На борту МКС появился первый космический трехмерный принтер, способный работать в условиях невесомости
В составе груза, который был доставлен на борт Международной космической станции (МКС) грузовымкосмическим кораблем Dragon компании SpaceX, находился первый трехмерный принтер, предназначенный для работы в условиях невесомости или микрогравитации.
И вот в понедельник, 17 ноября 2014 года, командующий 42 экспедицией американский астронавт Барри Вилмор (Barry Wilmore) произвел установку трехмерного принтера на предназначенное для него место в лаборатории Microgravity американского модуля Destiny.
В ближайшее время Барри Вилмор произведет процедуру калибровки принтера в условиях микрогравитации, после чего устройство, разработанное и изготовленное компанией Made in Space, будет готово к испытаниям и демонстрации своих возможностей. И только после этого принтер начнет использоваться на полную катушку для производства некоторых вышедших из строя узлов и запасных частей оборудования, которые раньше только доставлялись с Земли. Такая возможность позволит астронавтам, пребывающим на борту станции, стать более автономными относительно Земли, ведь ожидание доставки необходимых запчастей может растягиваться на несколько месяцев, а сама доставка обходится в достаточно существенную сумму денег.
"Трехмерный принтер, который мы разработали специально для использования в космосе, позволит астронавтам зависеть от поставок с Земли в гораздо меньшей степени" - рассказывает Джейсон Данн (Jason Dunn), один из учредителей компании Made in Space, - "Это станет очень полезной вещью сейчас, на борту космической станции, и в будущем, когда люди отправятся на Луну и на Марс, где им надо будет полагаться только на себя и не рассчитывать на помощь извне".
В состав 42-й экспедиции входят два российских космонавта, Александр Самокутяев и Елена Серова. Они занимаются как выполнением собственных задач в российском сегменте космической станции, так и участвуют в совместных работах вместе с коммандером Вилмором. Тем временем, на космодроме Байконур ведется подготовка к запуску космического корабля Союз TMA-15M, который доставит на борт космической станции еще трех членов экипажа, которым, по всей видимости, уже и придется воспользоваться новым трехмерным принтером.
В ближайшее время Барри Вилмор произведет процедуру калибровки принтера в условиях микрогравитации, после чего устройство, разработанное и изготовленное компанией Made in Space, будет готово к испытаниям и демонстрации своих возможностей. И только после этого принтер начнет использоваться на полную катушку для производства некоторых вышедших из строя узлов и запасных частей оборудования, которые раньше только доставлялись с Земли. Такая возможность позволит астронавтам, пребывающим на борту станции, стать более автономными относительно Земли, ведь ожидание доставки необходимых запчастей может растягиваться на несколько месяцев, а сама доставка обходится в достаточно существенную сумму денег.
В состав 42-й экспедиции входят два российских космонавта, Александр Самокутяев и Елена Серова. Они занимаются как выполнением собственных задач в российском сегменте космической станции, так и участвуют в совместных работах вместе с коммандером Вилмором. Тем временем, на космодроме Байконур ведется подготовка к запуску космического корабля Союз TMA-15M, который доставит на борт космической станции еще трех членов экипажа, которым, по всей видимости, уже и придется воспользоваться новым трехмерным принтером.
Ученым удалось создать перепрограммируемые квантовые схемы, состоящие из сверхохлажденной материи
Людям, имеющим отношение к электронике и микропроцессорной технике, хорошо известно понятие перепрограммируемых логических матриц, микросхем, внутри которых путем программирования можно создать электронную цифровую схему любого уровня сложности. Нечто подобное было создано группой ученых из Национальной лаборатории Лос-Аламос в Нью-Мексика, но только созданная ими схема была не привычной всем электронной схемой, а квантовой, состоящей из облака сверхохлажденной материи, находящееся в уникальном квантовом состоянии.
Облако охлажденных до сверхнизкой температуры атомов называется конденсатом Бозе-Эйнштейна. Основной особенностью этого облака является то, что за счет определенного квантового состояния отдельных атомов все облако действует как единый квантовый объект, своего рода один атом огромных размеров. Такие свойства конденсата Бозе-Эйнштейна уже используются некоторыми учеными, работающими в области квантовых вычисления и других квантовых технологий, но, к сожалению, конденсат является весьма нестабильным образованием и быстро разваливается на отдельные части под влиянием различных внешних факторов.
Ученые Чангюн Рю (Changhyun Ryu) и Малкольм Бошир (Malcolm Boshier) из Лос-Аламоса нашли способ, который обеспечивает более-менее длительную стабильность конденсата Бозе-Эйнштейна, позволяющий, при этом, манипулировать им с целью превращения его в своего рода квантовую схему. Их установка состоит из двух лазеров. Луч первого лазера формирует в горизонтальной плоскости "площадку" из света, которая выступает в роли "печатной платы" для создаваемой квантовой схемы. Второй луч, ориентированный вертикально, постоянно "рисует на печатной плате" дорожки и элементы квантовой схемы. Конденсат Бозе-Эйнштейна, облако из 4 тысяч охлажденных до сверхнизкой температуры атомов рубидия, пойман в ловушку лучей света, где он удерживается силами, подобным силам, действующим в устройствах типа "световой пинцет".
Неравномерность удерживающих конденсат сил оптической природы заставляет его двигаться, заполняя места, которые "нарисованы" лучом второго лазера. Во время экспериментов ученым удавалось формировать из конденсата окружности, прямые линии, сочленения в виде буквы Y и другие элементы, которые являются составными частями сложных квантовых схем. Поскольку эти схемы формируются только при помощи света лазера, ничего не мешает в случае необходимости динамически вносить изменения в эти схемы, меняя функцию схемы буквально "на лету", и "паковать" достаточно сложные схемы в небольшом объеме пространства.
Естественно, все эти исследования проводились учеными с дальним прицелом на использование этих технологий в области квантовых вычислений. Но так как квантовые вычисления находятся еще в очень и очень далекой перспективе, то такие программируемые квантовые схемы могут найти свое первое применение в создании инерциальных навигационных систем. В этом случае конденсат Бозе-Эйнштейна будет играть роль сверхчувствительного гироскопа и акселерометра, при помощи которых можно вычислить точную траекторию движения объекта относительно опорной точки с известными координатами.
Работы по созданию квантовых навигационных систем для субмарин, которые смогут работать при отсутствии сигналов спутниковых навигационных систем, уже ведутся специалистами британской военной Научно-технической лаборатории. И, вполне вероятно, что технология создания "перепрограммируемых" квантовых схем станет именно тем, что позволит реализовать в реальности первую квантовую GPS.
Облако охлажденных до сверхнизкой температуры атомов называется конденсатом Бозе-Эйнштейна. Основной особенностью этого облака является то, что за счет определенного квантового состояния отдельных атомов все облако действует как единый квантовый объект, своего рода один атом огромных размеров. Такие свойства конденсата Бозе-Эйнштейна уже используются некоторыми учеными, работающими в области квантовых вычисления и других квантовых технологий, но, к сожалению, конденсат является весьма нестабильным образованием и быстро разваливается на отдельные части под влиянием различных внешних факторов.
Ученые Чангюн Рю (Changhyun Ryu) и Малкольм Бошир (Malcolm Boshier) из Лос-Аламоса нашли способ, который обеспечивает более-менее длительную стабильность конденсата Бозе-Эйнштейна, позволяющий, при этом, манипулировать им с целью превращения его в своего рода квантовую схему. Их установка состоит из двух лазеров. Луч первого лазера формирует в горизонтальной плоскости "площадку" из света, которая выступает в роли "печатной платы" для создаваемой квантовой схемы. Второй луч, ориентированный вертикально, постоянно "рисует на печатной плате" дорожки и элементы квантовой схемы. Конденсат Бозе-Эйнштейна, облако из 4 тысяч охлажденных до сверхнизкой температуры атомов рубидия, пойман в ловушку лучей света, где он удерживается силами, подобным силам, действующим в устройствах типа "световой пинцет".
Естественно, все эти исследования проводились учеными с дальним прицелом на использование этих технологий в области квантовых вычислений. Но так как квантовые вычисления находятся еще в очень и очень далекой перспективе, то такие программируемые квантовые схемы могут найти свое первое применение в создании инерциальных навигационных систем. В этом случае конденсат Бозе-Эйнштейна будет играть роль сверхчувствительного гироскопа и акселерометра, при помощи которых можно вычислить точную траекторию движения объекта относительно опорной точки с известными координатами.
Работы по созданию квантовых навигационных систем для субмарин, которые смогут работать при отсутствии сигналов спутниковых навигационных систем, уже ведутся специалистами британской военной Научно-технической лаборатории. И, вполне вероятно, что технология создания "перепрограммируемых" квантовых схем станет именно тем, что позволит реализовать в реальности первую квантовую GPS.
Источник: tehnowar.ru.
Свежие комментарии