Подборка новостей науки за неделю: Лазер и молния. НекроПаук. Песни скатов и пещеры Луны⁠⁠

🕷 Самые интересные новости науки за прошедшую неделю. В этом ролике: Какие звуки производят скаты, вернёмся ли мы к жизни в пещерах, сколько времени нужно проводить за физнагрузками, где используется некроботика и как удалось направить молнию при помощи лазера?

Содержание ролика:

00:21 Скаты не немы

01:12 Найдено потенциальное место для лунной базы

03:11 Правильное количество физнагрузок

05:35 Некроботика в действии

07:31 Лазерно-управляемая молния

10:03 Лучшая новость предыдущего выпуска

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Скаты не немы

Рыбы в целом не такие молчаливые, как принято думать. Сотни видов рыб издают разные звуки. И их можно услышать в этом видео. Но вот скаты и акулы за таким занятием официально замечены не были. Но, как оказалось, и эти рыбы вполне себе говорливы. Как минимум скаты-хвостоколы умеют издавать резкие короткие щелчки. Впервые целых три записи дайверов попали в руки учёных. Похоже, что эти отгоняющие хищников и предупреждающие об опасности сородичей звуки производятся при помощи брызгалец, потому видно, как они сокращаются во время этого процесса.

Найдено потенциальное место для лунной базы

Человечество когда-нибудь начнёт осваивать Луну, хотим мы того или нет. Неважно, станет ли первым шагом на этом пути программа Артемида или Российская лунная программа. Когда-нибудь… Но Луна - это суровое место, помимо радиации она и температурно нестабильна. Ночью -173, днём +127. Да ещё и день с ночью по полмесяца длятся. Палатку не поставить, да и с лунной базой возникают вопросики. Но исследователи считают, что локации со стабильной и более того - комфортной - температурой на Луне есть. Они находятся в пещерах, кавернах Луны, о которых в принципе не знали до 2009 года, до снимков зонда SELENE.

Пещеры, скорее всего, имеют вулканическое происхождение. По крайней мере 16 из 200 обнаруженных. Представьте времена, когда по Луне текла лава. Её верхний слой застывал, благо условия позволяли, а внутренний поток продолжался. Такие лавовые трубки, кстати, они и на Земле встречаются, если над ними кое-где обрушивается потолок, и могут стать причиной возникновения пещер.

По изображениям видно, что по крайней мере в двух пещерах есть как бы козырьки, дающие тень. И как знать, возможно, туннели в этих пещерах простираются на километры. В любом случае непосредственно под козырьками, как показали данные орбитального зонда, ведущего температурные исследования, температура держится на уровне 17 градусов по Цельсию - постоянно, колеблясь всего на пару градусов между днём и ночь. Открытый пол пещеры не сильно отличается от поверхности Луны, но тень козырька - может быть достаточно комфортной.

Срочно надо снаряжать экспедицию астро-спелеологов и альпинистов. Единственное - им нужно быть предельно аккуратными. Реголит, который достаточно подвижен, с краев этих пещер может обрушиться от любого неосторожного движения. Но, если мы найдём способ его укрепить, как знать, может быть мы вернёмся к жизни в пещерах. Так-то нам не привыкать.

Правильное количество физнагрузок

Наконец стало понятно, что нужно делать, чтобы жить дольше. Ну или хотя бы не умереть раньше времени. Ответ прост, и скорее всего вы его знаете. Нужно заниматься спортом. Но сколько? Вообще, уже давно опубликованы рекомендации от ВОЗ о продолжительности физнагрузок для взрослых людей: это 150-300 минут в неделю, если тренировки умеренные, и 75-150 минут, если они интенсивные.

3 часа в неделю интенсивных тренировок. Ага. Но, может если тренить больше, то и результат будет лучше? Это и попробовали подсчитать учёные из США, Бразилии и Кореи. Южной.

30 лет длились наблюдения за 110 тысячами очень взрослых людей, средний возраст 66 лет, проживающих в Штатах. Почти все были белые, женщин около 60%. Эти люди регулярно рассказывали о своей физической активности, а также указывали на свои проблемы со здоровьем, всяких вредных привычках, болезнях - своих и родственников.

Потом на основании этих данных подвели итоги, использовав на всех этих очень разнородных значениях регрессию Кокса. И знаете, результат интересный. Если люди выполняли интенсивные упражнения от 75 до 150 минут в неделю, т.е. по рекомендациям ВОЗ, то риск умереть в целом у них снижался на 19%. А вот если они превышали рекомендаций в два раза, т.е. тренили 150-300 минут, то риски снижались уже на 22%. 3% разница. С умеренными нагрузками картина иная. Если уделять умеренным нагрузкам 150-300 минут в неделю, по рекомендациям, то риски умереть от всех причин падали на 21%. А если увеличить длительность в два раза, 300-600 минут в неделю, то риски преждевременной смерти падали до 28%. Примерно 7% разница. Получается, что по интенсивным нагрузкам увеличение продолжительности раза в 2 и более по отношению к рекомендованной ВОЗ немного снижает риски преждевременной смерти, а вот по умеренным - снижение рисков уже прямо ощутимое. При этом превышение рекомендаций в 4 и более раз не несло негативных последствий, по крайней мере сердечно-сосудистой системе. Хоть утренируйся. Но и дальнейшего снижения риска смертности не получишь. Пора смахнуть пыль с абонемента, тем более учёные говорят, что никогда не поздно.

Некроботика в действии

Этой новости позавидовал бы Чайна Мьевиль. Пауки могут послужить человечеству и после своей смерти. Манипуляторами. Вы же помните, что после своей смерти пауки как бы сжимаются в клубок с подтянутыми лапками?

В мягкой робототехнике периодически используются нетрадиционные материалы. Наряду со всякими эластомерами и гидрогелями учёные решили попробовать мёртвых пауков.

Дело в том, что в отличие от нас с вами, для того, чтобы подвигать конечностями, пауки используют не мышцы-антагонисты, сгибатели, разгибатели, а гидравлику.

Рядом с их головой есть резервуар, направляющий под давлением гемолимфу по сосудам к конечностям, чтобы их распрямить. При сбросе давления, и, разумеется, после смерти, ноги поджимаются. Идеально для захвата. В экспериментах с мёртвыми пауками-волками такие захваты показали, что могут поднимать до 130% своего веса, а часто и много больше, особенно, если паук был небольшим. Реализовали систему управления через иглу, воткнутую в гидравлическую систему паука и приклеенную суперклеем. Единственное, гидравлику превратили в пневматику, поскольку шприцом нагнетали воздух. Ноги паука реагировали практически мгновенно, и захват удерживал разные мелкие детали.

В лаборатории время жизни после смерти такого манипулятора где-то 1000 циклов. Затем тело портится. Но, деградация материала происходит в основном по причине пересыхания, так что это можно поправить, если покрыть паука полимерным составом.

Ещё на будущее учёные закинули себе задачу научиться управлять каждой ногой отдельно, как делает ещё живой паук. Ну и хватит уже называть это некромантией и аниматорством, уважаемые ролевики, это самая обычная некроботика.

Ведь использоваться это будет, скорее всего, в робототехнике - где-нибудь на заводах микроэлектроники. Хотя ладно, термин очень свежий, эти самые экспериментаторы его и придумали.

Лазерно-управляемая молния

Управлять молнией - это прям божественно.

Не зря лет 10 назад подобные эксперименты военных были на слуху, но в целом всё, что удалось получить физикам, была атмосферная двухметровая молния, вызванная килоджоулевыми лазерами. В 20м году молнию пытались направлять при помощи подогретых лазером частиц графена (148). Это получилось в лаборатории, а вот для естественных условий ученые рассчитывали обойтись и без графена - использовать имеющиеся в воздухе взвеси.

В общем, что-то пока не удавалось человеку разрядить грозовые облака в то место, которое ему нужно, не считая, конечно громоотводов, которые есть пассивная стационарная мера. Ну и никто не знает, чего там добились военные, хотя вроде бы с театров боевых действий про Перуна, Зевса и Тора никто не заявлял.

Тем не менее очередные эксперименты продолжались в Швейцарии над башней Сентис в течение полутора месяцев. Когда в радиусе трёх километров над ней собиралась гроза, учёные начинали светить в пространство над ней лазером. Смысл такой: сильный луч лазера в атмосфере начинает самофокусироваться и повышать свою интенсивность. За счёт этого воздух ионизируется. Свободные электроны в воздухе стараются луч рассеять, и возникает что-то вроде столкновения двух противоположных сил, результатом которого становится узкий плазменный канал.

Собственно такой канал и пытались получить в экспериментах ранее. Военные в том числе. Кстати, зеленый цвет лазера это всего лишь часть спектра, нужная для визуализации.

Сам лазер был на волне в 1030 нанометров, 1000 импульсов в секунду. Настройка сводилась к тому, чтобы инициировать канал прямо рядом с громоотводом на башне и распространить его на 30 метров вверх.

Надо сказать, что из 16 молний, ударивших за время эксперимента в громоотвод, 4 были вызваны лазером. Интересно, что все 4 инициированных молнии были положительными.

Хотя по статистике таких обычно всего 11%. Одну молнию сняли на видео, на котором видно, как она следует за лазерным лучом на расстояние в 50 метров, нисколько не ветвясь при этом. К тому же инициированные молнии оказались на четверть уже диких, они в 4 раза были беднее на рентгеновские вспышки, а вот ток и электромагнитное поле у них были обычными.

Успешность эксперимента, как посчитали учёные, объясняется тем, что у лазера была более высокая частота, чем ранее, что позволяет облегчить распространение разряда. Похоже, что лазерный целеуказ… в смысле громоотвод принципиально возможен. Молниеотвод, точнее. Сколько уже можно громоотвод, громоотвод…