Заведующий кафедрой инженерных проблем экологии Новосибирского государственного технического университета НЭТИ Николай Громов совместно с командой ученых Института катализа имени Г.К. Борескова СО РАН предложил экологичное решение для очистки сточных вод с использованием фотокатализа.
Помимо экологичности и эффективности данный метод достаточно экономичен по сравнению с аналогами, подчеркивают разработчики. В числе потенциальных пользователей называют в первую очередь предприятия транспортной и химической отраслей, технологический процесс которых предполагает образование сточных вод с органическими примесями.
«Существует ряд технологий очистки сточных вод, позволяющих снижать концентрацию загрязнителей. Однако тяжело найти способ очистки с заданными параметрами снижения концентрации, попадающий в пределы требуемых гигиенических норм, которые определяют пригодность воды для дальнейшего использования. Наш проект работает на стыке нескольких направлений. С одной стороны – синтез катализаторов и изучение его свойств, с другой – изучение эффективности его работы», – рассказал заведующий кафедрой инженерных проблем экологии НГТУ НЭТИ кандидат химических наук Николай Громов.
Экологичный метод новосибирских ученых основывается на фотокаталитическом подходе: токсичные примеси окисляются при помощи созданного катализатора. Этот подход позволяет получить на выходе сточные воды с допустимым уровнем органических загрязнений.
«Аналоги существуют – например, биотехнологическая доочистка. Однако эффективность традиционных методов снижается при существенном уменьшении концентраций загрязнителей, что ведет к увеличению операционных расходов. Мы предлагаем вариант, который может позволить снизить расходы на доочистку благодаря многоразовости катализаторов», – дополнил Николай Громов.
Молодые ученые НГТУ НЭТИ получили грант правительства Новосибирской области для реализации своего проекта и сейчас занимаются исследованием физико-химического процесса. Разработка катализатора продолжается в Институте катализа имени Г.К. Борескова СО РАН. Члены коллектива уверены: положительные результаты проекта позволят в дальнейшем перейти к испытанию предложенного способа на территории Новосибирской области.
Источник: https://scientificrussia.ru/

Apple c 2020 года использует новую систему лазерной маркировки дисплеев iPhone микроскопическими QR-кодами, позволяющую снизить уровень брака. Об этом сообщает издание The Information.
Согласно источнику, Apple потратила несколько миллионов долларов на разработку и внедрение двух QR-кодов, которые наносятся лазером на экран iPhone на разных этапах производства. Это позволяет компании отслеживать источник неисправных компонентов и защищаться от недобросовестных поставщиков.
Отмечается, что китайские производители компонентов для дисплеев в лице Lens Technology и Biel Crystal поставляли Apple детали со слишком высоким процентом брака — до 30% продукции утилизировались, что обходилось компании в сотни миллионов долларов. После того, как Apple ввела лазерную маркировку дисплеев, уровень брака сократился до 10%.
Один из QR-кодов имеет размер песчинки и представляет собой массив из 625 точек, которые формируются методом лазерной гравировки. Его местоположение на экране меняется в зависимости от модели устройства. Этот QR-код используется для отслеживания действий недобросовестных поставщиков, которые могут подменить или подделать компоненты.
Другой QR-код размером с кончик карандаша наносится на другом этапе производства и позволяет Apple установить, кто из поставщиков отгрузил неисправный компонент. Кроме того, он может содержать больше информации, позволяя определить не только производителя, но и номер партии, в которой оказался бракованный экземпляр.
Источник: https://www.gazeta.ru/

Лазер эффективно удаляет лососевых вшей, не причиняя при этом особого страдания рыбе, поэтому норвежская компания решилась на внедрение такого оборудования, сообщает сетевое издание The Fish site.
После испытаний компания Cermaq намерена в ближайшие недели установить оборудование лазерной дезинсекции на своих объектах в Норвегии на фермах Веггфьелл и Свартфьелл. В ближайшие месяцы лазерами оснастят несколько других ферм. Всего планируют установить около 140 лазеров.
Компания Cermaq продолжит оценивать эффективности лазеров, выделив группу операторов, которые подберут оптимальное размещение и режим работы лазеров. Проект вступает в фазу совершенствования и достижения наилучшего результата.
«Доказано, что лазеры снижают завшивленность рыбы. Так мы сможем избежать механической дезинсекции снизив стресс у рыб, оставив их плавать в тишине и покое», — сказал руководитель отдела здоровья рыб Карл Фредрик Оттем.
Технология, предоставленная норвежской компанией Stingray Marine Solutions, дополняет ряд других методов профилактики вшей, которые в настоящее время используются Cermaq.
Напомним, проблема морских вшей крайне остро стоит для рыбы, выращиваемой в морских садках. Антибиотики в море малоэффективны, их применение ограничено законом.
Источник: https://rossaprimavera.ru/

 

Российские ученые создали светящиеся наночастицы, которые можно применять для высокоточных замеров сверхнизких температур. Эти наносенсоры идеально подходят для проведения бесконтактных измерений температур в открытом космосе, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
«Подход может использоваться в космических исследованиях, поскольку температуры в космосе очень низкие, и их нельзя точно измерить привычным способом. В этом случае частицы люминофора предлагается наносить на элементы обшивки космического корабля еще на Земле, чтобы затем в космосе с их помощью проводить измерения», – говорится в сообщении.
Наносенсоры разработала группа российских физиков под руководством научного сотрудника Санкт-Петербургского государственного университета Ильи Колесникова. Наночастицы из оксидов ванадия и лютеция с вкраплениями ионов неодима обладают люминофорными свойствами: они способны поглощать падающее на них инфракрасное излучение и повторно излучать его.
Характер этого излучения, как объясняют физики, очень зависит от структуры электронных оболочек ионов неодима. Она сильно меняется даже при относительно небольших сдвигах температуры, порядка 0,1 градуса Цельсия. Это позволяет определять температуру окружающей среды по изменению спектра свечения наночастиц.
Эксперименты показали, что частицы сохраняют работоспособность при очень низких температурах, порядка минус 253 градусов Цельсия, что всего на 20 градусов выше абсолютного нуля. Это позволяет использовать «нанотермометры» в открытом космосе, а также для контроля состояния и при проведении опытов с высокотемпературными сверхпроводниками.
Как надеются ученые, дальнейшие исследования помогут им улучшить свойства наночастиц и сделают возможной их работу при еще более низких температурах. Физики надеются, что последующие версии наносенсоров будут работать при минус 268 градусах Цельсия, температуре жидкого гелия, что позволит использовать их для изучения свойств значительно большего числа сверхпроводников и космических явлений.
Источник: https://nauka.tass.ru/

Японская компания разработала прототип оконного стекла с фотоэлементами на основе перовскита с эффективностью преобразования улавливаемого света в энергию почти 18%. Вырабатывающие электричество окна можно будет использовать в различных архитектурных сооружениях, утверждают авторы изобретения, которое проходит испытание в одном из новых зданий города Фудзисава. Инженеры проверяют производительность и долговечность стекла.
Технология интегрированных в здания солнечных элементов применяется для замены традиционных строительных материалов в определенных частях сооружения: на крыше, фасадах, навесах и стенах. Эти системы одновременно служат и облицовочным материалом, и генератором электроэнергии, а следовательно, могут компенсировать расходы на электричество, снижать потребление ископаемого топлива и эмиссию углекислого газа, а также повышают общую стоимость здания.
Компания Panasonic Electric Works, среди прочих, занимается производством фотоэлементов для стеклянных покрытий архитектурных сооружений, пишет PV Magazine.
«Сочетая наш оригинальный метод струйного покрытия и технологию лазерной обработки, мы можем повысить эксплуатационную гибкость в размерах, прозрачности и конструкции, чтобы открыть возможность кастомизации в соответствии со специфическими требованиями», — заявили в компании.
Как сообщают представители Panasonic Electric Works, перовскитовый модуль площадью свыше 800 кв. см достиг в лабораторных испытаниях коэффициента преобразования 17,9%. Устанавливать такие модули можно на фасады и на окна.
Теперь модули проходят полевые испытания в префектуре Канагава, в одном из новых зданий, построенных компанией Mitsui Fudosan Residential.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

 

Apple назвала нового лидера своей секретной группы, работающей над неинвазивным монитором уровня сахара в крови — одним из самых амбициозных проектов компании в области здравоохранения. Им стал вице-президент Apple по архитектуре платформы Тим Миллет. Он проработал в компании в общей сложности 19 лет и именно он убедил в свое время Тима Кука отказаться от чипов Intel и перейти к проектированию и выпуску собственных процессоров, известных сегодня как М1 и М2.
Группа, работающая над трекером глюкозы, входит в подразделении Apple по производству полупроводников, поскольку система основана на передовой системе чипов. Устройство использует ряд датчиков, которые направляют лазеры в кожу и определяют, сколько глюкозы присутствует в организме человека. В сочетании с алгоритмами искусственного интеллекта, чип может определить уровень сахара в крови человека.
Apple занимается разработкой монитора уровня сахара в крови примерно с 2011 года и недавно добилась значительного успехов в этой работе. Информаторы утверждают, что технология компании, достигла уровня точности медицинских инвазивных тестов проверки уровня сахара в крови. Кроме того, инженерам Apple удалось вместить технологию в носимое устройство, размером с iPhone, который можно носить на запястье. Сейчас Apple сосредоточена на дальнейшей миниатюризации системы до такого уровня, чтобы она могла поместиться в часы или подобное компактное устройство.
Источник: https://hightech.plus/

Исследователи из Городского университета Гонконга разработали новый усиленный платиной противораковый агент, активируемый светом. Ученые разработали новое, усиленное платиной, активируемое светом соединение. Оно убивает раковые клетки уникальным способом, не требуя кислорода. Препарат преодолевает ограничения существующих методов лечения рака на основе света. Это открытие может привести к разработке нового поколения противораковых препаратов.
Фотодинамическая терапия (ФДТ) включает введение агента-фотосенсибилизатора, который затем активируется световой энергией определенной длины волны, обычно лазером или светодиодом. Активация света генерирует активные формы кислорода (АФК), которые повреждают раковые клетки, запуская процесс апоптоза или запрограммированной гибели клеток.
Хотя ФДТ доказала эффективность в лечении рака, проблема заключается в том, что для генерации АФК требуется присутствие кислорода. Большинство солидных опухолей отличаются гипоксической (с низким содержанием кислорода) микросредой, и это снижает эффективность обычных фотосенсибилизаторов.
Чтобы преодолеть это ограничение, исследователи из Городского университета Гонконга разработали новый, усиленный платиной, активируемый светом агент, который эффективно убивает раковые клетки, не требуя кислорода.
Платина(IV) или Pt(IV) — пролекарство, а, значит, оно фармакологически неактивно до тех пор, пока не метаболизируется при попадании в раковые клетки. Предыдущие исследования показали, что добавление переходных металлов, таких как платина, к фотосенсибилизаторам повышает их эффективность. Авторы нового исследования конъюгировали комплексы Pt(IV) с органическими светочувствительными лигандами. Они обнаружили, что это приводит к фотоокислению с усилением металла. Это открытие привело их к разработке нового класса фотоокислителей Pt(IV), активируемых в ближнем инфракрасном диапазоне.
Ученые вводили новое соединение мышам с опухолями внутривенно. Четыре часа спустя они применили к мышам ближний инфракрасный свет (NIR), чтобы активировать фотооксиданты. Оказалось, это привело к уменьшению объема опухоли на 89% и уменьшению веса опухоли на 76%, что указывает на эффект ингибирования рака фотоокислителем Pt(IV). В то время как традиционные противораковые препараты на основе платины вызывают апоптоз раковых клеток, новое соединение приводит к уникальной форме гибели клеток.
«Интересно, что мы обнаружили, что “способ смерти” раковых клеток, индуцированный фотооксидантами Pt(IV), отличается от режима смерти любых других противораковых агентов. Уникальный способ разрушения раковых клеток был инициирован благодаря эффекту двойного действия: сильному внутриклеточному окислительному стрессу и снижению внутриклеточного значения pH», — объясняет Гуанъюй Чжу, автор исследования.
После того, как фотооксиданты Pt(IV), которые накопились в эндоплазматическом ретикулуме раковых клеток (центре синтеза и транспортировки белка) активировали NIR-светом, они окисляли биомолекулы внутри клеток, не требуя кислорода, производя АФК, перекиси липидов и протоны. АФК и перекиси липидов приводят к окислительным «взрывам», которые повреждают важные компоненты раковых клеток, а протоны снижают внутриклеточный pH, создавая неблагоприятную кислую микросреду.
Кроме того, исследователи заметили, что фотооксиданты Pt(IV) активировали иммунную систему мышей, рекрутируя и активируя иммунные клетки. По сравнению с контрольной группой после световой активации количество Т-хелперов увеличилось в семь раз, а количество цитотоксических Т-клеток — в 23 раза. Цитотоксические Т-клетки, или Т-киллеры, распознают и уничтожают раковые клетки напрямую, тогда как Т-хелперы помогают активировать цитотоксические Т-клетки.
Исследование опубликовано в журнале Nature Chemistry.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

Лазерно-индуцированная флуоресценция в сочетании со сканированием позволяет создать цифровую карту загрязнения поверхности

Защита поверхностей деталей от загрязнений имеет решающее значение во многих современных производственных процессах, таких как склеивание и сварка, нанесение покрытий и вакуумная обработка. Учитывая это требование, а также растущий спрос на цифровизацию и документирование этих процессов, существует реальная потребность в измерительном оборудовании, которое может оценить чистоту всей детали.
Лазерно-индуцированная флуоресценция
Объединив сверхчувствительный метод лазерно-индуцированной флуоресценции с концепцией лазерного сканирования, компания Fraunhofer IPM разработала устройства для контроля деталей площадью от менее 1 кв. дюйма до десятков квадратных футов.
Одним из таких устройств является F-Scanner, который использует фиолетовый или ультрафиолетовый лазерный луч для придания флуоресценции органическим остаткам, таким как волочильные и охлаждающие смазки, масла для смазки, антиадгезивы, флюсы и отпечатки пальцев. Эти загрязнения затем излучают собственный свет, который контрастирует с чистой голой металлической поверхностью, которая сама по себе не проявляет флуоресценции.
Для покрытий и известных загрязнений устройство можно откалибровать для получения количественных данных измерений. Предел его обнаружения составляет от 0,1 до 1 мг/кв. футов, что соответствует всего нескольким нанометрам толщины слоя. Для калибровки требуются эталонные значения, например, гравиметрические измерения с использованием точных весов. Если устройство не откалибровано, на заводе устанавливается стандарт флуоресценции, чтобы гарантировать, что результаты, полученные от одних и тех же или разных устройств, всегда будут сопоставимы.
Мощная оптика сканера и быстрое обнаружение сигнала флуоресценции позволяют устройству выполнять более 1 миллиона отдельных измерений в секунду. Это достаточно быстро, чтобы справиться с высокоскоростными задачами, такими как обработка полосового металла. На основе данных измерений программное обеспечение создает цифровую карту загрязнения или ландшафта покрытия по всей поверхности. Для неподвижных деталей оптическое разрешение зависит от требуемого времени цикла и обычно составляет от 200 до 1000 мкм.
Автономное и линейное сканирование
Сканер доступен в автономной и встроенной версиях, а также может быть интегрирован в производственное оборудование. Автономная версия основана на блоке 2D или блоке перемещения 1D, в зависимости от размера детали. Он оснащен камерой для образцов соответствующего размера, что обеспечивает лазерную безопасность класса 1.
Встроенная версия, обычно основанная на блоке 1D, предлагает настраиваемые механические, электрические и программные интерфейсы. Его монолитная конструкция подходит для работы как в чистых, так и в суровых условиях и может включать заменяемое без инструментов окно, водяное охлаждение, систему продувочного газа и амортизаторы. Лазерная система класса 3b должна быть закрыта или соответствующим образом экранирована для обеспечения безопасной работы с лазером. Система оснащена безопасными входами и выходами, которые могут быть подключены к логике блокировки, а также управлением лазером с помощью ключа.
Благодаря скорости сканирования до 400 строк в секунду 1D-модель может захватывать детали или полосу металла со скоростью обработки 150 м/мин. с ¼ дюйма. разрешение. Это соответствует более чем 2000 измерениям на квадратный фут. Его также можно установить на роботе, линейной оси или портале, что обеспечивает гибкий и высокоскоростной захват сложных деталей практически произвольного размера, например, в процессе литья под давлением или формирования панелей. Для небольших деталей размером до 24 на 24 дюйма наиболее подходит 2D-модель с присущим ей режимом 2D-сканирования.
Быстрый и полный флуоресцентный контроль поверхностей деталей с помощью лазерных сканеров помогает производителям обеспечить непрерывный контроль качества в сложных процессах и отраслях. Это может сократить количество брака и улучшить качество, безопасность и срок службы продукции. Более того, это может проложить путь к более устойчивым процессам очистки и нанесения покрытий, основанным на данных, которые могут выиграть от прямой обратной связи с контрольным устройством.
Источник: https://www.thefabricator.com/

Фотоэлементы, вернее, перовскитные элементы для них, крайне важны для современной энергетики. В этом году удалось добиться 33% КПД для двухслойных фотоэлементов. Они создаются из комбинации кремния и смеси перовскитов. Тем не менее до теоретического лимита эффективности двухслойных фотоэлементов в 45% (у однослойных он составляет около 33%) ещё довольно далеко.
Кроме того, фотоэлементы деградируют со временем, что приводит к постепенному снижению эффективности преобразования световой энергии в электричество.
Структура и сочетание компонентов фотоэлементов — критический фактор для повышения эффективности. Оптимизация структуры и сочетания компонентов как раз и может приблизить учёных к тому самому лимиту, о котором говорилось выше. Обычно этим занимаются специалисты — люди. Но сейчас на помощь пришла робототехника, и работа стала гораздо более быстрой. Робот, «заточенный» под оптимизацию структуры фотоэлементов, получил название RoboMapper. Подробности — под катом.
Автоматизация процесса поиска оптимальной структуры
По словам учёных из Университета штата Северная Каролина, работа по поиску эффективного сочетания перовскитов и структуры первого слоя не только сложная, но и рутинная. Учёным приходится затрачивать много времени на поиски с последующим тестированием. Если результат не особо хороший, всё нужно начинать с начала. И так день за днём, год за годом. Фактически это метод проб и ошибок, который не очень эффективен. И речь идёт пока лишь о подборе оптимальной смеси перовскитов, чтобы в ближайшем будущем создать комплексный фотоэлемент «перовскит + кремниевая подложка» с оптимальным сочетанием компонентов и структуры материала.
Сразу напомним, что перовскит — это материал, который имеет ту же кристаллическую структуру, что и минеральный оксид кальция-титана, первый открытый кристалл перовскита. Обычно соединения перовскита имеют химическую формулу ABX3, где A и B представляют собой катионы, а X — анион, который связывается с обоими.
Для того чтобы ускорить этот процесс, команда Арама Амассяна (Aram Amassian), руководителя группы исследователей в университете, разработала роботизированную систему с применением элементов ИИ. Это не только софт, но и «железо». Робот состоит из двух частей. Первая — робот для подготовки компонентов для производства фотоэлементов. Получив набор базовых соединений и элементов, робот объединяет их в разных пропорциях и превращает в материал для фотоэлементов. Вторая — фактически принтер, который наносит готовое вещество на подложку. Ну а затем всё это тестируется.
Человек делает примерно то же самое, только размер подложки гораздо больше, чем в случае робота. А работа — медленнее. Робот же наносит смесь на чип, причём делает это очень быстро. Испытания тоже проводятся быстро — в них учёные окончательно проверяют структуру слоя и реакцию фотослоя на свет. На базе проведённых испытаний построены модели, которые позволяют увидеть изменение критически важных свойств фотоэлементов от состава. Таким образом, сейчас можно уже прогнозировать оптимальную структуру фотоэлементов, чтобы повысить КПД солнечной батареи. Учёные говорят, что иногда оптимальными по этому показателю бывают весьма неожиданные сочетания.
К слову, при помощи всё того же робота учёным удалось найти практически идеальную смесь перовскитов, которая проявляла оптимальные свойства, а также деградировала медленнее под влиянием солнечного света. Перспективы технологии
На данный момент роботизированная система RoboMapper на базе искусственного интеллекта — лишь первый этап в вопросе создания сверхэффективных фотоэлементов. Как и говорилось в первом разделе, учёные пока подбирают смесь перовскитов с максимальным КПД. Следующий этап — создание «бутерброда» из этой смеси и кремния (или другого элемента или соединения). Тем не менее первый шаг крайне важен, поскольку даёт возможность действовать очень быстро, экономя время.
Что касается двухслойных фотоэлементов, то о них мы говорим потому, что тандем «перовскит + кремний» работает весьма эффективно. Дело в том, что оба материала поглощают свет с разными длинами волн. Так, для кремния это красный и инфракрасный спектр, а для перовскита — зелёный и синий.
Перовскиты могут быть разными. Например, три года назад КПД в 27% был достигнут благодаря тому, что учёные из Австралийского национального университета поместили слой перовскитового фотоэлемента на кремниевый. И ради улучшения КПД модифицировали верхний слой, покрыв его новым материалом — n-бутиламмонием бромида, ещё одной разновидностью перовскита. Он помогает уменьшить число дефектов на поверхности активного слоя, тем самым улучшая производительность элемента.
Похожий подход примерно тогда же использовали и учёные из США, которые добились повышения КПД кремниевых фотоэлементов с 21% до 27%. Они также взяли за основу перовскитные солнечные элементы и нанесли их поверх кремниевого фотоэлемента.
Сейчас команда разработчиков из Университета штата Северная Каролина планирует провести серию экспериментов по созданию двуслойных фотоэлементов с использованием уже найденного оптимального сочетания перовскитов для первого слоя. Если всё пройдёт хорошо, в ближайшее время будет налажен выпуск новых фотоэлементов.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

Ученые из Университета Пердью разработали и запатентовали метод HADAR TeX vision, который улучшает машинное зрение и его способность воспринимать окружающее пространство. Эта технология позволяет обнаруживать и определять объекты пассивно через тепловое излучение. HADAR восстанавливает текстуры и глубину даже в условиях ограниченной видимости, превращая тьму в ясное изображение. Его можно применять в автоматизированных транспортных средствах и роботах.
Традиционные активные сенсоры, такие как LiDAR (лазерное обнаружение и измерение), радар и сонар, испускают сигналы, а затем принимают их для сбора трехмерной информации о пространстве. У этих методов есть недостатки, которые проявляются при масштабировании, например, помехи сигнала и опасности для здоровья глаз человека. В сравнении с этими методами, видеокамеры, которые работают на основе солнечного света или других источников освещения, имеют преимущества. Но серьезным препятствием остаются условия слабой освещенности — ночное время, туман или дождь.
Традиционное тепловидение — это полностью пассивный метод обнаружения, который собирает невидимое тепловое излучение, исходящее от всех объектов в пространстве. Но некоторые фундаментальные проблемы препятствуют его использованию сегодня.
«Предметы и окружающая среда постоянно испускают и рассеивают тепловое излучение, что приводит к созданию изображений без текстур. Это называется „эффект призрака“. Тепловые снимки лица человека показывают только контуры и некоторые различия в температуре, они не содержат деталей, что и делает их похожими на призраков. Эта потеря информации, текстур и особенностей становится проблемой для машинного распознавания на основе теплового излучения», — объяснил научный сотрудник и один из разработчиков Фанглин Бао.
HADAR объединяет теплофизику, инфракрасное изображение и машинное обучение. Благодаря этому датчик способен восстанавливать текстуру из зашумленных тепловых сигналов и точно разделять температуру, излучательность и текстуру всех объектов в пространстве. Он способен видеть текстуру и глубину даже в условиях ограниченной видимости, как будто это день, а также воспринимать физические характеристики, выходящие за пределы стандартных видимых изображений (RGB) или традиционного теплового зондирования.
Команда протестировала зрение HADAR TeX в ночном бездорожье. HADAR преодолел «эффект призрака» и восстановил мелкие текстуры — водную рябь, морщины коры, траву и водопропускные трубы.
Но и у этого устройства есть недостатки. Нынешний датчик большой и тяжелый, поскольку алгоритмы HADAR требуют многоцветного невидимого инфракрасного излучения. Чтобы применить устройство к беспилотным автомобилям или роботам, нужно сделать его меньше и доступнее по цене, а также ускорить работу камер. Сейчас сенсор создает одно изображение в секунду, но для автономных автомобилей нужна скорость съемки от 30 до 60 кадров в секунду (герц) для плавной работы системы.
Технология HADAR TeX vision должна найти применение в автоматизированных транспортных средствах и роботах, которые работают в сложных условиях и взаимодействуют с людьми. Однако данная технология может быть также адаптирована для использования в сельском хозяйстве, обороне, геолого-геофизических исследованиях, здравоохранении и наблюдении за дикой природой.
Источник: https://hightech.plus/

В октябре НАСА запустит зонд «Психея» к металлическому астероиду на расстоянии 500 миллионов километров от Земли. Он будет нести на борту новую систему лазерной связи, которая обещает революционизировать миссии в дальнем космосе.
Человечество совершило замечательные скачки с начала космической эры, побывав вблизи каждой планеты в Солнечной системе и даже отправив автоматические космические корабли в межзвездное пространство. Но эти замечательные миссии все еще сдерживаются особенностями радиосвязи.
Полагаясь на старомодные радиосистемы X-диапазона, пилотируемые и роботизированные миссии страдают от пропускной способности и скорости передачи, которые смехотворно малы и медленны. Отправка одного изображения с высоким разрешением с орбитального аппарата НАСА Mars Reconnaissance Orbiter может занять полтора часа, а загрузка данных облета Плутона космическим кораблем New Horizons заняла 16 дней.
В свете этого НАСА экспериментировало с использованием лазеров, чтобы не только создать гораздо более быструю прямую связь между космическими миссиями и Землей, но и освободить сеть дальнего космоса (DSN) антенн для более важных задач, чем рутинная связь.
Последним из этих экспериментов является проект НАСА Deep Space Optical Communications (DSOC), который включает установку лазерного приемопередатчика ближнего инфракрасного диапазона на борту космического корабля Psyche. Цель демонстрации — не только увидеть, как система работает на расстоянии сотен миллионов миль, но и изучить, как оптимизировать работу двух наземных станций в Южной Калифорнии и компенсировать мешающие силы.
При работе DSOC увеличит поток данных в 10–100 раз благодаря телескопу с апертурой 22 см, оснащенному никогда ранее не использовавшейся камерой для подсчета фотонов, а также подсистемой для автономного сканирования и фиксации на высоких частотах. Паломарская обсерватория в округе Сан-Диего, Калифорния, которая находится примерно в 130 км к югу от Столовой горы, будет действовать как канал связи. Кроме того, новая система распорок будет гасить вибрации космического корабля, чтобы лазер оставался зафиксированным на удаленной цели.
Между тем, телескоп Хейла в Паломаре будет использовать блок детектора одиночных фотонов из сверхпроводящей нанопроволоки с криогенным охлаждением, который, как следует из его названия, может обнаружить даже одиночный фотон лазера. Из-за огромного расстояния, которое нужно преодолеть частицам, оба конца системы должны компенсировать изменение положения Земли и «Психеи» в течение десятков минут, необходимых для прохождения сигнала между ними.
Источник: https://www.techinsider.ru

© 2024 Лазерная ассоциация

Поиск