Космические оранжереи и полярные станции. Новые разработки российских учёных

Российские учёные сконструировали овощную оранжерею для полётов на Марс – теперь, пока космический корабль будет 2-3 года лететь к красной планете, его экипаж сможет подкрепляться витаминами прямо с грядки. «Витацикл-Т» полетит на МКС уже в 2028 году, и космонавты протестируют её на выращивании зелёного салата. 

Космическая оранжерея, новая полярная станция, способ распознавать рак на ранних стадиях по запаху кожи и уникальный материал для водородной энергетики, сравнимый по прочности с броневой сталью – все эти разработки отечественных учёных вошли в сегодняшний технодайджест.

Россия построит новую полярную станцию

На антарктическом острове Смоленск (Ливингстон, архипелаг Южные Шетландские острова) будут работать молодые исследователи – геологи, антропологи, биологи. Об этом рассказал известный путешественник Фёдор Конюхов по возвращении из Антарктиды, где провёл 111 дней на одиночной сезонной станции, изучая влияние микропластика на континент. Начало исследований назначено на январь 2027 года. 

Оскар Конюхов, руководитель экспедиционного штаба, рассказал, что это будет частно-государственный проект. На острове установят два автономных жилых модуля с электричеством, солнечными батареями, с кухней. Это будут мужской и женский блоки. Модули привезут в декабре 2026 года, а место для них выбрал сам Фёдор Конюхов – наиболее безопасное и удобное для изучения богатой флоры и фауны Антарктического полуострова. Предполагается, что учёные будут находиться на Смоленске 2-3 недели, а затем уезжать на базу Беллинсгаузен. На их место будут приезжать другие специалисты.

Учёные предложили выявлять рак по аромату кожи

Новый способ диагностирования онкологических заболеваний на ранних стадиях предложили ученые ВГУИТ в составе научного коллектива. Для этого они решили использовать «электронный нос». 

Как рассказали в воронежском университете инженерных технологий, кожа может не только вдыхать вещества из атмосферы, но и выдыхать их – выделять в атмосферу. Это свойство предлагают использовать учёные, чтобы избежать травмирующих последствий биопсии. «Электронный нос» улавливает летучие органические соединения, которые выделяет кожа.

«Такой подход может быть использован в качестве "прикроватной" диагностики — без отбора пробы и дальнейшей ее лабораторной обработки, без дорогостоящего и тяжелого оборудования и вмешательства в организм пациента. С помощью "электронного носа" можно уловить маркеры рака: тяжелые углеводороды, спирты и кетоны, а потом сравнить уровень их выделения с условной "нормой"», — рассказала заведующая кафедрой физической и аналитической химии ВГУИТ, профессор РАН Татьяна Кучменко.

В конструкции «электронного носа» – сенсор, который адаптируют к чувствительности под разные соединения.  Учёные провели сравнительный анализ содержания летучих веществ у здоровых людей и пациентов, оказалось, что низкие сигналы у онкобольных свидетельствуют об угнетении биологических процессов, а разное соотношение летучих метаболитов, выделяемых кожей, может быть использовано как диагностический признак при первичном осмотре пациента с подозрением на рак. 

Разработан способ управления техникой с помощью жестов

Благодаря новому программному обеспечению от учёных Санкт-Петербургского федерального исследовательского центра (СПб ФИЦ) РАН можно управлять техникой с помощью жестов, причём с почти 100-процентной точностью. 

«Мы разработали программное обеспечение, которое позволяет по видео распознавать широкий спектр управляющих жестов, которые в повседневной жизни и на работе активно использует каждый человек. Условно говоря, когда пользователь захочет позвонить или поставить лайк под фото в соцсети, ему достаточно показать в камеру большой палец», – сказал старший научный сотрудник Лаборатории речевых и многомодальных интерфейсов СПб ФИЦ РАН Дмитрий Рюмин.

По словам автора разработки, использование дистанционного управления с помощью жестов поможет повысить уровень гигиены на пищевом производстве. 

В основе изобретения – нейросетевая модель, которая снимает трёхмерную карту глубины изображения. По сравнению с аналогами, она повышает точность распознавания жестов практически до предела – 99%. Система «видит» 34 наиболее часто используемых жеста, в том числе и его отсутствие. С их помощью можно, например поставить лайк, позвонить по телефону, поставить точку, выбрать предмет. Достаточно включить ПО на ноутбуке или компьютере и показать жест на камеру.

Сконструирована овощная оранжерея для полётов на Марс

Оранжерея из фильмов о дальних космических полётах становится реальностью – её разрабатывают российские учёные. Здесь можно будет выращивать зелёный салат, морковь, перец, томаты – этот набор овощей покроет потребность в витаминах участников экспедиции к Марсу.

«Наш общий проект включает четыре модуля для оранжереи. Это, во-первых, модуль зеленных культур, который мы сейчас собираемся отправить на Байконур в 2028 году. Второй модуль – это морковный модуль. Третий – карликовые томаты, и четвёртый – карликовый сладкий перец», – сказал заведующий лабораторией Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН Юлий Беркович.

Авторы проекта рассказали, что даже при нынешнем уровне развития технологий полёт на Марс и обратно займёт несколько лет, поэтому зелёные витамины из оранжереи просто необходимы. Космическая оранжерея получила название «Витацикл-Т» – тут будут выращивать салат. Её опробуют на МКС, полёт с Байконура в космос запланирован на 2028 год. Модуль для выращивания моркови учёные хотят испытать на Российской орбитальной станции, которая придёт ей на смену. По выращиванию перца и томатов сейчас идут предварительные опыты, рассказал Беркович.

Разработан инновационный материал для водородной энергетики

Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Сахалинского государственного университета (СахГУ) разработали инновационный керамический материал – он станет основой для создания более эффективных и долговечных элементов водородной энергетики.

В поисках альтернативной энергетики учёные пытаются сделать более предсказуемой и эффективной водородные технологии. Главная задача – отыскать материалы для электродов,  которые одновременно были бы химически активны, хорошо проводили реакцию и при этом не разрушались в агрессивной среде. Учёные нашли решение, спекая карбид хрома с кобальтом.

«Для создания нового материала команда применила метод искрового плазменного спекания. Представьте себе очень мелкий порошок, который спрессовывают под высоким давлением и одновременно пропускают через него мощные электрические импульсы. Из-за огромной температуры искры частицы порошка спекаются в монолитную массу, но процесс происходит настолько быстро, что структура материала остается мелкозернистой и однородной. Мы провели эксперимент, спекая образцы при разных температурах — от 1000 до 1200 градусов Цельсия. И тут открылась удивительная закономерность: меняя температуру, можно получать материал с кардинально разными свойствами», — рассказал к.х.н., научный сотрудник лаборатории ядерных технологий ДВФУ Олег Шичалин.

Оптимальную температуру тоже определили – её интервал 1150-1200 градусов. При таких условиях кобальт равномерно распределяется между частицами карбида хрома, заполняя все пустоты. В результате получается сверхплотный материал почти без пор с фантастической твердостью — около 1500 единиц по Виккерсу. В итоге такой материал лишь немногим уступает твердости некоторых видов броневой стали, при этом показывая высокую устойчивость к коррозии. Такой вариант становится идеальным кандидатом для деталей, которые должны работать в жестких условиях, не изнашиваясь годами.

Текст: Ирина Баландина

Фото сгенерированы «Шедеврум»