Перейти к содержимому

Самые дорогие научные проекты


Игра_в_классики

Recommended Posts

Многие области современной науки дошли до того рубежа, когда двигаться вперед можно только с помощью очень дорогих проектов. Конечно, нельзя все мерить только деньгами - и сейчас великое открытие можно совершить с бюджетом в сотню долларов. Но гигантские вложения в те или иные проекты как min свидетельствуют о том, какие задачи признаются государствами и учеными достойными таких затрат.

1. Общежитие на орбите

International Space Station

Международная космическая станция (МКС)

iss_top.jpg

Что: Космическая станция

Где: На орбите, ок. 300 - 350 км от Земли

Сколько: более $100 млрд

Зачем: база для космических исследований

Когда: в 1998 был запущен 1-ый модуль. Строительство идет непрерывно.

МКС - не только самый дорогой научный проект в истории. Это еще и самый большой техногенный предмет в космосе. Или единственное место во Вселенной, где имеются интернет, душ и туалет. Рекордов на счету МКС - сколько угодно. С научными задачами хуже.

Здесь выращивают кристаллы и время от времени что-нибудь проделывают с пауками и ящерицами. Но прорывов в физике и биологии, которые хоть как-нибудь сказались бы на земной науке, здесь не сделали - или просто не готовы о них рассказать. Поэтому-то скептики вроде футуриста и патриарха теоретической физики Фримана Дайсона и заявляли, что станция -

дело полезное, если только смотреть на нее как на общечеловеческую игрушку.

Можно считать, что самый ценный опыт - это подготовка к опыту. Сборка гигантских модулей на орбите - потрясающее упражнение для инженеров и программистов, которые это планировали. Стыковка - еще один пример тонких технологий. А следы микрометеоритов на обшивке дают представление о том, как ведут себя материалы при столкновении на невероятных для Земли скоростях.

Но главное - это люди: медики с неослабевающим влиянием следят за тем, как в отсутствие силы тяжести меняется, например, состав костей у космонавтов и как их организм реагирует на космическое облучение. Когда задумают строить базы на Луне или на Марсе, это знание наверняка пригодится.

2. Энергетический рог изобилия.

International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)

Международный экспериментальный термоядерный реактор

Toreanneaux.jpg

Что: реактор, вырабатывающий энергию за счет того, что легкие атомные ядра объединяются в более тяжелые Где: Франция

Сколько: $12 - 15 млрд

Зачем: получение дешевой безопасной энергии в больших количествах

Когда: строительство начато в 2006. В 2016−м оно должно быть закончено, после чего в течение 20 лет будут проводиться эксперименты. Если они пойдут успешно, то в 2020−2030−х гг начнется проектирование коммерческих термоядерных реакторов, которые начнут полноценно работать к 2060 году.

Еще с 50−х годов XX в ученые обещали уникальный источник энергии: управляемый термоядерный синтез.

Предлагалось использовать реакции, сходные с теми, что происходят в недрах Солнца: атомы изотопов водорода (дейтерия и трития) сливаются в атом гелия, и в результате вырабатывается огромное кол-во энергии. Термоядерное топливо в миллионы раз "калорийнее" нефти.

Но эта схема кажется простой только на страницах школьного учебника. В реальности на пути к термоядерной энергетике оказалось немало проблем, как технических, так и финансово-политических. Только в 2006 году ведущие страны мира сумели договориться о строительстве экспериментального термо ядерного реактора. Финансовый вклад распределяется следующим образом: Китай, Индия, Корея, Россия, США - каждая по 1/11 суммы, Япония - 2/11, ЕС - 4/11.

3. Космический телескоп "Джеймс Вебб".

James Webb Space Telescope

satellite.png

Что: инфракрасная космическая лаборатория. Где: Лангражева точка L2 в 1.5 млн км от Земли

Сколько: $4.5 млрд

Зачем: жизнеописание галактик, звезд и землеподобных планет.

Когда: запуск запланирован на 2013-2014 гг

"Джеймс Вебб" сменит "Хаббл" на посту главного телескопа землян. У преемника с предшественником мало общего: когда "Хаббл" затопят, эра оптических телескопов, по большому счету, закончится. Вселенную "Вебб" будет показывать в инфракрасных лучах, как приборы ночного видения.

Почему инфракрасное лучше? Существует так называемое красное смещение - эффект, открытый Хабблом (не телескопом, а астрономом). Чем дальше объект и чем быстрее он убегает от Земли, тем сильнее его спектр сдвинут в красную область. Звезды в нескольких миллиардах световых лет от нас уже невидимы глазу, зато заметны такому "прибору ночного видения". А потенциальные двойники Земли - планеты вне Солнечной системы - обычно выдают себя именно инфракрасным излучением: так молекулы их атмосферы отдают свет обратно в Космос.

По сравнению с "Хабблом" "Вебб" масштабнее и сложнее. Главная его деталь - 6,5−метровое зеркало (против 2,5-метрового у "Хаббла") из бериллия, покрытого слоем золота.

JamesWebbSpaceTelescope.jpg

Однако дистанция в 1,5 млн километров создает проблемы: если "Хаббл" раз в несколько лет чинят астронавты, то "Веббу" придется рассчитывать только на себя.

4. Попытка разжигания

Национальная зажигательная установка

National Ignition Facility (NIF)

Laser_Ball.jpg

Что: Лазерный термоядерный реактор

Где: Ливермор. Калифорния, США

Зачем: получение дешевой энергии

Когда: установка была завершена в марте 2009. Первых результатов ждут в 2010-м

NIF задумали как самое светлое место на Земле. 192 сверхмощных лазера, нацеленных в одну точку, должны сгенерировать вспышку света в 500 тераватт - это примерно 5 триллионов лампочек. Вспышка, однако, будет сверхкороткой - миллиардные доли секунды. Все это нужно, чтобы спровоцировать термоядерную реакцию внутри золотого "наперстка" объемом с горошину, куда закачают дейтерий с тритием. Реакцию считают самым дешевым (в перспективе) источником энергии.

Установка пока экспериментальная. Вокруг центрального "наперстка" выстроили сооружение, размером и формой напоминающее "Лужники". NIF - американский конкурент термоядерного реактора ITER (см. выше), который строят во Франции. Задача у них одинаковая, а средства разные: конструкции вроде ITER - токамаки - придумали еще Сахаров с Таммом, и такие установки меньше масштабом стоят по всему миру. NIF не имеет прямых предшественников.

Улисс, увидев после всех диковин,

Как зеленеет скромная Итака,

Расплакался. Поэзия - Итака

Зеленой вечности, а не диковин.

Л.Х. Борхес

Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

5. Очередной Большой взрыв

Ускоритель для исследования антипротонов и ионов

Facility for Antiproton and Ion Research

powe.jpg

Что: очень мощный ускоритель элементарных частиц

Где: Дармштадт, Германия

Зачем: моделировать ранние состояния Вселенной, понять устройство нейтронов и протонов, изучить устройство ядра и многое другое.

Когда: установку планируют запустить в 2015 г.

У Facility for Antiproton and Ion Research задачи в чем-то сходные с Большим адронным коллайдером. В частности, ученые собираются воссоздать ту субстанцию, которая образовалась в первые микросекунды после Большого взрыва. Другая задача - изучить так называемое сильное взаимодействие. Именно оно "держит мир изнутри", не давая распасться атомным ядрам на частицы, а частицам - на кварки.

6. Броневик на Марсе.

Mars Science Laboratory

Марсианская научная лаборатория

post-30900-1253963575_thumb.jpg

Что: масоход

Где: на 45-й широте - ближе к экватору Марса

Сколько: $2.3 млрд

Зачем: найти жизнь

Когда: запуск намечен на ноябрь-декабрь 2011 г. Первые результаты - осень 2012 г.

Марсоход размером с джип будет самой экипированной машиной из всех, что когда-либо катались по Красной планете. Он будет точнее, мощнее и надежнее своих предшественников. Копать глубже и видеть дальше. Все то же самое, что использовалось для изучения Марса раньше, только классом выше. И, возможно, Mars Science Laboratory больше повезет с водой и микроорганизмами. Своим невероятным бюджетом эта марсианская лаборатория обязана тому, что Марс - следующая после Луны цель пилотируемых полетов, а такие программы в 2000-х финансировались куда щедрее чисто научных.

7. Космос вслух

Square Kilometre Array

Антенная решетка в квадратный километр

ska5501.jpg

Что: многоантенный радиотелескоп

Где: Южная Африка/Австралия, сеть, протяженностью в 3 тыс км

Зачем: выяснить подробности биографии Космоса

Когда: построят в 2016, ждут результаты в 2020-м г.

Будь на Луне милиция, а у милиции рация, для SKA не составило бы проблемы подслушать переговоры. Только ловить самый чувствительный радиоприемник в мире будет не радиостанции, а сигналы строго "нечеловеческого" происхож дения - радиоволны из Космоса.

Радиоастрономия - что-то вроде зрения лягушки, которая видит только то, что движется. Если звезда подает мощные радиосигналы —значит, с ней происходит что-то особенное.

Есть и еще один плюс по сравнению с оптическими устройствами: радио можно слушать у себя в квартире, сигнал легко проходит через бетонные стены. В космосе вместо стен - космические пыль и газ на сотни миллионов световых лет. И радиотелескопы могут легко "смотреть" сквозь них.

За чуткость приходится платить размерами. SKA состоит из почти пяти тысяч 12−метровых антенн - сложив их сигналы, в принципе, можно получить то, что передала бы одна антенна размером с континент.

Улисс, увидев после всех диковин,

Как зеленеет скромная Итака,

Расплакался. Поэзия - Итака

Зеленой вечности, а не диковин.

Л.Х. Борхес

Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

8. Очень быстрый Лазер

X-Ray Free Electron Laser

Рентгеновский лазер на свободных электронах

id8407.jpg

Что: самый крупный в мире рентгеновский лазер

Где: Гамбург, Германия

Зачем: анализировать органические молекулы и нано-материалы

Когда: старт назначен на 2013 - 2014 гг

По формальным признакам эта штука будет напоминать Большой адронный коллайдер — тоже очень дорогая, тоже под землей и тоже в виде кольцевого туннеля. Только задачи у нее совсем другие: с помощью очень коротких лазерных вспышек (меньше триллионной доли секунды) можно будет "видеть" молекулярные и атомарные процессы.

hi_2607.jpg

Почти четверть бюджета взяла на себя Россия. Деньги пойдут через корпорацию "Роснано". Желающие могут поострить: дескать, раньше Чубайс отвечал за миллионы лампочек, а теперь ему доверили один лазер =)

9. Забуриться как следует.

Integrated Ocean Drilling Program

Комплексная программа океанского бурения

IntegratedOceanDrillingProgram.jpg

Что: бурение глубоких скважин в Океане.

Где: специально выбранные участки в Тихом и Атлантическом океанах

Зачем: понять тектонику плит, предсказывать землетрясения, реконструировать геологическую историю Земли

Когда: началась в 2003 г. Результаты уже есть.

"Внутренности" нашей планеты - одна из самых больших загадок науки. Лунный грунт, привезенный за триста тысяч километров, можно пощупать в лаборатории. А вот земные глубины изучают преимущественно по косвенным данным.

Один из самых масштабных проектов в области изучения земных недр - Integrated Ocean Drilling Program. Его главными инициаторами были США и Япония. Позднее к ним присоединились и многие другие страны, однако России в их числе нет. Скорее всего, это связано с политикой, в частности со спорами вокруг арктического шельфа.

Одна из целей программы - добраться до земной мантии или, по крайней мере, до так называемого слоя Мохоровича, который лежит между мантией и корой. Основной "инструмент" проекта - несколько специально оборудованных кораблей. Самый известный из них - Chikyu. Размещенная на нем установка способна пробурить океанское дно на глубину больше 7 километров.

chikyu_300.jpg

10. Всеобщая перепись белков

Human Proteome

Протеом человека

post-30900-1253965454_thumb.png

Что: создание списка всех белков человека

Где: сотни лабораторий по всему миру

Зачем: создать принципиально новые средства лечения и диагностики болезней

Когда: о проекте заговорили в нач. 2000-х, а белки стали определять более 100 лет назад

Вся наша жизнь основана на одном классе веществ - на белках. Одни из них позволяют нам двигаться, другие определяют настроение, третьи помогают переваривать пищу.

В середине 90-х годов австралийский ученый Марк Уилкинс придумал слово "протеом". Оно было образовано от "протеина" и "генома" (совокупность всех генов).

Только протеом для "чтения" гораздо сложнее, чем геном. Во-первых, последовательность ДНК более-менее стабильна, а белковый состав нашего организма меняется каждую секунду. Во-вторых, мало просто понять, из каких аминокислот состоит белок, нужно еще разобраться с его функциями. Вот тогда-то может появиться принципиально новая медицина, позволяющая очень быстро диагностировать любую болезнь и максимально эффективно ее лечить.

clip_image002.gif

Скоординировать научные группы, работающие над этой проблемой, пытается международная Организация протеома человека - Human Proteome Organization (HUPO). Особый акцент они делают на белках головного мозга, крови и печени.

Улисс, увидев после всех диковин,

Как зеленеет скромная Итака,

Расплакался. Поэзия - Итака

Зеленой вечности, а не диковин.

Л.Х. Борхес

Ссылка на комментарий
Поделиться на других сайтах

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Гость
Ответить в тему...

×   Вы вставили отформатированное содержимое.   Удалить форматирование

  Only 75 emoji are allowed.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Загрузка...
×
×
  • Создать...