Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[Nikola]

В Саксонии начались испытания сверхпроводящих токоограничителей

Не прошло и 30 лет как до немцев дошло. Тугие однако

[sychbird]

his Week in SCIENCE
February 12 2010, 327 (5967)

Superconducting Quantum Optics
The coherence properties of superconducting circuits enable them to be developed as qubits in quantum information processing applications. Astafiev et al. (p. 840) now show that these macroscopic superconducting devices also behave as artificial atoms and can exhibit quantum optical effects. The ability to fabricate and integrate these superconducting devices in electronic circuitry may help toward developing a fully controlled quantum optics system on a chip.

[sychbird]

Создан пьезоэлектрический генератор на базе органических нановолокон[/size]


Ученые из Калифорнийского университета в Беркли (США), Мюнхенского технического университета (Германия) и Института электроники Академии наук Китая сконструировали генератор на базе органических нановолокон.
В основе работы генератора лежит прямой пьезоэффект — возникновение электрической поляризации под действием механических напряжений и деформаций (растяжения, скручивания). «Развитие этой технологии должно привести к созданию материалов с вплетенными в них нановолокнами, из которых можно будет сшить одежду, обеспечивающую питание носимых электронных устройств», — говорит участник исследования Ливэй Линь (Liwei Lin).

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl9040719

[pkl]

В IBM создан дешевый модуль солнечной батареи с рекордным КПД[/size]

16 февраля 2010 года, 17:01 | Текст: Дмитрий Целиков | Послушать эту новость

Корпорация IBM объявила о том, что ее ученым удалось создать модуль солнечной батареи, у которого основной слой, поглощающий б

[SpaceR]

Может пригодиться для СКЭС.

Не, как раз в космосе ФЭП с таким низким КПД нецелесообразны, учитывая стоимость доставки. Главная проблема СКЭС - высокая цена и низкий коэффициент передачи получаемой энергии на Землю, а в этом такая технология не поможет.

Скорее произойдет обратное - дешевизна и массовый выпуск таких ФЭП приведут к активному распространению наземных СЭС, и какой-либо экономический смысл СКЭС исчезнет окончательно.

[sychbird]

Существенное продвижение в решении ключевой проблемы, открывающей путь к возможности создания замкнутых СОЖ на основе переработки продуктов жизнедеятельности и искусственных  замкнутых биосфер.  
Суть вопроса в возможности получения необходимых целевых продуктов из того, что имеешь, а не из того, что лучше всего подходить для данного целевого продукта исходя из его химического строения.


Селективное окисление С–Н – это возможно[/size]

Селективная функционализация определенных связей С–Н в органическом соединении до сих пор остается одной из самых существенных проблем органического синтеза. Однако, результаты последних работ показывают, что химики начинают находить методы решения этой проблемы.

Science 2010, 327, 566) Science 2007, 318, 783; [3] J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3063; [4] Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 598; [5] J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9542; [6] Science 2006, 312, 1941; [7] Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9705

[sychbird]

Возможно представит интерес для разработчиков СОЖ будущих инопланетных станций.

Механизм фотосинтеза изучен подробнее[/size]

Результаты работы международной группы исследователей могут рассматриваться как существенный шаг вперед в изучении особенностей фотосинтеза и, возможно, создания более чистого топлива.
Растения, водоросли и цианобактерии используют фотосинтез для получения кислорода и пополнения энергетических запасов – окисляемых соединений, как, например, углеводы и водород. Существует два хромопротеидных комплекса, управляющих первичными реакциями фотосинтеза, протекающего с выделением кислорода – фотосистема I [photosystem I (PSI)] и фотосистема II [photosystem II (PSII)]. Выяснение особенностей работы этих фотосистем является одной из главных целей биохимии.

Исследователи из Университета Аризоны совместно с представителями Института Макса Планка в Мюльхейме под руководством Кевина Реддинга изучили активный центр реакционной системы PSI.
В лаборатории Кевина Реддинга были получены мутированные штаммы одноклеточных зеленых водорослей Chlamydomonas reinhardtii. Используя эти мутированные штаммы как модель, Реддинг с соавторами продемонстрировал, что первичный активируемый светом перенос электронов в реакционном центре PSI может быть инициирован независимо на любой из параллельных ветвей этой системы. Одновременно было показано, что PSI характеризуется двумя молекулярными устройствами разделения заряда, которые работают параллельно, увеличивая общую эффективность переноса электрона.
Реддинг отмечает, что хотя исследователям уже было известно о том, что обе изученные ветви применяются живыми организмами в PSI, и то, что мутация, которой они подвергали водоросли, могла оказать влияние на относительное использование каждого из отдельно взятых путей, исследователи не были точно уверены в том, какой конкретно эффект окажут эти мутации на организмы водорослей. Изучение влияния мутации на водоросли и привело к пониманию механизма разделения заряда – механизма того, как энергия электромагнитная конвертируется в энергию химическую.

Соавторы Реддинга из Германии – Альфред Хольцварт (Alfred Holzwarth), Марк Мюллер (Marc M

[sychbird]

С учетом того, что модуль может работать на биогазе, получаемом из отходов жизнедеятельности и  неперерабатываемых растительных остатков оранжерей, технология может быть использована для инопланетных баз. Первооснова технологии - разработки НАСА для Марсианской базы. Технология уже имеет статус промышленной.


Для основы своей портативной электростанции модели ES-5000 авторы разработки выбрали  твердооксидные топливные элементы (SOFC).
От топливных элементов других типов их отличает применение твёрдого (керамического) электролита, высокая рабочая температура (от 500 до 1000 градусов Цельсия), отсутствие дорогой платины и ещё целый ряд привлекательных



Anode Reactions:
2H2 + 2O2- »» 2H2O + 4e-
2CO + O2- »» 2CO2 + 4e-

Cathode Reaction:
O2 + 4e- »» 2O2-


http://www.fuelcellmarkets.com/fuel_cell_markets/solid_oxide_fuel_cells_sofc/4,1,1,2503.html?kw=solid%20oxide%20fuel%20cell&fl=428937&ci=2917622541&network=s

http://c0688662.cdn.cloudfiles.rackspacecloud.com/downloads_pdf_Bloomenergy_DataSheet_ES-5000.pdf

[GALIN]

Lectures on Superconductivity: Applications[/size] (LINK)

Space:
 
 Cryogenics (LINK)


 Devices (LINK)


All Lectures

 

Lectures on Superconductivity: A series of films prepared by Bartek Glowacki to introduce undergraduate and postgraduate students to superconductivity and its applications, including interviews with leading experts from academia and industry. The video lectures can be watched free of charge online.

Thanks To Yuriy Yerin (g buzz link)

[MrDim]

Эта идея пришла мне в голову, после того как я увидел ролик в интернете о том, как американский шатл делает кувырок перед стыковкой с МКС. Позже я узнал, что это делается для того, чтобы было сфотографировано теплозащитное покрытие шатла.
Необходимо создать маленького дистанционно управляемого робота снабженного фото – видеокамерой, назовем его ДРОН. По свои размерам он должен быть меньше входного отверстия, через которое космонавты совершают выход в открытый космос. В движение ДРОНа будет приводить реактивная тяга создаваемая исходящим потоком сжатого воздуха (таким образом приводился в движение вроде бы один из скафандров, созданный в НПО Звезда), находящимся внутри него под давлением 35 АТ. Использование именно сжатого воздуха по моему мнению наиболее удобно, так как – 1) при утечке не будет создаваться угроза экипажу (так как он будет храниться внутри станции)
                2) запасы сжатого воздуха, хоть и не значительные, но все же можно использовать для дыхания в аварийной ситуации.
Сам ДРОН будет использоваться для следующих целей: проведение внешнего визуального фото и видео контроля поверхностей станции, кораблей прибывающих к ней, без необходимости выхода экипажа в открытый космос, а также, наблюдение за работой, координации и оценке действий экипажа при проведение работ в открытом космосе. Также в аварийной ситуации при угрозе сближения со станцией его можно будет направить на объект, летящий в станцию, для уменьшения возможных повреждений, который вероятно причинит объект.
ДРОН представляет собой фотоаппарат с баллоном сжатого воздуха. Основные узлы – два баллона сжатого воздуха (для надежности), фото-видео камера, блок управления и навигации, блок поддержания внутренней температуры, блок связи со станцией, аккумуляторная батарея, также на каждое выходное сопло должно приходиться по два клапана. Один из которых постоянно закрыт – основной, его открытие создает импульс к передвижению. Второй постоянно открыт - он закрывается в случае несрабатывания основного для предотвращения ухода от станции или опасного сближения с ней.
Как мне кажется, сам аппарат с технической точки зрения является простым, поэтому предлагаю разработку его поручить студентам какого – нибудь, технического университета (с которым вы сотрудничаете). Это во первых, будет одним из шагов привлечения молодого поколения в космическую сферу, а во вторых, это наверное снизит стоимость самого проекта.
И последнее, размеры самого аппарата скорее всего будут незначительные по сравнению даже со скафандром, и весить он будет значительно легче, поэтому он не будет существенной нагрузкой для того же космического грузовика Прогресс.

[sychbird]

Идея использовать генно-модифицированные колонии бактерий для переработки Лунного реголита  в толще без применения горнотехнических методов его добычи получает новый  импульс!

http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7284/full/nature08790.html

[sychbird]

Caltech Researchers Create Highly Absorbing, Flexible Solar Cells with Silicon Wire Arrays




http://media.caltech.edu/press_releases/13325

[sychbird]

http://www.nature.com/nphys/journal/v6/n3/abs/nphys1510.html

Интригующие результаты в области  исследования альтернативной Токомаку конструкции термоядерного реактора.  Если технология даст положительный результат, то этот вариант конструкции так и просится в  космос.

Turbulent inward pinch of plasma confined by a levitated dipole magnet[/size]
The rearrangement of plasma as a result of turbulence is among the most important processes that occur in planetary magnetospheres and in experiments used for fusion energy research. Remarkably, fluctuations that occur in active magnetospheres drive particles inward and create centrally peaked profiles. Until now, the strong peaking seen in space has been undetectable in the laboratory because the loss of particles along the magnetic field is faster than the net driven flow across the magnetic field. Here, we report the first laboratory measurements in which a strong superconducting magnet is levitated and used to confine high-temperature plasma in a configuration that resembles planetary magnetospheres. Levitation eliminates field-aligned particle loss, and the central plasma density increases markedly. The build-up of density characterizes a sustained turbulent pinch and is equal to the rate predicted from measured electric-field fluctuations. Our observations show that dynamic principles describing magnetospheric plasma are relevant to plasma confined by a levitated dipole.

         

http://www.youtube.com/watch?v=4BVt2gKHNBA&feature=player_embedded#

[sychbird]

Автономный по питанию чип для разработки микроконтроллеров.

http://www.ns.umich.edu/htdocs/releases/story.php?id=7520
Неудивительно, что для энергетической автономии этой схемы ей достаточно такой маленькой солнечной батарейки да столь же крошечного аккумулятора, запасающего электричество в периоды сна. Срок службы такой схемы фактически ограничен только деградацией аккумулятора, но и его должно хватить на многие годы, — утверждает один из авторов устройства Дэвид Блаау (David Blaauw).

[Дмитрий Виницкий]

Эта идея пришла мне в голову, после того как я увидел ролик в интернете о том, как американский шатл делает кувырок перед стыковкой с МКС. Позже я узнал, что это делается для того, чтобы было сфотографировано теплозащитное покрытие шатла.
Необходимо создать маленького дистанционно управляемого робота снабженного фото – видеокамерой, назовем его ДРОН. По свои размерам он должен быть меньше входного отверстия, через которое космонавты совершают выход в открытый космос. В движение ДРОНа будет приводить реактивная тяга создаваемая исходящим потоком сжатого воздуха (таким образом приводился в движение вроде бы один из скафандров, созданный в НПО Звезда), находящимся внутри него под давлением 35 АТ. Использование именно сжатого воздуха по моему мнению наиболее удобно, так как – 1) при утечке не будет создаваться угроза экипажу (так как он будет храниться внутри станции)
                2) запасы сжатого воздуха, хоть и не значительные, но все же можно использовать для дыхания в аварийной ситуации.
Сам ДРОН будет использоваться для следующих целей: проведение внешнего визуального фото и видео контроля поверхностей станции, кораблей прибывающих к ней, без необходимости выхода экипажа в открытый космос, а также, наблюдение за работой, координации и оценке действий экипажа при проведение работ в открытом космосе. Также в аварийной ситуации при угрозе сближения со станцией его можно будет направить на объект, летящий в станцию, для уменьшения возможных повреждений, который вероятно причинит объект.
ДРОН представляет собой фотоаппарат с баллоном сжатого воздуха. Основные узлы – два баллона сжатого воздуха (для надежности), фото-видео камера, блок управления и навигации, блок поддержания внутренней температуры, блок связи со станцией, аккумуляторная батарея, также на каждое выходное сопло должно приходиться по два клапана. Один из которых постоянно закрыт – основной, его открытие создает импульс к передвижению. Второй постоянно открыт - он закрывается в случае несрабатывания основного для предотвращения ухода от станции или опасного сближения с ней.
Как мне кажется, сам аппарат с технической точки зрения является простым, поэтому предлагаю разработку его поручить студентам какого – нибудь, технического университета (с которым вы сотрудничаете). Это во первых, будет одним из шагов привлечения молодого поколения в космическую сферу, а во вторых, это наверное снизит стоимость самого проекта.
И последнее, размеры самого аппарата скорее всего будут незначительные по сравнению даже со скафандром, и весить он будет значительно легче, поэтому он не будет существенной нагрузкой для того же космического грузовика Прогресс.

Уже и давно. и даже не один раз

[GALIN]

Рентгеновская оптика:

 

 Подтверждена высокая отражательная способность алмаза в диапазоне жесткого рентгеновского излучения[/size] (link)

Схема экспериментальной установки, использовавшейся для измерения коэффициента отражения алмаза. Роль источника рентгеновского излучения выполняет ондулятор (undulator) — ряд специальным образом расположенных магнитов, в пространстве между которыми движутся электроны. Эти электроны в процессе своего движения испускают рентгеновские лучи с энергией, удовлетворяющей условию Вульфа—Брэгга (в данном эксперименте — 23,7 кэВ). Первоначальное излучение не является «сильно» монохроматическим и имеет разброс по энергии фотонов 100 эВ. Рентгеновские лучи проходят через два дополнительных монохроматора, в которых расходимость по энергии уменьшается до 1,7 эВ, а затем и до 1 мэВ. Далее «почти» монохроматическое излучение падает под углом скольжения, очень близким к 90° (отличается от него на 0,0002 радиан), на алмаз и отражается. Детектор APD2 служит для измерения коэффициента отражения. Фотодиод APD1 предназначен для регистрации рентгеновского излучения.

 Источник: Yuri V. Shvyd'ko, Stanislav Stoupin, Alessandro Cunsolo, Ayman H. Said, Xianrong Huang. High-reflectivity high-resolution X-ray crystal optics with diamonds // Nature Physics. Published online: 17 January 2010.

[sychbird]

Фотоэлектрический  преобразователь, расположенный непосредственно на чипе.

Optical Energy Converted to Electrical Current by Plasmons in Metal/Molecule Nanostructures

Plasmon induced current is a nanostructure consisting of Ag nanoparticles linked with  porphyrins is demonstrated.  Banerjee et al   ACS Nano  Feb 2009
http://www.seas.upenn.edu/~bonnell/

[dan14444]

О, а я давно антенны на плазмонах пропагандирую

[sychbird]

Удобно для МКС. Печать на термочувствительном пластике. Многократно используемый лист.

Economical printer without articles of consumption

PrePeat is a printer to which it differs from the printer printed in copy paper like a laser printer and an inkjet printer, etc. and the sheet (rewritable sheet ) only for PrePeat is assumed to be media.Because it never runs up the expense of the articles of consumption by never using all toners like the laser printer, cartridges of drum, and the ink cartridges like an inkjet printer, Prepeat that does the print and the deletion by using heat is economical.Moreover, the time of the stock control and the substitution of the articles of consumption can be saved. Moreover, it is the best also for the print in the environment of hygiene that treats a clean room or food and the medicine that handles the precision machine because there is no worry with which the toner scatters from the use of neither the toner nor ink and overflows ink.
http://www.sanwa-newtec.co.jp/english/products/rp_rp_3100_e.html

[sychbird]

Это сообщение больше подойдет для темы инженерные проблемы межзвездных перелетов , но по традиции размешаю здесь.

Наночипы с нанесением серебра действуют как синапсы мозга
[/size]
Исследователи из США разработали простое в изготовлении надежное наноразмерное устройство, которое может имитировать взаимодействие нейронов мозга между собой.

Двухполюсное электронное устройство, известное как мемристор (от «memory» - память и «resistor» - резистор), похоже на биологический синапс тем, что его электропроводность может быть весьма точно изменена за счет регулировки протекающего через него заряда. Исследователи обнаружили, что изменение способа введения ионов серебра в устройства на основе кремния может существенно увеличить их производительность.


Вей Лю (Wei Lu) из Университета Мичигана отмечает, что сопротивление мемристора контролируется за счет его «памяти» о силе тока и напряжении, действовавшем на него. Он добавляет, что мемристоры могут применяться для такого способа создания компьютера, которым пользуется природа для построения мозга.

Первый мемристор был получен в 2008 году на основе оксида титана, однако электронные устройства из этого материала сложно интегрировать с традиционными кремниевыми компьютерными схемами.
Мемристоры на основе кремния были разработаны позднее, и для таких устройств характерно скачкообразное изменение сопротивления. Исследователи из группы Лю разработали кремниевые мемристоры, отличающиеся лучшими статическими и динамическими электронными характеристиками. Лю заявляет, что новые устройства позволяют осуществлять лучшую имитацию биологических систем, так как отличаются постепенным изменением свойств и в большей степени могут быть подвержены внешнему контролю.
Мемристор характеризуется ионной проводимостью, сопротивление устройства меняется по мере перемещения свободных ионов. В разработанные ранее мемристоры ионы серебра вводились в кремний за счет электрода, контактирующего с кремниевым кристаллом. К сожалению, такой метод приводит к созданию локальных каналов проводимости, которые обуславливают скачкообразные изменения электрических свойств.

В группе Лю предложили вводить ионы серебра в кремниевый мемристор с помощью совместного распыления. С помощью аргоновой плазмы исследователи переносили атомы из образцов чистого серебра и кремния в вакуумную камеру, в которой содержались частично изготовленные мемристоры. Эти атомы осаждались на заготовки устройств, образуя пленку толщиной в 20-30 нм, при этом соотношение кремния и серебра можно легко контролировать. Полученные с помощью напыления устройства могут выдержать до 150 миллионов циклов перезаписи.
Мемристоры могут подражать работе синапсов из-за того, что синаптические связи двух нейронов аналогичным образом усиливаются или ослабевают в зависимости от возбуждения нейрона. Лю продемонстрировал, что полученные в его группе мемристоры играют такую же роль для обычной кремниевой электронной схемы, что и синапсы для нейронной сети, увеличивая и уменьшая свое сопротивление.
Надин Гергель-Хакетт (Nadine Gergel-Hackett), специалист по технологии мемристоров из Национального Института Стандартов и Технологий США высоко оценивает работу исследователей из Мичигана по успешному созданию аналога синапса головного мозга. Она добавляет, что работа является шагом вперед в разработке компьютеров, чья работа будет основана на аналогии с биологическими системами.

Источник: Nano Letters, 2010, DOI: 10.1021/nl904092h