Всякий раз, когда разрабатывается мощная новая технология, имеет смысл пересмотреть наши традиционные подходы к выполнению сложных задач. Когда дело доходит до путешествия в космос и исследования Вселенной за пределами Земли, любые прорывы в производстве, хранении или передаче энергии принимаются очень и очень серьезно. Но космос весьма большой, и расстояния от Земли до других планет — не говоря уж о других звездах — буквально астрономические. Сейчас 2016 год, и мы по-прежнему используем ракеты на химическом топливе, чтобы запускать и управлять нашими космическими аппаратами. Эти же технологии мы использовали в 50-х и 60-х, когда космические полеты только начались.

Не так давно группа ученых и инженеров под руководством Филиппа Любина из Калифорнийского университета объявила, что считает возможным использовать лазерную тягу, не только чтобы превратить миссии на Марс в трехдневные прогулки, но и отправиться к звездам с немыслимой доселе скоростью.

Подобные обещания периодически появляются — ракеты на термоядерном синтезе, двигатели на антиматерии и невозможные двигатели обещают превзойти современные технологии и разогнать материю до… в общем, обещают. Проблема этих обещаний в том, что они непрактичны:

• Ядерный синтез не является управляемой, поддерживаемой реакцией и, следовательно, не может испускать большие объемы энергии в течение длительных периодов времени.
• Антиматерия не только дорога в производстве, но и не может быть произведена в хоть немного значимых количествах. Если суммировать все количество антиматерии, произведенной людьми на Земле, она будет весить меньше одного микрограмма. Если преобразовать ее в чистую энергию по уравнению Эйнштейна (E = mc²), она будет равна энергии, которую может произвести небольшой ящичек с динамитом.
• Любые «невозможные» двигатели вроде EM Drive не только не дают воспроизводимых, надежных результатов, но и не выдают достаточных объемов тяги или энергии даже в самых плодотворных условиях испытания.

Но мы поговорим о другом, поскольку ключевая технология для движения на основе лазера уже существует сегодня.

Достижения в лазерных технологиях были весьма продуктивными за последние 15 лет. Проекты ученых в самых разных агентствах, включая DARPA, преуспели в наращивании лазерной мощи за счет новаторского подхода: не увеличивая энергию каждого лазера, а делая масштабируемые лазерные массивы. Другими словами, теперь вы можете построить крупный массив лазеров, который точно и слаженно стреляет в определенную цель, не только передавая киловатты энергии через отдельный лазер, но и относительно крупный объем энергии, ограниченный лишь масштабом вашего лазерного массива. Вот «простое» испытание 19-элементного массива лазеров, стреляющего по базальтовой мишени.

Идея двигательной установки на основе лазера относительно проста по своей сути и требует выполнения лишь нескольких шагов:

• Создать массив синфазных лазеров на орбите Земли, устроенных таким образом, чтобы их можно было точно направить на любую определенную цель. В идеале этот массив будет достигать гигаваттных уровней энергии.
• Создать «целевой» космический аппарат, который изначально стартует на низкой околоземной орбите, с большой парусообразной поверхностью на нем, на которую можно направить лазерный массив.
• Последовательно направлять достаточно мощный лазер на целевой космический аппарат и ускорить его до необходимой скорости, вывести на траекторию и смотреть, любоваться.

На самом деле, есть масса причин радоваться такому положению дел. Лазерная технология уже существует и становится все лучше и лучше. С малого начать проще: поскольку массив масштабируется, можно влить небольшие инвестиции и разогнать малую (граммовую) массу до высоких скоростей, для начала чтобы доказать работоспособность концепции. Парус может быть крохотным — с квадратный метр — и по-прежнему будет эффективен. Отражательная способность или прочность лазерного паруса вообще не проблема, поскольку частота лазера очень узкая и можно эффективно отражать 99,99% света или даже больше. Моделирование показало, что даже лазерный массив скромных размеров (272 киловатта на видео ниже) может разогнать и отправить однограммовую тестовую массу в межпланетное пространство.

Имеются, однако, причины и для скептицизма. Хотя физика позволяет, инженерная задача всего вышеописанного оказывается сложнейшей вещью. Вот ряд важных препятствий, которые мы пока не знаем, как преодолеть:

• Как успешно сколлимировать лазер на такое огромное расстояние. К примеру, зеркала, которые астронавты «Аполлона» установили на Луне, эффективно отражают и возвращают лишь один из 10¹⁷ фотонов обратно в назначенный пункт.
• Насколько полезен будет ускоренный объект? Сейчас любая масса, ускоренная до значительных скоростей, должна быть настолько малой, что не сможет передать ничего полезного с таким уровнем энергии, чтобы можно было получить это на Земле.
• Может ли объект столь малой массы и размеров, как предложенный однограммовый зонд, противостоять мощи этих лазеров, или же окажется бессильным, даже со своей высокой (но не идеальной) отражательной способностью?
• Объект, ускоренный таким образом, может быть неуправляемым или неспособным к замедлению по прибытии.
• Парусообразный объект, особенно тонкий, придется стабилизировать, чтобы компенсировать крошечные градиенты сил, иначе он начнет вращаться и качаться, сделав невозможным дальнейшее ускорение.
• Наконец, лазерный массив, необходимый для запуска крупных масс, может оказаться чрезвычайно большим и дорогим.

Идея лазерного паруса может быть прекрасной для разгона крошечных масс до крупных скоростей, но полномасштабные модели, достигающие желанных гигаватт энергии, потребуют лазерный массив в 100 квадратных километров площадью. Полномасштабный массив вроде такого сможет разогнать крошечный компьютеризованный чип диаметром 10 сантиметров и массой в один грамм до 0,3% скорости света всего за 10 минут. Он мог бы разогнать 100 кг груза (примерно с массу марсохода «Оппортьюнити») до такой же скорости, будь парус побольше, или даже 10 000 кг — до скорости 1000 км/ч, в 100 раз быстрее, чем летели астронавты «Аполлона» на Луну.

Инициатива, известная как DEEP-IN, по которой направленная энергия используется для разгона зондов до межзвездных скоростей, интересна по-своему, и стоит отдать должное Филиппу Любину. Но паковать чемоданы пока рановато. Сложность развертывания такой системы и решение ее проблем может занять десятки или сотни лет.

Но пробовать, конечно, стоит. Возможно, лазерное движение станет будущим космических полетов или технологией, которая приведет нас к звездам. Но пока что у него есть куча непреодолимых препятствий. Нам определенно стоит попробовать пройти этот путь. Пройти, оставаясь реалистами.

На протяжении восьми лет группа ученых Московского государственного университета пыталась выяснить этиологию возникновения чувства дискомфорта и головной боли у зрителей после просмотра трехмерных фильмов.

На основании проведенного во Франции в 2011 году опроса ученые выяснили, что лишь треть людей не замечают ухудшение самочувствия после просмотра 3D-видео, 27% испытывают чувство дискомфорта, 22% замечают изменение состояния своего здоровья, у 7% опрошенных возникает сильная головная боль, у 11% – иные симптомы.

Руководитель исследования, старший научный сотрудник лаборатории компьютерной графики и мультимедиа факультета вычислительной математики и кибернетики Дмитрий Ватолин предположил, что в течение 3D-сеанса у каждого зрителя хотя бы раз появляется чувство дискомфорта. В основном, как объясняет исследователь, это обусловлено искажением восприятия протяжённости пространства.

Чтобы получить стереоэффект, головной мозг человека должен постоянно в ходе просмотра трехмерного фильма совмещать приходящие на оба глаза изображения. Если происходит нарушение корреспонденции (идентичности расположения) видеосигналов, то возникают головные боли.

Ученые уже выявили более 15 причин появления этой проблемы. Все их можно смело разделить на две категории: несовершенство оборудования кинозалов и оплошности фильма. К первой категории относятся дешевые 3D-очки, старые проекторы, плохая работа иного оборудования, ко второй – некачественный монтаж киноленты, перепутывание видеосигналов.

Главным достижение научной работы, как заявляют ученые, является разработка специального программного обеспечения, выявляющего проблемные моменты 3D-фильмов. Данный продукт поможет повысить качество выпускаемого трехмерного видео, минимизируя затраченное на технический контроль время.

Авторы отмечают, что они уже успели протестировать программу на более 100 Blu-ray-фильмах, среди которых обнаружили 23 фильма, содержащих 65 «проблемных сцен». Примечательно, что помимо малобюджетных картин в список попали такие киноленты, как «Хроники Нарнии», «Сталинград» и «Аватар», обладающий премией «Оскар» за лучшие визуальные эффекты. По словам Дмитрия Ватолина, это означает, что при покупке 3D-фильма на Blu-ray-диске можно купить с вероятностью 21% кинокартину, в которой будет хотя бы одна сцена с проблемой перепутанных ракурсов.

Подводя итог, можно с уверенностью утверждать, что если у вас возникнет желание сходить на 3D-сеанс, то лучше выбирайте высокобюджетные фильмы и залы с дорогим, качественным оборудованием, чтобы от просмотра получить побольше удовольствия и поменьше дискомфорта и головной боли.

Очень скоро мы, возможно, поднимем голову и увидим спутник, который ярче космической станции и даже Венеры, пересекающий небо. Во всяком случае если у россиян, собирающих деньги на него со всего мира, получится. Группа энтузиастов из Московского университета машиностроения используют Boomstarter (это такой русский Kickstarter), чтобы собрать деньги на строительство и запуск пирамидального спутника из материала с высокой отражающей способностью — «Маяк».

На сегодняшний день они уже собрали 1,7 миллиона рублей (около 23 000 долларов). Судя по презентации, группа строит капсулу, чтобы вывести спутник (сложенный внутри) с помощью воздушного шара на большую высоту и провести испытания. Если все получится, «Маяк» запустят на ракете «Союз-2» с космодрома Байконур во втором квартале этого года.

Оказавшись на орбите, «Маяк» раздуется в пирамиду с площадью поверхности в 16 квадратных метров. Изготовленный из отражающий металлизированной пленки в 20 раз тоньше человеческого волоса, этот спутник может стать самым ярким рукотворным объектом на орбите в истории. Это звание в настоящее время принадлежит Международной космической станции, которая может светить в три раза тусклее Венеры (величина -3). Сами спутники Iridium могут вспыхивать до величины -8 (до яркости полной Луны), но лишь на пару секунд, после чего снова становятся невидимыми. Они образуют «созвездие» из 66 спутников, которые обеспечивают передачу данных и голосовую связь.

Одновременно разрабатывается мобильное приложение, которое позволит пользователям узнать, когда «Маяк» проходит через конкретное местоположение. Студенты надеются получить больше, чем просто посмотреть на яркий свет, пересекающий небо. Целью проекта является «популяризация космонавтики и космических исследований в России, а также повышение привлекательности науки и техники среди молодежи». Они хотят показать, что почти любой человек может построить и отправить космический аппарат на орбиту, не только корпорация или государство.

Далее студенты надеются испытать аэродинамическое торможение в атмосфере и узнать больше о плотности воздуха на орбитальных высотах. Заинтересованные доноры могут пожертвовать от 300 до 300 000 рублей. Чем больше денег, тем больше доступа вы получите к новостям группы; самый щедрый меценат будет приглашен на место запуска.

По завершении проекта «Маяк» студенты хотят построить другую версию, которая использует атмосферу для торможения, и вернуть ее на Землю без необходимости ретроракет.

Что ж, стоит понадеяться, что у них все получится. Главное, чтобы запуск спутников не стал настолько заурядным делом, что ночное небо станет сплошным фонарем.

В сфере развития искусственного интеллекта произошло весьма значимое событие. Программа AlphaGo, разработанная подразделением Google, компанией DeepMind, одержала победу над мировым чемпионом в логическую настольную игру го, корейцем Ли Си Долом, в рамках первой из пяти исторических партий, которые пройдут в Сеуле. Первую партию Ли проиграл спустя три с половиной часа игры, в то время как на часах оставалось еще 28 минут и 28 секунд до конца.

Это первое в истории этой игры соревнование между профессиональным игроком в го 9-го, наивысшего дана и компьютером. Главным призом соревнования является 1 миллион долларов. Кто в конечном итоге заберет окончательную победу, мы сможем узнать через несколько дней.

«Я был крайне удивлен. Я не ожидал проигрыша. Я не думал, что AlphaGo будет играть в такой совершенной манере», — заявил чемпион мира в игру го.

Основатель компании DeepMind Дэмис Хассабис выразил свое «глубокое уважение Ли Си Долу и его невероятным навыкам», назвав также игру го «невероятно увлекательной» и «очень напряженной». Капитан команды AlphaGo Дэвид Сильвер отметил «удивительную сложность интересной игры го, которая заставила их детище AlphaGo работать практически на максимуме своих возможностей».

Для тех, кто не знает, го — это логическая настольная игра с очень глубоким стратегическим содержанием, возникшая еще в Древнем Китае по разным оценкам 2,5-5 тысяч лет назад. Она рассматривается как одно из самых серьезных испытаний для ИИ, так как в ней содержится огромное количество возможных комбинаций ходов. Несмотря на то, что компьютерные программы уже довольно неплохо освоили такие игры, как шахматы и шашки, и даже одерживали победы над чемпионами мира в этих дисциплинах, высокий уровень интуиции и стратегического мышления, которое требуется от игрока в го, делает ее гораздо сложнее вышеуказанных игр и очень трудной в освоении для компьютера.

Программа AlphaGo компании DeepMind является в настоящий момент наиболее продвинутой среди всех остальных и построена с использованием очень сложной и многоуровневой системы нейронных сетей, а также обладает способностью машинного обучения. Благодаря этому AlphaGo смогла победить европейского чемпиона в игру го Фань Хуэя в прошлом году. Поэтому своеобразным новым уровнем для нее является корейский игрок и мировой чемпион игры го Ли Си Дол.

«Я не жалею, что принял этот вызов», — говорит Ли.

Проигравший чемпион

«Но я в шоке, я действительно это признаю. Но что сделано, то сделано. Мне очень понравилось играть с компьютером, и я очень жду следующей игры. Мне кажется я проиграл потому, что в буквальном смысле сдал начало партии. Поэтому в следующий раз я обращу больше внимания на начало игры. Думаю, это увеличит мои шансы на победу».

Ли отмечает, что был глубоко удивлен тому, насколько мощно AlphaGo начала раунд и какие неожиданные для него шаги она совершала.

Следующая партия Ли и AlphaGo состоится завтра. Оставшиеся три пройдут в субботу, воскресенье и вторник. Как бы ни закончилась данная серия игр, сегодняшняя победа AlphaGo является огромным шагом в развитии ИИ. Однако Ли не терпится взять реванш.

«Сегодняшняя игра была очень плотная и напряженная», — говорит Хассабис.

«Когда подошло время начала первой партии, мы правда не знали, чем это все обернется. Да и сейчас не знаем. Ведь впереди еще четыре игры».

Интернет часто пестрит рекламными объявлениями псевдокалькуляторов, пытающихся вычислить причину и дату смерти: «пройдите тест на продолжительность жизни», «узнайте, когда вы умрете, бесплатно и без СМС». Однако задавались ли вы вопросом, существует ли в мире хоть одна более-менее достоверная программа, предугадывающая, когда наступит роковой день.

Программист и статистик Натан Яу (Nathan Yau), проанализировав базу данных Центра по контролю заболеваемости США, придумал способ разработать интерактивный калькулятор, прогнозирующий возникновение смерти с учетом пола, возраста и расовой принадлежности.

Созданный Яу алгоритм основан на данных об американцах, умерших в период с 1999 по 2014 год. Он помогает выявить в огромной базе данных людей со схожими показателями и вычислить, насколько тот или иной фактор будет влиять на жизнь человека. Влияние каждого фактора выражено в процентах на специальной диаграмме справа.

Среди основных рисков смерти программа выделяет: инфекцию, злокачественные новообразования, патологию крови, заболевания эндокринной системы, психические расстройства, заболевания нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, болезни желудочно-кишечного тракта, патологии опорно-двигательного аппарата, расстройства мочеполовой системы, болезни в течение перинатального периода жизни, врожденные пороки, внешние причины и др.

Натан Яу отмечает, что в молодости основные риски смерти связаны с внешними факторами. В возрасте 80-90 лет примерно в большинстве случаев люди умирают от болезней сердечно-сосудистой системы и злокачественных новообразований.

Представленный программистом интерактивный калькулятор является, определенно, одним из самых интересных и статистически обоснованных методов, показывающих наиболее вероятную причину и дату смерти.

Воспользоваться им может любой желающий, просто кликнув на эту ссылку.

Компания Blue Origin планирует начать проведение туристических суборбитальных полетов уже в 2018 году. Основатель компании, Джефф Безос (по совместительству владелец торговой площадки Amazon) объявил об этих планах на специальном мероприятии, которое проходило на днях в штаб-квартире Blue Origin.

Следует отметить, что компания Безоса, в отличии от, скажем, все той же SpaceX, не очень активно распространялась о своих успехах в развитии. Молчание соблюдалось фактически вплоть до тех пор, пока Blue Origin успешно не запустила, посадила, а затем повторно запустила и посадила многоразовую ракету.

Для проведения будущих космических туристических полетов Blue Origin построит шесть новых многоразовых ракет New Shepard. Каждая из таких ракет сможет поднимать до шести пассажиров на высоту 100 километров над поверхностью Земли и дарить участникам полета несколько минут ощущения невесомости, открывая при этом перед ними потрясающие виды на нашу планету, доступные в настоящий момент только для настоящих космонавтов и астронавтов. Что интересно, две новые ракеты, сборкой которых уже занимается компания, оснащены иллюминаторами, через которые люди смогут следить за происходящим снаружи.

Со слов Безоса, в следующем году неназываемая компания-подрядчик собирается провести тестовые испытания ракет Blue Origin с участием настоящих астронавтов, и, если все пройдет хорошо, Blue Origin займется организацией приема заказов на космические полеты от частных лиц. А начало коммерческих полетов запланировано на 2018 год.

Так как всегда существует вероятность того, что что-то может пойти не по плану — примером тому является та же Virgin Galactic и ее разбившийся в 2014 году космический аппарат SpaceShipTwo, — компания еще может передвинуть начало коммерческих полетов на более поздний срок.

Выступая с заявлением, Безос, к сожалению, пока не поделился о ценах на будущие космические полеты, однако указал, что стоимость будет вполне конкурентоспособной по отношению к другим частным компаниям, планирующим предоставлять аналогичные услуги в будущем. Например, все та же Virgin Galactic стала предварительно продавать билеты на свой космолет SpaceShipTwo еще в прошлом году по цене в 250 000 долларов за место. Поэтому можно смело предположить, что цена на билеты от Blue Origin будет примерно аналогичной.

Группа ученых из Мичиганского университета разработали наночастицы, которые «заставляют» опухолевые клетки использовать собственные защитные механизмы против самих себя, замыкая метаболическую цепь и вызывая апоптоз (запрограммированную гибель клетки).

Профессор Говард Петти утверждает, что в работе используются полупроводниковые наночастицы со специальным платиновым электродом для запуска синтеза антиканцерогенных соединений (токсинов). Наночастицы под воздействием светового потока имитируют поведение НАДФН-оксидазы, мультимолекулярного ферментного комплекса, используемого иммунными клетками для устранения клеток опухоли и инфекционных агентов. Обычно опухолевые клетки используют НАДФ-Н для защиты от токсинов, следовательно, чем больше НАДФ-Н они произведут в ответ на действие частиц, тем быстрее произойдет их гибель.

В ходе четырехлетнего исследования наночастиц на мышах, в передней камере глаза которых присутствовали метастазы рака молочной железы, ученые обнаружили, что новые наночастицы не только вызвали гибель опухолевых клеток в глазу, но также увеличили выживаемость экспериментальных животных. Ученые отметили, что ни при одной ранее применяемой монотерапии они не смогли добиться схожих результатов.

Данный способ лечения, как считает профессор Петти, имеет несколько преимуществ. Во-первых, высокую скорость выработки токсинов (около 20 миллионов токсинов в час), во-вторых, активация синтеза антиканцерогенных соединений происходит только под воздействием света, а значит, процесс легко управляем.

Изобретение, предлагаемое американскими учеными, имеет большой потенциал. Наночастицы, получив широкое применение в офтальмологии и онкологии, могут стать одним из самых простых и эффективных методов лечения злокачественных новообразований глаз.