Новости науки: экспедиция на Титан и как преодолевать звуковой барьер безударно

В подборке самых интересных научных новостей недели:

На Титан пошлют "Стрекозу"

Автор фото, NASA Подпись к фото, Nasa считает, что на Титане могут существовать условия для возникновения органической жизни

Американское аэрокосмическое агентство NASA объявило о планах направить на спутник Сатурна Титан аппарат нового типа, который будет передвигаться в атмосфере, как вертолет.

Аппарат под названием Dragonfly ("Стрекоза") сможет взлетать и приземляться в разных точках на поверхности Титана в поисках следов органической жизни.

Он будет иметь вид дрона с восемью пропеллерами. Его запуск планируется на 2026 год, а достигнет он окрестностей Сатурна только в 2034 году.

Атмосфера Титана в четыре раза плотнее земной, поэтому аппарат сможет с легкостью маневрировать со сравнительно малой затратой энергии.

Атмосфера этой гигантской луны состоит в основном из азота. Средняя температура ее - минус 179 градусов Цельсия. Жидкий метан образует множество озер, рек и даже морей. На Титане имеются даже ледники, состоящие из сложных углеводородов.

Автор фото, NASA

Там наблюдается своя смена времен года, дуют сильные ветра, которые создают на поверхности дюны и другие структуры.

Предполагается, что дрон сначала приземлится в районе "Шангри-Ла", который изобилует дюнами, напоминающими красные дюны в Намибии.

Аппарат займется изучением этого района, совершая небольшие перелеты, а затем перейдет к более длительным полетам на расстояния до 8 км. Общая дальность полета "Стрекозы" составит более 175 км. Это намного больше, чем способны пройти марсоходы.

В конце концов он должен добраться до ударного кратера Селк, где ученые обнаружили признаки присутствия в прошлом жидкой воды и сложных органических веществ на основе углерода.

Аппарат будет оснащен приборами для анализа сложного химического состава атмосферы и поверхности луны. Радар на его борту сможет также дать ответ, имеется ли на Титане скрытый льдами океан из воды.

Основной целью этих исследований станут поиски указаний на наличие там признаков жизни в прошлом или настоящем.

Аппарат будет оснащен термоизотопным источником энергии, так как в непрозрачной атмосфере Титана невозможно использовать солнечные батареи.

Пластиковое загрязнение приняло новую форму

Автор фото, Gestoso et al., Sci. Total Environ., 2019)

Появились тревожные признаки присутствия в мировом океане нового типа пластикового загрязнения. Ученые обнаружили, что микрочастицы пластика создают поверхностную корку, которая оседает на песке и прибрежных скалах.

Этот пластик создает угрозу множеству видов живых существ, которые обитают в прибрежных районах. Это также новый путь поступления микрочастиц пластика в пищевую цепочку, которая заканчивается человеком.

С 2016 года ученые Центра морской экологии MARE в Португалии вели наблюдение процессов пластикового загрязнения, происходящих на береговой линии вулканического острова Мадейра.

"Пластиковая корка, скорее всего, образуется в результате фрагментации крупных кусков пластика под воздействием ударов о скалы, а в результате на камне наблюдается присутствие слоев, состоящих из микрочастиц", - говорит биолог Игнасио Жестозо.

Эта пластиковая корка напоминает по консистенции использованную жевачку или зубную пасту. Наносы напоминают по форме природные наросты водорослей и лишайников, что делает их еще более опасными.

Предварительные анализы химической природы этих отложений показали, что они состоят из полиэтилена, который широко используется в упаковке.

В обследованных районах эти отложения покрывают почти 10% поверхности прибрежных скал.

Ученые также обнаружили, что морские улитки вида Littorina littorea, которые питаются водорослями, заселяют такие скалы. Это может означать, что они начинают поглощать пластик.

Это не первый случай наблюдения того, как пластик начинает взаимодействовать с окружающей средой.

Еще в 2014 году сообщалось об открытии так называемых пластигломератов - образований, напоминающих по виду камень и состоящих из расплавленного пластика и органических остатков.

Их распространение настолько масштабно, что ученые пришли к выводу: пластмассы, то есть материалы на основе синтетических полимеров, станут основным геологическим признаком эпохи антропоцена и будут присутствовать в осадочных породах в течение миллионов лет.

"К сожалению, размеры этого явления настолько велики, что на планете остается крайне мало мест, где нет пластикового загрязнения", - замечает Игнасио Жестозо.

Статья на эту тему опубликована в журнале Science of the Total Environment.

Автор фото, NASA

У нового сверхзвукового лайнера нет окон

Когда речь заходит о новых идеях в разработке проектов следующего поколения сверхзвуковых авиалайнеров, конструкторы готовы на самые причудливые затеи, чтобы добиться большей скорости и экономичности.

Но вот последняя разработка NASA - проект Х-59 QuesSST - ставит во главу угла не скорость, а совершенно иной параметр - снижение звуковой нагрузки, возникающей при преодолении звукового барьера.

Многие из нас были свидетеля внезапного громового раската в чистом небе - чаще всего это и есть свидетельство преодоления звукового барьера летящим самолетом.

Хотя впервые звуковой барьер в авиации был преодолен еще в 1947 году, развитие сверхзвуковой гражданской авиации столкнулось с целым рядом проблем, главной из которых стал слишком высокий уровень звукового воздействия.

С 1973 года полеты сверхзвуковой гражданской авиации запрещены в воздушном пространстве США, во многих других странах также существуют ограничения.

Несколько лет назад NASA приступила к работам по демонстрационному проекту Low Boom Flight (полеты с низкой звуковой ударной волной). Прототип самолета Х-59 является частью этого проекта.

Разработчики считают, что изменение геометрии корпуса и крыла такого самолета может сильно улучшить его аэродинамические свойства и свести ударную звуковую нагрузку к малозаметному уровню.

Именно поэтому Х-59 похож на тупой карандаш с крыльями. Кабина пилотов находится в середине корпуса самолета и не имеет окон. Вместо них будет использоваться новая система наблюдения на основе телевидения высокого разрешения, камеры которой установлены в самом носу самолета. Она видна на рисунке и имеет вид полупрозрачной арки над корпусом в районе крыльев.

Этот самолет будет испытываться в течение нескольких лет и не будет летать с пассажирами. Однако инженеры считают, что эта конструкция способна решить проблему звукового удара и вернуть сверхзвуковую авиацию миру.

Древняя система водоснабжения может спасти Перу от засухи

Автор фото, Sam Grainger, Imperial College London

Древняя система орошения, когда-то использовавшаяся инками в Перу, может возродиться и получить распространение в мире, который все чаще сталкивается с дефицитом пресной воды.

Этот метод получил распространение в предгорьях Анд около 1400 лет назад.

Строившиеся здесь системы каналов на горных склонах, где часто идет дождь, направляли воду в водохранилища в долинах. Затем вода из этих прудов просачивалась в почву, питая родники и мелкие реки.

По данным археологов, следы древних прудов и каналов указывают, что такая система применялась в доинкский период.

Исследователи посетили район города Хуамантанга на западе Перу, где сохранились остатки этой древней системы водоснабжения. Недавно местные жители восстановили каналы или "амуны" на языке кечуа.

За два года наблюдений в сотрудничестве с местным населением ученые обнаружили, что перенаправленная вода в течение 45 суток проникает в грунтовые воды расположенных ниже участков и питает там существующие ручьи и колодцы.

В последние годы столица Лима, где бурно растет население, сталкивается с нехваткой питьевой воды. Если воссоздать такую систему водосбережения в окрестностях столицы, можно сохранить около 35% всех осадков, выпадающих в период дождей - около 99 млн кубометров.

Древние системы были небольшими по размерам и масштабирование их для обслуживания мегаполиса с населением 10-12 млн человек может оказаться сложным делом.

Ранее вода поступала с гор, где накапливалась в водохранилищах, наполнявшихся за счет таяния ледников. Однако в последние годы из-за изменений климата и сокращения площади ледников такой воды становится все меньше.

Старинная система может помочь ослабить воздействие засухи, которая здесь обычно длится с октября по январь, увеличив объемы подачи воды на 33% в начале этого периода и на 7,5% в последующие месяцы.

По словам перуанского гидролога Бориса Очоа-Токачи, оказалось, что традиционные методы земле- и водопользования, разработанные тысячи лет назад, могут многому научить и в наши дни.

Об этом рассказывается в журнале Nature Sustainability.