Πέμπτη, 17 Μαΐου 2018

Πέταξε το Robofly, το πρώτο ασύρματο ρομποτικό έντομο. The first wireless flying robotic insect takes off

Ανοίγει ο δρόμος για τα microdrones. To power RoboFly, the engineers pointed an invisible laser beam (shown here in red laser) at a photovoltaic cell, which is attached above the robot and converts the laser light into electricity. Credit: Mark Stone/University of Washington

Για πρώτη φορά ένα ρομποτικό έντομο πέταξε για λίγο στον αέρα μόνο του, χωρίς να είναι προσδεμένο σε καλώδιο. Πρόκειται για το Robofly, που έκανε μια μικρή πτήση, αλλά ένα γιγάντιο άλμα όσον αφορά τα ρομπότ.

RoboFly is slightly heavier than a toothpick. Credit: Mark Stone/University of Washington

Τα ιπτάμενα ρομπότ μεγέθους εντόμου, που ουσιαστικά είναι μικροσκοπικά drones (microdrones), κινούνται ανεβοκατεβάζοντας τις μηχανικές φερούγες τους, καθώς είναι πολύ μικρά για να διαθέτουν έλικες όπως τα μεγάλα drones.

Μέχρι σήμερα αυτά τα ρομποτικά έντομα ήσαν συνδεδεμένα με σύρμα με το έδαφος, για να παίρνουν ενέργεια, καθώς τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα που τους επιτρέπουν να κινούνται, ήσαν πολύ βαριά για να μπορέσουν τα «έντομα» να σηκωθούν στον αέρα μόνα τους.

The University of Washington engineers who created RoboFly check out their new tiny wireless flying robot. Back row (left to right): Yogesh Chukewad, Sawyer Fuller, Shyam Gollakota; Front row: Vikram Iyer, Johannes James. Credit: Mark Stone/University of Washington

Τώρα, για πρώτη φορά, μηχανικοί του Πανεπιστημίου Ουάσιγκτον, έκοψαν τον «ομφάλιο λώρο» και πρόσθεσαν ένα «εγκέφαλο», επιτρέποντας στο RoboFly να κάνει την πρώτη ασύρματη πτήση του.

To make RoboFly wireless, the engineers designed a flexible circuit (yellow) with a boost converter (copper coil and black boxes at left) that boosts the seven volts coming from the photovoltaic cell into the 240 volts needed for flight. This circuit also has a microcontroller brain (black square box in the top right) that lets RoboFly control its wings. Credit: Mark Stone/University of Washington

Το RoboFly - το οποίο αποτελεί διάδοχο του RoboBee που είχε ένα σύρμα για «λουρί»- είναι λίγο βαρύτερο από οδοντογλυφίδα και κινείται με τη βοήθεια μιας ακτίνας λέιζερ που στέλνεται από το έδαφος. Διαθέτει ένα μικροσκοπικό ηλεκτρονικό «εγκέφαλο» και ένα εξίσου μικρό φωτοβολταϊκό, που μετατρέπει την ενέργεια του λέιζερ σε ηλεκτρισμό, ώστε να μπορεί να κινεί τις φτερούγες του.

Στο μέλλον, το RoboFly θα κινείται με δικές του μικροσκοπικές μπαταρίες αντί με τη βοήθεια της ακτίνας λέιζερ ή θα αντλεί ενέργεια από τα σήματα των ραδιοσυχνοτήτων. Επίσης θα αποκτήσει πιο εξελιγμένο εγκέφαλο και αισθητήρες, ώστε να πλοηγείται αυτόνομα και να αναλαμβάνει διάφορες εργασίες.

Engineers at the University of Washington have created RoboFly, the first wireless flying robotic insect. This might be one small flap for a robot, but it’s one giant leap for robot-kind. Credit: University of Washington

Τέτοια microdrones έχουν πολλά πλεονεκτήματα, καθώς είναι φθηνά και μπορούν εύκολα να τρυπώσουν σε στενά μέρη, όπου είναι αδύνατο να εισχωρήσει ένα μεγάλο drone. Στο μέλλον θα αναλάβουν διάφορες εργασίες, από το να παρακολουθούν γεωργικές καλλιέργειες έως να βοηθάνε σε φυσικές καταστροφές και να ανιχνεύουν διαρροές αερίων (π.χ. μεθανίου).





Βρήκαν οξυγόνο 13,3 δισ. έτη φωτός μακριά μας. ALMA Finds Most-Distant Oxygen in the Universe

Διεθνής επιστημονική ομάδα έκανε τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature". This image shows the galaxy cluster MACS J1149.5+2223 taken with the NASA/ESA Hubble Space Telescope and the inset image is the galaxy MACS1149-JD1 located 13.28 billion light-years away observed with ALMA. Here, the oxygen distribution detected with ALMA is depicted in green. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), the CLASH Team, Hashimoto et al.

Αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα πολύ μακρινό γαλαξία, όπου εκτιμάται ότι άρχισαν να σχηματίζονται άστρα απρόσμενα νωρίς, μόλις 250 εκατομμύρια χρόνια μετά την «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ) που γέννησε το σύμπαν. Στον ίδιο γαλαξία ανακαλύφθηκε επίσης το πιο μακρινό οξυγόνο που έχει ποτέ ανιχνευθεί στο σύμπαν, σε απόσταση 13,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Το προηγούμενο ρεκόρ απόστασης οξυγόνου ήταν τα 13,2 δισεκατομμύρια έτη φωτός από το 2016.

Η ανακάλυψη έγινε με τη βοήθεια των τηλεσκοπίων ALMA και VLT του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή. Η διεθνής επιστημονική ομάδα, με επικεφαλής τον Τακούγια Χασιμότο του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ιαπωνίας, έκανε τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature".

This image shows the very distant galaxy MACS1149-JD1, seen as it was 13.3 billion years ago and observed with ALMA. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Hashimoto et al.

Ο γαλαξίας είναι ο MACS1149-JD1, ο οποίος -όπως έδειξε η φασματοσκοπική ανάλυσή του- εκπέμπει ένα πολύ αχνό σήμα ιονισμένου οξυγόνου στο υπέρυθρο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Το σήμα αυτό, που ανιχνεύθηκε από τα επίγεια τηλεσκόπια, εκπέμφθηκε πριν από 13,28 δισεκατομμύρια χρόνια, δηλαδή περίπου 500 εκατομμύρια έτη φωτός μετά το «Μπιγκ Μπανγκ», γεγονός που το καθιστά το πιο μακρινό οξυγόνο που έχει ποτέ παρατηρηθεί από τη Γη.

Η παρουσία αυτού του οξυγόνου είναι ένα σαφές σήμα ότι ήδη πολύ νωρίτερα είχαν αρχίσει να δημιουργούνται και να πεθαίνουν άστρα σε αυτό το γαλαξία. Το οξυγόνο δημιουργείται μόνο μέσα στα άστρα και στη συνέχεια, όταν τα άστρα πεθαίνουν με εκρηκτικό τρόπο ως «σούπερ-νόβα», αυτό απελευθερώνεται σε μεσοαστρικά νεφελώματα αερίων στους γαλαξίες, μαζί με άλλα στοιχεία όπως ο άνθρακας και το άζωτο. 

This video sequence starts with a NASA/ESA Hubble Space Telescope view of the distant galaxy cluster MACS 1149. Up in the corner lies a still more distant object, the galaxy MACS 1149-JD1, seen just 500 million years after the Big Bang. The final image shows recent ALMA imaging of this galaxy. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), the CLASH Team, Hashimoto et al.

Αναλύοντας το φως το μακρινού γαλαξία, οι αστρονόμοι υπολόγισαν ότι πολλά άστρα του είχαν ήδη ηλικία 300 εκατομμυρίων ετών και εκτίμησαν ότι η αστρογένεση στον MACS-1149-JD1 είχε πιθανότατα ξεκινήσει, όταν το σύμπαν ήταν μόλις 250 εκατομμυρίων ετών.

Artist impression of very young galaxy in the early universe. Credit: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

Είναι απροσδιόριστη η διάρκεια της περιόδου μετά το «Μπιγκ Μπανγκ», κατά την οποία δεν υπήρχαν καθόλου άστρα στο σύμπαν, συνεπώς δεν υπήρχε ούτε οξυγόνο. Ένα από τα σημαντικότερα ερωτήματα στην αστρονομία είναι πότε ακριβώς δημιουργήθηκαν τα πρώτα άστρα, μια εποχή που ρομαντικά αποκαλείται και «κοσμική αυγή», καθώς διαλύθηκε το έως τότε σκοτάδι των γαλαξιών με το πρώτο φως των άστρων.






Ο δορυφόρος Ευρώπη του πλανήτη Δία εκτοξεύει στο διάστημα πίδακες νερού. Old Data Reveal New Evidence of Europa Plumes

Οι επιστήμονες αναλύουν στοιχεία από το 1997. Artist’s illustration of Jupiter and Europa (in the foreground) with the Galileo spacecraft after its pass through a plume erupting from Europa’s surface. A new computer simulation gives us an idea of how the magnetic field interacted with a plume. The magnetic field lines (depicted in blue) show how the plume interacts with the ambient flow of Jovian plasma. The red colors on the lines show more dense areas of plasma. Credits: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Michigan

Μπορεί το διαστημικό σκάφος Galileo να είναι νεκρό εδώ και 15 χρόνια, όμως έχει ακόμη να προσφέρει πολύτιμες πληροφορίες. Μόλις τώρα οι επιστήμονες, αναλύοντας στοιχεία από το 1997, συνειδητοποίησαν ότι το σκάφος είχε πιθανότατα καταγράψει στο δορυφόρο Ευρώπη του Δία ένα τεράστιο πίδακα νερού που είχε εκτοξευθεί στο διάστημα.

Αυτό ενισχύει την πεποίθηση ότι κάτω από την παγωμένη επιφάνεια της Ευρώπης βρίσκεται ένας εξίσου τεράστιος ωκεανός και ότι σε αυτόν υπάρχουν συνθήκες φιλικές για την ανάπτυξη κάποιων μορφών ζωής. Οι επιστήμονες υποψιάζονται εδώ και χρόνια ότι ένας αλμυρός ωκεανός βρίσκεται κάτω από ένα στρώμα πάγου πάχους 15 έως 25 χιλιομέτρων.

This is Figure 3 from the paper. Caption: Location of the modeled plume on Europa’s surface. a,b, Perspectives from a longitude of 270°W (a) and from above the northern pole (b). The surface features shown on the sphere were extracted from a global map of Europa compiled by the United States Geological Survey. The cyan iso-surface of constant neutral density illustrates the shape and location of the modelled plume, and the magenta traces show the Galileo trajectory. The green ellipse in a indicates the location of a putative plume imaged by Hubble. Credit: Jia et al.

Κατά καιρούς, όπως αποδεδειγμένα συμβαίνει στο δορυφόρο Εγκέλαδο του Κρόνου, φαίνεται πως και η Ευρώπη εκτοξεύει πίδακες αυτού του παγιδευμένου νερού στο διάστημα. Σύμφωνα με μια εκτίμηση, ο ωκεανός της Ευρώπης, βάθους 60 έως 150 χιλιομέτρων, διαθέτει διπλάσιο όγκο νερού από όλους μαζί τους ωκεανούς της Γης.

A view of Europa created from images taken by NASA's Galileo spacecraft in the late 1990s. Credit: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Όταν τον Δεκέμβριο του 1997 το Galileo είχε κάνει το κοντινότερο πέρασμά του από την Ευρώπη, πετώντας σε απόσταση μόνο 400 χιλιομέτρων από την επιφάνειά της, τα όργανά του κατέγραψαν επί πέντε λεπτά στην ατμόσφαιρά της ασυνήθιστες ενδείξεις τόσο στο μαγνητικό πεδίο, όσο και στην πυκνότητα του πλάσματος σωματιδίων, οι οποίες εκτιμάται ότι προέρχονταν από ένα τέτοιο πίδακα υδρατμών που έφθασε σε ύψος εκατοντάδων χιλιομέτρων.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής την ομότιμη καθηγήτρια διαστημικής φυσικής Μάργκαρετ Κίβελσον του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες (UCLA), έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστρονομίας Nature Astronomy.

This 'family portrait' shows a composite of images of Jupiter, including it's Great Red Spot, and its four largest moons. From top to bottom, the moons are Io, Europa, Ganymede and Callisto. Europa is almost the same size as Earth's moon, while Ganymede, the largest moon in the Solar System, is larger than planet Mercury. While Io is a volcanically active world, Europa, Ganymede and Callisto are icy, and may have oceans of liquid water under their crusts. Europa in particular may even harbour a habitable environment. Jupiter and its large icy moons will provide a key focus for ESA's JUICE mission. The spacecraft will tour the Jovian system for about three-and-a-half years, including flybys of the moons. It will also enter orbit around Ganymede, the first time any moon beyond our own has been orbited by a spacecraft. The images of Jupiter, Io, Europa and Ganymede were taken by NASA's Galileo probe in 1996, while the Callisto image is from the 1979 flyby of Voyager. Credit: NASA/JPL/DLR

Η επόμενη αποστολή Europa Clipper της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA), που προγραμματίζεται να εκτοξευθεί το 2022 με προορισμό την Ευρώπη, θα διαθέτει τα κατάλληλα όργανα για να μελετήσει τους πίδακες, πράγμα που θα δώσει στους επιστήμονες μια καλύτερη εικόνα για τη σύσταση του υπόγειου ωκεανού της. Περίπου την ίδια εποχή, αναμένεται να εκτοξευθεί και η αποστολή JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) με προορισμό τα παγωμένα φεγγάρια του Δία Ευρώπη, Γανυμήδη και Καλλιστώ.

Το μεγάλο ερώτημα που πρέπει να απαντηθεί, είναι αν όντως η Ευρώπη, που είχε ανακαλύψει πρώτος ο Γαλιλαίος το 1610 και η οποία έχει το μέγεθος περίπου της Σελήνης με θερμοκρασίες που ποτέ δεν ξεπερνούν τους μείον 160 βαθμούς Κελσίου, είναι φιλόξενη για ζωή.

Πηγές: Evidence of a plume on Europa from Galileo magnetic and plasma wave signatures, Nature Astronomy (2018). nature.com/articles/doi:10.1038/s41550-018-0450-z - NASA - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=978062