Чисто наше будущее: 22 любопытных примера использования возобновляемой энергии

Чисто наше будущее: 22 любопытных примера использования возобновляемой энергии

Будущее

Несомненно, по мере того как ископаемое и ядерное топливо считают все более грязным и ненужным, растет спрос на более экологичные и безопасные возобновляемые источники энергии. Солнце, ветер, вода, биомасса, волны и приливы, температура планеты — все это предоставляет красочные альтернативы невозобновляемым источникам энергии. Аттила Нэги собрал коллекцию примеров невероятного использования возобновляемой энергии и попыток ее обуздать за последние несколько десятилетий. О некоторых из них вы никогда не слышали ранее.

Айванпа

Расположенная в пустыне Мохаве в 70 километрах к юго-западу от Лас-Вегаса, Ivanpah Solar Electric Generating System представляет собой рабочий проект по сбору солнечной тепловой энергии. Мощность объекта — 392 мегаватта, использует он концентрированную солнечную энергию. 173 500 зеркал с гелиостатами растянулись на 14 квадратных километров, фокусируя солнечную энергию на котельных, расположенных на вершинах трех солнечных башен, в которых рождается пар, вращающий обычную паровую турбину. Этот проект — построенный Bechtel, принадлежащий NRG Solar, Google и BrightSource Energy, — в настоящее время является крупнейшей рабочей солнечной тепловой установкой в мире.

Айванпа

Уарзазат

Вид с воздуха на солнечный завод в Уарзазате, центральное Марокко. Крупнейший в мире солнечный завод использует фотовольтаику, извлекая пользу из пекла Сахары.

Будущее

Офис AGL Docklands

Солнечные панели можно увидеть на крыше офиса Docklands AGL Energy в Мельбурне, Австралия. Солнечная система на крыше покрывает 20 000 квадратных метров и вырабатывает порядка 110 000 кВт·ч электричества в год.

AGL

Солнце Вегаса

Это 102-акровая 15-мегаваттная станция Solar Array II Generatin Station на авиабазе ВВС США Неллис в Лас-Вегасе, штат Невада. В сочетании с 13,2-мегаваттным проектом Nellis Solar Star, завершенным в 2007 году, Неллис стал крупнейшей солнечной фотовольтаической системой Департамента обороны США. Во время дневных солнечных часов два солнечных поля в сумме удовлетворяют почти все потребности базы в энергии, или 42% от всех требований по электричеству. Энергия массива, которая не используется, уходит в сетку NV Energy и обратно в местную общину.

Вегас

Фотовольтаические панели

Фотовольтаические ячейки покрывают 426 квадратных метров 70-метрового южного фасада дома с апартаментами в Берлине, Германия. Фотовольтаические ячейки заменяют обычные фасадные плиты и вырабатывают порядка 25 000 кВт·ч солнечного электричества в год, которое уходит в общественную сеть и на питание башен-близнецов. Это помогает снизить операционные расходы, которые бьют по карману резидентов.

Фотовольтаика

PS10

Солнечный завод PS10 в Санлукар-ла-Майоре за пределами Севилье, Испания, был первой коммерческой солнечной башней в мире, построенной испанской компанией Solucar. Он может обеспечить электричеством до 6000 домов.

Башня

Небольшая семейная ГЭС

Семья Шнайдеров (основателей Natel Energy) установила небольшую ГЭС на существующем, но ранее не механизированном оросительном канале в Мадрасе, штат Орегон. Станция вырабатывает электричество с помощью двигателя Schneider Linear Hydri Engine. Один из первых в своем роде таких проектов был вскоре куплен компанией Apple, чтобы помочь решить энергетический вопрос на одном из дата-центров.

Свет

Геотермальная электростанция ICE

Это градирни для геотермальной электростанции, которой управляет Costa Rican Electricity Institute (ICE). Компания решила добывать все электричество для нации из источников возобновляемой энергии 80 дней подряд уже в 2015 году, используя ГЭС и сочетание ветряной, солнечной и геотермальной энергии.

ICE

Наземные ветряные фермы

В 2015 году ветряная индустрия установила больше вырабатывающих электричество вышек, чем любая другая энергетическая индустрия в Америке. San Gorgonio Pass Wind Farm (ниже) — это одна из трех крупных ветряных ферм в Калифорнии, включающая более 3000 ветряных турбин, вырабатывающих 615 МВт возобновляемого электричества.

Ветряки

Наводные ветряные фермы

Европа — мировой лидер по строительству ветряных ферм недалеко от своих берегов. Londo Array — это крупнейшая наводная ветряная ферма, которая начала работать 8 апреля 2013 года в 20 километрах от берега Кент и Эссекс, Англия. Максимальная мощность фермы — 630 МВт — обеспечивается 175 турбинами, и ее достаточно, чтобы запитать 500 000 домов.

Ветряки

Ветряки

AK-1000

AK-1000 — одна из крупнейших турбин приливной энергии в мире, разработанная Atlantis Resources. В высоту она двадцать с лишним метров, весит — 1,3 тонны, а испытывалась у побережья Оркни в Шотландии. По завершении проект MeyGen — крупнейший в мире приливно-паровой проект и массив из 269 AK-1000 — как ожидается, будет вырабатывать до 398 мегаватт энергии, достаточной, чтобы обеспечить питанием 200 000 домов, или половину Шотландии.

Ветряки

Тепло из глубин

Станции по использованию геотермальной энергии добывают ее глубоко из недр земли. Как, например, станция Salton Sea в Калипатрии, штат Калифорния, расположенная на юге разлома Сан-Андреас. Эта станция находится возле геотермального поля месторождения Солтон, где температуры достигают 360 градусов по Цельсию на глубине 1500–2500 метров.

Гео

Лавовая любовь

Геотермальная энергетическая станция Nesjavellir (NGSP) — это вторая по размерам геотермальная станция в Исландии, расположенная возле Тингвеллира и вулкана Хенгилл. Станция вырабатывает порядка 120 МВт электрической энергии и подает 1100 литров горячей воды (82-85 градусов) в секунду.

Солтон

Энергостанция Krafla — это 60-мегаваттная геотермальная энергостанция возле вулкана Крафла в Исландии. Она добывает тепло более чем из 30 скважин.

Krafla

Энергия сточных вод

Новый дата-центр в США вырабатывает электричество для своих серверов целиком из возобновляемых источников, преобразуя биогаз с завода по обработке сточных вод в электричество и воду. Siemens реализовала этот пилотный проект, который начал работать в 2014 году, вместе с Microsoft и FuelCell Energy.

Энергия

Преобразователь энергии волн Pelamis

Разработанный шотландской компанией Pelamis Wave Power, преобразователь энергии волн Pelamis — это технология, которая использует движение волн на поверхности океана для выработки электричества. Похожая на змею машина состоит из соединенных сегментов, которые изгибаются по мере прохождения волн, и это движение вырабатывает электричество. Первая волновая машина, вырабатывающая электричество на воде, была подключена к британской энергосети в 2004 году. Теперь компания сосредоточила свои усилия на новой машине P2, которую испытывают в Оркни, Шотландия, с 2010 года.

Энергия

TidGen

TidGen Power System, разработанная Ocean Renewable Power Company, должна вырабатывать чистое электричество из приливов и глубоководных рек. Четырехтурбинная установка опускается на дно океана, используя либо зафиксированную на глубине раму, либо плавучую систему швартовки, определяющую состояние воды. В зависимости от пиковой скорости потока, емкость турбин TidGen по паспорту может достигать 600 кВт.

Энергия

SeaGen

SeaGen — это первая в мире коммерческая станция, вырабатывающая электричество из энергии приливов. Введенная в эксплуатацию в 2008 году, 1,2-мегаваттная станция находится в проливе естественной гавани Стрэнгфорд-Лох в Ирландском море и может обеспечить электричеством до 1500 домов. Энергию вырабатывают два гигантских подводных ротора, движимых мощными водными потоками по 20 часов на дню, во время приливов и отливов.

SeaGen

Seagen

Azura

Azura — это устройство, работающее на энергии волн, которое проходит испытания в гавайском корпусе морпехов ВМС США. В отличие от других технологий на энергии волн, Azura выделяет энергию как из вертикальных, так и горизонтальных движений волн и может вырабатывать 20 киловатт энергии.

Azura

WS-4

Четыре ветряных турбины с вертикальной осью вращения (WS-4B) с винтовым ротором Savonius на станции Да Чжиньшан в Китае. 4B хорошо подходит для масштабного развертывания в суровых ветряных условиях в удаленной местности или на воде, если необходим электрический выход средней мощности.

Ветряки

Провозвестники новой эпохи

Ветряные турбины с вертикальной осью типа Дарье на ветряной ферме Altamont Pass в Северной Калифорнии — одни из первых в США. Эта ветряная ферма состоит из почти пяти тысяч относительно небольших ветряков разных типов общей мощностью в 576 мегаватт, вырабатывающих 125 мегаватт в среднем и 1,1 тераватт-часа ежегодно.

Ветряки

Ветряки

Год штопора

Ветряки

Ветряки

Эта компактная ветряная турбина была разработана Университетом штата Кливленд для Кливленда и вырабатывала электричество с 2012 по 2013 год. 15 метров высотой, 6 метров шириной, эта турбина служила в испытательных целях, используя пять ветряных турбин поменьше, размещенных в своеобразном «штопоре» из жесткого пластика, повышающих выработку энергии при небольших скоростях ветра.

#фото | Как умирают вагоны нью-йоркского метро

#фото | Как умирают вагоны нью-йоркского метро

Вагоны метро

Фотограф Стивен Мэллон (Stephen Mallon), наблюдая на протяжении всей своей карьеры за сооружениями и техникой, видел в них нечто большее, чем просто бетон или сталь. Вдохновляясь сюрреалистической красотой и чудом инженерной мысли, он в течение последних трех лет пытался запечатлеть необычный метод списывания старых вагонов нью-йоркского метрополитена.

В «Большом яблоке» придумали простую идею избавления от старых вагонов: сбрасывание их в океан. Данная программа утилизации стала осуществляться под руководством МТА (Metropolitan Transportation Authority), крупнейшей транспортной компанией в Западном полушарии, осуществляющей перевозки приблизительно 15 миллионов человек. Стоит отметить, что не всем вагонам достается участь формирования искусственных рифов. Одну их часть оставляют для использования в служебных целях, другую – отправляют на переработку или в музей транспорта.

Перед тем как отправить вагоны на дно Атлантического океана, они проходят специальную обработку: демонтаж дверей, тележек и стекол, удаление опасных материалов и жидкостей, дезинфекция паром всех частей корпуса.

Десятки вагонов погружают на огромную баржу, которая доставит их в точку назначения.

Рабочие сбрасывают вагоны поочередно за борт.

По данной программе утилизации с начала 2000-х затонуло 2580 вагонов.

Может показаться, что такими действиями компания МТА наносит непоправимый вред окружающей среде, однако созданные металлическими каркасами искусственные рифы уже стали домом для тысяч рыб и других живых организмов.

Российская ракета «Протон-М» успешно отправила аппараты миссии «ЭкзоМарс-2016» в космос

Российская ракета «Протон-М» успешно отправила аппараты миссии «ЭкзоМарс-2016» в космос

Протон-М

Только что состоялся успешный запуск и вывод в космос ракеты «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» и аппаратами миссии «ЭкзоМарс-2016». Совместный проект Роскосмоса и Европейского космического агентства будет исследовать Марс и его поверхность с орбиты искусственного спутника планеты.

Старт ракеты вместе с ценным грузом, который проходил на космодроме Байконур, прошел как и было запланировано:

  • 12:31     Старт
  • 12:33     Отделение первой ступени РН «Протон-М»
  • 12:36     Отделение второй ступени РН «Протон-М»
  • 12:37     Сброс головного обтекателя
  • 12:40     Отделение головного блока (РБ «Бриз-М» и КА «ЭкзоМарс»)

Спустя пять минут после отделения головного блока начал работать разгонный блок «Бриз-М» и формировать опорную орбиту. Если все пойдет по плану и четыре включения РБ пройдут успешно, в 23:15 по московскому времени «ЭкзоМарс» отделится и начнет свое семимесячное путешествие к Марсу.

Протон-М

Протон-М

Совместный проект Роскосмоса и Европейского космического агентства (ESA) реализуется в два этапа. Первая миссия с запуском в 2016 году включает два космических аппарата: орбитальный Trace Gas Orbiter (TGO) для наблюдений атмосферы и поверхности планеты и посадочный модуль “Скиапарелли” (Schiaparelli) для отработки технологий посадки.

Заявленные научные задачи «ЭкзоМарса» такие:

  • Исследовать состав атмосферы и климат планеты с орбиты, в том числе ответить на вопрос о том, сколько и как распределен в атмосфере метан.
  • Изучить возможный вулканизм Марса с орбиты, измеряя содержание вулканических газов в атмосфере.
  • Изучить с орбиты распространенность воды в подповерхностном слое вещества с высоким разрешением.
  • Изучить внутреннее строение и климат Марса с его поверхности.
  • Определить, являются ли условия на поверхности Марса теоретически пригодными для существования жизни.
  • Разведать районы посадки
  • Провести мониторинг радиационной обстановки на пути к Марсу, на орбите и поверхности планеты.
  • Создать объединенный с ЕКА наземный комплекс приема данных и управления межпланетными миссиями.
  • Исследовать состав атмосферы и климат планеты с орбиты, в том числе ответить на вопрос о том, сколько и как распределен в атмосфере метан.

ExoMars

Второй этап проекта (запуск 2018 г.) предусматривает доставку на поверхность Марса российской посадочной платформы с европейским автоматическим марсоходом на борту. На марсоходе установлен комплекс научной аппаратуры “Пастер”, в который входит два российских прибора: ИСЕМ и “АДРОН-МР”. Главная цель исследований с борта марсохода — непосредственное изучение поверхности и атмосферы Марса в окрестности района посадки, поиск соединений и веществ, которые могли бы свидетельствовать о возможном существовании на планете жизни.

Будем надеяться, что это сотрудничество Роскосмоса и ЕКА (NASA тоже подключалось) будет не только интересным, но и плодотворным. Кто знает, что еще мы найдем на Марсе.

Идеальный плащ-невидимка может быть невозможным с точки зрения физики

Идеальный плащ-невидимка может быть невозможным с точки зрения физики

Хищник

Идеальный плащ-невидимка, как у Гарри Поттера, может быть физически невозможным, показывает новое исследование. Ученые показывают, что даже самые лучшие плащи невидимости смогут спрятать объект лишь от нескольких наблюдателей, тогда как другие наблюдатели, движущиеся по отношению к первой группе, увидят искажения. Физики Джад Халимех из Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене, Германия, и Роберт Томпсон из Университета Отаго в Новой Зеландии опубликовали статью об ограничениях плащей-невидимок в недавнем выпуске Physical Review A.

Как объясняют исследователи, ограничения специальной теории относительности означают, что лучшие плащи невидимости смогут делать объекты лишь частично невидимыми, поскольку от очевидных видимых искажений из-за движений никуда не деться. В результате получится плащ-невидимка, меньше похожий на гаррипоттеровский и больше на костюмы полупрозрачных существ из фильма «Хищник» 1987 года.

«Эта работа показывает, что накидка невидимости для всех наблюдателей попросту невозможна, — рассказал Халимех. — Реальные плащи-невидимки останутся в области фантастики. Ваш плащ, если и будет прагматически широкополосным, будет больше похож на костюм Хищника и проявлять искажения при движении».

Если коротко, принцип работы теоретической накидки невидимости заключается в искривлении пути света вокруг объекта так, чтобы он оказывался по другую его сторону — словно объекта не существовало. В предыдущих исследованиях ученые уже обозначили проблему этой концепции. Прямой путь через область пространства всегда короче кривой вокруг этой области, поэтому свет будет дольше двигаться вокруг объекта, чем проходя эту область насквозь. Эта задержка времени может привести к заметным искажениям.

Многие решили обойти это ограничение, скрывая объекты лишь от одной частоты света, вроде определенной частоты в микроволновом диапазоне или одного цвета в видимом спектре. Все остальные частоты отражались от объекта или выбирают иную траекторию, чем та, которую выбирает «скрытый» свет, и объект оставался четко различимым. Создать одночастотные накидки без задержки времени вполне реально.

В предыдущей работе ученые показали, что одночастотные накидки страдают от другой проблемы: при движении с высокой скоростью они становятся видимыми вследствие релятивистского эффекта Доплера, который смещает частоту входящего света относительно рабочей частоты накидки.

Невидимость

В новой работе физики задаются вопросом, может ли существовать тип накидки невидимости, которая удовлетворила бы надежды фанатов Гарри Поттера, включая сокрытие от всех частот спектра и возможность поддержания невидимости в движении.

Они исследовали тип плаща, известный как «амплитудный плащ», поскольку он сохраняет только амплитуду света, а не его фазу (которая сдвигается задержкой времени). Намеренно создавая временную задержку, амплитудный плащ делает возможным спрятать свет в нескольких частотах. Такой тип плаща уже много раз создавался в лабораториях США, Германии и Китая.

К сожалению, ученые показали, что амплитудный плащ работает, только когда скрытый объект и наблюдатель оба остаются неподвижными. Если один из них движется, скрытый объект становится видимым — хоть и не четко, но искажение картинки по крайней мере выявит его присутствие.

Причина того, почему движение разрушает эффект невидимости, не имеет ничего общего с доплеровским сдвигом в одночастотных плащах, а скорее вытекает из так называемого эффекта Френеля — Физо. Эти ученые в 1800 году обнаружили, что свет, идущий через движущуюся среду, затягивается (трется) этой средой. Таким образом, движущийся амплитудный плащ будет стягивать световые волны в различные области пространства, наблюдаемые кем-то еще, и изображение будет искажаться.

Ученые обнаружили, что искажения картинки, вызванные эффектом Френеля — Физо, увеличиваются вместе с относительной скоростью плаща и наблюдателя, а также по мере увеличения пропускной способности плаща. Тем не менее даже при малейших скоростях и при малой пропускной способности, когда размытие изображения нельзя обнаружить невооруженным глазом, искажения сможет увидеть чувствительный детектор. В целом эта проблема движения вытекает из того факта, что амплитудный плащ не сохраняет фазу света.

«Хотя наши результаты могут быть неутешительными для будущих волшебников, понимание ограничений маскирующих устройств имеет ценность в реальной жизни, — говорит Томпсон. — Исследования невидимости приводят к появлению новых технологий, и мы ищем эффекты, которые могут поставить под угрозу функциональность этих технологий, или которые могли бы быть использованы для разработки практических приложений в будущем».

Следующая миссия NASA на Марс запланирована на май 2018 года

Следующая миссия NASA на Марс запланирована на май 2018 года

insight

В NASA объявили, что отправят следующий посадочный модуль на Марс, известный как InSight, в мае 2018 года. Изначально миссию планировали запускать в конце этого месяца, но техническая проблема, обнаруженная в конце прошлого года, отложила старт InSight. Новая дата запуска принесла хорошие новости команде InSight, поскольку была вероятность, что техническая проблема не будет разрешена вовремя и миссия вообще будет отменена.

InSight, название которой скрывает Interior Exploration using Seismic Investigations Geodesy and Heat Transport, представляет собой международную миссию, призванную помочь нам понять, как образовались и эволюционировали твердые планеты вроде Марса и Земли.

Используя два научных инструмента на борту, InSight будет собирать сейсмологические и температурные данные из глубин под поверхностью Марса. Для создания научных инструментов Лаборатория реактивного движения NASA работала с Французским космическим агентством, CNES и Германским космическим агентством. Научная группа InSight также включает ученых из 11 разных стран.

«Стремление понять внутреннюю часть Марса долгое время было целью планетологов на протяжении десятилетий. Мы рады вернуться на путь к запуску, теперь уже в 2018 году», — заявил Джон Грюнсфельд, помощник администратора Управления научных полетов NASA.

В декабре 2015 года на одном из двух научных инструментов выявили техническую проблему. Сейсмометру CNES необходим запечатанный вакуум для работы в суровых условиях марсианской среды. Во время испытаний сейсмометр работал должным образом, но инженеры обнаружили утечки в вакууме, в котором тот работал, и не смогли быстро найти решение проблемы.

InSight

Сегодня инженеры полагают, что наконец нашли решение этой утечки. Дополнительное время до запуска 2018 года позволит команде InSight перепроектировать, построить и произвести квалификацию новой вакуумной камеры.

«Переработка вакуумного контейнера сейсмометра приведет к законченному, тщательно испытанному инструменту в 2017 году, который будет поддерживать высокую степень вакуума вокруг датчиков во время сурового запуска, посадки, развертки и двухлетней миссии на поверхности Марса», — сообщили в Лаборатории реактивного движения NASA.

Задержки вроде этой могут вылиться в копеечку. NASA заявило, что стоимость этой двухлетней задержки до настоящего времени оценивалась с учетом запуска в августе этого года. Помимо проблем дополнительных затрат, задержка InSight и дополнительные требования к бюджету могут негативно сказаться на других планетарных программах NASA.

Однако, в конечном счете, учитывая 525 миллионов долларов, уже вложенных в InSight, свежие новости стали облегчением для многих. Следующая крупная миссия NASA на Марс запланирована на 2020 год, и основным ее участником станет марсоход Mars 2020, который повезет с собой семь разных научных инструментов и который оценивается в 1,9 миллиарда долларов.

Джефф Безос хочет улететь в космос «как можно скорее»

Джефф Безос хочет улететь в космос «как можно скорее»

Безос

Всемирно известный предприниматель Джефф Безос не только является главой и основателем Amazon и Blue Origin (которая технически посадила ракету раньше SpaceX), но и планирует отправиться в космос на борту ее космического аппарата New Shepard. Причем хочет сделать это как можно скорее. На этой неделе, показывая большие окна New Shepard на своей ракетной фабрике, Безос подробно рассказал о том, на что был бы похож первый полет в космос на этом транспорте. Каждое из шести сидений откидывается и обращается к своему собственному окну.

Космический аппарат не только предлагает номер с видом на космос. Пассажиры почувствуют эффект восхождения в космос на ракете. Во время восхождения их будут ждать перегрузки в 3-4 G, а во время спуска — 5 G, хотя максимальное воздействие гравитационных сил будет длиться не больше 10 секунд.

«Самое веселое в подъеме — это ускорение ускорения, — говорит Безос. — У вас есть свыше 45 000 килограммов тяги от двигателей BE-3, и когда вы стартуете, топлива очень много, поэтому ускорение происходит довольно медленно. Но по мере сжигания топлива, транспорт становится очень легким, а тяга остается прежней. Поэтому ускорение растет.

Это отличает New Shepard от его основных конкурентов, Virgin Galactic и XCOR, которые также развивают суборбитальный космический туризм. Хотя транспорты обеих этих компаний будут оснащены ракетными двигателями, их фундаментальная архитектура будет больше напоминать высотный самолет, чем традиционные ракетные и космические капсулы.

blue origin

Подробности исторического полета New Shepard, который проходил в ноябре 2015 года, когда космический аппарат и двигательный модуль осуществили первое вертикальное приземление ракеты, вышедшей в космос, и успешную посадку, проливают свет на то, каким будет полет. Время полета транспорта — 10 минут и 20 секунд, высота подъема — 100,5 километров. 171,1 секунды проходят в условиях микрогравитации. Двигательный модуль и космический аппарат разделяются, конечно: ракета садится вертикально, а капсула с экипажем опускается на парашюте.

Во время прогулки по заводу Blue Origin Безос изо всех сил старался подчеркнуть безопасность системы New Shepard. Транспортное средство является полностью автономным и абсолютно многоразовым. Следовательно, не так уж дорого многократно проверить систему запуска и возврата, прежде чем садить людей на борт.

«Прелесть такой архитектуры в том, что мы можем летать на ней, пока не будем уверены абсолютно, — объяснил Безос. — Мы проверим транспорт вдоль и поперек, прежде чем запускать на него людей. К тому времени, как начнется туры, думаю, вы сможете отправить на нем свою маму и детей».

Безос говорит, что беспилотная испытательная программа продолжится в этом году, а в следующем, возможно, транспорт оседлают пилоты-испытатели. Однако Безос говорит, что скорее это будут «пассажиры-испытатели», поскольку New Shepard будет оставаться полностью автономным в течение своего полета. Даже во время коммерческих рейсов на борту не будет пилотов или профессиональных астронавтов. Пассажиры-испытатели предоставят информацию о шуме, неудобном ускорении или других аспектах полета, которые помогут Blue Origin финализировать летный профиль для коммерческих рейсов.

Когда он бы отправился сам? «Как можно скорее», говорит Безос.

Возможно, уже в 2017 году он станет пассажиром-испытателем. Безос говорит, что всегда хотел отправиться в космос, но не это было его основной мотивацией в основании ракетной компании. «Да, я хотел бы отправиться в космос, но хотел бы сделать это на транспорте Blue Origin. Можно сделать это и в креслах «Союза», но мне это не интересно. Я хочу изменить всю структуру выхода в космос. И да, я хочу и сам отправиться в космос, и я отправлюсь».

Если испытательные полеты пойдут хорошо, Blue Origin может начать коммерческое обслуживание в Западном Техасе уже в 2018 году. Компания пока не определилась с ценой, говорит Безос, но ожидает, что сможет конкурировать с «теми ценами, которые мы наблюдаем». Virgin Galactic продает билеты на VSS Unity по 250 000 долларов, XCOR берет по 150 000 долларов за место в космическом аппарате Lynx. Однако ни то ни другой транспорт пока не прошел испытания в космосе.

Blue Origin будет осторожна с билетами. Безос говорит, что не хочет продавать места клиентам, пока не сможет обещать им конкретные сроки и даты выхода в космос. Тем не менее, когда билеты станут доступны, многие тысячи людей должны встать в очередь.

Когда мы будем ездить на солнечных дорогах?

Когда мы будем ездить на солнечных дорогах?

Солнечные элементы

Солнечная энергия — а точнее, методы ее превращения в электрическую — возникает отовсюду, проникая даже в отдаленные уголки земного шара. Дома укомплектовываются солнечными панелями, солнечные элементы встраиваются в небольшую технику, даже на куртки наклеивают. Почему бы не оснастить ими дороги? На самом деле, солнечные дорожные проекты привлекают много внимания со всего мира. Некоторые обещают даже заряжать электромобили на ходу.

Нидерланды построили первую солнечную дорогу, велосипедную дорожку, в 2014 году. Франция в январе поступила еще смелее — заявила о планах в следующие пять лет построить 1000 километров солнечных дорог, которые смогут обеспечить энергией пять миллионов человек.

Это не все. Немецкая компания Solmove планирует оснастить солнечными панелями немецкие дороги, а Solar Roadways из Айдахо получила три раунда финансирования от правительства США для испытания своей технологии.

Солнечные панели

«У нас есть заинтересованные клиенты из всех 50 штатов и большинства стран по всему миру, — говорит Джули Бюрсоу, соучредитель Solar Roadways вместе с ее мужем-инженером Скоттом. Она говорит, что прежде чем заняться открытыми дорогами, они испытывали свои панели в некритичных областях: на парковках, на пешеходных дорожках и также на собственной дороге.

«Мы ведем переговоры на тему нескольких весьма интересных проектов», — говорит она. Департамент транспорта Миссури хочет установить такие панели в местах отдыха вдоль шоссе I-70. Супруги говорят, что панели из закаленного стекла предлагают асфальтоподобное сцепление, выдерживают вес грузовых полуприцепов, включают светодиоды для разметки и содержат нагревательные элементы, чтобы растапливать снег и лед.

Могут ли солнечные панели действительно покрыть дороги будущего? Инициаторы подобного видят бесконечные возможности, но другие поднимают вопросы о стоимости, эффективности и долговечности.

«Мы просто помещаем наши солнечные панели на существующее дорожное покрытие», — говорит Жан-Люк Готье, изобретатель технологии Wattway, которая будет испытываться этой весной во Франции перед тем, как ее поликристаллический кремниевый слой будут наносить на настоящие дороги. Готье, технический директор строительной компании Colas, говорит, что вдохновился тем фактом, что дороги смотрят в небо, а значит могут собирать солнечную энергию.

«Поверхности, которые занимают дороги в каждой стране, воистину огромны, — пишут Бюрсоу на своем сайте. — Если использовать это пространство для удвоения солнечных ферм, последствия будут весьма позитивными, в том числе и для изменения климата». Они считают, что если разместить их панели на дорогах и пешеходных дорожках США, в стране будет производиться в три раза больше электричества, чем потребляется.

Кроме того, такие панели могли бы заряжать электрический транспорт, в первую очередь на парковках. При должном количестве солнечных дорог и автомобилей с нужным оборудованием (для съема энергии с индукционных плит), можно было бы заряжать их даже во время движения.

Проблема стоимости

«В теории, солнечные дороги — это прекрасная идея. Но вопрос в стоимости», — говорит Марк Джейкобсон, профессор инженерии в Стэнфордском университете, который предлагает полностью перевести Америку на возобновляемую энергию.

«Если отодвинуть в сторону дорожную пыль, особенно черную пыль шин, и выхлопные газы, которые быстро будут покрывать панели, непрерывное движение приведет к снижению получаемого излучения», — говорит Джейкобсон, добавляя также, что такие панели придется менять и ремонтировать чаще, чем любые другие.

Солнечные панели

Кроме того, хотя оснащение дорог солнечными батареями не будет сопряжено с затратами на приобретение земли, как в случае с солнечными фермами, эти панели нельзя будет поворачивать для оптимального солнечного воздействия. В общем, он боится, что солнечная дорога не сможет конкурировать по цене.

«Установка фотоэлектрических элементов в дороги сначала кажется безумной идеей, — писала в отчете IDTechEx, независимая исследовательская и консалтинговая фирма. — Но дальнейшее изучение показывает, что большинство проблем легко преодолеть, и даже при низкой эффективности локальному электричеству находится полезное применение».

Несмотря на высокие издержки, солнечные дороги могли бы отлично подойти для мест, в которых дороги прокладывают впервые, считает председатель компании Питер Харроп. Таким дорогам нужны первые последователи для дальнейшего развития.

Однако появления солнечных дорог в Лондоне он не ждет, поскольку в этом городе дороги часто раскапывают для проведения подземных работ.

В Нидерландах же благосклонно относятся к солнечной энергии. В первый год 300 000 мотоциклов и велосипедов преодолело 70-метровый участок, соединяющий два пригорода Амстердама. Чиновники утверждают, что SolaRoad произвели больше энергии, чем ожидалось, — достаточно, чтобы обеспечить электрическим питанием три семьи.

Solar Roadways еще предстоит решить вопросы с производственным процессом, поскольку делать солнечные элементы вручную очень дорого. И все же дороги с таким покрытием были бы весьма полезны: они могут растопить снег и не дать воде замерзнуть. Особенно это пригодилось бы на автостоянках, подъездах, тротуарах и велосипедных дорожках.

В ЦЕРНе увидели первые лучи новой физики

В ЦЕРНе увидели первые лучи новой физики

БАК

В свете последнего анализа распада прелестных мезонов, ученые заговорили о рассвете новой эры — так называемой «новой физики». Важный вклад в анализ был сделан физиками Института ядерной физики Польской академии наук в Польше (IFJ PAN). Пока мы не можем назвать это открытием. Пока. Тем не менее кое-что указывает на то, что физики, работающие на ускорителе БАК в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) возле Женевы, могут увидеть первые следы физики за пределами существующей теории, описывающей структуру вещества. Это указание вытекает из последнего анализа данных, собранных экспериментом LHCb в 2011-2012 годы.

«Если описать все языком кино, когда-то у нас было несколько утекших сцен из долгожданного блокбастера, но теперь БАК, наконец, порадовал фанатов первым реальным трейлером», — говорит профессор Мариуш Витек (IFJ PAN).

Для описания структуры вещества на шкале элементарных частиц мы используем Стандартную модель, теоретическую основу, сформулированную в 1970-е годы. Частицы, которые мы ныне считаем элементарными, играют разные роли. Бозоны переносят силы: фотоны связывают с электромагнитными взаимодействиями, восемь типов глюонов ответственны за сильное взаимодействие, а бозоны W+, W- и Z0 посредничают в слабых взаимодействиях.

Вещество образуется частицами под названием фермионы, которые делятся на кварки и лептоны. В Стандартной модели есть шесть типов кварков (верхний, нижний, странный, очарованный, прелестный, истинный) и шесть типов лептонов (электроны, мюоны, тау-лептоны и три соответствующих им нейтрино). Недавно обнаруженный бозон Хиггса обеспечивает частицы массой (все, кроме глюонов и фотонов).

«До сих пор все измерения соответствовали предсказаниям Стандартной модели. Тем не менее мы знаем, что Стандартная модель не может объяснить все особенности Вселенной. Она не предсказывает массы частиц и не рассказывает нам, почему фермионы организованы в три семьи. Откуда взялось преобладание материи над антиматерии во Вселенной? Что такое темная материя? Эти вопросы остаются без ответа. Более того, гравитация вообще не входит в эту модель, а эту силу мы испытываем ежедневно», — говорит Витек.

До сих пор ученые, работающие на БАК, были сосредоточены на поиске бозона Хиггса (эксперименты ATLAS и CMS), разработке отличий между материей и антиматерией (эксперимент LHCb) и испытаниях кварк-глюонной плазмы (эксперимент ALICE). Теперь внимание больше уделяется поиску новых элементарных частиц за пределами Стандартной модели.

БАК

Эксперименты ATLAS и CMS пытаются увидеть такие частиц напрямую. Однако нельзя исключать, что масса новых частиц слишком высока, чтобы их можно было произвести на энергиях ускорителя БАК. Тогда единственным способом поиска новых частиц будет наблюдение за влиянием новых частиц на явления, которые мы наблюдаем при низких энергиях. Такое влияние может проявляться в изменениях частоты распада прелестных мезонов или углового распределения продуктов их распада.

В 2011 году, вскоре после сбора первых образцов эксперимента LHCb, была обнаружена загадочная аномалия, касающаяся прелестного мезона. Эти мезоны состоят из легкого кварка, который мы можем найти в протонах и нейтронах, образующих вещество вокруг нас, и тяжелого прелестного антикварка, который может быть создан на БАК. Частицы, состоящие из пары кварк-антикварк, являются неустойчивыми, так что быстро распадаются.

Аномалию обнаружили в распаде B-мезона, содержащего два мюона среди своих продуктов. При описании конечного состояния этого распада необходимо до восьми параметров. Они определяют угловое распределение продуктов распада, то есть углы, под которыми разлетаются частицы. Традиционный метод определения этих параметров может привести к ложным результатам для небольшого числа таких наблюдаемых распадов. Доктор Марцин Кржашич из IFJ PAN, один из главных авторов анализа, предложил альтернативный метод, в котором каждый параметр определяется независимо от других.

«Мой подход можно уподобить определению года, в который был сделан семейный портрет. Вместо того чтобы смотреть на картину в целом, лучше проанализировать каждого человека отдельно, и с этой точки зрения попытаться определить год, в который был сделан снимок», — объясняет Кржашич.

Последний анализ важен не только своей точностью. Результаты данных 2011 года подтвердились данными 2012 года. Это увеличивает вероятность того, что физики столкнулись с подлинным явлением, а не непредвиденным артефактом измерений.

«В поиске новых явлений или новых частиц, предполагается, что когда эффект отличается от предсказания конкретной теории более чем на три стандартных отклонения — 3 сигма, — это служит указанием, но мы не можем говорить об открытии, пока уровень точности не вырастет до 5 сигма. Выражаясь несколько иначе, 5 сигма означает, что мы имеем дело с вероятностью меньше 0,000035%, что случайные флуктуации могли вызвать увиденный нами результат. В настоящее время наблюдения таких распадов привели наш анализ к отклонению в 3,7 сигма. Так что мы все еще не можем говорить об открытии, но явно движемся в интересном направлении», — говорит Кржашич.

Что может быть причиной наблюдаемого эффекта? Наиболее популярной гипотезой среди теоретиков является существование нового промежуточного бозона Z’, участвующего в распаде B-мезонов. Это также объясняет другой, несколько более слабый эффект, наблюдаемый в других распадах B-мезонов, определяя универсальность лептонов. Тем не менее в рамках Стандартной модели все это не кажется немыслимым: возможно, теоретические расчеты не принимают во внимание ряд важных факторов, влияющих на механизм распада.

БАК недавно начал очередной раунд столкновения протонов на более высоких уровнях энергии, к концу которого физики получат новый пул данных для анализа. Станет ли реальностью новая физика?

Как говорит профессор Витек: «Все так же, как с хорошим фильмом: все задаются вопросом, что будет в конце, и никто не хочет ждать».