гарячі новини

читають зараз:

Глобальне спостереження за океанами, землею та небом


futuris

Глобальне спостереження за океанами, землею та небом

Досліджуємо вглиб (Європейський проект ATLAS EU)

Дені Локтьє, euronews:

“Від океанських глибин до безкраїх просторів космосу: нові технології дають вченим можливість краще зрозуміти навколишній світ. У цьому спеціальному випуску програми “Футуріс” ми познайомимось із сучасними дослідниками стихій”.

Після довгої дослідницької подорожі Атлантикою наукове судно швартується в порту Малаги. Його міжнародна команда упродовж місяця вивчала океан та його вразливі екосистеми.

Дж. Маррей Робертс, професор морської біології, Единбурзький університет, координатор європейського проекту ATLAS:

“Океан змінюється у безліч способів: з часом він має більш кислотне середовище, стає теплішим із потеплінням планети. Змінюються і течії, які існують в океані. Нам треба краще зрозуміти все це”.

Океанологи кажуть, що цей рівень змін є безпрецедентним в історії геології. Європейський дослідницький проект здійснив 25 експедицій у Північній Атлантиці та навколо неї, щоби заповнити прогалини у знаннях.

Ковадонья Орехас Сако дель Валле, морський еколог, Іспанський інститут океанографії:

“На такій глибині ми досліджували вперше. Цей підводний апарат дозволив нам отримати унікальні знімки. Ми мали змогу відвідати місця, які людське око не бачило ніколи. І все це допомогло нам вивчати розподіл організмів та склад популяцій – інформацію, яка детальніше розповідає нам про функціонування цієї екосистеми”.

Дистанційно-керовані підводні пристрої здатні витримувати надзвичайний тиск. Ця команда дослідників спрямувала апарат на двокілометрову глибину для вивчення підводної гори біля Азорського архіпелагу.

Дж. Маррей Робертс, професор морської біології, Единбурзький університет, координатор європейського проекту ATLAS:

“Не можна зрозуміти глибоке морське дно, якщо не дістатися туди. Роботи – очі й руки дослідників на глибоководному морському дні, тому ми можемо досліджувати великі області дна у форматі високої чіткості, і маємо змогу обережно збирати зразки тварин, які там живуть”.

Зразки з ключових зон біорозмаїття допоможуть зрозуміти генетичний зв‘язок між морськими організмами у Середземному морі та Атлантичному океані.

Жоана Боавіда, морський біолог, IFREMER (Французький інститут досліджень моря):

“Ці зони мають життєво важливе значення для розуміння й захисту видів. Інформація про зв‘язки між популяціями абсолютно необхідна для планування та управління підводними генетичними ресурсами на європейському рівні”.

Ці нові знання допоможуть нам зрозуміти, як океани реагують на нинішні зміни клімату та інтенсивну промислову експлуатацію дна і глибоководних ресурсів.

Детальніше про проект можна дізнатися тут

Збір інформації про сільськогосподарські землі (Європейський проект SIGMA)

Дені Локтьє, euronews:

“Сучасні технології дозволяють фахівцям мати новий підхід до сільського господарства, аби зробити його більш ефективним і екологічним. Ми – в Україні, де відбувається частина досліджень проекту”.

Цей безпілотник має спеціальну камеру, аби робити знімки високої роздільної здатності сільськогосподарських угідь. Контрольований комп‘ютером, він літає і збирає величезну кількість фото, які набагато точніші за супутникові знімки.

Микола Лавренюк, науковий співробітник відділу космічних інформаційних технологій та сиcтем, Інститут космічних досліджень НАН та ДКА України:

“Ми аналізуємо з дронів дуже детальне зображення, на якому видно, яка культура там росте. Після цього для побудови карт класифікації нам потрібні дані для валідації, тобто дані для навчання моделі, для побудови”.

Дослідники використовують спеціальний мобільний додаток та камери з ширококутним об‘єктивом, аби зібрати детальні статистичні дані про кожну окрему культуру.

Богдан Яйлимов, дослідник в галузі обробки супутникових зображень, Інститут космічних досліджень НАН та ДКА України:

“Ми хочемо знати стан культури, тобто, як вона сходить, як вона росте, як вона себе поводить упродовж усього цього періоду, щоб отримати максимально можливий урожай”.

Команда з Інституту космічних досліджень вивчила понад 5 тисяч полів по всій Україні. Усі зображення вводять у комп‘ютерну програму, яка використовує алгоритм штучного інтелекту, щоб об‘єднати різні дані в єдину карту земель сільськогосподарського призначення.

Наталія Куссуль, заступниця голови спеціалізованої вченої ради Інституту космічних досліджень НАН та ДКА України:

“Оскільки ми маємо велику кількість геопросторових даний, нам їх необхідно обробляти автоматично. І для цього використовуються інтелектуальні методи, які моделюють властивості людського мозку розпізнавати інформацію. І ця комп‘ютерна система займається саме розпізнаванням, класифікацією типів земної поверхні, виділенням основних культур, які ростуть на сільськогосподарських полях”.

Випробувана на різних континентах у кількох країнах, ця система може надати дані про сільськогосподарську продукцію в усьому світі, а відтак – і допомогти прогнозувати врожаї та знизити піки зростання цін на харчі на світовому рівні.

Свен Ґільямс, координатор проекту:

“На цих ділянках ми випробовуємо різні методи – картування сільськогосподарських культур, аграрну статистику, моніторинг виробництва, а також і вплив довкілля на певні сільськогосподарські зміни. Ґрунтуючись на результатах цих сайтів, ми отримуємо більш надійні методи, які зможемо реалізувати на світовому рівні”.

Детальніше про проект можна дізнатися тут

Зазирнути в космос (Європейський проект SKA)

Дені Локтьє, euronews:

“Радіотелескопи дозволяють астрономам вивчати дедалі більш віддалені області Всесвіту. Чим більший прилад, тим він чутливіший. Тут, у Кембриджі, вчені працюють над створенням обсерваторії трансконтинентального масштабу”.

Це поле з антенами є прототипом найбільшого в світі радіотелескопа, який мають збудувати в Австралії та Південно-Африканській Республіці. Телескоп SKA (Square Kilometre Array) використовуватиме подібні до цих стаціонарні антени, розкидані на величезних відстанях.

Елой де Леро Аседо, радіоастроном, Кембриджський університет:

“Ці металеві палиці, що виглядають як різдвяна ялинка, вловлюють фотони з неба і перетворюють їх на електричний струм, який піднімається крізь антену у верхню її частину, де міститься електроніка. Тут, у цій білій коробці, ми маємо електронні прилади, які забирають цей електричний струм від антени і підсилюють його у такий спосіб, аби він міг бути вивчений нашими суперкомп‘ютерами”.

Невеличкі антени, встановлені на великій площі, перетворюються на одну гігантську антену. Це набагато дешевше, ніж будувати параболічну “тарілку” подібного масштабу.

Джефф Ваґґ, дослідник проекту, організація SKA:

“Проект SKA є наступним етапом у розвитку радіоастрономії. Наша мета – збудувати 2 його сегменти. Перший – низькочастотний, по суті, це – антена, яку ви вже бачили, точніше, 130 тисяч таких антен. Другий сегмент – це комбінація середньо- та низькочастотних “тарілок” ( близько 200). Їх розмістять у Південній Африці”.

Під час експлуатації, запланованої на 2020 рік, очікують, що телескоп SKA зможе надати величезну кількість нових даних про головні атомні складові Всесвіту – від самого початку його появи.

Джефф Ваґґ, дослідник проекту, організація SKA:

“Уявіть можливість створити 3-D фільм про еволюцію газу і про розвиток структури Всесвіту від самого початку його існування – тобто приблизно за мільйон років після Великого вибуху і до нашого часу, до галактик, схожих на наш Чумацький шлях”.

Для побудови найбільшого у світі телескопу доводиться вирішувати чимало проблем, в тому числі й логістичні. Головними критеріями розробки ста тридцяти тисяч антен для австралійського сегменту телескопа були дешевість, простота збірки та витривалість.

Елой де Леро Аседо, радіоастроном, Кембриджський університет:

“Усю електроніку всередині антени потрібно захистити від піску, який може туди потрапити. Механічний дизайн антени дозволяє їй протистояти вітрам, дмуть зі швидкістю понад 160 кілометрів на годину та іншим викликам погоди в пустелі”.

Телескопи SKA в Австралії та Південній Африці працюватимуть як єдина міжконтинентальна обсерваторія. Обробка сигналів з кожної окремої антени в реальному часі потребуватиме безпрецедентних комп‘ютерних потужностей.

Розі Болтон, дослідниця проекту, Кембриджський університет:

“По суті це будуть 2 гігантські суперкомп‘ютери – по одному на кожному сегменті SKA. Їхній розмір дорівнюватиме найбільшому сучасному суперкомп‘ютеру, або навіть буде більшим. Швидкість передачі даних, що надходять до процесора бази даних для SKA, перевищуватиме швидкість всього світового інтернет-трафіку. Тож тут йдеться про величезну систему”.

Наукове обладнання у Нідерландах дає кращу ідею про те, як функціонуватиме SKA. Телескоп LOFAR, що має 40 тисяч антен, є наразі одним із найбільших таких пристроїв у світі.

Мікіель ван Гарлем, керівник відділу SKA у Нідерландах:

“У центральній частині телескопу ми маємо 25 станцій, а ще кілька таких станцій розташовані за межами країни. Є також кілька міжнародних станцій – у Німеччині, Польщі, Швеції, Франції, Великій Британії, і незабаром матимемо ще одну в Ірландії”.

Волоконно-оптичні кабелі сполучають центральні та віддалені станції телескопа LOFAR з центром обробки інформації, де всі сигнали об‘єднують разом для отримання карт неба.

Мікіель ван Гарлем, керівник відділу SKA у Нідерландах:

“Значна дистанція між антенами, яку забезпечують наші міжнародні станції, дозволяє побачити дуже чітку, деталізовану картину неба. Таку якість зображення отримати неможливо, якщо антени знаходяться поблизу одна від одної”.

Для детального вивчення тієї чи іншої ділянки неба вчені розробили комп‘ютерну систему, яка посилює сигнали із заданого напрямку.

Хайс Шундербек, інженер, лабораторія ASTRON:

“Усі сигнали, що надходять з потрібної ділянки, зводяться до єдиної фази, а решту ми усереднюємо, нівелюємо”.

Телескопу SKA знадобляться сотні тисяч пристроїв для передачі даних оптоволоконною мережею. На ринку кожен із таких пристроїв коштує близько тисячі євро. Голландські інженери знайшли більш просте і зручне рішення, схоже на принцип USB.

Петер Маат, дослідник систем, лабораторія ASTRON:

“Ми скоротили вартість пристрою до 25 євро за комплект. Це значна економія. Наш компактний пристрій легко підключається через USB і виконує поставлені перед ним завдання”.

Детальніше про проект можна дізнатися тут

За кілька років найбільший телескоп у світі розтягнеться на відстані 3 тисячі кілометрів і стежитиме за небом у 10 тисяч разів швидше, ніж телескопи попереднього покоління. Завдяки своїй надзвичайній чутливості та чіткості він дасть астрономам можливість дізнатися про Всесвіт максимум інформації.

вибір редактора

наступна стаття

futuris

Via Lactea: наша галактика - фабрика з виготовлення зірок