Метро на Марсе

2022-02-03 20:21:19 ​HoverJet Guardian — электрическая сверхзвуковая опционально беспилотная летающая лодка

Американская компания Valkyrie Systems Aerospace получила грант от Военно-воздушных сил США на создание скоростного электрического самолёта-амфибии с вертикальным взлётом и посадкой (HSVTOL / eVTOL). Его прототип уже демонстрировался ранее, а сейчас разработчики озвучили детали проекта.

Лётных испытаний ещё не было, поэтому все приводимые ниже цифры — сугубо теоретические. Они указываются по результатам компьютерного моделирования Valkyrie Systems.

рабочее название: HoverJet Guardian;
схема планера: «летающее крыло»;
длина: 7,32 м;
размах крыла: 9,14 м;
высота: 1,83 м;
собственная масса: 1 905 кг (без топлива);
максимальная взлётная масса: 5 443 кг;
практический потолок: 12 192 м;
максимальная продолжительность полёта: до 15 часов;
крейсерская скорость: 547 км/ч;
максимальная скорость: 1 127 км/ч;
маршевые двигатели: два турбовентиляторных Pratt & Whitney 545c (такие стоят на многих бизнес-джетах);
система VTOL: 4 импеллера c двумя соосными винтами каждый.

HoverJet Guardian создавался на основе БПЛА Valkyrie Eagle. Самолёт будет отличаться от него большим размером, увеличенным радиусом действия и расширенным функционалом.

«Что делает Eagle и HoverJet Guardian по-настоящему уникальными, так это запатентованная система управления вектором тяги. Она позволяет взлетать и приземляться практически на любой местности и выполнять полёты в неблагоприятных метеоусловиях», — поясняют разработчики.

По замыслу самолёт HoverJet Guardian сможет управляться как непосредственно пилотом, так и дистанционно. Другая уникальная черта этого гибрида — режим полёта на воздушной подушке. Предполагается, что в нём самолёт сможет сочетать скорость и экономичность экраноплана с грузоподъёмностью десантного корабля.

Всё это выглядит впечатляюще в презентационных материалах, но может оказаться очередной безумной идеей IRL. Попытки сочетать в одном транспортном средстве функционал нескольких других специализированных обычно приводят к тому, что гибридное творение оказывается слишком сложным и одинаково неудобным для любых практических задач.

Источник: Valkyrie Systems Открыть/Комментировать

2022-02-02 20:35:26 ​RailVision — машинное зрение для машиниста

Железнодорожные катастрофы всегда чудовищны по масштабам и последствиям. Многие из них можно было бы предотвратить, но людям редко удаётся заметить опасность вовремя и успеть остановить поезд.

Как и любой человек, машинист физически не в силах постоянно быть начеку. Кто способен при любой погоде вглядываться на сотни метров (такова длина тормозного пути поезда), днём и ночью пытаясь увидеть что-то неладное на фоне бесконечного мелькания шпал?

Ни один человек так не может, а вот искусственный интеллект — вполне! Молодая израильская компания Rail Vision анонсировала три «умные» системы обнаружения и классификации препятствий для использования на железных дорогах.

Они предназначены для пассажирских и товарных поездов (RV2000), маневровых локомотивов (RV200), а также для метрополитена (RV100). Во всех трёх применяются электрооптические датчики, устанавливаемые на переднюю часть локомотива или его крышу по ходу движения.

С их помощью бортовой компьютер на базе решений Nvidia распознаёт препятствия в кадрах с камер видимого и инфракрасного диапазона. Он применяет алгоритмы машинного обучения, обрабатывая два видеопотока параллельно.

Такое решение позволяет обнаруживать и классифицировать различные объекты на расстоянии 200–2000+ метров при любых погодных и световых условиях. Системы Rail Vision способны обнаружить на железнодорожных путях людей, животных, транспортные средства и всевозможные преграды.

В зависимости от настроек, они могут дополнительно считывать визуальные ж/д сигналы, передавать оповещения машинистам, дежурным по ж/д переездам и станциям, а также автоматически задействовать экстренное торможение.

Разработчики надеются, что их интеллектуальные системы помогут сохранить жизни, снизить ущерб от инцидентов на железнодорожном транспорте и сделают его более безопасным.

Источник: RailVision.io Открыть/Комментировать

2022-02-01 11:04:52 ​Natilus — беспилотные авиаперевозки через Атлантику

Калифорнийский стартап Natilus подписал контракт на использование летающего грузового дрона уникальной конструкции. По расчётам он сможет перевозить как минимум на 50% больше грузов, чем самолёт с такой же длиной и размахом крыла.

Новый дистанционно управляемый дрон отличается от прочих беспилотников тем, что примерно половину его аэродинамических поверхностей составляет широкий и плоский фюзеляж. За счёт него грузовой отсек сохраняет обтекаемую форму, одновременно создавая дополнительную подъёмную силу.

По сравнению с фюзеляжем круглого сечения, он предлагает более удобный вариант размещения контейнеров и снижает неиспользуемый объём внутреннего пространства.

Двухмоторный турбовинтовой дрон Natilus N3.8T характеризуется максимальной взлетной массой 8 618 кг и дальностью полета 1 667 км. Он будет способен перевозить грузы общей массой до 3 855 кг.

В конце января Nautilus заключил контракт на тестовые полёты с Volatus Aerospace — поставщиком комплексных решений для дронов на территории США, Канады и стран Латинской Америки.

Natilus N3.8T планируется использовать с 2025 года на внутренних рейсах США. В случае успеха на её основе будут созданы средне- и дальнемагистральные версии: 60T, 100T и 130T. Последняя предназначена для межконтинентальных полётов и сможет выполнять трансатлантические авиаперевозки.

Источник: Natilus Открыть/Комментировать

2022-01-31 20:43:31 Крылья? Колёса? Главное — интеллект!

Сейчас из-за нарушений в цепочках поставок с полок магазинов исчезают заморские фрукты, а имеющиеся в наличии стремительно дорожают. Казалось бы, можно выращивать их в местных теплицах, но тысячи сборщиков фруктов тоже остались в ближайшем зарубежье из-за закрытых границ, или сидят на карантине.

В такой ситуации урожай стал проблемой как "русского крестьянина", так и западного фермера. Однако способы её решения отличаются кардинально. В первом случае для сбора даров природы привлекаются солдаты и местная молодёжь, а во втором — роботы.

За последние годы автоматизация сельского хозяйства перешла на новый уровень: дроны картографируют поля, нейросети распознают вредителей, а «умные» роботы избирательно уничтожают сорняки, не трогая культурные растения.

При этом эффективность наземных роботов при сборе урожая оставалась сравнительно низкой, поскольку они не умели срывать высоко растущие плоды. Заменить их квадрокоптерами тоже не удавалось в силу малой грузоподъёмности последних.

Решение нашлось в синергии — израильский стартап Tevel Aerobotics Technologies объединил колёсного робота с квадрокоптерами в умную систему сбора урожая. Благодаря ИИ она распознаёт разные типы плодовых деревьев и самостоятельно адаптируется к планировке садов.

Наземный беспилотник сделан узким, чтобы для его проезда не пришлось оборудовать широкие полосы движения по всему участку. Посередине под навесом у него расположен вычислительный блок, ёмкий аккумулятор и упаковочный модуль, а сзади и спереди откидываются панели с кодами Data Matrix.

Квадрокоптеры соединены с колёсным дроном кабелями питания, поэтому никогда не улетают на подзарядку. Они распознают спелые фрукты с помощью машинного зрения, срывают их вакуумным захватом и помещают на откидные панели, по которым фрукты скатываются к модулю упаковки. В итоге вы получаете отсортированные и аккуратно разложенные по ящикам фрукты, которые остаётся лишь отвезти на склад.

Опыт реальной эксплуатации показал, что сто круглосуточно работающих систем Tevel собирают порядка 50 тонн за пять недель. Такой объём работы обычно стоит более $10 тыс., в то время как аренда роботов для его выполнения обходится в $5-6 тыс. и позволяет достигнуть лучших результатов.

Видео: YouTube

Источник: Tevel Открыть/Комментировать

2022-01-28 20:57:00 На Луне скоро появится новый кратер

Естественный спутник Земли усеян кратерами. Можем ли мы наблюдать процесс образования новых? Да, если точно знаем, когда и куда смотреть.

Согласно предварительным расчётам, подходящее событие произойдёт 4 марта 2022 года. В 15:25 по Москве отработанная ступень тяжёлой ракеты SpaceX Falcon 9 длиной 14 метров и массой около 4 тонн столкнётся с Луной после семи лет скитаний.

В результате столкновения на скорости 2,6 км/с ожидается образование нового ударного кратера диаметром 19 метров.

Траекторию этой ступени ещё предстоит уточнить, так как все расчёты базировались на упрощённых моделях, в которых пренебрегают гравитацией Юпитера, эффектом Ярковского, а также неоднородностью гравитационного поля Земли и Луны.

Известно лишь, что столкновение произойдёт на обратной стороне Луны, поэтому наземные телескопы будут бесполезны.

Вся надежда на орбитальный зонд LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), фотографирующий поверхность Луны с высоты 20–165 км.

Источник: Phys.org Открыть/Комментировать

2022-01-27 20:51:28 ​Солнечная система в 3D на вашем компьютере

Веб-инструмент NASA Eyes теперь показывает около 5 тысяч космических объектов и положение телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) в режиме реального времени. Вы можете управлять сценой, вращая её во всех трёх измерениях и меняя масштаб.

При быстром подключение к интернету, советуем включить режим высокой чёткости, нажав на кнопку «HD». Красная точка на ней подтверждает активацию улучшенной детализации, вместе с которой появятся текстуры Земли, Марса, Луны и Юпитера.

Также доступна опция искусственного освещения — нажмите на пиктограмму лампочки справа внизу, чтобы разглядеть детали телескопа, скрытые сейчас в тени. Кроме того, на отдельной странице отображаются усреднённые данные телеметрии JWST.

Судя по ним, «Джеймс Уэбб» идеально выведен в точку Лагранжа L2 и находится на расстоянии 1 460 529 км от Земли. Как и задумано, блок научных приборов на телескопе быстро остывает. Разница температур на его солнечной и теневой стороне уже достигает 265°С, а значит — тепловой экран работает отлично.

По умолчанию сцена отображается с телескопом по центру. Вы можете переключить привязку координат, нажав на кнопку «Terran system». Тогда включится геоцентрический режим отображения (с Землёй в центре сцены). В нём видны космические аппараты на низкой околоземной орбите, а сама Земля отображается в режиме реального времени путём наложения спутниковых снимков.

Кнопки «Inner Solar System» и просто «Solar System» внизу страницы активируют гелиоцентрический режим просмотра (Солнце по центру). В первом случае Солнечная система будет демонстрироваться в пределах орбиты Юпитера, а во втором — практически целиком.

Придётся уменьшить масштаб ещё сильнее, чтобы увидеть автоматические межпланетные станции, устремившиеся за пределы Солнечной системы. К настоящему времени её условную границу (гелиопаузу) преодолели уже пять зондов, из которых три остаются на связи:

1) «Вояджер-1» (61 026 км/ч; 23,3 млрд. км);
2) «Вояджер-2», (55 112 км/ч; 19,31 млрд км);
3) «Новые горизонты» (≈ 53 000 км/ч; 6,7 млрд км)

Скорость указана относительно Солнца. Расстояние рассчитывается от Земли, но в масштабах миллиардов километров оно будет практически таким же, если считать его от Солнца.

Ещё одна интересная опция NASA Eye — возможность наглядно сравнить размеры телескопа «Джеймс Уэбб» с человеком, автобусом и различными космическими аппаратами.

Если вы захотите переместить в центр сцены любой объект Солнечной системы и прочитать о нём подробнее, просто введите его название в поисковой строке внизу страницы.

Источник: NASA Открыть/Комментировать

2022-01-25 18:58:08 ​Meta AI RSC — новый лидер среди суперкомпьютеров?

Компания Meta (ранее — Facebook) объявила о запуске одного из самых производительных суперкомпьютеров. Он способен обучать модели ИИ с более чем триллионом параметров, используя наборы реальных данных объёмом до эксабайта.

Новый суперкомпьютер AI Research SuperCluster (RSC) заменит кластер с 22 000 графических процессоров NVIDIA V100, который Facebook использовала с 2017 года.

В AI RSC сегодня работают 760 ускорителей NVIDIA DGX A100, содержащих 6080 графических процессоров и обеспечивающих вместе пиковую производительность порядка 2 эксафлопс за счёт более современной архитектуры с тензорными ядрами нового поколения.

До конца 2022 года Meta планирует масштабировать AI RSC до 2000 систем NVIDA DGX A100, подняв теоретическую производительность более чем в 2,5 раза.

«Мы считаем, что это будет самый быстрый суперкомпьютер с искусственным интеллектом в мире, выполняющий вычислений со смешанной точностью на скорости до 5 эксафлопс (квинтиллионов операций в секунду)», — говорит менеджер программы AI RSC Кевин Ли.

Одновременно в новом суперкомпьютере совершенствуется система кэширования и хранения обучающих данных, которая обеспечит скорость чтения порядка 16 ТБ/с и доступный объём до эксабайта.

На текущий момент данные в RSC хранятся в трёх скоростных массивах флэш-памяти:
— Pure Storage FlashArray объёмом 175 петабайт используется для подборок «сырых» данных, которые анализируются автоматически без предварительной разметки человеком;
— ещё 46 петабайт для часто востребованных данных предоставляет более быстрая система Penguin Computing Altus;
— в качестве кэша распределённой файловой системы объёмом 10 петабайт используется самый быстрый массив Pure Storage FlashBlade.

Поскольку Meta работает с данными пользователей, все они хранятся в зашифрованном виде, а их выборочная дешифровка на лету требует дополнительных вычислительных ресурсов.

Уже сейчас новый суперкомпьютер превосходит прежний кластер на NVIDIA V100. Скорость обучения самых востребованных моделей ИИ выросла на нём от 3 до 20 раз, в зависимости от их типа и требуемой точности вычислений.

Основные области применения AI RSC включают в себя обнаружение вредоносного контента, фейковых новостей и фишинговых аккаунтов; таргетизацию рекламы; улучшенное распознавание голосовых команд, лиц и объектов на фотографиях и видеороликах.

В частности, системы обработки естественного языка (NLP) будут учиться работать в условиях сильных фоновых шумов, учитывать акцент и особенности произношения пользователей.

Источник: Meta AI Открыть/Комментировать

2022-01-21 20:55:29 Свежая еда для космонавтов

NASA в сотрудничестве с Канадским космическим агентством (CSA) проводит конкурс по разработке инновационных технологий для производства продуктов питания во время длительных космических полётов.

Конкурс под названием Deep Space Food Challenge выглядит как важная, но немного скандальная инициатива. Дело в том, что его призовой фонд превышает $1 млн, но получить денежные призы смогут лишь американские и канадские финалисты. Исследователям из других стран просто скажут «спасибо!» и вручат памятные грамоты.

Основная задача конкурсантов — представить детально задокументированную и самодостаточную технологию пищевого производства, способную непрерывно обеспечивать разнообразное и вкусное питание для экипажа из 4 человек на протяжении как минимум 3 лет.

В любом космическом корабле жёстко экономят объём обитаемого пространства, из-за чего их называют «консервными банками». Аналогию усиливает рацион космонавтов, состоящий преимущественно из консервированной пищи.

На МКС изредка доставляют свежие фрукты (например, под новый год), но при полёте на Марс и к спутникам Юпитера уже не отправить их на «Прогрессе» или «Драконе». Поэтому в конкурсе рассматриваются в первую очередь биосистемы замкнутого цикла, частью которых являются сами космонавты.

Подобные системы с гидропоникой, искусственным освещением и компьютерным управлением уже существуют на Земле, но они не самодостаточные. В них нужно регулярно вносить питательные вещества и подавать свежую воду. Поэтому речь не идёт о простой адаптации готовых технологий для космических полётов. Многое придётся разрабатывать с нуля.

Также на конкурс были представлены слегка изменённые технологии для производства готовых к употреблению продуктов на основе муки и дегидрированных порошков, но в них снова всё упирается в ограниченные запасы сырья.

«Расширение границ пищевых технологий сохранит здоровье будущих исследователей и может даже помочь накормить людей здесь, дома», — сказал Джим Рейтер, заместитель администратора Управления космических технологий NASA.

Первый этап конкурса был завершён в октябре 2021 года. По его результатам призы на сумму $450 тыс. разделили между собой 18 команд. Во втором этапе могут участвовать как победители первого раунда, так и новые команды. Заявки на регистрацию необходимо подать до 28 февраля 2022 года.

Источник: NASA Открыть/Комментировать

2022-01-20 22:20:44 ​Марсианский зонд InSight вновь заработал

За два года до запуска ровера Perseverance и летающего дрона Ingenuity на Марс отправился спускаемый аппарат InSight. К настоящему времени он почти вдвое превысил расчётный срок эксплуатации, но продолжает выполнять научные исследования, несмотря на ряд происшествий.

На протяжении трёх лет своей работы InSight зарегистрировал тектоническую активность более трёхсот раз, отмечая в среднем за год по 100+ «марсотрясений» и выполнил измерения тепловых потоков из недр Марса. Этим он доказал, что Красная планета всё ещё сейсмически активная, а значит — её рельеф может измениться за сравнительно короткий (и актуальный для будущих миссий) промежуток времени.

Также зонд записал звуки марсианского ветра, передал снимки с камеры высокого разрешения, помог уточнить параметры орбитального движения Марса и пробурил скважину глубиной 43 см вместо запланированных 3-5 метров.

Неудачное бурение объяснили недочётами в конструкции бура, при разработке которого не было возможности учесть реальные свойства марсианского грунта. Отключение бура в какой-то мере даже сыграло на руку InSight, сделав его более живучим.

Дело в том, что электроэнергия для всех научных инструментов и связи с Землёй вырабатывается на InSight двумя круглыми солнечными панелями, каждая диаметром около двух метров. За один марсианский день (сол) они вырабатывают 4-5 кВт∙ч, из которых бур мог потратить хоть все, если бы ему позволила наземная команда миссии.

Проблема состояла ещё и в том, что производительность панелей непостоянна. На них накапливаются частицы марсианского грунта, от которых надо как-то избавляться. Пылевые бури иногда сдувают их, но чаще усугубляют ситуацию.

Во время сильных бурь пылевые облака рассеивают большую часть солнечного света. На поверхности Марса даже днём становится темно, а за несколько дней панели практически засыпает.

Каждый раз в NASA опасались того, что энергия у InSight иссякнет до того, как утихнет буря. Тогда он не сможет выполнить какие-либо действия для очистки панелей и рискует потерять радиосвязь с Землёй.

В начале года этот риск был особенно большим: ожидалась продолжительная буря, поэтому аппарат перевели в спящий режим 7 января. Это решение оказалось единственно верным — марсианское небо начало проясняться лишь спустя 12 дней.

Вчера InSight успешно пробудился, но по состоянию на 20 января он функционирует в режиме низкого энергопотребления, приостановив все научные исследования. На Землю передаётся лишь телеметрия, позволяющая специалистам рассчитать оптимальную стратегию дальнейшей эксплуатации марсианского зонда стоимостью полмиллиарда долларов.

Источник: NASA via Twitter Открыть/Комментировать

2022-01-18 22:03:18 ​Телескоп JWST почти на месте, но снимки ждать ещё долго

Наши читатели поинтересовались, почему космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) по плану пришлёт первые снимки только в июне, если ему осталось лететь меньше недели? На что команда миссии потратит полгода?

Действительно, JWST уже преодолел 93% маршрута и через 5 дней окажется в точке гравитационного равновесия (L2) системы «Солнце / Земля + Луна», откуда с его помощью и начнут проводить исследования глубокого космоса.

Однако прежде, чем это случится, наземной команде предстоит долгая работа по финальной настройке и проверке чувствительных научных инструментов. Для этого нужно выполнить около 300 командных последовательностей, задействовав 178 механизмов на борту телескопа.

В это время он будет находиться в 1,5 млн км от Земли, где помощи ждать неоткуда. Любая ошибка может перечеркнуть 25 лет работы. Это не «Хаббл» на низкой орбите (607 км), к которому в 2009 году слетали для починки на шаттле «Атлантис».

Основная сложность подготовки JWST заключается в процедуре выравнивания 18 шестиугольных сегментов главного зеркала. Они полужёсткие, а их кривизну изменяет группа микроприводов (актуаторов), двигая фрагменты зеркала на доли миллиметра за раз.

После выравнивания составного зеркала диаметром 6,5 м настанет очередь фокусировки всей системы. Она проверяется отдельно для каждого научного инструмента, которых всего четыре: датчик точного наведения (FGS), камера и спектрограф среднего ИК-диапазона (MIRI), отдельный спектрограф ближнего ИК-диапазона (NIRSpec) и составная камера с двумя матрицами (NIRCam).

Всё это оборудование должно работать при сверхнизких температурах от -266 до -223°С, а JWST пока ещё не успел остыть. Даже любительские телескопы термостатируют перед началом наблюдений, а здесь нужно выровнять температуру всех участков шеститонной махины, которая в условиях вакуума может отдавать тепло только в виде излучения.

По расчётам это займёт 3-4 месяца, после чего наступит этап калибровки. Специалисты проверят каждый режим работы и оценят, насколько сильные вибрации возникают в каждом из них, сбивается ли при этом ориентация, какова фактическая чувствительность детекторов и сколько рассеянного света приходится отфильтровывать при наблюдении за выбранным участком неба.

На самом деле, будет чудом, если всё пройдёт штатно и команда завершит тонкую настройку телескопа «Джеймс Уэбб» всего за полгода.

Источник: NASA Открыть/Комментировать