Το Psyche πέρασε κοντά από τον Άρη και κατέγραψε εντυπωσιακό timelapse

Το Σύμπαν είναι τόσο αχανές, που δεν θα μπορέσουμε ποτέ να το δούμε ολόκληρο. Ωστόσο, μερικά από τα πιο μυστηριώδη αντικείμενά του βρίσκονται πολύ πιο κοντά μας, στη «γειτονιά» του ηλιακού μας συστήματος.

Ένα διαστημόπλοιο της NASA βρίσκεται αυτή την περίοδο καθ’ οδόν προς ένα τέτοιο αντικείμενο, με την αποστολή να αποκαλύψει έναν μακρινό αστεροειδή διαφορετικό από κάθε άλλον που έχουμε εξερευνήσει.

«Για πρώτη φορά στην ιστορία, εξερευνούμε έναν κόσμο που δεν αποτελείται από βράχο ή πάγο, αλλά από μέταλλο», ανακοινώνουν οι αστρονόμοι.

Στην πορεία του προς αυτό το μυστηριώδες σώμα, το σκάφος της NASA καταγράφει εντυπωσιακές εικόνες του Ηλιακού Συστήματος, ανάμεσά τους και αυτό το εντυπωσιακό timelapse του Κόκκινου Πλανήτη.

Στις 15 Μαΐου, το διαστημόπλοιο Psyche ολοκλήρωσε τη διέλευσή του από τον Άρη, περνώντας σε απόσταση μόλις 4.600 χιλιομέτρων από την επιφάνεια του πλανήτη και με ταχύτητα μεγαλύτερη από 19.848 χιλιόμετρα την ώρα.

Πέρα από το εντυπωσιακό timelapse και τις εικόνες του Άρη ως ένα λεπτό, νυχτερινό ημισέληνο, το σκάφος πέτυχε και δύο βασικούς στόχους.

Πρώτον, αυτή η «πρόβα τζενεράλε» για τον τελικό προορισμό του βοήθησε στην περαιτέρω βαθμονόμηση των αισθητήρων του, προσφέροντας καλύτερη εικόνα για το bow shock του Άρη, το οποίο εκτρέπει τα σωματίδια γύρω από τον πλανήτη, όπως ένα πλοίο που σκίζει τα κύματα.

Παράλληλα, κατέγραψε τον νότιο πολικό πάγο του Άρη, πλούσιο σε νερό-πάγο, ο οποίος εκτείνεται σε περίπου 700 χιλιόμετρα, καθώς και τον δίπλο δακτύλιο του κρατήρα Huygens.

Δεύτερον, το διαστημόπλοιο Psyche κέρδισε σημαντική επιτάχυνση χρησιμοποιώντας τον Άρη ως βαρυτική σφεντόνα.

«Έχουμε επιβεβαιώσει ότι ο Άρης έδωσε στο σκάφος ώθηση 1.000 μιλίων την ώρα και μετατόπισε το τροχιακό του επίπεδο κατά περίπου 1 μοίρα σε σχέση με τον Ήλιο», εξηγεί ο Don Han, επικεφαλής πλοήγησης της αποστολής Psyche στο Jet Propulsion Laboratory (JPL) της NASA.

Κάπως σαν να αντλείς βενζίνη από το αυτοκίνητο κάποιου άλλου, σε δυσθεώρητο μέγεθος, το Psyche αύξησε την ταχύτητά του χωρίς να χρησιμοποιήσει καθόλου από το προωθητικό ξένον, «κλέβοντας» μέρος από την τροχιακή ενέργεια του Άρη και μειώνοντας έτσι, σε απειροελάχιστο βαθμό, την ταχύτητα του ίδιου του πλανήτη.

«Αυτή η βαρυτική υποβοήθηση ετοιμαζόταν για χρόνια και η ομάδα πλοήγησης τα κατάφερε απόλυτα. Το Psyche πέρασε από τον Άρη ακριβώς στη διαδρομή που χρειαζόμασταν, ώστε να βρεθούμε σε τροχιά συνάντησης με τον αστεροειδή το καλοκαίρι του 2029», λέει ο Bob Mase, επικεφαλής του προγράμματος Psyche στο JPL.

«Το διαστημόπλοιο είναι σε εξαιρετική κατάσταση και είμαστε εντός προγράμματος για να ξαναρχίσουμε τη συνεχή ώθηση με το ηλιακό ηλεκτρικό σύστημα πρόωσης αυτό το φθινόπωρο».

Ο τελικός προορισμός του σκάφους είναι ο αστεροειδής Psyche, που πήρε το όνομά του από την ελληνική θεά της ψυχής και ανακαλύφθηκε από τον Ιταλό αστρονόμο Annibale de Gasparis το 1852.

Από τότε, οι αστρονόμοι έχουν διατυπώσει την υπόθεση ότι ο αστεροειδής Psyche, με το σχήμα πατάτας, μπορεί να είναι τα θραύσματα από τον σιδερένιο πυρήνα ενός πλανητοειδούς, του δομικού υλικού των πλανητών.

Σύμφωνα με αυτή την εικόνα, ο αστεροειδής μπορεί να είναι μερικώς «γυμνός», ίσως με εκτεθειμένο μεταλλικό πυρήνα, σαν τα γυμνά πλευρά ενός κουρελιασμένου ζόμπι από τα πρώτα χρόνια του Ηλιακού Συστήματος, όταν τα πρώιμα πλανητικά σώματα συγκρούονταν διαρκώς και διαλύονταν.

Γι’ αυτό και το Psyche βρίσκεται σε έναν ιδιότυπο «νεκροταφείο» πλανητικών σωμάτων, σε απόσταση τριπλάσια από αυτήν που έχει η Γη από τον Ήλιο, στη ζώνη των αστεροειδών που σχηματίζει το όριο ανάμεσα στα βραχώδη και τα αέρια σώματα μεταξύ Άρη και Δία.

Ο Psyche έχει μήκος περίπου 280 χιλιόμετρα στη μεγαλύτερη διάστασή του και το μέγεθός του αντιστοιχεί περίπου σε αυτό της Μασαχουσέτης, όμως η συνολική του σύσταση παραμένει αβέβαιη και αμφιλεγόμενη.

Ο κόσμος θα μάθει από τι αποτελείται γύρω στον Αύγουστο του 2029, όταν αποστολή με επικεφαλής τη NASA και τη συμμετοχή πολλών ιδρυμάτων, ανάμεσά τους το Arizona State University και το Caltech, αναμένεται να φτάσει στον αστεροειδή.

Το σκάφος αυτό, που εκτοξεύτηκε το 2023 με πύραυλο SpaceX Falcon Heavy, ονομάζεται επίσης Psyche και έχει μέγεθος περίπου όσο ένα γήπεδο τένις μονών. Το ηλιακά τροφοδοτούμενο διαστημόπλοιο διαθέτει επίσης μια σειρά από αισθητήρες.

Έχει πολυφασματικό απεικονιστή για να καταγράφει τον αστεροειδή σε διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός, φασματόμετρο ακτίνων γάμμα και νετρονίων για να προσδιορίζει τη χημική σύσταση της επιφάνειάς του και μαγνητόμετρο για τη μέτρηση του υπολειμματικού μαγνητικού του πεδίου.

Επιπλέον, ένα σύστημα ραδιοεπικοινωνίας X-band θα βοηθήσει στον προσδιορισμό του βαρυτικού πεδίου του αστεροειδούς και της εσωτερικής του σύστασης.

Το σκάφος δοκιμάζει επίσης το εξελιγμένο σύστημα οπτικής επικοινωνίας στο βαθύ Διάστημα (DSOC), το οποίο στέλνει δεδομένα στη Γη, ανάμεσά τους και το πρώτο διαπλανητικό βίντεο με γάτα, χρησιμοποιώντας κοντινούς υπέρυθρους λέιζερ αντί για ραδιοκύματα.

«Οι ομάδες του απεικονιστή, του μαγνητόμετρου και του φασματόμετρου ακτίνων γάμμα και νετρονίων εργάστηκαν υπερωριακά για να αξιοποιήσουν πλήρως αυτή την πλανητική συνάντηση και όλα τα όργανα έδωσαν εξαιρετικά αποτελέσματα», λέει η Lindy Elkins-Tanton, κύρια ερευνήτρια της αποστολής Psyche και διευθύντρια του Berkeley Space Sciences Laboratory.

Το αν ο Psyche μοιάζει περισσότερο με έναν πλανητικό πυρήνα που έχει χτυπηθεί επανειλημμένα από αμέτρητες συγκρούσεις του παρελθόντος ή με ένα συνονθύλευμα από θραύσματα, όπως ο αστεροειδής Bennu, θα φανεί πριν από το τέλος της δεκαετίας.

Όπως καταλήγει η Elkins-Tanton: «Προς τον αστεροειδή Psyche!»

Οι φυσικοί είδαν κρύσταλλο χωροχρόνου να λιώνει

Συνήθως θεωρούμε ότι το λιώσιμο είναι μια σχετικά απλή διαδικασία: ένα στερεό υλικό περνά σταδιακά στην υγρή κατάσταση.

Όμως, τουλάχιστον ένα υλικό στο Σύμπαν φαίνεται να ακολουθεί διαφορετικό δρόμο.

Σε μια εξωτική μορφή ύλης που είναι γνωστή ως κρύσταλλος χωροχρόνου, ο χρόνος και ο χώρος μπορούν να «λιώσουν» ανεξάρτητα.

Με ένα πείραμα σε επιτραπέζια διάταξη, όπου εκατοντάδες πλαστικοί δίσκοι κινούνταν πάνω σε μια δονούμενη επιφάνεια, φυσικοί από το Shanghai Jiao Tong University στην Κίνα παρατήρησαν για πρώτη φορά έναν κρύσταλλο χωροχρόνου να λιώνει. Και διαπίστωσαν ότι η διαδικασία εξελίσσεται σε τρία διακριτά στάδια.

Η ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences, δίνει στους φυσικούς την πρώτη ευκαιρία να δουν πώς διαλύεται αυτή η ασυνήθιστη κατάσταση της ύλης.

Η λέξη «κρύσταλλος» μπορεί να φέρνει στο μυαλό λαμπερά πρίσματα από διαφανές πέτρωμα, όμως στη φυσική αναφέρεται στη διάταξη των ατόμων μέσα σε ένα υλικό.

Ένας κρύσταλλος είναι ένα στερεό υλικό στο οποίο τα άτομα σχηματίζουν ένα ιδιαίτερα οργανωμένο τρισδιάστατο πλέγμα που επαναλαμβάνεται στον χώρο. Με άλλα λόγια, οποιοδήποτε τμήμα του πλέγματος μπορεί να ταυτιστεί τέλεια με οποιοδήποτε άλλο τμήμα του.

Ένας κρύσταλλος χωροχρόνου είναι ένα σύστημα στο οποίο η δομή επαναλαμβάνεται όχι μόνο στον χώρο, αλλά και στον χρόνο. Οι ταλαντώσεις των ατόμων σχηματίζουν έναν επαναλαμβανόμενο, σταθερό ρυθμό που συνεχίζεται ξανά και ξανά.

Πρόκειται για μια κατάσταση της ύλης που οι φυσικοί εξακολουθούν να προσπαθούν να κατανοήσουν. Οι κρύσταλλοι χρόνου, όμως, είναι δύσκολοι στην κατασκευή και ακόμη δυσκολότεροι στη διατήρηση της σταθερότητάς τους, ώστε να μελετηθούν οι ιδιότητές τους.

Ένας από τους καλύτερους τρόπους για να κατανοήσει κανείς μια κατάσταση της ύλης είναι να παρατηρήσει πώς χάνει την τάξη της.

Στους συνηθισμένους κρυστάλλους, δεκαετίες μελέτης του λιωσίματος έχουν βοηθήσει τους φυσικούς να κατανοήσουν φαινόμενα όπως τα ελαττώματα, το σπάσιμο συμμετρίας και οι μεταπτώσεις φάσης. Άρα, είναι λογικό ότι η παρακολούθηση ενός κρυστάλλου χωροχρόνου την ώρα που λιώνει μπορεί επίσης να προσφέρει χρήσιμα συμπεράσματα.

Οι κβαντικοί κρύσταλλοι χωροχρόνου, ωστόσο, θα έθεταν σημαντικές δυσκολίες σε μια τέτοια παρατήρηση. Έτσι, οι ερευνητές στράφηκαν σε ένα δοκιμασμένο υποκατάστατο: το κλασικό ανάλογο.

Το σύστημα αποτελείται από μια επίπεδη επιφάνεια που οι ερευνητές έκαναν να δονούνται στα 100 Hertz, δηλαδή 100 φορές το δευτερόλεπτο.

Θυμίζει λίγο μια πλάκα του Chladni, αλλά με μία κρίσιμη διαφορά. Στην πλάκα του Chladni, οι κόκκοι άμμου μετακινούνται μέχρι να σχηματίσουν τα στάσιμα μοτίβα της συχνότητας.

Αντί για κόκκους άμμου, σε αυτό το πείραμα χρησιμοποιήθηκαν μικροσκοπικοί πλαστικοί δίσκοι, ο καθένας με έξι γωνιώδη, σαν καρφίτσες, ποδαράκια στην κάτω πλευρά. Κάθε φορά που η πλάκα κινείται, τα ποδαράκια έρχονται σε επαφή μαζί της για ελάχιστο χρόνο, με αποτέλεσμα τυχαία «σπρωξίματα» από τη δύναμη που τη θέτει σε κίνηση.

Έτσι, αντί για την τακτική διάταξη των κόκκων στη πλάκα του Chladni, οι δίσκοι κινούνται χαοτικά.

Όταν όμως συγκεντρωθούν αρκετοί πάνω στην επιφάνεια, συμβαίνει κάτι εντυπωσιακό.

Οι δίσκοι οργανώνονται αυθόρμητα σε ένα τριγωνικό κρύσταλλο, ενώ ολόκληρο το πλέγμα αρχίζει να περιστρέφεται σαν ένα ενιαίο άκαμπτο σώμα, ολοκληρώνοντας μία περιστροφή περίπου κάθε 5 ώρες. Αυτή η συγχρονισμένη κίνηση μπορεί να διατηρηθεί για σχεδόν μία ημέρα, παρά τον έντονο θόρυβο.

Σημαντικό είναι ότι η κίνηση των 5 ωρών είναι διαφορετική από τη δόνηση των 100 Hertz της πλάκας. Η ταλάντωση μεγάλης περιόδου εμφανίζεται, λοιπόν, ανεξάρτητα από τη διέγερση, η οποία απλώς προσφέρει ενέργεια στους δίσκους.

Για να προκαλέσουν το σενάριο του λιωσίματος, οι ερευνητές αφαίρεσαν μερικούς από τους δίσκους, ώστε να μειώσουν την πυκνότητα. Αντί το σύστημα να επιστρέψει σταδιακά προς το αρχικό χάος, ο κρύσταλλος έλιωσε σε τρεις ξεχωριστές φάσεις.

Πρώτα, ο συγχρονισμός άρχισε να αποτυγχάνει σε τοπικές περιοχές, ενώ το υπόλοιπο κρύσταλλο συνέχιζε την κίνησή του.

Έπειτα, ο ρυθμός διαλύθηκε πλήρως, παρότι το κρυσταλλικό σύστημα διατηρούσε ακόμη μεγάλο μέρος της χωρικής του τάξης.

Τελικά, το ίδιο το πλέγμα διασπάστηκε και έγινε ανάλογο με ένα αταξικό ρευστό.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι δύο διαφορετικές φυσικές διεργασίες οδηγούν στο λιώσιμο. Η απώλεια της χρονικής τάξης οφείλεται στην εξασθένηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των σωματιδίων, ενώ η κατάρρευση του ίδιου του κρυστάλλου συμβαίνει καθώς τα ελαττώματα εξαπλώνονται μέσα στο πλέγμα.

Το αποτέλεσμα αυτό δείχνει ότι οι κανόνες που διέπουν την τάξη στον χρόνο είναι θεμελιωδώς διαφορετικοί από εκείνους που διέπουν την τάξη στον χώρο.

Σχετικό: Οι κρύσταλλοι του χωροχρόνου θα μπορούσαν να καταρρεύσουν σε μικροσκοπικές μαύρες τρύπες, εξηγεί παράξενη μελέτη

Αυτό δεν σημαίνει ότι όλοι οι κρύσταλλοι χωροχρόνου λιώνουν με αυτόν τον τρόπο. Δείχνει, όμως, ότι χώρος και χρόνος μπορούν να αποσυνδεθούν μεταξύ τους κατά τη διάρκεια του λιωσίματος, μια διαπίστωση που ανοίγει νέους δρόμους για τη μελέτη των μεταπτώσεων φάσης σε κλασικά συστήματα.

«Τα πειραματικά μας αποτελέσματα αποκαλύπτουν ένα σύνθετο σενάριο τριών σταδίων λιωσίματος, στο οποίο η χωρική και η χρονική κρυσταλλική τάξη λιώνουν σε διαφορετικές κρίσιμες τιμές και μέσω διαφορετικών φυσικών μηχανισμών, υποστηρίζοντας την ανεξαρτησία αυτών των συμμετριών του χωροχρόνου», γράφουν οι ερευνητές.

«Τα ευρήματά μας επιβεβαιώνουν την ύπαρξη εξωτικών μη ισορροπιακών κρυσταλλικών φάσεων της ύλης στον χωροχρόνο και ανοίγουν νέες προοπτικές για την υλοποίηση μακροσκοπικών κλασικών συστημάτων που εμφανίζουν σύνθετα χωροχρονικά πρότυπα σπασίματος συμμετρίας».

Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Proceedings of the National Academy of Sciences.

Θαλάσσια εκτόξευση του Gravity-1 έστειλε εννέα δορυφόρους σε τροχιά

HELSINKI — Η εμπορική εταιρεία εκτοξεύσεων Orienspace πραγματοποίησε αργά την Τρίτη την τρίτη εκτόξευση του στερεού πυραύλου Gravity-1, στέλνοντας εννέα δορυφόρους σε τροχιά από τα ύδατα ανοιχτά της Σαγκάης.

Ο στερεός πύραυλος Gravity-1, μήκους 30 μέτρων, απογειώθηκε στις 10:54 μ.μ. Eastern, στις 21 Ιουλίου (0254 UTC, 22 Ιουλίου), από πλοίο παροχής εκτοξευτικών υπηρεσιών στα νερά κοντά στη Σαγκάη, στην Ανατολική Σινική Θάλασσα. Η αποστολή ήταν η πρώτη μεγάλης εμβέλειας θαλάσσια εκτόξευση για την Orienspace, η οποία είχε προηγουμένως πραγματοποιήσει εκτοξεύσεις πιο κοντά στις θαλάσσιες εγκαταστάσεις της στο Haiyang, στην επαρχία Shandong.

Σύμφωνα με την Orienspace, η εκτόξευση μετέφερε εννέα ωφέλιμα φορτία, ανάμεσά τους έξι δορυφόρους Dongpo για το σύμπλεγμα Huantian. Πρόκειται για τους Dongpo-13, 14 και 17-20, οι οποίοι φέρουν επίσης ονόματα χορηγών. Δύο από αυτούς είναι οπτικοί δορυφόροι με ωφέλιμα φορτία AI για αναγνώριση στόχων επί του σκάφους, έξυπνη ανάλυση και ταχύτερη επεξεργασία, ενώ τέσσερις είναι δορυφόροι ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR) με σχηματισμένη πτήση, ώστε να παρέχουν παρακολούθηση παραμόρφωσης της επιφάνειας σε επίπεδο χιλιοστού. Τους δορυφόρους κατασκεύασε η MinoSpace, στο πλαίσιο σύμβασης ύψους 111 εκατομμυρίων δολαρίων που ανατέθηκε το 2025.

Στην πτήση συμμετείχαν επίσης οι Xiguang-2 (01), ένας δορυφόρος υπερφασματικής απεικόνισης που αναπτύχθηκε από τον όμιλο Xi’an CAS Xiguang Aerospace Technology Group, ο Tianyi-49 της Spacety και ο Zidingxiang-3 (Lilac-3), ένας εξαιρετικά επίπεδος δισκοειδής δορυφόρος από το Harbin Institute of Technology και την Beijing Taikonlink Technology.

Η Orienspace στοχεύει επίσης να έχει έτοιμο για εκτόξευση το Gravity-2, έναν επαναχρησιμοποιήσιμο φορέα υγρών προωθητικών με δύο στάδια, στο τέταρτο τρίμηνο, σύμφωνα με νεότερες αναφορές, ενώ νωρίτερα είχε θέσει ως στόχο ντεμπούτο στα τέλη του 2025.

Εκτοξεύσεις Oceanography, Qianfan constellation

Η εκτόξευση ήταν η πρώτη από την παρθενική πτήση του πυραύλου Long March 10B στις 10 Ιουλίου, η οποία περιλάμβανε την πρώτη επιτυχημένη απόπειρα ανάκτησης του πρώτου σταδίου στην Κίνα. Προηγήθηκαν τρεις εκτοξεύσεις στις αρχές Ιουλίου.

Ένας Long March 4B έθεσε σε τροχιά τον δορυφόρο ωκεανογραφίας Haiyang-2E στις 7:46 μ.μ. Eastern (2346 UTC) της 1ης Ιουλίου από το Jiuquan Satellite Launch Center. Ο δορυφόρος των 1.500 κιλών φέρει ακτινομετρητές, συστοιχία ανακλαστήρα λέιζερ, scatterometer και υψομετρητή ραντάρ και θα παρακολουθεί δυναμικές ωκεάνιες μεταβλητές. Ο Haiyang-2E αντικαθιστά τον Haiyang-2B, που είχε εκτοξευθεί το 2018.

Στη συνέχεια, η Κίνα εκτόξευσε δύο ξεχωριστές παρτίδες δορυφόρων για το Qianfan, το μεγα-σύμπλεγμα που υποστηρίζεται από τη Σαγκάη. Ένας Long March 6A απογειώθηκε στις 5:30 π.μ. Eastern (0930 UTC) στις 4 Ιουλίου από το Taiyuan Satellite Launch Center, μεταφέροντας 18 πολικούς δορυφόρους Qianfan σε τροχιά. Λίγο περισσότερο από μία ημέρα αργότερα, στις 9:43 π.μ. Eastern (1343 UTC) στις 5 Ιουλίου, ένας Long March 8A απογειώθηκε από το Hainan commercial spaceport κοντά στο Wenchang, μεταφέροντας άλλους 20 πολικούς δορυφόρους Qianfan. Οι εκτοξεύσεις ανεβάζουν τον αριθμό των δορυφόρων Qianfan σε τροχιά στους 238, χωρίς να υπολογίζεται ο δοκιμαστικός δορυφόρος που εκτοξεύτηκε μέσω Zhuque-2E τον Ιούνιο.

Ρεκόρ εκτοξεύσεων, η Chang’e-7 ετοιμάζεται για απογείωση

Η εκτόξευση του Gravity-1 ήταν η 49η απόπειρα τροχιακής εκτόξευσης της Κίνας για το 2026, συμπεριλαμβανομένων τριών αποτυχιών, εκ των οποίων οι δύο ήταν οι παρθενικές πτήσεις των πυραύλων Ceres-2 και Tianlong-3. Ακόμη, εκτοξεύσεις των Long March 3B, Kinetica-1 και Long March 8A είναι προγραμματισμένες για τις 23-24 Ιουλίου.

Παράλληλα, ο πύραυλος Long March 5 που θα μεταφέρει την αποστολή προσσελήνωσης Chang’e-7 στον νότιο πόλο της Σελήνης έφτασε στο Wenchang στις 13 Ιουλίου. Οι ναυτικές προειδοποιήσεις δείχνουν παράθυρο εκτόξευσης που ανοίγει στις 8:00 μ.μ. Eastern, στις 23 Αυγούστου (0000 UTC, 24 Αυγούστου). Η Κίνα φαίνεται να κινείται προς περισσότερες από 100 εκτοξεύσεις το 2026, κάτι που θα ξεπεράσει το εθνικό της ρεκόρ των 92 εκτοξεύσεων που καταγράφηκε το 2025.

Ο στρατηγικός ανταγωνισμός με την Κίνα και η πολυδιάστατη ισχύς

Η ιστορία δείχνει ότι η στρατιωτική καινοτομία αλλάζει διαρκώς τους κανόνες της μάχης, μεταμορφώνει τον πόλεμο και καθιστά ξεπερασμένες τις στρατηγικές των προηγούμενων συγκρούσεων. Η εισαγωγή των επαναληπτικών τουφεκιών άλλαξε το πεζικό τον 19ο αιώνα. Τα πολυβόλα και το πυροβολικό ταχείας βολής μετέβαλαν ριζικά τις τακτικές στο πεδίο της μάχης κατά τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο. Τα αεροσκάφη, το ραντάρ, οι τεθωρακισμένοι ελιγμοί και οι ραδιοεπικοινωνίες έφεραν επανάσταση στις επιχειρήσεις κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο. Τα όπλα ακριβείας μετέφεραν τον πόλεμο από τις κοντινές σχηματισμένες γραμμές σε πεδία μάχης με μεγάλη φονικότητα, σε μεγάλες αποστάσεις και με υψηλό ρυθμό. Τα αεροσκάφη stealth, η δορυφορική πλοήγηση και οι ψηφιακές επικοινωνίες καθόρισαν τη στρατιωτική υπεροχή που απολάμβαναν οι Ηνωμένες Πολιτείες στα τέλη του 20ού αιώνα.

Σήμερα βρίσκεται σε εξέλιξη μια ακόμη μεταμόρφωση.

Η επίμονη επιτήρηση από το διάστημα έχει μειώσει δραματικά τη δυνατότητα επίτευξης αιφνιδιασμού στο πεδίο της μάχης. Τα υπερηχητικά όπλα συμπιέζουν τους χρόνους λήψης αποφάσεων και αμφισβητούν τις υπάρχουσες αμυντικές αρχιτεκτονικές. Η τεχνητή νοημοσύνη επιταχύνει τη λήψη αποφάσεων και ενισχύει τον επιχειρησιακό σχεδιασμό. Οι επιθετικές κυβερνοεπιχειρήσεις προσφέρουν στρατηγικές επιλογές κάτω από το όριο της συμβατικής πολεμικής σύγκρουσης. Τα αντιδιαστημικά όπλα απειλούν τους δορυφόρους από τους οποίους εξαρτάται σχεδόν κάθε σύγχρονη στρατιωτική επιχείρηση.

Την ίδια ώρα, τα φθηνά μη επανδρωμένα αεροσκάφη έχουν αλλάξει θεμελιωδώς την οικονομία του πολέμου. Η εξάπλωση των drones —ικανά να επιχειρούν μεμονωμένα ή σε συντονισμένα αυτόνομα σμήνη— επιτρέπει στους αντιπάλους να επιβάλλουν δυσανάλογο κόστος σε εξελιγμένες στρατιωτικές δυνάμεις. Η άμυνα απέναντι σε χιλιάδες φθηνά drones με αναχαιτιστικά αξίας εκατομμυρίων δολαρίων δεν είναι ούτε οικονομικά βιώσιμη ούτε επιχειρησιακά πρακτική.

Ίσως το σημαντικότερο μάθημα από τον πόλεμο στην Ουκρανία είναι ότι οι σύγχρονες συγκρούσεις δεν κερδίζονται μόνο με καλύτερες τακτικές ή πιο προηγμένα όπλα. Η νίκη εξαρτάται ολοένα και περισσότερο από τη βιομηχανική αντοχή, την ανθεκτική εφοδιαστική αλυσίδα, τις ασφαλείς γραμμές ανεφοδιασμού και τη δυνατότητα αναπλήρωσης των απωλειών ταχύτερα από τον αντίπαλο. Το κράτος που μπορεί να διατηρήσει στρατιωτικές επιχειρήσεις στον χρόνο θα επικρατήσει τελικά.

Για τις ΗΠΑ, αυτό σημαίνει προετοιμασία όχι μόνο για αποτελεσματική μάχη, αλλά και για διαρκή ανταγωνισμό. Η τεχνολογική καινοτομία και η βιομηχανική ανθεκτικότητα είναι αλληλένδετα στοιχεία της εθνικής ασφάλειας.

Ο νέος μεγάλος ανταγωνισμός με την Κίνα

Η Κίνα αποτελεί τη σημαντικότερη μακροπρόθεσμη γεωπολιτική, οικονομική και στρατιωτική πρόκληση που αντιμετωπίζουν οι ΗΠΑ. Ο στρατηγικός ανταγωνισμός με το Πεκίνο θα διαμορφώσει τις προτεραιότητες της αμερικανικής εθνικής ασφάλειας για τις επόμενες δεκαετίες. Παρότι η διπλωματία παραμένει αναγκαίο εργαλείο της κρατικής πολιτικής, η ιστορία δείχνει ότι οι διαπραγματεύσεις είναι πιο αποτελεσματικές όταν στηρίζονται σε αξιόπιστη στρατιωτική και οικονομική ισχύ. Η διατήρηση της στρατιωτικής αποτροπής είναι, επομένως, βασική προϋπόθεση για τη διαφύλαξη της ειρήνης και την αποτροπή σύγκρουσης.

Σε αντίθεση με προηγούμενους ανταγωνιστές, η Κίνα έχει υιοθετήσει μια συνολική εθνική στρατηγική που ενσωματώνει την οικονομική ανάπτυξη, την τεχνολογική καινοτομία, τη βιομηχανική πολιτική και τον στρατιωτικό εκσυγχρονισμό. Μέσω του δόγματος Military-Civil Fusion, το Πεκίνο κατευθύνει συστηματικά την εμπορική έρευνα, τα πανεπιστήμια, τις κρατικές επιχειρήσεις και τον ιδιωτικό τομέα προς την ενίσχυση των στόχων της εθνικής άμυνας. Σε συνδυασμό με το γεγονός ότι πρόκειται για μια κλειστή κοινωνία που δεν χρειάζεται εκτεταμένο έλεγχο και πολλαπλές εγκρίσεις, η προσέγγιση αυτή συμπιέζει το παραδοσιακό χρονοδιάγραμμα ανάμεσα στην επιστημονική ανακάλυψη και τη στρατιωτική επιχειρησιακή ικανότητα, ενώ επιτρέπει στον στρατό να αξιοποιεί εξελίξεις που προκύπτουν από την εμπορική οικονομία της Κίνας.

Στον στρατηγικό ανταγωνισμό με την Κίνα, οι ΗΠΑ αντιμετωπίζουν ένα περιβάλλον θεμελιωδώς διαφορετικό από εκείνο του Ψυχρού Πολέμου. Η στρατιωτική υπεροχή δεν μπορεί πλέον να μετριέται μόνο με τον αριθμό πλοίων, αεροσκαφών, αρμάτων ή πυραύλων στο οπλοστάσιο. Αντίθετα, η εθνική ισχύς εξαρτάται όλο και περισσότερο από την ικανότητα ενσωμάτωσης νέων τεχνολογιών, τη γρήγορη παραγωγή προηγμένων συστημάτων, τη διατήρηση των επιχειρήσεων για μεγάλα χρονικά διαστήματα και την ταχύτερη προσαρμογή από τους πιθανούς αντιπάλους.

Το ανταγωνιστικό πλεονέκτημα της Αμερικής θα στηριχθεί τελικά σε δύο αλληλοενισχυόμενους πυλώνες: την τεχνολογική υπεροχή και τη βιομηχανική ικανότητα και ανθεκτικότητα.

Κανένας από τους δύο δεν αρκεί μόνος του. Η προηγμένη τεχνολογία χωρίς τη βιομηχανική δυνατότητα παραγωγής της σε ουσιαστικές ποσότητες δεν μπορεί να στηρίξει στρατιωτικές επιχειρήσεις. Αντίστοιχα, η παραγωγική ικανότητα χωρίς τεχνολογική καινοτομία δεν μπορεί να διατηρήσει στρατιωτική υπεροχή. Η μακροπρόθεσμη επιτυχία απαιτεί αριστεία και στα δύο.

Πυλώνας Πρώτος: Τεχνολογικός ανταγωνισμός: διατήρηση της στρατιωτικής υπεροχής

Η διατήρηση της στρατιωτικής υπεροχής σε μια εποχή στρατηγικού ανταγωνισμού απαιτεί κάτι περισσότερο από σταδιακό εκσυγχρονισμό. Οι ΗΠΑ πρέπει να στηρίξουν μακροπρόθεσμες επενδύσεις στην έρευνα, την ανάπτυξη, τις προμήθειες και την ταχεία εισαγωγή προηγμένων τεχνολογιών που θα καθορίσουν τον μελλοντικό πόλεμο. Η τεχνολογική υπεροχή της Αμερικής αντιστάθμισε ιστορικά αριθμητικά μειονεκτήματα, ενίσχυσε τη δυνατότητα παγκόσμιας προβολής ισχύος και τροφοδότησε την αποτροπή. Ωστόσο, το πλεονέκτημα αυτό αμφισβητείται ολοένα και περισσότερο από ανταγωνιστές —ιδίως την Κίνα— που ενσωματώνουν γρήγορα τις αναδυόμενες τεχνολογίες μέσω της στρατηγικής Military-Civil Fusion. Η διατήρηση της στρατιωτικής υπεροχής απαιτεί, επομένως, συντονισμένη εθνική προσπάθεια που επιταχύνει την καινοτομία, μειώνει τους χρόνους προμήθειας, ενισχύει τη βιομηχανική βάση της άμυνας και μετατρέπει γρήγορα τις τεχνολογικές ανακαλύψεις από τα εργαστήρια σε επιχειρησιακές στρατιωτικές δυνατότητες.

Κυβερνοεπιχειρήσεις: Ο κυβερνοχώρος έχει εξελιχθεί σε αμφισβητούμενο πεδίο επιχειρήσεων, όπου τα κράτη μπορούν να επιτύχουν στρατηγικά αποτελέσματα χωρίς να ρίξουν ούτε μια βολή. Οι κυβερνοεκστρατείες που υποστηρίζονται από κράτη στοχεύουν συστηματικά κρίσιμες υποδομές, δίκτυα της αμυντικής βιομηχανίας, χρηματοπιστωτικά συστήματα, μεταφορές, ενέργεια, επικοινωνίες και κρατικές υπηρεσίες. Όλο και πιο στενά συνδεδεμένες με τον ηλεκτρονικό πόλεμο, τις υπηρεσίες πληροφοριών και τις συμβατικές στρατιωτικές επιχειρήσεις, οι κυβερνοδυνατότητες έχουν γίνει βασικό στοιχείο της εθνικής άμυνας και όχι απλώς μια λειτουργία πληροφορικής.

Οι μελλοντικές συγκρούσεις είναι πιθανό να ξεκινούν στο διάστημα και στον κυβερνοχώρο, μέσω επιθέσεων σε διοίκηση και έλεγχο, εφοδιαστική, δορυφορικές επικοινωνίες, κρίσιμες υποδομές και δημόσια πληροφόρηση, ώστε να διαταραχθούν οι στρατιωτικές επιχειρήσεις πριν αρχίσει η συμβατική μάχη. Η προστασία της ψηφιακής υποδομής της Αμερικής είναι, συνεπώς, εξίσου αναγκαία με την υπεράσπιση των φυσικών της συνόρων.

Η Cybersecurity and Infrastructure Security Agency θα πρέπει να συνεχίσει να ενισχύει την ανθεκτικότητα των κρίσιμων υποδομών μέσω συμπράξεων δημόσιου και ιδιωτικού τομέα και ανταλλαγής πληροφοριών για απειλές. Η National Security Agency θα πρέπει να προστατεύει τα συστήματα εθνικής ασφάλειας, προωθώντας ταυτόχρονα ασφαλείς επικοινωνίες και κρυπτογράφηση ανθεκτική στην κβαντική υπολογιστική. Η United States Cyber Command πρέπει να διατηρήσει επιθετικές κυβερνοδυνατότητες και συνεχή εμπλοκή για την αποδιάρθρωση των δικτύων του αντιπάλου και την αποτροπή επιθετικότητας. Η Defense Information Systems Agency (DISA) θα πρέπει να εκσυγχρονίσει το Global Information Network του Υπουργείου Άμυνας, ώστε να στηρίζει ανθεκτικό Joint All-Domain Command and Control. Η DARPA, το OUSD(R&E) και τα στρατιωτικά ερευνητικά εργαστήρια πρέπει να επιταχύνουν τις νέες κυβερνοτεχνολογίες, ενώ το Υπουργείο Άμυνας να ενισχύσει την κυβερνοασφάλεια της αμυντικής βιομηχανικής βάσης μέσω ευρύτερης εφαρμογής του Cybersecurity Maturity Model Certification και της ασφάλειας της εφοδιαστικής αλυσίδας.

Οι κυβερνοεπιχειρήσεις θα στηρίξουν κάθε πεδίο του μελλοντικού πολέμου, επιτρέποντας διοίκηση και έλεγχο, συλλογή πληροφοριών, εφοδιασμό, πλήγματα ακριβείας, αντιπυραυλική άμυνα και διαστημικές επιχειρήσεις. Η διατήρηση της υπεροχής στον κυβερνοχώρο αποτελεί, επομένως, στρατηγική στρατιωτική αναγκαιότητα. Όπως η ναυτική ισχύς και η αεροπορική υπεροχή καθόρισαν προηγούμενες εποχές του πολέμου, έτσι και η κυβερνοϋπεροχή θα είναι αναντικατάστατη για τη διατήρηση της στρατιωτικής κυριαρχίας των ΗΠΑ στον 21ο αιώνα.

Τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση: Η τεχνητή νοημοσύνη αποτελεί μία από τις πιο καθοριστικές στρατιωτικές τεχνολογίες από την εισαγωγή των όπλων ακριβείας. Η υποστήριξη αποφάσεων με τη βοήθεια της AI, η ανάλυση πληροφοριών, η βελτιστοποίηση της εφοδιαστικής, η προληπτική συντήρηση, τα αυτόνομα συστήματα και η διαχείριση μάχης μπορούν να αυξήσουν θεαματικά την ταχύτητα και την αποτελεσματικότητα των στρατιωτικών επιχειρήσεων.

Ωστόσο, η στρατιωτική υιοθέτηση της τεχνητής νοημοσύνης πρέπει να δίνει έμφαση στην εμπιστοσύνη, τη διαφάνεια, την ασφάλεια και την υπεύθυνη ανθρώπινη εποπτεία. Η AI θα πρέπει να ενισχύει την ανθρώπινη κρίση και όχι να την αντικαθιστά σε αποφάσεις που αφορούν τη χρήση φονικής ισχύος ή ενέργειες με σημαντικές στρατηγικές συνέπειες.

Η DARPA θα πρέπει να συνεχίσει την ανάπτυξη πρωτοποριακών δυνατοτήτων AI, ενώ η Defense Innovation Unit να επιταχύνει τη μεταφορά εμπορικών καινοτομιών σε επιχειρησιακά στρατιωτικά συστήματα. Οι ένοπλες δυνάμεις θα πρέπει να ενσωματώσουν την AI στις αρχιτεκτονικές διοίκησης και ελέγχου, στην επεξεργασία πληροφοριών, στην εφοδιαστική και στις αυτόνομες πλατφόρμες, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα ότι οι διοικητές διατηρούν ουσιαστικό ανθρώπινο έλεγχο στις κρίσιμες επιχειρησιακές αποφάσεις.

Το στρατηγικό πλεονέκτημα δεν θα ανήκει στο έθνος που διαθέτει τους πιο εξελιγμένους αλγορίθμους, αλλά σε εκείνο που μπορεί να ενσωματώσει την τεχνητή νοημοσύνη σε κάθε πτυχή των στρατιωτικών επιχειρήσεων ταχύτερα από τους ανταγωνιστές του.

Υπεροχή στο διάστημα: Η υπεροχή στο διάστημα έχει γίνει προϋπόθεση επιτυχίας σε κάθε άλλο πεδίο πολέμου. Οι επικοινωνίες, ο εντοπισμός θέσης, η πλοήγηση, ο συγχρονισμός, η προειδοποίηση για πυραύλους, η παρακολούθηση πυραύλων, η συλλογή πληροφοριών, η πρόγνωση του καιρού και η στόχευση ακριβείας εξαρτώνται από ανθεκτικές διαστημικές δυνατότητες. Ένας αντίπαλος που μπορεί να στερήσει την πρόσβαση σε υπηρεσίες που βασίζονται στο διάστημα αποκτά σημαντικό επιχειρησιακό πλεονέκτημα πριν καν ξεκινήσει η συμβατική μάχη.

Η Space Force θα πρέπει να συνεχίσει να επιταχύνει τις δυνατότητες άμεσης εκτόξευσης, την ταχεία αντικατάσταση δορυφόρων, τις υπηρεσίες εν πτήσει και τα λογισμικά ορισμένα διαστημικά σκάφη που μπορούν να δέχονται συνεχείς αναβαθμίσεις σε όλη τη διάρκεια της επιχειρησιακής τους ζωής. Οι συνεργασίες με ιδιωτικούς παρόχους διαστημικών υπηρεσιών θα είναι όλο και πιο σημαντικές για την αύξηση της ικανότητας εκτόξευσης, την ενίσχυση της ανθεκτικότητας και την αξιοποίηση του εξαιρετικού ρυθμού καινοτομίας που αναπτύσσεται στον εμπορικό τομέα. Μαζί με τη U.S. Space Command, διαμορφώνει το δόγμα, τις επιχειρησιακές έννοιες και τις σχέσεις διοίκησης που απαιτούνται για στρατιωτικές επιχειρήσεις σε ένα ολοένα και πιο αμφισβητούμενο διαστημικό περιβάλλον. Επιπλέον, θα πρέπει να συνεχίσουν να ηγούνται της ανάπτυξης και διατήρησης ανθεκτικών διαστημικών αρχιτεκτονικών, καθώς και τακτικών και τεχνικών για διαστημικό ελιγμό και της ανάπτυξης και ενσωμάτωσης Dynamic Space Operations με επιθετικές και αμυντικές αντιδιαστημικές δυνατότητες, με στήριξη από ισχυρή γνώση της τρέχουσας Space Order of Battle.

Η διατήρηση της υπεροχής στο διάστημα απαιτεί περισσότερα από την προστασία των αμερικανικών δορυφόρων. Απαιτεί επίσης τη δυνατότητα άρνησης της αποτελεσματικής χρήσης του διαστήματος από τους αντιπάλους όταν αυτό είναι αναγκαίο, διατηρώντας παράλληλα την ελευθερία δράσης για τις δυνάμεις των ΗΠΑ και των συμμάχων τους. Η ανάπτυξη ανθεκτικών αρχιτεκτονικών, η ταχεία προμήθεια και οι ολοκληρωμένες διαστημικές επιχειρήσεις θα διασφαλίσουν ότι οι ΗΠΑ θα διατηρήσουν αυτό το καθοριστικό στρατηγικό πλεονέκτημα.

Αξιόπιστη αντιπυραυλική άμυνα: Η εξάπλωση προηγμένων βαλλιστικών πυραύλων, πυραύλων cruise, υπερηχητικών όπλων και συστημάτων πλήγματος ακριβείας μεγάλου βεληνεκούς έχει αλλάξει θεμελιωδώς το στρατηγικό περιβάλλον. Οι ΗΠΑ πρέπει να αποκαταστήσουν και να επεκτείνουν μια πολυεπίπεδη, ολοκληρωμένη αρχιτεκτονική αντιπυραυλικής άμυνας, ικανή να προστατεύει την επικράτεια, τις προωθημένες δυνάμεις, τους συμμάχους και τις κρίσιμες υποδομές από ολοένα πιο εξελιγμένες απειλές.

Το Golden Dome for America Office ηγείται της ανάπτυξης τεχνικών δυνατοτήτων και κρίσιμων υποδομών απέναντι σε βαλλιστικές, πυραυλικές cruise, υπερηχητικές και προηγμένες αεροαναπνεόμενες απειλές. Το γραφείο αυτό συντονίζει τη συνολική αμερικανική λύση, με τη U.S. Space Force, μέσω των SDA και SSC, να παρέχει επίμονη δορυφορική ανίχνευση, και τη MDA να προσφέρει αναχαιτιστικά και να αναβαθμίζει τα ραντάρ. Ο στρατός και το ναυτικό εκσυγχρονίζουν τις τελικές και περιφερειακές άμυνες μέσω των συστημάτων Patriot, THAAD και Aegis, ενώ η Αεροπορία αναπτύσσει προηγμένες αερομεταφερόμενες λύσεις.

Φυσικοί δημιούργησαν «φάρο ηλεκτρονίων» που κατευθύνει το ρεύμα με φως

Η ροή των ηλεκτρονίων κινεί τη σύγχρονη ζωή μας.

Από τις οικιακές ευκολίες, όπως το απαραίτητο air fryer, μέχρι τις οθόνες κάθε μεγέθους που χρησιμοποιούμε στη δουλειά ή για ψυχαγωγία, η σύγχρονη τεχνολογία λειτουργεί χάρη στην κατευθυνόμενη κίνηση των ηλεκτρονίων.

Ωστόσο, τα ηλεκτρόνια υπακούν στους παράξενους κανόνες του κβαντικού κόσμου, παρουσιάζοντας συμπεριφορές που δεν συναντάμε στον μακροσκοπικό κόσμο. Μία από αυτές είναι η υπέρθεση, που τους επιτρέπει να βρίσκονται σε πολλές καταστάσεις μέχρι να παρατηρηθούν, όπως η θεωρητικά «νεκροζώντανη» γάτα του Σρέντιγκερ.

Κάποιες φορές, όμως, οι παράξενες αυτές ιδιότητές τους έχουν και πραγματικά ανάλογα στον κόσμο γύρω μας, που βοηθούν όσους δεν είναι κβαντικοί φυσικοί να κατανοήσουν έστω και ένα μέρος από τις αόρατες διεργασίες.

Σε μια σημαντική μελέτη, φυσικοί στο University of Michigan (U-M) ανέδειξαν νέα φυσική, αναπτύσσοντας μια συσκευή-«φάρο ηλεκτρονίων» που εκπέμπει μια δέσμη ηλεκτρονίων, η οποία μπορεί να ελέγχεται με διαφορετικά «χρώματα» φωτός χωρίς να απαιτείται καμία ηλεκτρική πηγή.

«Αυτό δεν είναι ο τρόπος που λειτουργούν συνήθως τα πράγματα. Όταν σκέφτεστε τα ηλεκτρόνια να κινούνται μέσα σε ένα υλικό, κινούνται επειδή έχετε εφαρμόσει ένα ηλεκτρικό πεδίο και στην πραγματικότητα αναπηδούν και παρασύρονται μέσα στο υλικό», εξηγεί ο Steven Cundiff, πειραματικός φυσικός στο U-M και βασικός συγγραφέας της μελέτης.

«Εδώ, χρησιμοποιώντας το φως, μπορείτε στην πραγματικότητα να σπρώξετε τα ηλεκτρόνια προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση χωρίς να εφαρμόσετε ηλεκτρικό πεδίο».

Με τη στήριξη του US National Science Foundation, οι ερευνητές κατασκεύασαν μια συσκευή που χρησιμοποιεί δύο δέσμες λέιζερ διαφορετικών «χρωμάτων» στο αόρατο υπέρυθρο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, ώστε να ελέγχουν τη ροή των ηλεκτρονίων μέσα από έναν ημιαγωγό.

«Ίσως το πιο εντυπωσιακό είναι ότι τα ρεύματα που παράγονται από αυτή τη διαδικασία μπορούν πράγματι να ανιχνευθούν με τη συσκευή που φτιάξαμε», είπε ο Cundiff στο ScienceAlert.

«Το παραγόμενο ρεύμα είναι “βαλλιστικό”, πράγμα που σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται κατά μήκος μιας τροχιάς που καθορίζεται από την αρχική τους “εκτόξευση”. Συνήθως, τα ηλεκτρικά ρεύματα δεν είναι βαλλιστικά, αλλά διαχυτικά, επειδή τα ηλεκτρόνια συγκρούονται διαρκώς με ακαθαρσίες και ατέλειες στο υλικό».

Οι ερευνητές κατασκεύασαν τη συσκευή τους στην Lurie Nanofabrication Facility (LNF) του U-M, δοκιμάζοντας διαφορετικές μεθόδους για να στήσουν ένα πειραματικό σύστημα που δεν θα εισήγαγε εξωτερικά ηλεκτρικά πεδία και δεν θα αλλοίωνε τα αποτελέσματά τους.

«Αυτό ήταν το μεγαλύτερο αίνιγμα που έπρεπε να λύσω, γιατί δεν υπάρχει τυποποιημένος τρόπος να το κάνεις», λέει ο Yiming Gong, επιστήμονας μηχανικής μάθησης στο Grainger και πρώτος συγγραφέας της μελέτης.

«Έτσι, συνεργάστηκα με το προσωπικό της LNF για να δοκιμάσουμε διαφορετικές συνταγές και θερμοκρασίες, ώστε να βρούμε μια διαδικασία κατασκευής».

Προηγούμενη θεωρητική και πειραματική δουλειά είχε δείξει ότι μόνο το φως μπορεί να προσφέρει την απαραίτητη ενέργεια για να αρχίσουν να κινούνται τα ηλεκτρόνια.

«Στην πραγματικότητα, αυτό το έργο είναι αρκετά ενδιαφέρον, γιατί ξεκίνησα να δουλεύω σε [τον προκάτοχό του] πολλά χρόνια πριν, ως έναν τρόπο να φτιάξω έναν ανιχνευτή ευαίσθητο στη φάση για χρήση στη σταθεροποίηση frequency combs», είπε ο Cundiff στο ScienceAlert.

Τα frequency combs αποτελούν βασικά εργαλεία για τον ακριβή έλεγχο των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, δημιουργώντας ακριβέστερα ρολόγια, υπολογιστές και συστήματα επικοινωνίας.

Η νέα έρευνα βασίζεται σε προηγούμενες εργασίες και δείχνει ότι το φως μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παρακινήσει τα ηλεκτρόνια να ρέουν σε μορφή δέσμης, κάτι που οι συγγραφείς παρομοιάζουν με φάρο.

«Το φως δεν απλώς ενεργοποιεί το ρεύμα· το κατευθύνει κιόλας», εξηγεί ο Cundiff.

Η στόχευση αυτής της δέσμης ηλεκτρονίων, ωστόσο, είναι πιο σύνθετη από το απλό γύρισμα ενός λαμπτήρα. Οι ερευνητές περιστρέφουν τη δέσμη ηλεκτρονίων τους περιστρέφοντας την πόλωση —ή αλλιώς την κατεύθυνση των ταλαντώσεων— του φωτός.

Η εργασία αυτή αποτελεί επίσης την επιβεβαίωση μιας πρόβλεψης που είχε κάνει νωρίτερα ένας συνεργάτης τους, ο John Sipe, θεωρητικός φυσικός στο University of Toronto.

Ο Sipe και οι συνεργάτες του είχαν προβλέψει ότι αυτή η πειραματική διάταξη θα παρήγαγε το παρατηρούμενο φαινόμενο του «ηλεκτρονικού φάρου», δημιουργώντας μια δέσμη κατευθυνόμενων ηλεκτρονίων χωρίς την εφαρμογή τάσης.

Ο μηχανισμός που βρίσκεται πίσω από αυτό είναι γνωστός ως κβαντική συμβολή, μια χαρακτηριστική κβαντική διεργασία.

Σε αντίθεση με τα κλασικά σωματίδια που έχουν σαφώς καθορισμένες τροχιές, στον παράδοξο υποατομικό κόσμο, όπου τα σωματίδια συμπεριφέρονται σαν ασαφή κύματα, η κβαντική συμβολή περιγράφει πώς οι κυματοσυναρτήσεις αυτών των σωματιδίων μπορούν να ενισχύονται ή να ακυρώνονται μεταξύ τους.

Στο μέλλον, η έρευνα αυτή θα μπορούσε να βοηθήσει στην κατανόηση της κβαντικής γεωμετρίας των υλικών που καθορίζουν τις θεμελιώδεις ιδιότητές τους. Ως αποτέλεσμα, ίσως συμβάλει στη βελτίωση πολλών τεχνολογιών, μεταξύ των οποίων και οι τεχνικές κβαντικής ανίχνευσης, που στοχεύουν στην περιγραφή φυσικών μεγεθών με ολοένα μεγαλύτερη ακρίβεια.

Η πρόοδος στην κβαντική συμβολή θα μπορούσε επίσης να ενισχύσει την απεικόνιση και τις τηλεπικοινωνίες, βελτιώνοντας τον τρόπο με τον οποίο μεταδίδονται τα σήματα ανάμεσα στις συσκευές και αυξάνοντας τον όγκο των δεδομένων που μεταφέρουν.

Παράλληλα, η κβαντική συμβολή μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές επιταχύνσεις στους υπολογισμούς, ενισχύοντας την πιθανότητα να προκύψουν οι επιθυμητές λύσεις και μειώνοντας την πιθανότητα να προκύψουν οι ανεπιθύμητες.

Το μέλλον είναι κβαντικό και αυτός ο φάρος ίσως μας βοηθήσει να πλοηγηθούμε στη μέχρι σήμερα ασαφή και αόρατη θάλασσα των υποατομικών σωματιδίων και πεδίων που κυβερνούν τον απτό κόσμο.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters.

Ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια μεταδίδονται μεταξύ κατοικιδίων και ανθρώπων

Το 2022, ένα δείγμα από έμβρυα κοτόπουλου και πάπιας που είχαν πεθάνει πριν εκκολαφθούν έφτασε σε κτηνιατρικό εργαστήριο στην Κίνα για εξέταση.

Μέσα στον εγκεφαλικό τους ιστό, οι ερευνητές εντόπισαν το Acinetobacter baumannii, ένα παθογόνο που ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας έχει χαρακτηρίσει «Priority 1». Το βακτήριο είναι γνωστό κυρίως για την εξάπλωσή του στις μονάδες εντατικής θεραπείας, καθώς αντέχει ακόμη και στα αντιβιοτικά έσχατης ανάγκης.

Τα τελευταία χρόνια, όμως, αρχίζει να αναγνωρίζεται και ως ζωονοσογόνο, δηλαδή ικανό να μετακινείται μεταξύ ζώων και ανθρώπων.

Εδώ και καιρό θεωρείται ότι τα ζώα εκτροφής μπορεί να συμβάλλουν στη διάδοση της αντοχής στα αντιβιοτικά σε υπερβακτήρια. Ωστόσο, στην προκειμένη περίπτωση, τα συγκεκριμένα στελέχη που απομονώθηκαν από τα πουλερικά δεν ήταν ιδιαίτερα ανθεκτικά.

Συγκρίνοντας τα γενετικά δεδομένα με εκείνα από ανθρώπους και ζώα συντροφιάς, όπως γάτες και σκύλους, οι ερευνητές από το Nanjing Agricultural University, το Wuhu Institute of Technology και το Nanjing University of Chinese Medicine στην Κίνα διαπίστωσαν ότι η πραγματική ανησυχία βρισκόταν πιο κοντά στο σπίτι.

Η ερευνητική ομάδα συγκέντρωσε γενετικά δεδομένα από 509 δείγματα A. baumannii που είχαν συλλεχθεί από ζώα σε 17 χώρες και αφορούσαν 33 είδη, από άσπρους πελαργούς στην Πολωνία μέχρι γάτες, σκύλους και άλογα σε κτηνιατρικές κλινικές σε όλη την Ευρώπη.

Όταν τα στοιχεία αυτά συνδυάστηκαν με χιλιάδες κλινικά δείγματα από ανθρώπους στις ίδιες περιοχές, καθώς και με τα νέα δεδομένα από τα πουλερικά, η εικόνα που προέκυψε δεν ήταν ενθαρρυντική για τους ιδιοκτήτες κατοικιδίων.

«Τα A. baumannii που απομονώθηκαν από ζώα μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: μια ομάδα με υψηλή αντοχή στα αντιμικροβιακά, που κυριαρχείται από ξενιστές όπως τα άλογα, οι γάτες και οι σκύλοι, και μια ομάδα με χαμηλή αντοχή στα αντιμικροβιακά, που κυριαρχείται από ξενιστές όπως τα ζώα εκτροφής, τα πουλερικά και η άγρια ζωή», έγραψαν οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Xiangkuan Zheng από το Nanjing Agricultural University, στην επιθεώρηση Applied and Environmental Microbiology.

Με τη χρήση ενός συστήματος ταξινόμησης που ομαδοποιεί συγγενικά στελέχη του A. baumannii σε «διεθνείς κλώνους» — τις ίδιες γενεαλογικές γραμμές που ευθύνονται για νοσοκομειακές εξάρσεις σε όλο τον κόσμο — η ομάδα διαπίστωσε ότι αρκετοί από αυτούς τους κλώνους, ανάμεσά τους και ένας με την ονομασία ST25, εμφανίζονταν ξανά και ξανά σε ζώα συντροφιάς.

Ο ST25 βρέθηκε μόνος του σε εννέα διαφορετικά είδη ζώων, κυρίως γάτες, σκύλους και άλογα.

Τα βακτήρια από γάτες, σκύλους και άλογα αποδείχθηκαν γενετικά σχεδόν αδιάκριτα από τα στελέχη που μολύνουν ανθρώπους σε κοντινά νοσοκομεία, με δείκτες γενετικής ομοιότητας πάνω από 99%, και σε ορισμένες περιπτώσεις πάνω από 99,5%.

Αντίθετα, τα ζώα εκτροφής, τα πουλερικά και τα άγρια ζώα έφεραν στελέχη πολύ πιο απομακρυσμένα συγγενικά, με συνήθη γενετική ομοιότητα μόλις 97% έως 98% με τα ανθρώπινα στελέχη.

«Η μελέτη μας δείχνει ότι το A. baumannii έχει μεγαλύτερη πιθανότητα αμοιβαίας μετάδοσης μεταξύ ζώων συντροφιάς και ανθρώπων σε σύγκριση με τα ζώα εκτροφής, τα πουλερικά και την άγρια ζωή», γράφουν οι ερευνητές. «Αυτή η αυξημένη πιθανότητα μπορεί να σχετίζεται με τη στενή επαφή των ζώων συντροφιάς με τους ανθρώπους».

Γάτες και σκύλοι έφεραν ακόμη και γονίδια αντοχής που τα ζώα εκτροφής δεν θα έπρεπε να έχουν. Τα δείγματα από ζώα συντροφιάς εμφάνισαν δύο γονίδια που κάνουν τα βακτήρια ανθεκτικά στις καρβαπενέμες, τα αντιβιοτικά στα οποία καταφεύγουν οι γιατροί όταν τίποτα άλλο δεν λειτουργεί και τα οποία δεν επιτρέπονται καθόλου στην κτηνοτροφία. Τα ίδια γονίδια δεν βρέθηκαν σε κανένα από τα δείγματα ζώων εκτροφής, πουλερικών ή άγριας ζωής.

Όλα αυτά δεν σημαίνουν ότι ο σκύλος ή η γάτα σας σάς έχει μεταδώσει ή θα σας μεταδώσει κάποια νοσοκομειακή λοίμωξη.

Για να είμαστε σαφείς: δεν υπάρχει άμεση απόδειξη εδώ ότι το βακτήριο πέρασε πράγματι από ένα συγκεκριμένο κατοικίδιο σε έναν συγκεκριμένο άνθρωπο, αλλά μόνο ένα γενετικό ίχνος που δείχνει ότι η πιθανότητα υπάρχει και υπάρχει εδώ και καιρό.

Πέρυσι, η American Society for Microbiology (AMR) δημοσίευσε άρθρο για τη διαρκώς ενισχυόμενη σύνδεση ανάμεσα στα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια στα κατοικίδια και στους ανθρώπους, επισημαίνοντας ειδικά την ανάγκη για περισσότερη δειγματοληψία ανά είδος, ώστε να αποσαφηνιστεί καλύτερα η εικόνα.

Η νέα μελέτη δίνει ακόμη περισσότερα σημαντικά στοιχεία, όμως υπάρχει ακόμα δρόμος μέχρι να κατανοηθεί πλήρως η κατάσταση.

Το επόμενο βήμα είναι περισσότερη δειγματοληψία, από πατούσες, φτερά, οπλές και από τους ανθρώπους που στέκονται δίπλα τους, ώστε να φανεί πόσο συχνά και πόσο εύκολα αυτός ο «συχνός επισκέπτης» των νοσοκομείων περνά από το ένα είδος στο άλλο.

Σχετικό: Αρχαίος φονικός μικροοργανισμός αποκτά γρήγορα αντοχή στα αντιβιοτικά, προειδοποιεί μελέτη

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στην Applied and Environmental Microbiology.

Η Πολωνία επενδύει 745 εκατ. δολάρια στο ευρωπαϊκό IRIS²

ΒΑΡΣΟΒΙΑ, Πολωνία — Η πολωνική κυβέρνηση συμφώνησε να επενδύσει περίπου 745 εκατομμύρια δολάρια στην ανάπτυξη του σχεδιαζόμενου πολυτροχιακού δορυφορικού δικτύου internet IRIS², σε συνεργασία με την Ευρωπαϊκή Ένωση.

Τα χρήματα θα διατεθούν για τη χρηματοδότηση έξι δορυφόρων μέσης γήινης τροχιάς (MEO) και έξι δορυφόρων χαμηλής γήινης τροχιάς (LEO).

«Η συμμετοχή σε αυτό το έργο σηματοδοτεί ένα νέο κεφάλαιο για την ασφάλεια της Πολωνίας. Η Πολωνία θα χρηματοδοτήσει την κατασκευή αρκετών δορυφόρων, συνολικού ύψους 2,8 δισεκατομμυρίων πολωνικών ζλότι (656 εκατομμύρια ευρώ· 740 εκατομμύρια δολάρια)», ανακοίνωσε η Πολωνική Διαστημική Υπηρεσία. «Οι δορυφόροι θα διασφαλίσουν την ασφάλεια των στρατηγικών επικοινωνιών σε περίπτωση συγκρούσεων και κρίσεων».

Η επίσημη τελετή πραγματοποιήθηκε στις 21 Ιουλίου στη Βαρσοβία, με την παρουσία του Ευρωπαίου επιτρόπου Άμυνας και Διαστήματος Ανδριούς Κουμπίλιους και του Μαρτσίν Κιερβίνσκι, υπουργού Εσωτερικών και Διοίκησης της Πολωνίας.

«Η Ευρωπαϊκή Ένωση αναπτύσσει κάποιες πολύ σημαντικές νέες διαστημικές συστοιχίες, για παράδειγμα για ασφαλείς δορυφορικές επικοινωνίες, το λεγόμενο IRIS². Η Πολωνία επενδύει σε αυτή τη συστοιχία ένα μεγάλο ποσό, το οποίο θα προσφέρει… στην Πολωνία πολύ σημαντικές πρόσθετες υπηρεσίες και θα δημιουργήσει επίσης δυνατότητες για την πολωνική διαστημική βιομηχανία», δήλωσε ο Κουμπίλιους σε ανάρτηση στα κοινωνικά δίκτυα.

Σε ανακοίνωση που εξέδωσε το υπουργείο του, ο Κιερβίνσκι ανέφερε ότι η συμμετοχή της Πολωνίας στο IRIS² θα μπορούσε επίσης να προσφέρει πολλαπλές επιχειρηματικές ευκαιρίες σε περισσότερες από 400 εταιρείες που δραστηριοποιούνται στον διαστημικό τομέα της χώρας.

«Είμαι πεπεισμένος ότι, μέσω της συμμετοχής της σε αυτό το ευρωπαϊκό έργο, η Πολωνία θα ενισχύσει τη θέση της ως αξιόπιστου εταίρου και η εγχώρια διαστημική βιομηχανία θα αποκτήσει νέες ευκαιρίες ανάπτυξης», είπε ο Κιερβίνσκι.

Το IRIS² έχει σχεδιαστεί για να εξασφαλίζει τις δορυφορικές επικοινωνίες κυβερνητικών υπηρεσιών, ενώ παράλληλα διευκολύνει τις προσπάθειες της ΕΕ να εξασφαλίσει ευρυζωνικό ίντερνετ υψηλής ταχύτητας και να αντιμετωπίσει περιοχές χωρίς συνδεσιμότητα. Η σχεδιαζόμενη δορυφορική συστοιχία θεωρείται ευρέως η απάντηση της Ένωσης στο Starlink της SpaceX.

Αναπτύσσεται για να επεκτείνει τη συνδεσιμότητα σε περιοχές όπου τα επίγεια δίκτυα δεν είναι διαθέσιμα ή δεν λειτουργούν αξιόπιστα και, σύμφωνα με την ανακοίνωση, το IRIS² θα μπορεί να διασυνδέεται με τα επίγεια δίκτυα 5G και 6G. Η ΕΕ αναφέρει ότι το IRIS² αποτελεί την πρώτη σύμπραξη δημόσιου και ιδιωτικού τομέα της Ένωσης στον τομέα της ασφαλούς δορυφορικής συνδεσιμότητας και έχει σχεδιαστεί για να εξυπηρετεί τα 27 κράτη-μέλη.

Με βάση το σχέδιο, το σύστημα θα περιλαμβάνει περίπου 292 δορυφόρους που θα επιχειρούν σε διαφορετικές τροχιές. Από αυτούς, 18 θα τοποθετηθούν σε MEO, 264 σε υψηλή χαμηλή γήινη τροχιά (LEO-High) και 10 σε χαμηλή χαμηλή γήινη τροχιά (LEO-Low), σύμφωνα με πληροφορίες που δημοσίευσε διαδικτυακά τον Φεβρουάριο η Γενική Διεύθυνση Αμυντικής Βιομηχανίας και Διαστήματος της Ευρωπαϊκής Επιτροπής.

Η εξέλιξη έρχεται λίγο μετά την επιλογή της Πολωνίας, νωρίτερα αυτόν τον μήνα, να φιλοξενήσει το πρώτο κέντρο του ESA που θα εγκατασταθεί σε κράτος της ανατολικής πτέρυγας. Η νέα εγκατάσταση, που θα ανοίξει στη Βαρσοβία, θα επικεντρώνεται στην πολιτική ασφάλεια και την ανθεκτικότητα.

Παράλληλα με αυτές τις πρωτοβουλίες, η Πολωνία αυξάνει τις δαπάνες της για διαστημικά προγράμματα. Στα έτη 2026 έως 2028, η χρηματική της συνεισφορά στον προϋπολογισμό του ESA θα ανέλθει σε περίπου 731 εκατομμύρια ευρώ. Οι αρχές της χώρας σχεδιάζουν επίσης τη δημιουργία νέου κρατικού ταμείου, ύψους άνω των 500 εκατομμυρίων ζλότι, το οποίο θα επενδύσει σε υποσχόμενες διαστημικές εταιρείες, όπως έχουν ανακοινώσει τοπικοί αξιωματούχοι.

NASA και ESA γλίτωσαν σοβαρές ζημιές από τις πυρκαγιές στην Ισπανία

ΟΥΑΣΙΓΚΤΟΝ — Οι βασικοί σταθμοί της NASA και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος στην Ισπανία απέφυγαν σοβαρές ζημιές από τις μεγάλες πυρκαγιές που πλήττουν τη χώρα.

Η NASA ανακοίνωσε στις 24 Ιουλίου ότι εκκένωσε το Madrid Deep Space Communications Complex, ή MDSCC, έναν από τους τρεις βασικούς επίγειους σταθμούς του Deep Space Network, που βρίσκεται στο Robledo de Chavela, περίπου 65 χιλιόμετρα δυτικά της Μαδρίτης. Η εκκένωση έγινε εξαιτίας μεγάλης πυρκαγιάς στην περιοχή.

«Όλο το προσωπικό απομακρύνθηκε με ασφάλεια. Η πυρκαγιά πέρασε από το MDSCC. Τυχόν ζημιές θα εκτιμηθούν όταν αυτό είναι ασφαλές», ανέφερε η υπηρεσία σε ανακοίνωσή της.

Σε ανάρτησή της στα social media στις 25 Ιουλίου, η εκπρόσωπος Τύπου της NASA, Bethany Stevens, ανέφερε ότι η εγκατάσταση του MDSCC απέφυγε σοβαρές ζημιές από τη φωτιά.

«Στις 25 Ιουλίου, αρχική επιτόπια επιθεώρηση από την ομάδα αντιμετώπισης έκτακτης ανάγκης του NASA Madrid Deep Space Communications Complex (MDSCC) διαπίστωσε ζημιές από τη φωτιά κυρίως στο οδόστρωμα και στη γύρω βλάστηση, χωρίς να παρατηρηθούν σημαντικές δομικές ζημιές σε κεραίες ή κτίρια», έγραψε.

Πρόσθεσε ότι θα ακολουθήσουν και άλλοι έλεγχοι και επιθεωρήσεις, όταν το επιτρέψουν οι συνθήκες. «Η κατάσταση παραμένει δυναμική και οι πλήρεις εκτιμήσεις θα συνεχιστούν μόλις σταθεροποιηθούν οι συνθήκες και βελτιωθεί η πρόσβαση».

Το MDSCC είναι μία από τις τρεις εγκαταστάσεις του DSN, μαζί με εκείνες στο Goldstone της Καλιφόρνια και κοντά στην Καμπέρα της Αυστραλίας. Διαθέτει κεραία 70 μέτρων και πέντε κεραίες 34 μέτρων, που χρησιμοποιούνται για την επικοινωνία με τα διαστημόπλοια της NASA σε όλο το ηλιακό σύστημα.

Σύμφωνα με την ιστοσελίδα Deep Space Network Now της NASA, που παρέχει ζωντανή απεικόνιση των δραστηριοτήτων του DSN, καμία από τις κεραίες του σταθμού της Μαδρίτης δεν επικοινωνούσε ενεργά με διαστημόπλοια τουλάχιστον από τις 24 Ιουλίου. Οι σταθμοί της Καμπέρα και του Goldstone παραμένουν ενεργοί.

Η NASA χρησιμοποιεί προσέγγιση «follow the sun» για τη διαχείριση του DSN, με τη λειτουργία του δικτύου να μεταφέρεται διαδοχικά ανάμεσα στους τρεις σταθμούς. Η Stevens ανέφερε ότι η Καμπέρα και το Goldstone ανέλαβαν τον έλεγχο του DSN, «διασφαλίζοντας τη συνέχεια της λειτουργίας και την αδιάλειπτη επικοινωνία με τα διαστημόπλοια».

Δεν είναι ακόμη σαφές για πόσο διάστημα το MDSCC θα μείνει εκτός λειτουργίας ή πώς αυτό θα επηρεάσει τις επιχειρήσεις των διαστημοπλοίων. Το DSN αντιμετώπιζε ήδη πίεση χωρητικότητας λόγω της αυξανόμενης ζήτησης για επικοινωνίες με διαστημόπλοια, η οποία επιδεινώθηκε από τη ζημιά στην κεραία των 70 μέτρων στο Goldstone, που την έχει θέσει εκτός λειτουργίας έως το 2028 για επισκευές και αναβαθμίσεις.

Πέρα από τον σταθμό του DSN, η ESA λειτουργεί επίγειο σταθμό κοντά στο Cerberos της Ισπανίας, 77 χιλιόμετρα δυτικά της Μαδρίτης, ο οποίος επίσης επηρεάστηκε από τις πυρκαγιές. Διαθέτει κεραία 35 μέτρων που η ESA χρησιμοποιεί για επικοινωνίες με τις αποστολές βαθέος διαστήματος.

Και αυτός φαίνεται να επέζησε χωρίς σοβαρές ζημιές. «Με βάση τις πληροφορίες που είναι διαθέσιμες αυτή τη στιγμή, ο σταθμός φαίνεται να μην έχει υποστεί ζημιές», ανέφερε η ESA σε ανακοίνωσή της στις 25 Ιουλίου. Όλο το προσωπικό του σταθμού είναι ασφαλές και έχει καταγραφεί.

«Η ESA δεν έχει φυσική πρόσβαση στον σταθμό και ως εκ τούτου δεν είναι σε θέση να πραγματοποιήσει επιτόπια επιθεώρηση», πρόσθεσε ο οργανισμός. «Οποιαδήποτε εκτίμηση της κατάστασης του σταθμού θα γίνει μόλις αποκατασταθεί με ασφάλεια η πρόσβαση».

Οι πυρκαγιές κοντά στη Μαδρίτη είναι μία από τις δεκάδες που έχουν ξεσπάσει τις τελευταίες ημέρες σε Ισπανία και Γαλλία, σε συνδυασμό με τις ασυνήθιστα υψηλές θερμοκρασίες και τις ξηρές συνθήκες. Μέχρι αργά στις 25 Ιουλίου, σχεδόν 300.000 άνθρωποι στις δύο χώρες είχαν απομακρυνθεί εξαιτίας των πυρκαγιών.

Ο Jeff Foust γράφει για διαστημική πολιτική, εμπορικό διάστημα και συναφή θέματα για το SpaceNews. Είναι κάτοχος διδακτορικού στις πλανητικές επιστήμες από το Massachusetts Institute of Technology και πτυχίου με διάκριση στη γεωφυσική και την πλανητική επιστήμη…

Φάρμακα στα φαρμακεία μπορεί να επιβραδύνουν τη γήρανση

Στην αναζήτηση τρόπων που θα μας βοηθήσουν να ζούμε περισσότερο και με καλύτερη υγεία, οι ερευνητές στρέφονται σε ήδη υπάρχοντα φάρμακα για να βρουν ενδείξεις.

Τα φάρμακα που κυκλοφορούν ήδη είναι εγκεκριμένα για χρήση από τον άνθρωπο, και η αξιοποίησή τους ξανά για μελέτες γύρω από τη μακροζωία και τη γήρανση μπορεί να αποδειχθεί ταχύτερη και φθηνότερη από την ανάπτυξη και τη δοκιμή εντελώς νέων ουσιών.

Ωστόσο, η εύρεση φαρμάκων που ίσως επηρεάζουν τη βιολογική γήρανση ή τη διάρκεια ζωής παραμένει δύσκολη, καθώς υπάρχουν πάρα πολλά διαθέσιμα σκευάσματα.

Για να περιορίσει την αναζήτηση, ομάδα από το Northeastern University και το Harvard Medical School ανέπτυξε ένα νέο πλαίσιο για τον εντοπισμό υποψήφιων φαρμάκων.

Το πλαίσιο αυτό, που περιγράφεται σε νέα μελέτη στο Nature Aging, λειτουργεί αντιστοιχίζοντας φάρμακα με ομάδες γονιδίων και πρωτεϊνών που συνδέονται με τα χαρακτηριστικά της γήρανσης, δηλαδή τις αλλαγές στο σώμα που συσσωρεύονται με τον χρόνο, όπως το γεγονός ότι τα κύτταρα έχουν λιγότερη ενέργεια στη διάθεσή τους.

Ένα από τα υποψήφια φάρμακα που εντοπίστηκαν με αυτή τη μέθοδο είναι η οξυμεταζολίνη. Διατίθεται χωρίς συνταγή ως ρινικό σπρέι για τη συμφόρηση, με εμπορικές ονομασίες όπως Afrin ή Sinex, ως οφθαλμικές σταγόνες για την ερυθρότητα των ματιών ή ως τοπική κρέμα για την ερυθρότητα του προσώπου που προκαλείται από ροδόχρου νόσο.

Μέχρι σήμερα δεν είχε συνδεθεί με την έρευνα για τη μακροζωία, όμως μέσω της νέας μεθόδου η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι μπορεί να βελτιώσει την επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων, κάτι που επίσης εξασθενεί φυσιολογικά όσο μεγαλώνουμε και επηρεάζει πολλές βιολογικές λειτουργίες.

«Τελικά, τα ευρήματά μας αναδεικνύουν τη δυνατότητα αξιοποίησης των εκτεταμένων γενετικών δεδομένων που σχετίζονται με τα χαρακτηριστικά της γήρανσης, ώστε να εντοπιστούν υποψήφια φάρμακα για επαναχρησιμοποίηση με στόχο την υγιή μακροζωία», γράφουν οι ερευνητές στην εργασία τους.

Η διαδικασία της έρευνας ξεκίνησε με τη συλλογή πληροφοριών για 1.250 γονίδια που είχαν ήδη συνδεθεί με ένα ή περισσότερα χαρακτηριστικά της γήρανσης.

Στη συνέχεια, τα γονίδια χαρτογραφήθηκαν στο human interactome, μια υπάρχουσα βάση δεδομένων για τις πρωτεΐνες που παράγονται από τα γονίδια και τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, με περισσότερους από μισό εκατομμύριο διαφορετικούς τρόπους.

Η χαρτογράφηση των πρωτεϊνών έδειξε ότι τα γονίδια που σχετίζονται με τη γήρανση συγκεντρώνονταν γύρω από συγκεκριμένες περιοχές του interactome, σχηματίζοντας ομάδες γύρω από τα διάφορα χαρακτηριστικά της γήρανσης. Μελετώντας πού τέμνονται αυτές οι ομάδες, οι ερευνητές μπορούν να εντοπίσουν φάρμακα που ίσως δρουν σε περισσότερα από ένα χαρακτηριστικά.

«Η πρόκληση είναι να καταλάβουμε ποια φάρμακα αξίζει να δοκιμαστούν.» – network scientist Albert-László Barabási

«Αν τα γονίδια ήταν τυχαία διασκορπισμένα, δεν θα υπήρχε τρόπος ένα φάρμακο να τα επηρεάσει συγκεκριμένα, επειδή θα βρίσκονταν παντού», λέει ο network scientist Bnaya Gross από το Northeastern University.

«Η δική μας ανακάλυψη είναι ότι τα γονίδια της γήρανσης βρίσκονται σε πολύ συγκεκριμένες περιοχές, σε μια πολύ συγκεκριμένη “γειτονιά”, κάτι που σου επιτρέπει να βρεις φάρμακα που επηρεάζουν αυτή τη γειτονιά.»

Το επόμενο βήμα ήταν να χρησιμοποιηθούν αυτά τα δεδομένα για να βρεθούν υπάρχοντα φάρμακα που θα επηρέαζαν αυτά τα γονίδια και τις πρωτεΐνες, μέσα από μια λίστα 6.442 φαρμάκων που βρίσκονται ήδη σε αναγνωρισμένη φαρμακευτική βάση δεδομένων.

Σε αυτό το στάδιο προστέθηκε και ένα ακόμη κριτήριο, ώστε να φανεί όχι μόνο ποια φάρμακα στοχεύουν ποια γονίδια, αλλά και αν επιταχύνουν ή επιβραδύνουν τις διαδικασίες της γήρανσης.

Αυτό οδήγησε την ομάδα στην οξυμεταζολίνη, αλλά και σε άλλα υποσχόμενα φάρμακα όπως η ασπιρίνη, η οποία ήδη μελετάται για τις αντιγηραντικές της ιδιότητες.

«Αυτή η μελέτη δεν προσφέρει θεραπεία για τη γήρανση, ούτε αποδεικνύει ότι κάποιο συγκεκριμένο φάρμακο θα παρατείνει τη ζωή του ανθρώπου», λέει ο network scientist Albert-László Barabási από το Northeastern University.

«Προσφέρει όμως έναν χάρτη πορείας… προς παρεμβάσεις που μπορούν να εφαρμοστούν και να δοκιμαστούν σε κύτταρα, σε ζώα και τελικά σε ανθρώπους.»

Φυσικά, η γήρανση και οι ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία έχουν πολλούς παράγοντες, και είναι πιθανό οι αντιγηραντικές θεραπείες που στοχεύουν στην αύξηση της διάρκειας ζωής και της υγείας να χρειαστεί να επηρεάζουν περισσότερους από έναν ταυτόχρονα.

Με καινοτόμες προσεγγίσεις όπως αυτή, που εντοπίζουν με αξιοπιστία ποια φάρμακα μπορεί να είναι πιο χρήσιμα και γιατί, μπορούμε να πλησιάσουμε περισσότερο στην ανάπτυξη θεραπειών που θα μπορούν πραγματικά να επιβραδύνουν την πορεία του βιολογικού χρόνου.

Σχετικό: Μελέτη αποκαλύπτει σε ποια ηλικία περνάτε το «σημείο καμπής» προς την αδυναμία

«Ως άνθρωπος που τα μαλλιά του έγιναν γκρίζα πριν από χρόνια, συμμερίζομαι τη διαχρονική επιθυμία ότι κάποια μέρα μπορεί να υπάρξει ένα χάπι που να επιβραδύνει πτυχές της γήρανσης», λέει ο Barabási.

«Η πρόκληση είναι να καταλάβουμε ποια φάρμακα αξίζει να δοκιμαστούν.»

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Aging.

Το άρθρο ελέγχθηκε από τη Rachel Garner και επιμελήθηκε ο Peter Dockrill. Παρότι δίνουμε μεγάλη σημασία στη διαδικασία μας, παραμένουμε άνθρωποι. Αν εντοπίσετε κάποιο λάθος, ενημερώστε μας.

Οι αστρονόμοι εντοπίζουν όλο και περισσότερους σκοτεινούς κομήτες κοντά στη Γη

Το Ηλιακό Σύστημα είναι γεμάτο από τα φαντάσματα της βίαιης γέννησής του.

Ανάμεσα σε αυτά τα αρχαία συντρίμμια βρίσκονται μικρά πετρώδη σώματα που δεν ενώθηκαν ποτέ σε μεγαλύτερους όγκους, αλλά και τα βραχώδη υπολείμματα αρχαίων πλανητικών σωμάτων που διαλύθηκαν από καταστροφικές συγκρούσεις, οι οποίες ήταν πολύ πιο συχνές πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.

Μέχρι πρόσφατα, αυτά τα πετρώδη, παγωμένα ή μικτά διαστημικά σώματα θεωρούνταν ότι χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες: αστεροειδείς και κομήτες, με διαφορές στη σύσταση, στις τροχιές, στα ορατά χαρακτηριστικά και στη δραστηριότητά τους.

Πλέον, όμως, οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν όλο και συχνότερα μια παράξενη οικογένεια υβριδίων αστεροειδών και κομητών, τους λεγόμενους «σκοτεινούς κομήτες», που ίσως είναι πολύ πιο συνηθισμένοι απ’ ό,τι πιστευόταν, ακόμη και κοντά στη Γη.

Οι σκοτεινοί κομήτες μπορεί να μοιάζουν με αστεροειδείς, καθώς δεν εμφανίζουν μια λαμπρή ουρά.

Ωστόσο, παρουσιάζουν μη βαρυτικές διαταραχές, όπως οι κομήτες, κάτι που δείχνει ότι κάποια κρυφή πηγή, όπως αέρια που διαφεύγουν, τους προκαλεί επιτάχυνση ή αλλαγή πορείας.

Σε νέα μελέτη, οι αστρονόμοι έδειξαν ότι ένας κοντά στη Γη αστεροειδής που είχε ανακαλυφθεί το 1998 είναι στην πραγματικότητα ένας τέτοιος σκοτεινός κομήτης, με σημαντικές συνέπειες για το παρελθόν και το μέλλον της Γης.

Οι αστρονόμοι παρακολουθούσαν την τροχιά του αστεροειδή 1998 SH2 από το 1998 έως το 2016, όμως δεν τον παρατήρησαν όταν ολοκλήρωσε τις δύο επόμενες περιφορές του γύρω από τον Ήλιο, διάρκειας 4,5 ετών η καθεμία.

Όταν πέρασε μόλις 3 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη το 2025, στην επόμενη πορεία του προς τον Ήλιο, σε απόσταση 0,02 αστρονομικών μονάδων, δεν ακολούθησε τη διαδρομή που είχαν υπολογίσει οι αστρονόμοι βάσει των προηγούμενων παρατηρήσεών τους.

Έτσι, μελέτησαν την κίνησή του στο οπτικό φως με τη βοήθεια πολλών παρατηρητηρίων, ανάμεσά τους το παγκόσμιο Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS), το Canada-France-Hawai’i Telescope (CFHT) στη Χαβάη και δύο εγκαταστάσεις του European Southern Observatory (ESO) στη Χιλή.

Οι παρατηρήσεις έδειξαν ότι ο 1998 SH2 παρουσίαζε πράγματι χαρακτηριστικά κομήτη. Μεταξύ αυτών ήταν μια αχνή κόμη, δηλαδή ένα αέρινο νέφος γύρω από το σώμα του, καθώς και μια αδύναμη, στενή ουρά, κάτι που δείχνει ότι «όταν η κομητική δραστηριότητα είναι ασθενής, η εκπομπή αερίων μπορεί να παραμένει απαρατήρητη για δεκαετίες».

Με βάση προσομοιώσεις, οι αστρονόμοι καταλήγουν ότι η μη βαρυτική κίνηση του 1998 SH2 προκλήθηκε από πάγο που εξαχνώνεται κάτω από την επιφάνειά του και όχι από μικρές κρούσεις ή από υλικό που εκτινάχθηκε λόγω της περιστροφής του.

Η έρευνα αυτή αποτελεί έτσι σταθμό, καθώς «ο 1998 SH2 είναι το πρώτο αντικείμενο για το οποίο η κομητική δραστηριότητα προβλέφθηκε αρχικά με βάση μη βαρυτικές διαταραχές στην κίνησή του και στη συνέχεια επιβεβαιώθηκε με στοχευμένα παρατηρησιακά δεδομένα», εξηγούν οι ερευνητές.

Σε γενικές γραμμές, αν οι σκοτεινοί κομήτες είναι πιο συνηθισμένοι απ’ όσο πιστευόταν, ίσως να συνέβαλαν στη μεταφορά νερού στην πρώιμη Γη.

Ο μη βαρυτικός μηχανισμός τους μπορεί επίσης να βοηθήσει να εξηγηθούν οι περίεργες επιταχύνσεις που παρατηρήθηκαν στον διαστρικό επισκέπτη ‘Oumuamua, προσφέροντας μια πιο πρακτική, αν και λιγότερο εντυπωσιακή, εξήγηση από τη θεωρία του εξωγήινου ανιχνευτή.

Έτσι, όπως θα χρειαζόταν να ξαναδούμε ένα άλμπουμ φωτογραφιών με πιθανώς λανθασμένες ετικέτες, ίσως χρειάζεται πλέον να επανεξεταστούν τα δεδομένα αστρομετρίας και να εντοπιστούν άλλοι παράξενοι αστεροειδείς που μπορεί στην πραγματικότητα να είναι κομήτες.

«Αυτή η εργασία δείχνει τη σημασία της διαρκούς παρακολούθησης των κοντά στη Γη αντικειμένων», λέει ο Davide Farnocchia, μηχανικός πλοήγησης στο NASA’s Center for Near-Earth Object Studies στο Jet Propulsion Laboratory (JPL) και βασικός συγγραφέας της μελέτης.

Γιατί, όσο η λανθασμένη ταυτοποίηση ενός μακρινού συγγενή σε μια οικογενειακή φωτογραφία μπορεί να μην έχει ιδιαίτερη σημασία, άλλο τόσο δεν ισχύει αυτό όταν πρόκειται για έναν αστεροειδή.

Οι διαστημικοί βράχοι που κινούνται απρόβλεπτα είναι ιδιαίτερα προβληματικοί για τα προγράμματα πλανητικής άμυνας, τα οποία βασίζονται στην πρόβλεψη της κίνησης των διαστημικών σωμάτων και στην ακριβή εκτίμηση της σύστασής τους.

«Εξαιτίας της εκτόνωσης αερίων, η κίνηση των κομητών διαταράσσεται περισσότερο από εκείνη των αστεροειδών», προσθέτει ο Farnocchia, αφήνοντας ανοιχτό το ενδεχόμενο ένας κομήτης να μετακινηθεί απρόβλεπτα προς έναν συγκεκριμένο γαλάζιο και πράσινο πλανήτη.

Για να γίνει αντιληπτή η κλίμακα, ο μετεωρίτης που εξερράγη πάνω από το Τσελιαμπίνσκ στη Ρωσία το 2013 με ενέργεια μεγαλύτερη από 30 ατομικές βόμβες είχε διάμετρο σχεδόν 18 μέτρα, ενώ ο 1998 SH2 εκτιμάται ότι έχει πλάτος περίπου 380 μέτρα, σύμφωνα με τις νέες εκτιμήσεις της ομάδας.

Ευτυχώς, οι πιθανότητες να χτυπήσει τη Γη παραμένουν μηδενικές, αν και κανείς δεν μπορεί να αποκλείσει ότι αυτό θα άλλαζε απροσδόκητα. Και άλλα σώματα που θεωρούμε αστεροειδείς ίσως αποδειχθούν τελικά κομήτες.

Σχετικό: Πρόσκρουση στη Σελήνη πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια υποδηλώνει κρυμμένη εποχή του Ηλιακού Συστήματος

Οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει περισσότερους από 280 δυνητικά επικίνδυνους αστεροειδείς, με διάμετρο τουλάχιστον περίπου 140 μέτρων, που περνούν σε απόσταση έως 0,05 αστρονομικών μονάδων, δηλαδή 7,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα, από τη Γη.

«Η ανίχνευση αυτών των διαταραχών μπορεί να αποτελέσει σημαντικό διαγνωστικό εργαλείο για την πλανητική άμυνα, βοηθώντας να κατανοήσουμε ποια αντικείμενα είναι πιθανότερο να είναι κομήτες και όχι αστεροειδείς, πώς εξελίσσονται οι τροχιές τους και πώς αυτό επηρεάζει τον κίνδυνο πρόσκρουσης στη Γη», καταλήγει ο Farnocchia.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy.

Το άρθρο ελέγχθηκε από την Clare Watson και επιμελήθηκε η Rebecca Dyer. Παρότι δίνουμε μεγάλη σημασία στη διαδικασία μας, παραμένουμε άνθρωποι. Αν εντοπίσετε κάποιο λάθος, ενημερώστε μας.

1...868788...1,648Page 87 of 1,648