танк классической компоновки должен быть большим и тяжелым – размер боекомплекта. У современных танков БК к основному орудию примерно одинаков, однако причина тому – эффективные меры к снижению взрывоопасности БК, принятые на Западе, требуют уменьшить его численность. Однако у более ранних машин времен «холодной войны» соотношение закономерное – например, 43 выстрела у «тесного» Т-55 и 57 – у «просторного» «Центуриона Мк.10». Кроме того, просторный танк вмещает и больше пулеметных патронов: 1 250 у Т-90 против 10 000 у «Абрамса». Это достоинство может показаться малозначительным, но оно есть.

4. Что бы еще отметить? Ах да, идущую рука об руку с плотной компоновкой неравномерность защиты. Рассмотрим на примере танков-потомков Т-64: низкий, короткий корпус с большим наклоном лобовой плиты – иными словами, корпус предельно обжатый – формально имеет хорошую защиту спереди. Но вот незадача: мехвод должен иметь возможность в этот корпус залезать. А как разместить люк при такой нехватке места? Только провести его через лобовую деталь. В итоге, имеем громадную ослабленную зону на половину ВЛД, причем в верхней части она – как показал опыт армяно-азербайджанского конфликта – пробивается даже 30-мм БТС (5). Вот тебе и выполненное ТТТ!


Но еще более наглядным представляется сравнение ослабленных зон башен: перед вами «колпаки» Т-90А и «Абрамса»:



Видно, что в центре башни Т-90 зияет «дыра», неустранимая из-за люка мехвода (корпус-то слишком короткий, и лоб башни упирается в него), видна жутко наклоненная крыша и неслабый подбашенный заман – итого, нормативную защиту с учетом ДЗ обеспечивает лишь жалкая, пренебрежимая площадь проекции. На первый взгляд, впрочем, может показаться, что наклонная крыша и заман напрямую не связаны с компоновкой, но это не так: облегчение лобовой брони таким способом призвано хоть как-то снизить неуравновешенность башни, которая у советских/российских танков выражена сильнее – чем у просторных башен западных машин, где тяжелую лобовую броню компенсирует забашенная ниша.
В результате, на выходе имеем то обстоятельство, что российские танки равны по защите западным скорее формально, чем реально…

5. Напоследок отметим такой недостаток плотной компоновки, как бОльшую сложность конверсии и ее меньший потенциал: спецмашины на базе больших и тяжелых танков – что логично – могут тащить на себе более основательное оборудование (от кранов до раскладных мостов). Старенькая американская БРЭМ М88 может поднять 23 тонны, что не под силу даже новейшей российской БРЭМ-80У с ее 18 т грузоподъемности:

Мы еще не коснулись таких вопросов, как ремонтопригодность, противоминная защита, комфорт экипажа – нетрудно понять, что преимущества в этих вопросах тоже на стороне рациональной просторной компоновки…


Что же в итоге получается? А вот что – напомню еще раз (6):

Думаю, что не ошибусь, отнеся отставание не столько на счет огневой мощи и защиты (они все-таки сравнимы), сколько именно на издержки плотной компоновки. Именно пониманием их объясняется тот факт, что НИ ОДНА конструкторская школа на западе не заимствовала советский путь. Даже развивающиеся страны со слабым танкостроением его не приняли: китайцы, некогда вынужденные копировать «тэшки», ныне строят танки средней плотности компоновки («Тип 99»); индусы пытаются создать типично «западной» школы ОБТ «Арджун».
Что можно сказать в утешение? А вот что: при росте технического уровня (и особенно при неклассических компоновочных схемах) можно устранить многие недостатки малого заброневого объема и не утратить его достоинства. Революционная «лафетная» схема, при которой экипаж размещается в изолированной бронекапсуле, а весь БК – в центральном БО с необитаемой башней, впервые была реализована именно в нашей стране – на опытном ракетно-пушечном танке «Объект 287»:

Сегодня по схожей компоновочной схеме создается и перспективный российский танк. Масса 50 т, большое МТО, максимум мер по выживаемости экипажа – наконец-то мы приходим к общему по сути с Западом пути, но уже на совершенно новом витке технической эволюции. Будем надеяться, что шансы России наконец создать наиболее совершенный в мире танк будут подкреплены его реальными закупками в реальных же количествах…


Примечания.
(1) Известнейший миф связан с тем, что якобы они призваны «отвести энергию взрыва» вверх, в направлении панелей. Любителям этого мифа стоит напомнить, что энергия взрыва всенаправлена и имеет полную возможность распространяться и в сторону боевого отделения, тонкая переборка которого в принципе не выдержит взрыв ~200 кило баллиститного пороха. Поэтому смысл их – не допустить детонацию как таковую, посредством сброса давления.
(2) М. Коломиец. Средний танк Т-28. С. 79.
(3) M. Green. M1 Abrams at War. P. 99.
(4) Abrams Tank Systems: Lessons Learned, Operation Iraqi Freedom - официальная презентация Tank Automotive COMmand.
(5) Личный архив В. Фофанова .
(6) НТК ГАБТУ «Броня-2004».


Статья взята от сюда

Прдолжение. (или первая часть - как посмотреть) Мифы плотной компоновки.

Мифы плотной компоновки.

Вопрос о том, является ли плотная компоновка ОБТ благом или недостатком, на редкость занимателен. Попробую обосновать свою точку зрения серией материалов по теме. Итак, рассмотрим имеющие широкое хождение в народе (и порой среди самих военных) заблуждения на этот счет.

Первый миф: тяжелые ОБТ с большим забронированным объемом, с массой 55-70 тонн, якобы нетранспортабельны по железным дорогам. Миф до сих пор имеет широкое хождение, и даже Чобиток в своей статье по компоновке его воспроизводит: «Даже не смотря на то, что М1 на 0.9 м ниже своего предшественника М60, его габаритные размеры в большинстве случаев не позволяют перевозить «Абрамсы» по железной дороге. Основными видами транспорта являются морской и автомобильный».
В действительности, конечно же, ничего это представление под собой не имеет. Зарубежные танки прекрасно транспортируются по железной дороге:

И в таком виде тоже (М1А1 идут на модернизацию по программе AIM):


В СССР спецплатформы под грузы до 70 тонн появились еще в конце 50-х. Танки на них тоже возили – правда, средние, по две штуки на каждую.

Второй миф – минимизация силуэта танка якобы резко снижает вероятность попадания в такую цель. Эта мантра стала едва ли не главным аргументом в пользу плотной компоновки. На самом деле, достоинство это было актуальным в 50-е – 70-е и резко девальвировалось с появлением нового поколения автоматических СУО. В доказательство тому смотрите тот же греческий тендер: мишень размером 2,3х2,3 м поражалась зарубежными ОБТ зачастую с первого выстрела. Площадь 2,3х2,3, конечно, немного больше площади Т-80/90 (строго по фронту), однако более типичными ракурсами в бою являются виды с курсовых углов +-30 град, а, учитывая продольную раскачку корпуса, и с углов места примерно в том же диапазоне. Итого, набежит и не такая площадь.
А уж появление автоматов сопровождения цели при тепловизионных прицелах, ИКГСН диапазона 8-14 мкм и прочих достижений военной науки этот плюс и вовсе сходит на нет.

Третий миф – наличие автомата заряжания, типичное для ОБТ плотной компоновки, является достоинством без особых побочных эффектов, способствует росту скорострельности и т. д. Скорострельность отбросим сразу же – цикл заряжания на том же «Абрамсе» составляет 5-6 секунд, опытные лоадеры ухитряются даже перекрывать этот норматив на время первых 2-3 выстрелов (для сравнения, цикл заряжания МЗ Т-80 в зависимости от заполнения карусели – 6-15 с, у АЗ чуть больше).


Не говоря уж о том, что боевая скорострельность зависит от уровня СУО и внешних обстоятельств и посему куда меньше. А вот для танков плотной компоновки, где цикл заряжания вручную с ростом калибра может превышать 10-12 с (Т-62) – АЗ чисто технически необходим.
Теперь к вопросу об издержках, касающихся всех автоматов заряжания в целом на танках 3-го поколения. В техническом аспекте одна из главных проблем – ограниченность автоматизированной укладки, после исчерпания коей скорострельность падает в разы, к тому же вынуждая экипаж работать за отсутствующего заряжающего: на отечественных танках после опустошения АЗ/МЗ на выстрел тратится 30-60 с (!). Пополняется автоматизированная укладка, как правило, дольше обычной. АЗ может сломаться, заклинить, а при некоторых его конструкциях еще и диагностирование крайне затруднено. В эксплуатационном же – резко повышается нагрузка на экипаж по всем показателям, ибо заряжающий не только болванки кидает. Замена гусеничных лент, ремонт СУ, перезарядка пулемета – всего не перечислить. Обратимся к авторитету в лице Ю. П. Костенко:
«Общее число элементов управления и средств отображения информации в танке Т-64 возросло по сравнению с Т-62 почти в два раза, а от экипажа потребовалось умение выполнять 440 операций, каждая из которых, по сложности вырабатываемых навыков, сопоставима с основными операциями по решению огневых задач. Это математическая сторона вопроса. А если мы посмотрим на эту ситуацию глазами члена экипажа Т-64, то увидим, что нагрузки на его интеллект возросли не в 2, а в 2,6 раза (в среднем), ведь в Т-64 экипаж стал на одного человека меньше.
При загрузке боеприпасов экипаж Т-62 должен выполнять 518, а экипаж Т-64 - 852 операции. Но это опять математическая сторона вопроса. А если и в этом случае глянуть на ситуацию глазами члена экипажа, то на Т-62 на одного человека приходится 129,5 операции (в среднем), а на Т-64 - 284 операции. Как видим, психологическая и чисто физическая нагрузка на члена экипажа Т-64 в данном случае выросла в 2,2 раза (загрузка боекомплекта – это сама по себе тяжелая физическая работа, требующая при ее выполнении предельной точности и внимания от исполнителей).
В процессе обнаружения и поражения целей наводчик танка Т-64А при автоматизированном заряжании выполняет в 2 раза, а при ручном – в 3,8 раза большей действий, чем в Т-62».
«Танки. Воспоминания и размышления». Часть 2, с. 89.
Вот поэтому-то в мире не особенно спешат с введением АЗ – недостатков у него в принципе не меньше (но и не больше), чем достоинств. И лишь при дальнейшем росте калибра автомат оказывается необходим (так же, как и с переходом к принципиально новой, лафетной компоновке):


M1 Block III CATTB со 140-мм орудием ХМ291 и TACOM Tank Test Bed.
О специфике наших АЗ/МЗ и причинах их появления на Т-64 и его потомках чуть ниже.

Четвертый миф – танкам плотной компоновки якобы свойственна более высокая защищенность бортов. Опять же, Чобиток пишет про «недостатки» компоновки «Абрамса»: «Слабое бортовое бронирование башни и корпуса, о чем свидетельствует большое число уничтоженных «Абрамсов» в Ираке устаревшими противотанковыми средствами». Не касаясь пока «большого» (т. е. небольшого на самом-то деле) количества потерь, рассмотрим, является ли бортовая броня западных танков слабой по сравнению с нашими. У нас:

У них:

Как видим, толщина бортовой брони башни «Абрамса» - более 300 мм. Броня, как считается, комбинированная и по структуре подобна лобовой: корунд в плитках, переслоенный стеклопластиком (на ранних машинах) либо урановым сплавом (начиная с М1А1НА). В отличие от «тэшек», такую броню практически невозможно пробить старыми ПГ даже в нормаль, а с ростом ударного угла падает эффективность и более современных средств.
Именно поэтому известно всего о двух инцидентах с пробитием борта башни М1 в Ираке. Вот кадры с одного из них:

«Героически погибла банка пепси-колы» (с) Фофанов. А ведь пробитие было!

Защита бортов корпуса же по уровню мало отличается у наших и зарубежных машин. ДЗ, конечно, эффективнее пассивной брони, но только при первом срабатывании (после которого защита пропадает как класс), а при попадании под углом, близким к нормали, ее полезность приближается к нулю. Так что имеем паритет.
Итого, особой зависимости от плотности компоновки бортовая броня не имеет – первичны технический уровень и конструкция самой защиты, а увеличение бортовой проекции, требующей брони, компенсируется выносливой (и удлиненной) ходовой частью. Причем – в нашем случае – есть подозрение, что конкретные ХЧ зарубежных ОБТ, способные потянуть больше массы, возмещают ущерб с лихвой – добронировать их вкруговую еще сильнее, по-видимому, проще. Некоторые предложения на эту тему:
«Леопард-2» PSO.

Еще более внушительный образец:

«Леклерк» AZUR.

«Челленджер-Писфайтер».

«Ариэте» для Ирака.



Аналогичные предложения по модернизации отечественных машин мне неизвестны. И нет уверенности, что таковые появятся – именно из-за технической трудности.

bauris.livejournal.com/9701.html

@темы: Военная техника, Бронетехника

---

Теория относительности

В продолжение поста Специальная теория относительности:


Говорят, что прозрение пришло к Альберту Эйнштейну в одно мгновение. Ученый якобы ехал на трамвае по Берну (Швейцария), взглянул на уличные часы и внезапно осознал, что если бы трамвай сейчас разогнался до скорости света, то в его восприятии эти часы остановились бы — и времени бы вокруг не стало. Это и привело его к формулировке одного из центральных постулатов относительности — что различные наблюдатели по-разному воспринимают действительность, включая столь фундаментальные величины, как расстояние и время.

Говоря научным языком, в тот день Эйнштейн осознал, что описание любого физического события или явления зависит от системы отсчета, в которой находится наблюдатель (см. Эффект Кориолиса). Если пассажирка трамвая, например, уронит очки, то для нее они упадут вертикально вниз, а для пешехода, стоящего на улице, очки будут падать по параболе, поскольку трамвай движется, в то время как очки падают. У каждого своя система отсчета.

Но хотя описания событий при переходе из одной системы отсчета в другую меняются, есть и универсальные вещи, остающиеся неизменными. Если вместо описания падения очков задаться вопросом о законе природы, вызывающем их падение, то ответ на него будет один и тот же и для наблюдателя в неподвижной системе координат, и для наблюдателя в движущейся системе координат. Закон распределенного движения в равной мере действует и на улице, и в трамвае. Иными словами, в то время как описание событий зависит от наблюдателя, законы природы от него не зависят, то есть, как принято говорить на научном языке, являются инвариантными. В этом и заключается принцип относительности.

Как любую гипотезу, принцип относительности нужно было проверить путем соотнесения его с реальными природными явлениями. Из принципа относительности Эйнштейн вывел две отдельные (хотя и родственные) теории. Специальная, или частная, теория относительности исходит из положения, что законы природы одни и те же для всех систем отсчета, движущихся с постоянной скоростью. Общая теория относительности распространяет этот принцип на любые системы отсчета, включая те, что движутся с ускорением. Специальная теория относительности была опубликована в 1905 году, а более сложная с точки зрения математического аппарата общая теория относительности была завершена Эйнштейном к 1916 году.
Специальная теория относительности

Большинство парадоксальных и противоречащих интуитивным представлениям о мире эффектов, возникающих при движении со скоростью, близкой к скорости света, предсказывается именно специальной теорией относительности. Самый известный из них — эффект замедления хода часов, или эффект замедления времени. Часы, движущиеся относительно наблюдателя, идут для него медленнее, чем точно такие же часы у него в руках.

Время в системе координат, движущейся со скоростями, близкими к скорости света, относительно наблюдателя растягивается, а пространственная протяженность (длина) объектов вдоль оси направления движения — напротив, сжимается. Этот эффект, известный как сокращение Лоренца—Фицджеральда, был описан в 1889 году ирландским физиком Джорджем Фицджеральдом (George Fitzgerald, 1851–1901) и дополнен в 1892 году нидерландцем Хендриком Лоренцем (Hendrick Lorentz, 1853–1928). Сокращение Лоренца—Фицджеральда объясняет, почему опыт Майкельсона—Морли по определению скорости движения Земли в космическом пространстве посредством замеров «эфирного ветра» дал отрицательный результат. Позже Эйнштейн включил эти уравнения в специальную теорию относительности и дополнил их аналогичной формулой преобразования для массы, согласно которой масса тела также увеличивается по мере приближения скорости тела к скорости света. Так, при скорости 260 000 км/с (87% от скорости света) масса объекта с точки зрения наблюдателя, находящегося в покоящейся системе отсчета, удвоится.

Со времени Эйнштейна все эти предсказания, сколь бы противоречащими здравому смыслу они ни казались, находят полное и прямое экспериментальное подтверждение. В одном из самых показательных опытов ученые Мичиганского университета поместили сверхточные атомные часы на борт авиалайнера, совершавшего регулярные трансатлантические рейсы, и после каждого его возвращения в аэропорт приписки сверяли их показания с контрольными часами. Выяснилось, что часы на самолете постепенно отставали от контрольных все больше и больше (если так можно выразиться, когда речь идет о долях секунды). Последние полвека ученые исследуют элементарные частицы на огромных аппаратных комплексах, которые называются ускорителями. В них пучки заряженных субатомных частиц (таких как протоны и электроны) разгоняются до скоростей, близких к скорости света, затем ими обстреливаются различные ядерные мишени. В таких опытах на ускорителях приходится учитывать увеличение массы разгоняемых частиц — иначе результаты эксперимента попросту не будут поддаваться разумной интерпретации. И в этом смысле специальная теория относительности давно перешла из разряда гипотетических теорий в область инструментов прикладной инженерии, где используется наравне с законами механики Ньютона.

Возвращаясь к законам Ньютона, я хотел бы особо отметить, что специальная теория относительности, хотя она внешне и противоречит законам классической ньютоновской механики, на самом деле практически в точности воспроизводит все обычные уравнения законов Ньютона, если ее применить для описания тел, движущихся со скоростью значительно меньше, чем скорость света. То есть, специальная теория относительности не отменяет ньютоновской физики, а расширяет и дополняет ее.

Принцип относительности помогает также понять, почему именно скорость света, а не какая-нибудь другая, играет столь важную роль в этой модели строения мира — этот вопрос задают многие из тех, кто впервые столкнулся с теорией относительности. Скорость света выделяется и играет особую роль универсальной константы, потому что она определена естественнонаучным законом (см. Уравнения Максвелла). В силу принципа относительности скорость света в вакууме c одинакова в любой системе отсчета. Это, казалось бы, противоречит здравому смыслу, поскольку получается, что свет от движущегося источника (с какой бы скоростью он ни двигался) и от неподвижного доходит до наблюдателя одновременно. Однако это так.

Благодаря своей особой роли в законах природы скорость света занимает центральное место и в общей теории относительности.


Общая теория относительности

Общая теория относительности применяется уже ко всем системам отсчета (а не только к движущимися с постоянной скоростью друг относительно друга) и выглядит математически гораздо сложнее, чем специальная (чем и объясняется разрыв в одиннадцать лет между их публикацией). Она включает в себя как частный случай специальную теорию относительности (и, следовательно, законы Ньютона). При этом общая теория относительности идёт значительно дальше всех своих предшественниц. В частности, она дает новую интерпретацию гравитации.

Общая теория относительности делает мир четырехмерным: к трем пространственным измерениям добавляется время. Все четыре измерения неразрывны, поэтому речь идет уже не о пространственном расстоянии между двумя объектами, как это имеет место в трехмерном мире, а о пространственно-временных интервалах между событиями, которые объединяют их удаленность друг от друга — как по времени, так и в пространстве. То есть пространство и время рассматриваются как четырехмерный пространственно-временной континуум или, попросту, пространство-время. В этом континууме наблюдатели, движущиеся друг относительно друга, могут расходиться даже во мнении о том, произошли ли два события одновременно — или одно предшествовало другому. К счастью для нашего бедного разума, до нарушения причинно-следственных связей дело не доходит — то есть существования систем координат, в которых два события происходят не одновременно и в разной последовательности, даже общая теория относительности не допускает.

Закон всемирного тяготения Ньютона говорит нам, что между любыми двумя телами во Вселенной существует сила взаимного притяжения. С этой точки зрения Земля вращается вокруг Солнца, поскольку между ними действуют силы взаимного притяжения. Общая теория относительности, однако, заставляет нас взглянуть на это явление иначе. Согласно этой теории, гравитация — это следствие деформации («искривления») упругой ткани пространства-времени под воздействием массы (при этом чем тяжелее тело, например Солнце, тем сильнее пространство-время «прогибается» под ним и тем, соответственно, сильнее его гравитационное поле). Представьте себе туго натянутое полотно (своего рода батут), на которое помещен массивный шар. Полотно деформируется под тяжестью шара, и вокруг него образуется впадина в форме воронки. Согласно общей теории относительности, Земля обращается вокруг Солнца подобно маленькому шарику, пущенному кататься вокруг конуса воронки, образованной в результате «продавливания» пространства-времени тяжелым шаром — Солнцем. А то, что нам кажется силой тяжести, на самом деле является, по сути чисто внешнем проявлением искривления пространства-времени, а вовсе не силой в ньютоновском понимании. На сегодняшний день лучшего объяснения природы гравитации, чем дает нам общая теория относительности, не найдено.

Проверить общую теорию относительности трудно, поскольку в обычных лабораторных условиях ее результаты практически полностью совпадают с тем, что предсказывает закон всемирного тяготения Ньютона. Тем не менее несколько важных экспериментов были произведены, и их результаты позволяют считать теорию подтвержденной. Кроме того, общая теория относительности помогает объяснить явления, которые мы наблюдаем в космосе, — например, незначительные отклонения Меркурия от стационарной орбиты, необъяснимые с точки зрения классической механики Ньютона, или искривление электромагнитного излучения далеких звезд при его прохождении в непосредственной близости от Солнца.

На самом деле результаты, которые предсказывает общая теория относительности, заметно отличаются от результатов, предсказанных законами Ньютона, только при наличии сверхсильных гравитационных полей. Это значит, что для полноценной проверки общей теории относительности нужны либо сверхточные измерения очень массивных объектов, либо черные дыры, к которым никакие наши привычные интуитивные представления неприменимы. Так что разработка новых экспериментальных методов проверки теории относительности остается одной из важнейших задач экспериментальной физики.

П.С. О противоречиях теории, мы поговорим в следующий раз.

@темы: наука

---

Жозефина Уолл и её миры.

Популярность картин Жозефины Уолл огромна. Художница помогает смотреть на мир другими глазами, соединяет реальность и иллюзию, пробуждает воображение и вносит в жизнь взрослых людей сказочные фантазии детских снов, которые казались давно забытыми. Она и сама живет в сказке, превратив свой большой дом и окружающий его сад в место, где оживают мифы, а воздух наполнен ароматами цветов. Представляю, как радуются её внуки (их восемь от троих детей), попадая в сказочный мир, созданный любимой бабушкой.

Идеи своих картин Жозефина черпает из книг, кинофильмов, наблюдений за природой и собственных фантазий.

История Жозефины Уолл и её картины. (осторожно - трафик)

Жозефина родилась в мае 1947 года в небольшом английском городке Фарнхэм в семье профессора-филолога. Живопись рано вошла в её жизнь, уже с четырех лет любимым занятием девочки было рисование. Она и теперь любит вспоминать, какой испытала восторг и счастье, когда в детстве ей подарили большую коробку восковых мелков. Родители поддерживали увлечение девочки живописью, которой она рано начала заниматься профессионально. Уже в 16 лет Жозефина продала свою первую картину. Согласитесь, не каждый начинающий художник может похвастаться столь успешным стартом.

Художественное образование Уолл получила в Борнмутском колледже, который окончила в 1967 году. Еще в период учебы она стала выставлять свои работы (в основном это были пейзажи) в местных галереях. Известность пришла к ней, когда она после колледжа занималась дизайном и росписью керамики, а также создавала небольшие скульптурные композиции с мифологическими существами, животными и насекомыми. Первые её работы, появившиеся на выставке в Лондоне в 1968 году, привлекли внимание публики своеобразием пластики и яркостью красок, а ведь это были всего лишь небольшие бабочки и стрекозы.

Первые работы Жозефины Уолл

Молодая художница попробовала свои силы в дизайне, росписи одежды и обуви, создании красочных витражей и росписи по стеклу. Её работы с успехом экспонировались в Англии, а в 1974 году были представлены на выставках в Токио и Тегеране. В следующем году у Жозефины Уолл в Суиндоне прошла первая персональная выставка. Вскоре выставки стали проходить регулярно, а издательства стали заключать с Жозефиной договоры на репродуцирование её картин и издание альбомов.

К этому времени она, не отказавшись полностью от мелкой пластики и дизайна, стала писать картины, в которых реальность переплеталась с фантазией. Жозефина считает, что поворот её творчества к изображению фантастического мира был вполне закономерен, так как она с детства любила сказки, а затем увлеклась научной фантастикой и произведениями сюрреалистов. Художница любит повторять, что «фантазия дает мне возможность изобразить мир таким, каким я хотела бы его видеть».



У Жозефины давно сложился свой узнаваемый стиль живописи. Пишет она яркими акриловыми красками, предпочитая различные оттенки сиреневых, синих, зеленых и желтых цветов. Практически не использует чистый красный цвет и принципиально не пишет черным, создавая темные оттенки смешением различных цветов, чаще всего жженой умбры с ультрамарином.

Идеи своих картин Жозефина черпает из книг, кинофильмов, наблюдений за природой и собственных фантазий. Она говорит, что идеи буквально носятся в воздухе, посещая её в любое время, главное, успеть их «ухватить». Возникшие идеи художница заносит в ноутбук, который постоянно у неё под рукой, иногда делает небольшие зарисовки. Но эскизы для своих работ не создает практически никогда, предпочитая делать набросок карандашом или краской прямо на холсте, подготовленном для картины. Ей нравится писать «с чистого листа», так как в ходе работы возникают новые интересные детали, а зачастую и сам замысел картины претерпевает существенные изменения.


Уолл говорит, что любит работать не спеша, затрачивая на картину 2-3 недели (100-150 часов) и обычно не начиная новое полотно, пока не сделан последний мазок на предыдущем. При этом она руководствуется не только свободным полетом фантазии, но и скрупулезным изучением того, что собирается написать, особенно, если это сцена из древней мифологии или легенд.

В доме, который Жозефина с мужем приобрели на юге Англии в графстве Дорсет, все способствует творчеству. С холма, на котором расположен дом, открывается прекрасный вид на лес, поля и зеленые холмы, долетающий с моря ветерок разносит аромат цветущей глицинии, буквально обвивающей все здание. Жозефина говорит, что этой глицинии уже более 70 лет, поэтому и свое жилище она назвала «Дом глицинии». Работает художница в большой мастерской-студии с деревянным пирамидальным потолком и громадными французскими окнами. Из студии можно выйти на большой балкон, с которого широкая лестница ведет прямо в сад.

Жозефина Уолл не отделяет себя от персонажей своих картин

Жозефина считает, что художник, живущий в окружении прекрасной природы, не может не быть своеобразным каналом, по которому Мать-земля передает свою энергию людям, помогая им понять не только очарование, но и хрупкость мира, который нас окружает. Поэтому своим творчеством она стремится пробудить в людях желание «сделать все возможное, чтобы защитить нашу драгоценную и красивую планету, и излечить ущерб, который мы ей уже причинили».

@темы: Жозефина Уолл, Живопись, Художники

---

Песня из к/ф "День рождения Алисы"

Пишет  Саксофонист:

Песня из к/ф "День рождения Алисы"
Новый мультфильм, говорят, сняли про Алису Селезневу.
Кусочек из него.



Одна из первых книг, которую я прочитал во втором классе - была сборником рассказов и повестей про Алису Селезнёву. Первые книги, как и всё первое, не забываются и стаются с тобой на всю жизнь. Видеоролик мне очень понравился, если и весь мультфильм будет таким же - то это замечательные новости. С нетерпением буду ждать его премьеры.

"Фильм расскажет о необыкновенных приключениях девочки Алисы и ее друга — маленького археолога Рррр в прошлом далекой чужой планеты Колеида. Смотрите во всех кинотеатрах страны с 19 февраля!"
Да - это не высокобюджетный Шрек или Панда Кунг-Фу, не ждите здесь дорогой анимации.

---

Случайная цитата от сэра Макса:



"– Со мной легко договориться. – Со смертью тоже легко договориться. День за днем на протяжении столетий мы говорим ей: “Только не сегодня”, и она соглашается и отступает. И только однажды смерть поступает по-своему, но этого вполне достаточно…"


Dry Frei

---

Специа́льная тео́рия относи́тельности

Вопросик к ПЧ - вы знаете о том, что описывает Специа́льная тео́рия относи́тельности? Если ответ -"ДА", то этот пост не для вас.


Специа́льная тео́рия относи́тельности (СТО) (англ. special theory of relativity; ча́стная тео́рия относи́тельности; релятивистская механика) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения, определяющие их, при скоростях движения, близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Обобщение СТО для гравитационных полей образует общую теорию относительности.

Отклонения в протекании физических процессов, описываемые теорией относительности, от эффектов, предсказываемых классической механикой, называют релятивистскими эффектами, скорости, при которых такие эффекты становятся существенными — релятивистскими скоростями.

Сущность СТО (можно не читать, а сразу перейти к роликам.

Сущность СТО
Следствием постулатов СТО являются преобразования Лоренца, заменяющие собой преобразования Галилея для нерелятивистского, «классического» движения. Эти преобразования связывают между собой координаты и времена одних и тех же событий, наблюдаемых из различных инерциальных систем отсчёта.

При движении с околосветовыми скоростями видоизменяются также и законы динамики. Так, можно вывести, что второй закон Ньютона, связывающий силу и ускорение, должен быть модифицирован при скоростях тел, близких к скорости света. Кроме того, можно показать, что и выражение для импульса и кинетической энергии тела уже имеет более сложную зависимость от скорости, чем в нерелятивистском случае.

Специальная теория относительности получила многочисленные подтверждения на опыте и является безусловно верной теорией в своей области применимости.

Четырёхмерный континуум — пространство-время

С математической точки зрения, непривычные свойства СТО можно интерпретировать как результат того, что время и пространство не являются независимыми понятиями, а образуют единый четырёхмерный континуум — пространство-время Минковского, которое является псевдоевклидовым пространством. Вращения базиса в этом четырёхмерном пространстве-времени, смешивающие временную и пространственные координаты 4-векторов, выглядят для нас как переход в движущуюся систему отсчета и похожи на вращения в обычном трёхмерном пространстве. При этом естественно изменяются проекции четырёхмерных интервалов между определёнными событиями на временную и пространственные оси системы отсчёта, что и порождает релятивистские эффекты изменения временных и пространственных интервалов. Именно инвариантная структура этого пространства, задаваемая постулатами СТО, не меняется при переходах от одного условия синхронизации часов к другому, и гарантирует независимость результатов экспериментов от принятого условия.

Аналог расстояния между событиями в пространстве Минковского, называемый интервалом, при введении наиболее простых координат, аналогичных декартовым координатам трёхмерного пространства, даётся выражением



Обратите внимание: «квадрат расстояния» между двумя разными событиями может быть не только положительным, но и отрицательным и даже нулём. Именно незнакоопределённость метрики определяет свойства пространства-времени, делая его геометрию псевдоевклидовой (см. напр. световой конус).

Итак - вы всё поняли? ) Если "да" - я вам жутко завидую )) Ну а если "нет" - предлагаю просмотреть два этих видеоролика, в популярной манере объяснящих суть теории.

@темы: наука, Физика

---

Бельчата для Rinki. Возвращайся на дайрики )