E=mc² - OpenVK

Ученые обнаружили тысячи неизвестных генов в Южном океане

Международная группа исследователей под руководством специалистов из Университета Дьюка представила результаты масштабного десятилетнего изучения микрофлоры Южного океана. Анализ проб воды, собранных в ходе экспедиций 2016–2017 годов, показал, что мы имеем крайне смутное представление об обитателях антарктических вод.

Ученые выделили ДНК из сотен образцов и сопоставили их с мировыми базами данных. Результат оказался неожиданным: треть идентифицированных генов уникальна и ранее не встречалась в существующих каталогах. Эти микроорганизмы играют ключевую роль в экосистеме планеты, поглощая избыточное тепло и углекислый газ.

Исследование подтвердило, что микробные сообщества распределены в океане неравномерно. Их состав и структура напрямую зависят от океанических течений и глубины: ледяные поверхностные воды и темные пучины скрывают принципиально разные экосистемы. Теперь биологам предстоит выяснить, как это скрытое генетическое разнообразие адаптируется к глобальным изменениям климата. Показать больше

E=mc² опубликовали
31 мар. в 12:03

Учёные расшифровали геном кенгуру и сравнили его с ДНК человека.

Они ожидали серьёзных различий, однако оказалось иначе: многие гены совпадают, причём даже расположены в одинаковом порядке.

В итоге учёные пришли к выводу, что ~150 млн лет назад у нас с кенгуру был общий предок, а затем эволюция пошла разными путями.

На фоне того, что с мышами у нас был общий предок ~70 млн лет назад, в это даже не так сложно поверить…

E=mc² опубликовали
30 мар. в 15:14

Как человечество добралось до Венеры с космодрома Байконур:

Почему Венера - и почему так срочно

В начале 1960-х Венера казалась лёгкой добычей. По размерам и массе она почти близнец Земли, лететь до неё ближе, чем до Марса, а «окна запуска» открываются регулярно. Учёные всерьёз предполагали, что под плотными облаками может скрываться океан, а может, и что-то живое.

СССР видел в этом шанс. Американцы рвались к Луне - советские инженеры решили взять другое: стать первыми, кто коснётся другой планеты. Это была не просто наука. Это была гонка, политика и мечта, сплавленные воедино.

Первый аппарат «Венера-1» ушёл с Байконура 12 февраля 1961 года. Связь с ним потеряли ещё в пути. Следующие попытки тоже заканчивались провалами - аппараты либо не долетали, либо не успевали ничего передать. Венера не сдавалась.

Детектив в барокамере: инженеры против неизвестности

По мере того как аппараты гибли один за другим, картина становилась яснее - и страшнее. «Венера-4» в 1967 году успела передать данные прямо во время спуска, и цифры были чудовищными: температура за бортом +460 градусов по Цельсию, давление - 92 земных атмосферы. Предыдущие конструкции просто сминало, как жестяную банку.

Инженеры НПО имени Лавочкина оказались перед задачей, у которой не было прецедентов. Конструктор Олег Ивановский вспоминал, что Венера заставила осваивать «несвойственные области науки и техники» - разрабатывать материалы, которых прежде не существовало, и тестировать их в условиях, которые прежде никто не воспроизводил на Земле.

Корпус делали из титановых сплавов, способных выдержать давление в 100 атмосфер. Чтобы электроника не расплавилась сразу после посадки, использовали тригидрат нитрата натрия - соль, которая при нагревании плавится сама, забирая на себя тепло и давая аппарату дополнительное время жизни. Каждую деталь испытывали в наземных барокамерах снова и снова, пока она не выдерживала.

Первое касание: «Венера-7» и тишина на поверхности

17 августа 1970 года с Байконура стартовала «Венера-7». 15 декабря того же года она коснулась поверхности и стала первым в истории аппаратом, передавшим данные с другой планеты. Правда, работала она всего 23 минуты - и почти молчала. Сигнал был слабым, данные скудными. Но главное было сделано: человечество впервые «дотронулось» до другого мира.

Следующий прорыв случился в 1975 году. «Венера-9» и «Венера-10» взлетели с Байконура с разницей в 6 дней - 8 и 14 июня. Они были в 5 раз тяжелее предшественниц и несли нечто невероятное: панорамные камеры, способные сделать снимки прямо с поверхности. Впервые в истории на орбите Венеры появился искусственный спутник - орбитальный модуль стал ретранслятором, и именно благодаря ему скорость передачи данных удалось поднять с нескольких бит в секунду до 256 - это был технологический скачок на порядки.

Когда 22 октября 1975 года «Венера-9» прислала первую панораму, Борис Пантелеев - главный конструктор системы связи - вскочил на стол и кричал: «Это фантастически!» Острые, необкатанные камни, чёткий горизонт, поднятый вверх из-за рефракции в плотной атмосфере - такого никто не ожидал. Вместо зыбкого океана или пыльной равнины - каменный пейзаж, будто вырванный из геологического учебника.

Триумф «Венеры-13»: первый цвет с другой планеты

К 1982 году советские инженеры умели строить аппараты для Венеры так, как никто другой в мире. «Венера-13» и «Венера-14» стартовали с Байконура в октябре и ноябре 1981 года на ракете «Протон» и летели к планете 122 дня.

1 марта 1982 года «Венера-13» совершила мягкую посадку. Через несколько минут начали приходить первые цветные панорамы с поверхности другой планеты. Тёмный зернистый грунт, плоские базальтовые плиты с тонкой слоистостью, холмистый рельеф вдали - всё в приглушённых оранжево-коричневых тонах, потому что атмосфера рассеивает свет именно так. Небо оказалось ярко-оранжевым.

Аппарат проработал 127 минут - в 4 раза дольше расчётного времени. За это время он взял пробы грунта, измерил давление, температуру, скорость ветра и даже записал первые звуки с другой планеты - шум ветра и удара о поверхность. Анализ показал: под ногами - базальт, очень похожий на породы океанического дна Земли. Кремний, алюминий, железо, магний, кальций - всё знакомое, всё земное. Только вот условия - совершенно иные.

Ад под облаками: почему Венера такая

Давление у поверхности - 92 земных атмосферы. Это как на глубине почти 1 километра в океане. Температура - около +465 градусов Цельсия, стабильно, днём и ночью, на полюсах и на экваторе - разницы почти нет. При такой температуре плавится свинец.

Углекислый газ у самой поверхности ведёт себя как сверхкритическая жидкость - нечто среднее между газом и растворителем.
Атмосфера состоит на 96,5% из углекислого газа - и это главная причина катастрофы. CO₂ создаёт мощнейший парниковый эффект: тепло поглощается, но не выходит обратно в космос. Облака, покрывающие Венеру сплошным слоем на высоте от 48 до 70 километров, состоят не из воды, а из капель серной кислоты. Дожди из серной кислоты испаряются, не долетая до поверхности, но атмосфера остаётся агрессивной коррозионной средой.

Возможно, когда-то Венера была другой. Некоторые модели допускают, что несколько миллиардов лет назад на ней могло быть небольшое количество жидкой воды. Но ближе к Солнцу, чем Земля, она разогревалась быстрее - вода испарялась, водяной пар усиливал нагрев, CO₂ выходил из пород в атмосферу. Цикл стал необратимым, и планета превратилась в то, что есть сейчас.

Почему Венера сияет ярче всех звёзд

Ирония планеты в том, что снаружи она выглядит прекрасно. Венера - третий по яркости объект на земном небе после Солнца и Луны, и её часто принимают за НЛО или прожектор самолёта - она светит ровно и не мерцает.

Причина - облака из серной кислоты, которые отражают около 76% падающего солнечного света. Для сравнения: Земля отражает около 30%, а Луна - всего 7-10%. Облака работают как гигантское зеркало, и чем ближе Венера к Земле, тем ярче выглядит её серп. Максимальной яркости она достигает не в «полнолуние», а именно в фазе полумесяца - когда она близко и хорошо освещена.

Так устроен этот парадокс: планета с самым жестоким климатом в Солнечной системе выглядит с Земли как воплощение красоты и нежного света.

Смогут ли роботы освоить Венеру

Пока - нет. Ни один аппарат не проработал на поверхности дольше 2 часов. Даже рекордная «Венера-13» сдалась через 127 минут. Давление и температура уничтожают электронику быстрее, чем можно что-либо изучить.

Тем не менее интерес не угасает. Россия разрабатывает проект «Венера-Д», NASA готовит миссии DAVINCI+ и VERITAS. Идеи звучат разные: долгоживущие зонды из высокотемпературной керамики, аэростаты в верхних слоях атмосферы, где давление и температура близки к земным. На высоте 50-60 километров над поверхностью Венеры условия вполне сносные - там даже гипотетически могла бы существовать какая-то форма жизни в атмосфере. Но поверхность пока остаётся закрытой.

30 лет попыток

В течение почти 30 лет СССР строил и управлял межпланетными аппаратами в рамках программы «Венера». Всего было запущено 16 станций под названием «Венера» (с первой по шестнадцатую), плюс 2 аппарата «Вега» в 1985 году - итого около 18 миссий в рамках венерианской программы. Ещё как минимум 6 аппаратов не вышли на нужную траекторию и были засекречены под именами «Космос» - это Космос-21, 27, 96, 167, 359 и 482. Wikipedia То есть реальных попыток было больше 20.

Из 16 официальных «Венер» примерно половина выполнила задачу полностью, несколько - частично, несколько погибли. «Венера-7» в 1970 году первой в мире совершила мягкую посадку на другую планету и передала данные с поверхности. «Венера-9» и «Венера-10» в 1975 году передали первые в мире фотографии с поверхности другой планеты.

По деньгам - тут сложнее. СССР никогда не публиковал официальную стоимость венерианской программы отдельно - она была частью засекреченного космического бюджета. По грубым оценкам в долларовом эквиваленте по тогдашним курсам было потрачено порядка 3 млрд долларов суммарно за весь период. Показать больше

E=mc² опубликовали
29 мар. в 09:36

Магнитный зонтик Земли: Луна нашла укрытие от радиации

Устоявшееся мнение о том, что Луна беззащитна перед космическим излучением, оказалось не совсем верным. Китайские ученые, проанализировав данные прибора для измерения нейтронов и дозиметрии со станции «Чанъэ-4», обнаружили необычный эффект. Выяснилось, что магнитное поле Земли способно оберегать спутник от галактических космических лучей даже тогда, когда Луна находится за пределами земной магнитосферы.

Эффект зафиксировали на обратной стороне Луны: в определенные периоды лунного «утра» интенсивность радиации снижается на 20 %. Это «безопасное окно» открывается регулярно — примерно на два дня в каждом лунном цикле. Феномен подтвержден наблюдениями в течение 31 цикла. Исследователи объясняют это тем, что магнитное поле планеты не исчезает мгновенно, а постепенно ослабевает, отклоняя заряженные частицы.

Наиболее эффективно поле Земли справляется с протонами низкой энергии, составляющими около 85 % всего космического излучения. Благодаря движению по гирорадиусам, эти частицы огибают систему Земля–Луна, создавая в космосе своеобразную полость с пониженным радиационным фоном. Это открытие признано критически важным для планирования будущих пилотируемых миссий: теперь работу космонавтов на поверхности можно подстраивать под график «магнитных каникул», снижая риски для здоровья. Показать больше

E=mc² опубликовали
28 мар. в 09:28

Экипаж миссии «Артемида-2» прибыл на космодром для полета к Луне

Экипаж пилотируемой миссии «Артемида-2» прибыл в Космический центр имени Кеннеди во Флориде. Это финальный этап подготовки к первому за полвека полету человека к Луне. Старт ракеты-носителя SLS с кораблем «Орион» запланирован на 1 апреля в 18:24 по местному времени.

В состав международного экипажа вошли четверо опытных астронавтов: командир Рид Уайсмен, пилот Виктор Гловер, специалисты Кристина Кох (все — НАСА) и Джереми Хансен (Канадское космическое агентство). В ходе десятисуточной экспедиции им предстоит облететь Луну без высадки на поверхность, чтобы подтвердить надежность техники для будущих высадок.

Особое место на борту займет плюшевый индикатор невесомости по имени Райз, созданный школьником Лукасом Йе. Дизайн талисмана вдохновлен историческим снимком восхода Земли над лунным горизонтом. До самого момента старта астронавты будут находиться на строгом карантине, пройдут финальные медицинские обследования и проведут последние встречи с близкими. Данная миссия станет ключевой проверкой систем жизнеобеспечения перед возвращением человечества на спутник Земли. Показать больше

E=mc² опубликовали
27 мар. в 14:06

В США открыли материал с переключаемыми квантовыми состояниями

Ученые из Аргоннской национальной лаборатории министерства энергетики США обнаружили уникальное свойство сульфида никеля, которое позволяет управлять поведением электронов «по требованию». Материал состава KₓNi₄S₂, где содержание калия варьируется от нуля до единицы, способен переключаться между двумя четкими квантовыми состояниями внутри одной структуры.

Исследователи установили, что слои калия в соединении можно буквально «выталкивать» при помощи электрического тока. Это приводит к обратимому сжатию структуры и изменению ее свойств. В одном состоянии материал формирует конусы Дирака, где электроны ведут себя как почти безмассовые частицы и перемещаются на огромных скоростях. В другом — возникают плоские зоны, которые заставляют носители заряда «тяжелеть» и замедляться.

Такая дуальность превращает материал в своего рода контроллер трафика. Возможность динамически менять скорость и поток электронов в одной системе позволит упростить архитектуру электроники будущего. Вместо использования нескольких разных материалов инженеры смогут применять одно соединение для создания адаптивных сенсоров и сверхбыстрых процессоров. Показать больше

E=mc² опубликовали
27 мар. в 11:40

«Хаббл» и «Уэбб» представили совместный портрет Сатурна

Космические телескопы «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» объединили усилия для изучения Сатурна. В августе и ноябре 2024 года аппараты провели совместную съемку газового гиганта, объединив данные видимого и инфракрасного диапазонов. Это позволило ученым создать детальное трехмерное представление атмосферы планеты.

«Хаббл» зафиксировал тонкие цветовые нюансы в облачных полосах, в то время как «Уэбб» на длине волны 4,3 мкм проник в глубокие слои, обнаружив скрытые химические вещества. На снимках отчетливо виден долгоживущий струйный поток в северных широтах — следствие масштабной бури 2011–2012 годов. Также исследователи заметили штормы в южном полушарии и очертания знаменитого полярного шестиугольника.

Особое внимание привлекли кольца: в инфракрасном свете они ярко сияют из-за водяного льда, открывая взору сложную структуру и так называемые «спицы». Эти наблюдения стали финальной возможностью детально изучить северный полюс планеты перед его погружением в пятнадцатилетнюю зимнюю тьму, которая продлится до 2040-х годов. Данные пополнят программу изучения атмосфер планет-гигантов и помогут в исследовании сезонных изменений Сатурна. Показать больше

E=mc² опубликовали
26 мар. в 13:22

Обновлен рекорд самого длинного числа в мире

Специалисты компании StorageReview заставили сервер работать на пределе возможностей в течение 110 дней. Результатом этой непрерывной вычислительной гонки стали 314 триллионов знаков после запятой — новый мировой рекорд, приуроченный к Дню числа Пи.

Для достижения цели использовался сервер Dell PowerEdge R7725, оснащенный двумя процессорами AMD EPYC и 40 высокоскоростными накопителями. Основная сложность заключалась не в самой математике, а в колоссальных объемах данных. Система обрабатывала информацию со скоростью около 280 Гбайт/с. Весь процесс потребовал 4305 кВт·ч электроэнергии, что составило 13,7 кВт·ч на каждый триллион цифр.

Хотя для расчета окружности видимой Вселенной достаточно всего 37 знаков, подобные рекорды имеют прикладное значение. Это своего рода стресс-тест для «железа». Если в архитектуре процессора или памяти есть уязвимость, многомесячная работа без единой секунды простоя обязательно её выявит. Инженерные решения, отработанные на числе Пи, в дальнейшем помогут в развитии систем искусственного интеллекта и анализе больших данных. Показать больше

E=mc² опубликовали
24 мар. в 10:55

Учёные создали систему земледелия для Марса

Исследователи из Германии представили технологию, позволяющую выращивать еду на Красной планете, используя только местные ресурсы: пыль, углекислый газ и микроскопические организмы. Главной проблемой освоения Марса всегда считалось отсутствие плодородной почвы, но ученые нашли способ превратить бесплодный реголит в эффективное удобрение.

В основе системы лежат цианобактерии, способные выживать в экстремальных условиях. В ходе нового эксперимента биологи использовали имитацию марсианского грунта и углекислый газ для выращивания биомассы. Затем полученную массу подвергали анаэробному брожению при температуре 35°C. Этот процесс позволил выделить питательные вещества, необходимые для растений.

Результаты оказались впечатляющими: всего один грамм сухих цианобактерий обеспечил питанием рост 27 граммов свежей ряски — быстрорастущего водного растения, богатого белком. В качестве побочного продукта брожения ученые получили метан, который можно использовать как топливо. Тиагу Рамалью, ведущий исследователь из Бременского университета, отметил, что это важный шаг к созданию полностью автономных поселений, не зависящих от поставок с Земли. В будущем систему планируют протестировать в условиях низкой гравитации и радиации. Показать больше

E=mc² опубликовали
23 мар. в 08:57

Заснеженные вершины Альп. Вид с борта МКС

Название:	E=mc²
Описание:	Энергия в массы