Помоги проекту - поделись книгой:
Об этом и еще о многом другом говорил, выступая в Государственной думе на конференции «Юные техники и изобретатели», руководитель рабочей группы при председателе Госдумы России по законодательным инициативам в сфере инновационной политики В. М. Кононов. «Ваши способности и таланты будет куда приложить — сегодня промышленность нашей страны получила новый импульс к развитию», — сказал в заключение Владимир Михайлович.
«Отдельно хотелось бы выделить две работы участников, — отметил в своем выступлении сопредседатель Комиссии по информационной поддержке инновационной деятельности и по совершенствованию законодательства, направленного на привлечение инвестиций в инновационный сектор экономики, рабочей группы при председателе Государственной думы России по законодательным инициативам в сфере инновационной политики Антон Ищенко. — Саратовский школьник Вячеслав Никитюк разработал проект: «Перспективная аппаратная платформа 4D-видеомониторинга диспетчерских служб будущего саратовского аэропорта». Работа действительно серьезная, имеет перспективу развития. А Георгий Недоростков из Екатеринбурга подготовил проект: «Устройство для ориентирования в пространстве для людей с нарушением зрения». Это реальная разработка, которую стоило бы воплотить в жизнь».
От Верхней палаты участникам конференции подарки вручил председатель временной комиссии Совета Федерации России по вопросам развития законодательства Российской Федерации об инженерной и инжиниринговой деятельности Игорь Зуга. «Надеюсь, что сегодня вручаю награду будущему нобелевскому лауреату, — отметил он в своем выступлении. — Совет Федерации уделяет особое внимание развитию инженерного дела и повышению статуса профессии «инженер».
Изобретателю Владимиру Половкову из Волгограда вручил приз депутат Николай Арефьев, заместитель председателя Комитета ГД по экономической политике, инновационному развитию и предпринимательству, отметив, что, с точки зрения производственника, предложенный Владимиром станок для гибки труб вызывает интерес и может принести большую практическую пользу.
Призы юным изобретателям также вручали известные промышленники, представители госкорпораций, Правительства Москвы.
Всего в рамках конференции свои работы показали 170 юных техников и изобретателей в возрасте от 8 до 18 лет из 43 регионов России, в том числе из Крыма и Севастополя. О самых интересных проектах ребят мы расскажем в будущих номерах журнала.
УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
Новые «буквы»
Американские ученые из TSRI (The Scripps Research Institute — Исследовательский институт Скриппса) впервые синтезировали ДНК с тремя парами оснований и вырастили на ее основе культуру бактерий, способных к самовоспроизводству, пишет журнал Nature. Это позволит создать совершенно новые лекарства и материалы.
Интересно, что одним из основных авторов публикации является наш соотечественник
ДНК всех живых организмов состоит из «букв» — нуклеотидов, основу которых составляют четыре азотистых основания (аденин, гуанин, тимин, цитозин). При построении двойной спирали ДНК они объединяются в пары A-T и C-G.
«Мы создали живой организм, который использует, кроме этих пар, еще одну искусственную пару оснований, — объяснил суть работы ее руководитель, профессор Флойд Ромесберг. — Это доказывает, что для хранения генетической информации возможны и другие решения, кроме существующих в природе».
Исследователи лаборатории Ромесберга с конца 90-х годов ХХ века работают над поиском молекул, которые могли бы расширить генетический алфавит. Это непростая задача, так как искусственные основания должны так же химически объединяться в пары, как A-T и C-G. Такие пары должны быть стабильны и в то же время обладать способностью распадаться под действием фермента ДНК-полимеразы. Дело в том, что при репликации ДНК — то есть ее копировании — первым шагом является разъединение двойных цепей, составляющих эту самую ДНК.
Эту задачу ранее уже удалось решить in vitro, то есть «в стекле», в пробирке. Ученые предложили ДНК несколько искусственных оснований (UBPs), которые она в себя приняла. В 2008 году специалисты в лаборатории Ромесберга синтезировали основания d5SICS и dNaM, которые образовали пару. При этом пара оказалась стабильной, но способной распадаться под действием фермента ДНК-полимеразы. Что, как говорится, и требовалось доказать.
Позже исследователи выяснили, что на полусинтетической ДНК образуется РНК, как это происходит в природе. Остался последний шаг — вставить ДНК с лишними «буквами» в живую клетку и проследить, как она себя поведет. С этой целью ученые синтезировали кольцевую ДНК с искусственными основаниями — плазмиду и вставили ее в бактерию кишечной палочки E.coli.
Основная задача состояла в том, чтобы проверить, будет ли полусинтетическая ДНК реплицироваться — воспроизводить себя. Для этого в среду, содержащую бактерии, добавили искусственные основания d5SICS и dNaM.
Затем надо было добиться, чтобы основания присоединяли к себе сахара и фосфаты и превращались в нуклеотиды. В этом помог транспортный белок, который ученые выделили из одноклеточных водорослей. В итоге полусинтетическая ДНК реплицировалась с вполне приемлемой скоростью и точностью. Искусственные основания при этом не терялись, а биоинженерная кишечная палочка росла ненамного медленнее, чем обычная.
«Большим прорывом является то, что мы получили управляемую систему, — подчеркивает Денис Малышев. — Когда мы прекращаем подачу в клетку искусственных оснований, ДНК переходит на естественные основания, а d5SICS и dNaM просто исчезают из генома».
Добавив к генетическому алфавиту искусственные основания X и Y, исследователи расширяют «белковый словарь». Это позволит, например, получать совершенно новые белки для создания лекарств, применять иные методы диагностики и совершенствовать вакцины.
«В принципе, мы можем закодировать и получить совершенно новые белки, состоящие из искусственных аминокислот, — говорит профессор Ромесберг. — Это открывает огромные возможности для медицины будущего — мы сможем изготавливать белки по заказу для терапевтических целей. Другая возможная область применения — нанотехнология и наноматериалы».
Именно этим, кстати, занимаются исследователи из Массачусетского технологического института. Они разработали материал будущего — нечто, обладающее свойствами живых и неживых субстанций. Для этого биоинженеры «заставили» бактерию E.coli формировать структуру с использованием неживых материалов — таких как наночастицы золота и квантовые точки.
Как оказалось, если добавить в процесс построения биопленки пептиды, они, в свою очередь, будут захватывать посторонние элементы и синтезировать новые молекулы уже с их использованием. В результате у ученых получилась вроде бы «живая» материя с новыми для нее свойствами — электропроводимостью или светоизлучением.
Причем, программируя бактерии и меняя условия среды, ученые смогли создать золотые нанопровода, электропроводящие биопленки, а также тонкие слои, усыпанные квантовыми точками, которые, соответственно, проявляют квантово-механические свойства — основу квантовых компьютеров нового поколения.
Наконец, оказалось, что клетки могут «общаться» друг с другом и менять свои свойства с течением времени. То есть имеет место своеобразная эволюция подобных то ли организмов, то ли механизмов.
Из таких полуживых структур люди, возможно, будут через какое-то время не строить, а выращивать солнечные батареи, самовосстанавливающиеся материалы, диагностические датчики и другие полезные вещи.
А там, глядишь, дело дойдет и до создания более сложных устройств. Братья Стругацкие в свое время описывали машины и механизмы, которые вырастали, подобно цыплятам из яиц, из неких механозародышей. Теперь появляется технология, способная превратить фантастику в реальность. Компьютеры и мобильники будут расти в теплицах, а вместо заводов люди заведут фермы по выращиванию, например, космолетов. И подобное будущее уже, кажется, не за горами.
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Летуны иных планет
Многие полагают ныне, что только на ракете можно взлететь в космос и добраться до иных планет. Но так ли это на самом деле? Лучший ли ракеты транспорт и для перемещения по той или иной планете Солнечной системы? Попробуем разобраться. И начнем мы вот с чего…
Отправлять аэростаты на Венеру уже пробовали. Две автоматические межпланетные станции «Вега» в июне 1985 года доставили на Венеру спускаемые аппараты с аэростатными зондами и направились далее, навстречу комете Галлея.
Оболочки аэростатов были заполнены легким газом из баллонов и начали медленный спуск в атмосферу «Утренней звезды» — так прозвали Венеру древние астрономы, поскольку наблюдали ее лишь на рассвете. Однако продержались земные аппараты там недолго — температура в 400 градусов и давление в 500 атмосфер привели к тому, что творения лучших умов нашей планеты протянули на Венере всего несколько часов.
И тогда возник план. Может, стоит исследовать эту загадочную планету из более безопасных и прохладных мест? Ведь, как показали произведенные замеры, на высоте примерно 50 км и температура и давление в атмосфере Венеры не очень отличаются от земных. Вот с этой высоты летательные аппараты пусть и исследуют поверхность планеты.
Однако до посылки новых аппаратов на Венеру с той поры ни у наших, ни у зарубежных специалистов руки как-то не доходили. Но интерес к данной теме не пропал.
Так, недавно студентка из Павлодара Назифа Бактыбаева разработала новый аппарат для исследования Венеры и теперь намерена оформить на него патент. Ее изобретением заинтересовались в США, пригласили посетить НАСА и даже предложили грант на обучение в Америке. Однако девушка пока решила продолжить учебу в вузе Алма-Аты. Журналистам же Назифа Бактыбаева рассказала, что свой первый орбитальный аппарат она сконструировала в 16 лет, еще будучи в школе. Макет этого научно-исследовательского комплекса был сооружен из зонтика, обогревателя, компьютерных запчастей, DVD-плеера и других подручных материалов. К конструкции прилагались подробные описания и расчеты на 25 страницах.
Тогда своим изобретением юная жительница Павлодара покорила сначала жюри международного конкурса на Байконуре, где ее научный проект признали лучшим из 50 подобных. Затем она попала на олимпиаду в США, в которой участвовали юные дарования из 70 стран мира. Там проектом Назифы заинтересовались в американском космическом агентстве. «Ученые НАСА к проекту подошли серьезно и заявили, что его вполне можно воплотить в реальности», — вспоминает Назифа Бактыбаева.
Новый комплекс ее разработки разделяется на две части. Это орбитальный аппарат и станция. Орбитальный аппарат, как ему и положено, останется на заданной орбите, а станция войдет в атмосферу планеты и будет в ней плавать, как дирижабль, благодаря аэростатической надувной оболочке.
«Экипаж такой станции будут составлять сначала роботы, а потом, возможно, и люди, — полагает Назифа. — Генеральная задача такой колонии — преобразовать климат планеты настолько, чтобы там людям стало жить комфортно».
Обследовать планету, выяснить возможности преобразования ее климата мечтает не только Назифа Бактыбаева: специалисты американских аэрокосмических компаний Northrop Grumman и LGarde трудятся над проектом VAMP — гибридом из обычного БПЛА и мини-дирижабля для исследования Венеры.
В принципе, их Venus Atmospheric Maneuverable Platform (VAMP) представляет собой беспилотный летательный аппарат, оптимизированный к суровым венерианским условиям. При размахе крыльев в 46 м (что побольше, чем у «шаттла») треугольный VAMP весит всего 450 кг. Изначально он будет упакован в транспортный контейнер. По прибытии автоматической межпланетной станции к месту назначения контейнер раскроется, оболочка наполнится водородом или гелием. Затем БПЛА будет отцеплен от носителя и начнет самостоятельный спуск в атмосферу Венеры. Снижаясь с минимальной скоростью, дрон потребует минимальной тепловой защиты.
В плотной атмосфере VAMP будет передвигаться не слишком быстро, со скоростью 55–70 км/ч. В течение 223-суточного венерианского дня он, используя пропеллеры, будет оставаться в верхних слоях атмосферы, где солнечные батареи лучше заряжаются. А не менее длинной ночью, напротив, станет скитаться в нижних, более плотных слоях газовой оболочки, где полет будет обеспечен наполняющим газом. Аппаратура в это время будет запитываться либо от мини-реактора на плутонии-238, либо от аккумуляторов, заряженных днем.
Полезная нагрузка полусамолета-полудирижабля составит 200 кг. Столько будет весить аппаратура для сбора данных о планете и их пересылке на орбитальный аппарат, откуда информацию передадут на Землю.
Идея исследовать Красную планету с воздуха приходила в голову Артуру Кларку еще в 60-е годы ХХ века. В фантастическом романе «Пески Марса» он описал летательный аппарат с необычайно большими крыльями, пригодный для полетов в разреженной атмосфере Марса.
После него в 1980-е годы в НАСА был разработан проект десантирования на Марс. Тогда рассматривались три варианта самолета: крейсерский с гидразиновым двигателем, крейсерский с электродвигателем и посадочный. Все они должны были иметь общую конфигурацию, отсек полезной нагрузки объемом около 200 л, а спереди и сзади него два бака с гидразином — реактивным топливом. В варианте с электродвигателем должны были использоваться литиевые батареи. А посадочный вариант должен был использовать два ракетных двигателя переменной тяги, которые обеспечат мягкую посадку.
Попасть на Марс самолетам предстояло в транспортных контейнерах с буксирами. Их должны были вывести на орбиту «шаттлы». В каждом контейнере предполагалось упаковывать по 4 самолета со сложенными крыльями. Буксиры, по идее, вывели бы контейнеры на околомарсианскую орбиту. А затем должны были сработать тормозные двигатели каждого контейнера. И самолеты начали бы вываливаться из него и по одному уходить в марсианскую атмосферу. На высоте порядка 9,5 км срабатывали бы тормозные парашюты, а еще ниже, на высоте 7,5 км, каждый самолет раскрывал бы крылья и отправлялся в самостоятельный полет.
За 30 часов полета такой летательный аппарат должен был одолеть около 10 000 км, передавая по ходу полета накапливаемую информацию на орбиту. А оттуда она бы транслировалась на Землю.
Однако по финансовым и организационным причинам проект так и не был доведен до логического завершения. Ныне эксперты НАСА из Langley Research Center, который находится в Хэмптоне, штат Вирджиния, решили вернуться к этой идее на новом уровне. Сегодня они работают над созданием ракетного двигателя для самолета-робота.
Руководит группой ученый Джоэль Левин. В одном из своих публичных выступлений он рассказал, что подобная конструкция может оказаться весьма полезной для составления крупномасштабных карт Красной планеты. Рейсы марсианского беспилотника будут происходить на высоте около 1,6 км над поверхностью планеты, а его камеры заменят собой камеру HiRISE, которая сейчас расположена на исследовательском спутнике Марса Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).
«Способность самолета лететь так низко над поверхностью сделает возможным получение знаний о ранее недоступных частях Марса и сбор данных, которые не в состоянии получить MRO, — рассказал исследователь. — Дополнительным преимуществом самолета станет близость к поверхности планеты, которая позволит получить представление о химическом составе атмосферы. Орбитальные аппараты, как бы хороши они ни были, здесь бессильны»…
За 30 с лишним лет работы в самолетостроении Рик Фох создала десятки беспилотных летающих аппаратов разных форм и размеров, сообщает журнал Air&Space.
Теперь она занимается проблемой создания летательного аппарата для спутника Сатурна — Титана. Фох, конечно, понимает всю трудность отправки робота-самолета в полет длиной в год — в агрессивной атмосфере на расстоянии в миллиард километров от Земли. Но, по ее мнению, это вполне выполнимо.
Ларри Лемк, аэрокосмический инженер из научно-исследовательского центра имени Эймса в Маунтин-Вью, Калифорния, начал изучать проблемы внеземного полета еще в 1980-х годах. В то время он сильно нуждался в партнере из мира аэронавтики, который бы помог ему создавать летательные аппараты для иных планет.
«Сложность была в том, как разработать самолет с необычной конфигурацией — он должен был стартовать прямо в воздухе, — пояснил Лемк. — Я прошелся по стандартным разработчикам — Skunk Works, Burt Rutan, AeroVironment. Все они очень компетентные самолетостроители, но ни один из них никогда не строил сворачивающийся самолет. К тому времени Рик Фох уже построила восемь или десять таких»...
Лемк и Фох сотрудничают до сих пор. Их новая концепция марсианского самолета, названная Matador, получила в 2006 году исследовательский грант НАСА и дошла до продувки в аэротрубе.
И в этом случае самолет планируют доставить на Титан упакованным в капсулу, которая по прибытии опускается на парашюте в атмосферу Титана. После этого дно отстреливается, и аппарат вываливается из капсулы и летит, используя воздушный поток. Его скорость во время полета невелика — меньше 40 км/ч.
«Чтобы получить достаточную подъемную силу в разреженном воздухе Марса, самолет потребует очень большой площади крыла, и крылья при этом станут «прозрачными и хрупкими». Для плотной атмосферы Титана крылья могут быть короткими и жесткими, как у транспортного самолета C-130, который может спокойно пройти сквозь ураган», — полагает Лемк.
Последний прототип — AVIATR имеет дельтовидное крыло с размахом в 3 м. «По сравнению с марсианским самолетом это выглядит просто замечательно, — отмечает Фох. — Мы не должны даже сворачивать крылья во время полета к Титану».
После выпуска в атмосфере AVIATR будет летать кругами (совсем как ястреб или другая хищная птица) над поверхностью Титана, делая фотографии и проводя спектрографию поверхности.
Экспедиция продлится год или даже больше. Технология, которая сделает такой долгий полет возможным, использует новый тип ядерной батареи, названный продвинутым стирлингским радиоизотопным генератором, который НАСА разрабатывает к запуску Discovery в 2016 году. Этот генератор легче и эффективнее плутониевых батарей, используемых в нынешних планетарных полетах (к примеру, в миссии «Кассини»).
РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…
У военных своя мода
Довелось слышать, будто не только в нашей армии вводится новая форма. Почему руководители многих стран мира время от времени идут на огромные расходы, переодевая свою армию. Ведь кажется, что солдатам следовать за модой совсем не обязательно. Или я не прав?
У военных есть свои резоны время от времени менять униформу. Скажем, во время Отечественной войны 1812 года воины обеих армий — российской и французской — шли в наступление плотными колоннами и щеголяли в мундирах красного, синего, желтого и прочих ярких цветов. Считалось, например, что мундир красного цвета хорош тем, что на нем меньше заметны следы крови.
Однако в конце XIX века британские колониальные войска были вынуждены переодеться в мундиры цвета хаки, что в переводе означает «цвета пыли». Иначе буры в войне 1899–1902 годов отстреливали неприятельских солдат и офицеров, словно павлинов.
Вслед за англичанами моду на защитную одежду переняли русские, французские, немецкие и другие войска. Такая форма повсеместно применялась в течение Первой мировой войны.
В начале ХХ века американский художник Эббот Тайер выпустил книгу «Окраска в животном мире». Описанные в ней принципы маскировки птиц и животных в природе послужили основой для создания теории научной мимикрии, а на ее основе были разработаны принципы военного камуфляжа.
В 1939 году французский художник русского происхождения Владимир Баранов-Россинэ запатентовал пятнистую военную форму («пуантилистически-динамичный камуфляж»).
К началу Второй мировой войны камуфляж стали повсеместно использовать во всех родах войск, с учетом географических особенностей мест предполагаемых сражений. Прежде всего в ход пошел зимний камуфляж — белые маскхалаты.
В СССР для маскировки бойцов в начале 30-х годов использовали и деформирующие костюмы. Их уникальность заключалась в том, что сочетание расплывчатых пятен и мешковатости костюма зрительно сильно меняло сам силуэт человека, делая его размытым. Цвет костюма, естественно, подбирался соответственно времени года, природным и погодным условиям.
Костюмы с капюшонами носили поверх основного обмундирования. Также существовали специальные плащи и покрытия, которые имитировали траву. В 1944 году появились камуфляжные костюмы светло-зеленого цвета с грязно-серым рисунком, имитирующим зелень листвы.
Поделиться книгой: