Полет Starship, чудо-реактор из Китая, запуск электропикапа Маска и новые данные о далеких галактиках. Каких открытий ждет мир в 2022-м
Рік, що минув, приніс людству надзвичайно оптимістичні наукові відкриття і перспективні технологічні розробки.
2022-й обіцяє бути не менш продуктивним з точки зору науки і технологій: перший орбітальний політ Starship, початок роботи космічного телескопа Джеймса Вебба, випробування торієвого ядерного реактора та інші цікаві події.
ЕП обрала сім найбільш очікуваних подій нового року і розповідає про кожну з них.
SpaceX здійснить перший орбітальний випробувальний політ ракети Starship
Березень
SpaceX планувала запустити Starship у перший орбітальний випробувальний політ у січні або лютому 2022 року за умови, що Федеральне авіаційне управління США (FAA) завершить програмну екологічну оцінку (PEA) стартової точки компанії в Південному Техасі до 31 грудня.
Однак 28 грудня FAA оголосило, що перенесло публікацію PEA до 28 лютого, посилаючись на "великий обсяг коментарів, поданих до проєкту PEA". Представники громадськості подали понад 18 тис коментарів щодо проєкту PEA, оприлюдненого 17 вересня.
SpaceX розробляє Starship, щоб доставляти людей і вантажі на Місяць, Марс та за іншими напрямками глибокого космосу. NASA обрало Starship як посадковий апарат на Місяць з екіпажем в рамках програми Artemis, яка передбачає дослідження Місяця.
Величезний транспортний засіб складається з двох багаторазових елементів: ракети-носія першого ступеня Super Heavy висотою 70 м і космічного корабля Starship висотою 50 метрів. Обидва будуть оснащені двигунами Raptor наступного покоління від SpaceX: шість – для Starship і близько 30 – для Super Heavy.
Випробувальний політ Starship Orbital відбудеться на космічній базі в Техасі. Ступінь прискорювача відділиться через 170 секунд після старту. Потім ракета-носій приводниться в Мексиканській затоці, приблизно за 20 миль від берега.
Орбітальний Starship продовжить політ над протокою Флориди. Він рухатиметься на орбіті, доки не сяде на платформу в Тихому океані за 100 км від північно-західного узбережжя острова Кауаї (Гаваї). Starship перебуватиме на орбіті 90 хв.
Під час польоту SpaceX уперше перевірить спільну роботу космічного корабля Starship і ракети-носія Super Heavy.
У запиті до комісії зазначається, що тестовий політ може відбутися до 1 березня 2022 року. У листі вказана максимальна висота польоту Starship – 116 км. Тобто корабель пролетить трохи вище офіційного кордону між атмосферою і космосом.
"SpaceX має намір зібрати якомога більше даних під час польоту, щоб оцінити динаміку входу в атмосферу і краще зрозуміти, які навантаження відчуває транспортний засіб у польоті.
Польотні дані закріплять останні зміни в конструкції транспортного засобу і дозволять налаштувати більш досконалі моделі для використання у внутрішній симуляції", – зазначається в запиті.
SpaceX готується до отримання дозволу на випробування в найближчі два місяці і планує здійснити запуск на початку березня 2022 року.
"Схвалення FAA є драйвером розкладу", – заявив засновник і генеральний директор SpaceX Ілон Маск 29 грудня 2021 року, відповідаючи на запитання про дату випробувального польоту.
Космічний телескоп ім. Джеймса Вебба зробить перше зображення
Червень
Американський космічний телескоп Джеймс Вебб (JWST – James Webb Space Telescope), на створення якого витратили 25 років і 10 млрд дол, почне повноцінно працювати в червні-липні 2022 року.
25 грудня 2021 року апарат запустили в космос з космодрому "Куру" (Французька Гвіана) на ракеті-носії "Аріан-5", наданій Європейським космічним агентством (ЄКА).
На момент запуску це найбільший, найдорожчий і найчутливіший оптичний та інфрачервоний космічний телескоп в історії людства та один з найважливіших проєктів в астрономії в третьому десятилітті 21 століття.
JWST працюватиме поблизу точки Лагранжа L2 системи Земля-Сонце на відстані 1,5 млн км від Землі.
Для порівняння: телескоп "Габбл" обертається на висоті 550 км над поверхнею Землі, а Місяць – 380 тис км від Землі. Така відстань робить ремонт апаратного забезпечення JWST після запуску неможливим з точки зору наявних у людства технологій пілотованих космічних місій.
"Джеймс Вебб" має вдвічі меншу масу, ніж "Габбл", проте його головне дзеркало – 6,5-метровий укритий золотом берилієвий рефлектор – матиме в шість разів більшу збиральну площу (25,4 кв м) завдяки 18-гексагональним дзеркалам діаметром 0,9 кв м кожне.
Інфрачервоний зір "Джеймса Вебба" дозволить йому зазирнути в минуле більш ніж на 13,5 млрд років до зірок та галактик, довжини хвиль світла яких збільшилися через розширення Всесвіту.
Телескоп також зможе проникати в запилені ділянки, у місця народження зірок, та досліджувати атмосфери планет поза Сонячною системою.
"Апарат розроблений для того, щоб отримати відповіді на невирішені питання у всіх галузях астрофізики", – каже науковий співробітник ЄКА в проєкті "Джеймса Вебба" Антонелла Нота.
Neuralink почне випробування мозкових імплантатів на людях
2022 рік
Компанія Neuralink, співзасновником якої є Ілон Маск, розробляє чип, призначений для імплантації в мозок людини. Мета – лікувати захворювання мозку, травми спинного мозку та неврологічні розлади.
Під час інтерв’ю 6 грудня 2021 року на саміті ради генеральних директорів представник видання The Wall Street Journal запитав у Маска про плани Neuralink на 2022 рік. Підприємець відповів на нього так.
"Neuralink добре працює на мавпах, і насправді ми проводимо багато тестів, щоб підтвердити, що чип дуже безпечний і надійний і те, що цей чип можна безпечно вилучити".
Він додав: "Ми сподіваємося імплантувати чип першим людям із серйозними травмами хребта (параліч) до схвалення FDA (Управління продовольства та медикаментів США – ЕП)".
Маск сказав, що "стандарти Neuralink щодо імплантації пристрою значно вищі, ніж вимагає FDA".
Маск повторив графік на 2022 рік у твіті. "Прогрес прискориться, коли наступного року в нас з’являться пристрої на людях (важко порозумітися з мавпами)", – сказав він.
У квітні Neuralink випустила відео, на якому мавпа грає у відеоігри за допомогою пристрою Neuralink.
Після отримання 205 млн дол інвестицій у липні 2021 року представник Neuralink сказав, що компанія направить кошти на розробку чипа, який дозволить паралізованим людям керувати цифровими пристроями силою думки.
У липні 2021 року американська біотехнологічна фірма Synchron з 20 співробітниками отримала дозвіл FDA на початок тестування на людях аналогічної технології.
Штучний інтелект Google розкриє форми 100 мільйонів білків
2022 рік
Послідовності амінокислот при з'єднанні одна з одною згортаються в десятки мільйонів білкових форм, передбачити які донині було неможливо. Раніше їх можна було вивчити лише в лабораторії.
Прогрес намітився з приходом у біологію технологій штучного інтелекту (ШІ). У 2020-2021 роках ця галузь науки наблизилася до фундаментального прориву.
Компанія DeepMind, яка належить Google і займається вдосконаленням ШІ, обіцяє в найближчі кілька місяців спрогнозувати та опублікувати структуру понад 100 млн відомих науці білків.
DeepMind, використовуючи ШІ, передбачить форми майже кожного білка в людському тілі, а також форми сотень тисяч інших білків, знайдених у дріжджах, фруктах, мухах та мишах.
Це дозволить біологам з усього світу краще розуміти хвороби та розробляти нові ліки.
Для побудови тривимірної моделі білків за допомогою ШІ компанія DeepMind розробила программу AlphaFold2.
У DeepMind кажуть, що AlphaFold2 передбачає форми для 36% людських білків з точністю до розміру атома. Цього достатньо для розробки ліків, каже генеральний директор DeepMind Деміс Хассабіс.
Раніше, після десятиліть роботи, лише 17% білків людського організму були ідентифіковані в лабораторії. Якщо прогнози AlphaFold настільки точні, як каже DeepMind, інструмент збільшить це число більш ніж удвічі лише за кілька тижнів.
Біолог з Колумбійського університету (США) Мохаммед Аль-Курайш, який розробив програмне забезпечення для прогнозування структури білка, зазначає, що розкриття структур більшості білків дозволить вивчити, як працює система.
DeepMind випускає свої інструменти безкоштовно і не каже, чи планує на цьому заробляти.
Щоб створити і запустити базу даних, DeepMind співпрацює з Європейською лабораторією молекулярної біології – міжнародною дослідницькою установою, яка володіє великим обсягом профільної інформації.
Китай почне випробування ядерного реактора на торієвому паливі
2022 рік
За даними Nature, учені всього світу з нетерпінням чекають початку випробувань у Китаї експериментального ядерного реактора, який використовує торій як паливо.
Якщо експеримент виявиться успішним, це допоможе Китаю досягти цілей захисту клімату і підштовхнути розвиток власної економіки. До того ж, Китай є першою країною, яка має шанс комерціалізувати цю технологію.
Дослідницький рідкосольовий реактор вироблятиме лише 2 МВт теплової енергії (електричної – ще менше), але він стане випробувальним майданчиком для вивчення матеріалів, середовищ та радіоактивності реактора.
Торію на Землі набагато більше, ніж урану. Через 100-150 років урану майже не залишиться, а торію буде дуже багато.
Вивчати використання нового виду ядерного палива потрібно вже зараз. До того ж, торій у Китаї виробляється в значних обсягах як відходи виробництва під час видобування рідкісноземельних матеріалів.
Експериментальний торієвий реактор розташований у Вувеї, на околиці пустелі Гобі. Цей тип реактора не використовує воду як основний теплоносій і ідеальний для розташування в пустельних районах.
Реактор ввели в експлуатацію у вересні 2021 року, зараз він працює в тестовому режимі.
Рідкосольовий торієвий реактор не вимагає циклу завантаження та зміни палива. Паливо у вигляді торію та невеликої частки урану завантажується безпосередньо в розплав, автоматично подається в зону реактора та виводиться з нього.
Розплав солей за температури близько 450 градусів циркулює через реактор без небезпеки вибуху при розгерметизації, оскільки тиск у цьому контурі набагато менший, ніж у звичайних водяних контурах сучасних атомних реакторів.
У торієвому реакторі вода використовується в другому контурі, який не входить до реактора.
Під час ядерної реакції ізотоп торію-232 опромінюється в реакторі допоміжним радіоактивним паливом та поглинає нейтрони, утворюючи уран-233, який розщеплюється з виділенням тепла.
Китайський реактор – перший, який у рідкосольових розплавах використовує торій як паливо. Якщо технологія себе виправдає, у Китаї до 2030 року збудують торієвий реактор потужністю 373 МВт.
Apple почне серійне виробництво гарнітури доповненої реальності (AR)
Четвертий квартал
За даними видання MacRumors, яке опублікувало чутки аналітика Мін-Чі Куо, старт проєкту Apple з випуску гарнітури доповненої реальності (AR) очікується наприкінці 2022 року.
За словами Куо, пристрій отримає два процесори: основний, який за обчислювальною потужністю можна порівняти з чипом M1, що використовується в комп'ютерах Apple Mac, і допоміжний, менш потужний, призначений для управління сенсорними функціями пристрою.
Куо стверджує, що AR-гарнітура спочатку працюватиме незалежно, без прив'язки до Mac чи iPhone.
Аналітик вважає, що Apple забезпечить гарнітуру широким спектром додатків з прицілом на заміну подібними пристроями смартфонів iPhone протягом десяти років.
Крім доповненої реальності, новинка підтримуватиме віртуальну реальність (VR) завдяки парі 4K Micro OLED-дисплеїв від Sony, для якої потрібні обчислювальні потужності чипа на зразок M1.
Раніше аналітик повідомляв, що початок серійного виробництва AR-гарнітури довелося перенести на четвертий квартал 2022 року через складність конструкції.
І гарнітура, і iPhone 14, який вийде у 2022 році, будуть підтримувати технологію Wi-Fi 6E. Вона забезпечує підвищену пропускну спроможність і краще долає перешкоди, що необхідно для роботи доповненої та віртуальної реальності.
Tesla почне виробництво електропікапа Cybertruck
Четвертий квартал
У Tesla Cybertruck буде версія з чотирма двигунами та повнокерованим шасі. Саме з такої модифікації почнеться виробництво електропікапа.
За словами голови Tesla Ілона Маска, у компанії вирішили змінити моторну гаму ще невипущеної моделі: головною стане версія з чотирма, а не з трьома двигунами, і саме такі авта почнуть виробляти першими.
Початкову одномоторну модифікацію вирішили не випускати. Новинку продаватимуть з двома, трьома та чотирма двигунами.
Крім того, Маск анонсував для Cybertruck кілька "фішок". Передбачається, що електропікап матиме повнокероване шасі з "ультрашвидким контролем крутного моменту для кожного колеса".
Відповідаючи на питання користувачів Twitter, чи зможе Cybertruck їздити по діагоналі, Маск заявив, що завдяки повнокерованому шасі електрокар буде здатний не тільки розвертатися на місці, як танк, а й їздити, як краб. Таку здатність має конкурент Tesla електропікап Hummer.
Маск пообіцяв, що всі клієнти, які залишили заявки на придбання Cybertruck, а за два роки їх набралося майже 1,3 млн, зможуть доплатити, щоб отримати чотиримоторну версію.
За підрахунками експертів, одномоторну модифікацію вибрали 7,2% замовників. Їм доведеться доплачувати за версію з двома і більше двигунами.
Tesla набрала попередніх замовлень на Cybertruck на 80 млрд дол. На конвеєр електропікап стане не раніше 2023 року.