Digital age: Техно пробиви и открития

Какво ново в света на технологиите и откритията? Вижте актуалните тенденции в седмичния ни обзор:

Инфрачервен камуфлаж крие космическите сателити от земни сензори

Снимка: Shutterstock

Нова технология за инфрачервено прикриване може да помогне на ценни спътници да избегнат засичане в пренаселеното околоземно пространство, осигурявайки нова защита от сензори за спътниково откриване. Тази технология, разработена от изследователи от университета Джъдзян и ръководена от екипа на професор Цянг Ли от Колежа по оптични науки и инженерство, се справя с най-голямата заплаха за идентификацията на спътниците - възможността да бъдат откривани навсякъде и по всяко време.
Изстрелванията на спътници продължават да се увеличават, като към 12 май в орбита са 11 701 активни спътника, в сравнение с 9 850 в края на 2023 г. Ръстът се дължи на разрастващата се космическа икономика, която според прогнозите на Световния икономически форум ще нарасне от 630 милиарда долара през 2023 г. до 1,8 трилиона долара до 2035 г. - почти два пъти по-бързо от растежа на световния БВП. Защитата на високоценни космически активи, като военни и разузнавателни спътници, остава сложен и нерешен въпрос. Сателитите в орбита са уязвими към три основни вида откриване - визуално, микровълново и инфрачервено. Първите два имат значителни ограничения. Яркото небе през деня закрива спътниците, което прави визуалното откриване изключително трудно. Микровълновите сензори могат да проследяват обекти 24 часа в денонощието, но са най-ефективни само в ниска околоземна орбита. Това прави инфрачервеното откриване най-надеждният метод за намиране на спътници на всякаква височина и по всяко време.

Екстремните условия в космоса отдавна възпрепятстват разработването на ефективно инфрачервено прикриване. Предишните опити рядко отчитаха слънчевия спектър, а съществуващите методи за разсейване на топлината в космоса, където е възможно само топлинно излъчване, се оказаха неефективни. Екипът на проф. Ли анализира разпределението на инфрачервената енергия в различни диапазони на дължините на вълните, за да намери решение. Системата намалява слънчевото отражение, потиска топлинното излъчване, но осигурява високо топлинно излъчване, за да намали нагряването и да поддържа работната температура.
Екипът проведе полеви тестове, като постави камуфлажно покритие върху моделен спътник. При наблюдение с инфрачервени камери разликата между откритите и камуфлираните зони е заблежителна.
„Тази работа крие значителен потенциал за разширяване на нашите възможности в изследването и използването на космоса, като по този начин проправя пътя за човечеството да изследва нови области в космоса“, прогнозира екипът.

Живи татуировки с биофилм мърдат върху сгради и пречистват въздуха

Снимка: Shutterstock

Европейският съвет по иновациите отпусна почти 3 милиона евро за проекта REMEDY, по-известен като „татуировки за сгради“. Според предварителните прогнози, през следващия четвърт век в ЕС ще бъдат построени или реновирани 9,4 милиарда квадратни метра площ в различни видове сгради. От гледна точка на учените и инженерите, това е огромно пространство за експерименти и иновации.

„Татуировките“ са мащабни рисунки върху сгради – постоянни, не подлежащи на замяна. Това е така, защото те са буквално живи. Върху основния декоративен слой боя се нанася биофилм с микроби, който е толкова тънък, че е почти прозрачен и не покрива шарките. Микробите в състава му обаче активно изпълняват различни полезни функции. Например, бактериите могат да пречистват въздуха, да улавят определени газове и частици. Или да унищожават патогени във въздуха. Те могат да образуват защитно, самовъзстановяващо се покритие за външната страна на сградите, запечатвайки пукнатини във фасадите. Те дори могат да използват биолуминесценция, спестявайки малко от осветление и разкрасявайки градовете.

В момента не е ясно кой вариант е за предпочитане и какви видове микроби ще бъдат използвани за създаването на такива покрития. Неотложната задача е друга - необходимо е да се разработи вариант на строителен 3D принтер за пръскане на жива материя - върху големи площи, но изключително внимателно и точно. Налягането в стандартна дюза е разрушително за микроорганизмите - така че трябва да бъде измислен нов механизъм. Плюс това, той трябва да работи редовно, тъй като след създаването на фасадна татуировка, микробите в нея трябва да бъдат подхранени по някакъв начин.

Шпионско лазерно устройство чете текст в книга от километър и половина

Снимка: Shutterstock

 Статия, публикувана в списанието Physical Review Letters, описва как екип от изследователи е използвал широко използвана техника в астрономията, интерферометрия, за да чете текст от разстояние около 1,5 км. Екипът обаче е направил някои промени в него - вместо да комбинира радиационни вълни, светлина или звук, те са използвали информация от няколко светлинни сензора. Въз основа на събраните данни е формирано много точно изображение на отдалечения обект.

Изследователи от Китайския университет за наука и технологии използвали осем инфрачервени лазерни лъча, насочени към отдалечен обект, за да създадат негово изображение. Системата демонстрирала висока чувствителност, разпознавайки формите на отделни букви с размер до 3 мм, на разстояние от около 1,5 км.

Лазерният лъч е бил разделен на осем лъча, което е позволило да се различат формите на обекти, въпреки че те се движат в атмосферата. Оказало се обаче, че един лъч има по-ниска резолюция в сравнение с осем отделни лъча. С помощта на такава технология например е възможно ефективно да се проследяват космически отломки или да се наблюдават отдалечени обекти за разузнавателните агенции.

Слънчева централа с пластмасови огледала сваля наполовина разходите за топлинна енергия

Снимка: Shutterstock

Екип от Университета на Южна Австралия се готви да тества две слънчеви електроцентрали с необичайни огледала. Те са изработени от пластмаса и следователно са с 50% по-леки от стъклените си аналози. Освен това са по-малко крехки, по-лесни за инсталиране и поддръжка. Но най-важното е, че цената на производството на топлинна енергия в тези станции ще бъде с 40% по-ниска, отколкото в традиционните съоръжения.

Не говорим за слънчеви панели, а за термални слънчеви електроцентрали, в които огледала фокусират отразената слънчева светлина върху цел, инсталирана в централна кула. ​​Това може да бъде котел със суровина, която трябва да се нагрее силно преди по-нататъшна обработка. Такива инсталации са подходящи и за генериране на електричество, но тази функция е второстепенна.

Сухата и гореща Австралия е идеално място за подобни слънчеви електроцентрали. Върху евтината пластмасова основа на плочите се нанася алуминиево-силикатно покритие, което отразява топлинната енергия на слънчевата светлина. С достатъчен брой огледала те са способни да нагреят целта до 400 °C. И това е с нулеви разходи, тъй като всичко се случва благодарение на енергията на Слънцето.

А при такова нагряване не се образуват дим, сажди и други емисии в атмосферата, както при използването на традиционни видове гориво. Идеята за декарбонизация набира скорост в света, докато сметките за ток растат, а цените на изкопаемите горива чупят рекорди. В такива условия, инсталация, способна пасивно и евтино да топи различни вещества и да преработва суровини, ще струва злато. Почти двукратното намаление на разходите за енергоснабдяване на съответните промишлени съоръжения е изключително привлекателно за големите предприятия, които са готови да инвестират в изграждането както на слънчеви електроцентрали, така и на инфраструктурата за тях.