یافتن مصدومان زیر آوار با گوشیهای هوشمند
یک جرعه ازجهان دانش
بهارسادات موسوی
گزارش ازپژوهش های تازه
دانشمندان ژاپنی روشی ابداع کردهاند که با استفاده از میکروفون تلفن همراه افراد، موقعیت آنها را در زیر آوار پس از زلزله یا رانش زمین شناسایی میکند. این فناوری میتواند احتمال زندهماندن قربانیان را به طور چشمگیری افزایش داده و تحولی در عملیات جستوجو و نجات ایجاد کند.
وبگاه تِکاِکسپلور در گزارشی آورده است: روشهای مرسوم جستوجو و نجات، معمولاً بر سامانههای راداری یا شنیدن مستقیم صداهای قربانیان متکی هستند. این روشها در محیطهای پیچیده و پرسروصدای آوار، اغلب با محدودیتهایی در دقت و سرعت مواجه میشوند.
شوگو تاکادا (Shogo Takada)، دانشجوی دانشگاه توکیو، از این واقعیت که بیشترِ افراد تلفن همراه خود را همیشه همراه دارند بهره برده است. در این روش:
۱. نجاتگر دو صدای جهتدار منتشر میکند؛
۲. این صداها توسط میکروفون تلفن مصدوم دریافت میشوند؛
۳. تلفن مصدوم بلافاصله یک سیگنال الکترومغناطیسی حاوی دادههای مکانی را به بیرون ارسال میکند.
چگونگی کار فناوری: ترکیب دو نوع صدا
کلید موفقیت این روش در ترکیب هوشمندانه دو منبع صوتی است:
صداهای تکقطبی (غیرجهتدار): در همه جهتها منتشر میشوند و به کاهش اختلال ناشی از انعکاس صدا از آوار کمک میکنند؛
صداهای دوقطبی (جهتدار): مانند یک پرتو متمرکز عمل میکنند و این امکان را برای نجاتگران فراهم میکنند که زاویه دقیق منبع صدا (مصدوم) را تخمین بزنند.
آزمایش میدانی موفق: خطای کمتر از ۵ درجه
این روش در یک محل آموزشی واقعی آزمایش شد و در منطقهای به وسعت ۱۰ متر مربع، موقعیت مصدوم فرضی را با خطای تنها ۵.۰۴ درجه شناسایی کرد که دقت بسیار بالایی محسوب میشود.
در این روش لازم است میکروفون دستگاه قربانی فعال باشد که محدودیت اصلی آن بهشمار میرود. با این حال، با توجه به نفوذ گسترده گوشیهای هوشمند، این فناوری بسیار امیدوارکننده است. تاکادا قصد دارد این سامانه را توسعه دهد تا علاوه بر جهت افقی، ارتفاع مصدوم را نیز شناسایی کند و با استفاده از دو منبع صوتی، مکانیابی سهبعدی دقیقتری را ممکن سازد.
این نوآوری میتواند در آینده نزدیک به یکی از ابزارهای استاندارد گروههای امداد و نجات در سراسر جهان تبدیل شود و احتمال زندهماندن قربانیان بلایای طبیعی را به طور چشمگیری افزایش دهد.
تاکادا یافتههای خود را در ششمین نشست مشترک انجمن آکوستیک آمریکا و ژاپن (۱ تا ۵ دسامبر در هونولولو) ارائه داد.
جایی که چین آینده علم را تمرین میکند!
کپسول بازگشت مأموریت شنژو — ۲۱ پس از فرود موفق در خاک چین، محمولهای شامل دادهها و نمونههای حاصل از ۲۶ پروژه علمی را به زمین آورد؛ محمولهای که محور آن پژوهشهای زیستی، تحلیل مواد پیشرفته و بررسی فرآیند احتراق در شرایط بیوزنی بود. کپسول بازگشت مأموریت فضایی شنژو — ۲۱ روز جمعه با موفقیت در خاک چین فرود آمد و نهمین عملیات انتقال محمولههای علمی و زیستی از ایستگاه فضایی چین را بهپایان رساند.
این پرواز بازگشتی، مرحلهای کلیدی از چرخه پژوهشهای مداری این کشور بود و مجموعه وسیعی از نمونههای تحقیقاتی را از مدار نزدیک زمین به آزمایشگاههای زمینی منتقل کرد.
براساس اعلام مرکز فناوری و مهندسی برای استفاده از فضا (CSU) وابسته به آکادمی علوم چین، محموله بازگشتی با وزن حدود ۴۶٫۶۷ کیلوگرم شامل دادهها، نمونههای بیولوژیکی و مواد آزمایشگاهی مرتبط با ۲۶ پروژه علمی بوده است.
شنژو، به معنای «کشتی الهی»، نام مجموعه مأموریتهای فضایی سرنشیندار چین است که از سال ۱۹۹۹ پایهگذاری شده و تا امروز ستون فقرات برنامه انسانی فضایی این کشور به شمار میآید.
طراحی و بهرهبرداری از فضاپیماهای این سری توسط سازمان ملی فضایی چین (CNSA) انجام میشود و تاکنون از شنژو — ۵ تا شنژو — ۱۷ برای حمل سرنشین، تجهیزات و آزمایشهای پژوهشی به مدار استفاده شده است. شنژو — ۲۱ به طور ویژه برای پشتیبانی لجستیکی و بازگرداندن نمونههای علمی ایستگاه فضایی تیانگونگ طراحی شده و نقشی حیاتی در انتقال یافتههای علمی از محیط بیوزنی به زمین دارد.
در میان محموله علمی این مأموریت، چهار موش آزمایشگاهی نیز پس از سپری کردن دورهای در ریزگرانش فضایی به زمین بازگردانده شدند. این حیوانات بلافاصله پس از فرود تحت بررسیهای میدانی قرار گرفتند تا تغییرات رفتاری، فیزیولوژیکی و زیستشیمیایی آنها ثبت شود. هدف دانشمندان از این مطالعات، درک دقیقتر اثرات طولانیمدت بیوزنی بر سامانه عصبی، استخوانبندی و متابولیسم بدن موجودات زنده است.
افزون بر این، در میان سایر نمونهها، گورخرماهی، گیاه شاخوورت، گونههایی از باکتری استرپتومیس، پلاناریا و ارگانوئیدهای مغزی انسانی نیز مشاهده میشود که هر یک دادههایی ارزشمند درباره واکنش سلولها و بافتها به شرایط فیزیکی غیرزمینی در اختیار پژوهشگران قرار میدهند.
تلاشهای علمی در مرحله بعد به بررسی عمیق سلولی و مولکولی معطوف خواهد شد. تیمهای تحقیقاتی آکادمی علوم چین در نظر دارند با توالییابی ژنتیکی نمونههای سلولی بازیابیشده، تغییرات ناشی از ریزگرانش و تابشهای فضایی را آشکار کنند.
این بررسیها میتواند مسیر شناسایی مکانیسمهای زیستی پایه، هدفگیری فرآیندهای سلولی در شرایط بحرانی و حتی طراحی داروهای حمایتی برای بدن فضانوردان را هموار سازد. کارشناسان معتقدند نتایج این پژوهشها فراتر از فضا کاربرد دارد و موجب بهبود راههای پیشگیری و درمان بیماریهای پیچیده ناشی از ناهنجاریهای عملکردی سلول خواهد شد.
در بخش علوم فیزیکی و مواد، مجموعهای از آزمایشهای نوین بر روی آلیاژها و ترکیبات پیشرفته در مدار ایستگاه انجام شد و اکنون نمونههای آن برای تحلیلهای تخصصی وارد پکن شده است. مواد مورد مطالعه شامل آلیاژهای تنگستن — هافنیوم، مواد مغناطیسی نرم و کریستالهای فروالکتریک منفرد هستند. محیط بیوزنی فرصتی فراهم میکند تا دانشمندان رشد کریستالها و رفتار جداسازی ترکیبات شیمیایی را بدون تأثیر مستقیم گرانش بررسی کنند، امری که در زمین بهسختی قابل دستیابی است.
بررسی ریزساختارها و توزیع عنصری این مواد، درک تازهای از پایداری و کارایی آنها در دماها و فشارهای بالا بهدست خواهد داد. به گفته پژوهشگران، یافتههای این بخش میتواند پایهگذار نسل جدید مواد مقاوم برای سلولهای خورشیدی فوقبازده، الیاف نوری مقاوم در برابر تابشهای فضایی و فناوریهای ساخت و ساز در زیستگاههای ماه باشد.
بخش دیگر این مأموریت به آزمایشهای مرتبط با علوم احتراق اختصاص داشت. در نبود گرانش، رفتار شعلهها، حرکت دوده و تشکیل ذرات نانو ساختارها کاملاً متفاوت از زمین است؛ همین موضوع سبب میشود محیط فضا آزمایشگاهی منحصربهفرد برای درک بنیادی احتراق و واکنشهای نوری باشد.
نمونههایی مانند مشعلهای میکروسکوپی، صفحات جمعآوری دوده و پوششهای مقاوم از مدار بازگشت داده شد تا رفتار آنها در محیط کنترلشده بررسی شود. پژوهشگران در حال تجزیه و تحلیل نانومواد نیمه هادی، دودههای حاصل از احتراق و ذرات نانوکربن تشکیل شدهاند و پیشبینی میشود نتایج این مطالعات راه را برای ساخت نانومواد کاربردی به کمک فرآیندهای احتراقی در فضا باز کند.
دستاوردهای این بخش نه فقط در مأموریتهای فضایی، بلکه در تولید سیستمهای نوین انرژی و افزایش ایمنی آتش در فضا قابل بهرهبرداری است.
براساس برآورد کارشناسان، نتایج تلفیقی بهدستآمده از مأموریت شنژو — ۲۱ نقش راهبردی در ارتقای دانش چین در حوزه زیستفناوری فضایی، فیزیک مواد تحت شرایط بیوزنی و علوم حرارتی خواهد داشت.
این مأموریت همچنین سطح استقلال علمی چین در اجرای مأموریتهای فضایی سرنشیندار را تقویت کرد و مسیر دستیابی به هدفهای بلندمدت این کشور برای اکتشاف ماه و اعماق فضا را هموارتر ساخت.
با فرود موفق شنژو — ۲۱، چین نشان داد که چرخه کامل طراحی، انجام آزمایش، بازگرداندن دادهها و بهرهبرداری علمی از نتایج فضایی را در اختیار دارد و دیگر تنها مصرفکننده تجربیات بینالمللی نیست، بلکه خود به یکی از تولیدکنندگان اصلی دادههای علمی فضا تبدیل شده است.
پلی میان کوتولههای فضایی
تصویر جدید و دیدنی تلسکوپ فضایی «جیمز وب» یک پل درخشان را نشان میدهد که کهکشانهای کوتوله را به هم متصل میکند.
به گزارش اسپیس، این نمای فروسرخ، واضحترین نگاه تاکنون به چگونگی ادغام، تکامل، تبادل گاز و شعلهور شدن امواج ستارگان جدید توسط کهکشانهای کوتوله را ارائه میدهد.
این تصویر جدید و دیدنی از دو کهکشان کوتوله که در میان یک برخورد کیهانی گرفتار شدهاند، یک پل گازی درخشان، شامل جریانهایی از ستارگان تازه متولد شده و طنابکشی گرانشی مداوم که هر دو کهکشان را تغییر شکل میدهد، نشان میدهد.
این تصویر جدید، کهکشانهای کوتوله «NGC 4490» و «NGC 4485» را نشان میدهد که در یک رقص گرانشی چشمگیر در فاصله ۲۴ میلیون سال نوری از یکدیگر پیچ و تاب برمیدارند.
طبق بیانیه آژانس فضایی اروپا، از آنجا که کهکشانهای کوتوله شباهت زیادی به منظومههای کمجرم، غنی از گاز و فقیر از فلز دارند که جهان اولیه را تشکیل میدادند، برخوردها و تبادلات گازی آن ها، دریچه ارزشمندی به چگونگی شکلگیری و تکامل اولین کهکشانها فراهم میکند.
کهکشان بزرگتر در این تصویر، موسوم به «NGC 4490»، در میان انبوهی از گرد و غبار و ستارگان تازه متولد شده در سراسر قاب تصویر گسترده شده و سمت چپ تصویر را به خود اختصاص داده است. همدم کوچکتر آن (NGC 4485) نیز در بالا سمت راست میدرخشد.
پلی درخشان از گاز و غبار که با خوشههایی از ستارگان تازه متولد شده احاطه شده است، آن ها را به هم متصل میکند و در برابر درخشش سرخرنگ غبار گرم میانستارهای، به رنگ آبی میدرخشد.
محققان میگویند این تعامل میان این دو کهکشان است که باعث انفجار ستارگان جدید شده است.
مقامات آژانس فضایی اروپا در این بیانیه گفتند: به غیر از همدمهای کوتوله خود کهکشان راه شیری (ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک)، این نزدیکترین منظومه کوتوله — کوتوله تعاملی شناخته شده است که ستاره شناسان به طور مستقیم هم یک پل گازی و هم جمعیتهای ستارهای را مشاهده کردهاند.
در حالی که این جفت کهکشانی که در مجموع «Arp 269» نامیده میشود، قبلاً با استفاده از مشاهدات تلسکوپ فضایی «هابل» مورد مطالعه قرار گرفته است، دید فروسرخ «جیمز وب» این منظومه را با جزئیات بیسابقهای آشکار کرده است.
دانشمندان اکنون با استفاده از دوربین فروسرخ نزدیک(NIRCam) و ابزار فروسرخ میانی(MIRI) تلسکوپ «جیمز وب»، نمای نزدیکی از ستارگان منفرد و ساختار ظریف گاز جاری بین این کهکشانها دارند.
مقامات آژانس فضایی اروپا میگویند: محققان با تشریح ستاره به ستاره این کهکشانها، توانستند محل قرارگیری ستارگان جوان، میانسال و پیر را مشخص کنند و جدول زمانی تعامل کهکشانها را ردیابی کنند.
تجزیه و تحلیل آن ها نشان میدهد که کهکشانهای کوتوله حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش از کنار یکدیگر عبور کردهاند و در طول این برخورد، «NGC 4490» گاز را از شریک کوچکتر خود مکیده و پل قابل مشاهدهای از مواد تبادل شده را که امروزه میبینیم، ایجاد کرده و امواج تشکیل ستاره را تقویت کرده است که برخی از آن ها از ۳۰ میلیون سال پیش آغاز شدهاند.
مقامات آژانس فضایی اروپا در این بیانیه افزودند: «جیمز وب» با ثبت تاریخچه رقص کهکشانی «NGC 4490» و «NGC 4485»، جزئیات جدیدی در مورد نحوه تعامل کهکشانهای کوتوله آشکار کرده و به ما نگاهی اجمالی به چگونگی رشد و تکامل کهکشانهای کوچک نزدیک و دور ارائه میدهد.
ق