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Comment les papillons de nuit créent des capes d’invisibilité qui empêchent la détection par les prédateurs à l’aide de biosonar
Des chercheurs de l’Université de Bristol et de Diamond Light Source ont découvert comment les papillons créent une puissante cape d’invisibilité qui empêche la détection par le biocapteur. Ce travail (Urban Adaptations Inspired by Life: What Insects Can Teach Us About Dealing with Noise) a été dirigé par le professeur Mark Holded, professeur de biologie sensorielle, écologiste sensoriel et expert en bioacoustique.
Il a consacré plus de 20 ans à l’étude des chauves-souris et à leur capacité exceptionnelle à naviguer et à capturer des proies à l’aide de l’écholocation. Tirant les leçons d’une cape invisible anti-écholocation qu’il a découverte dans le monde des insectes, il s’est maintenant lancé dans une mission de développement d’absorbeurs de son inspirés de la vie pour aider à rendre le monde plus silencieux et plus sain.
En exploitant les propriétés ingénieuses des ailes de papillon de nuit, il est possible de créer un absorbeur de son qui offre une absorption élevée avec un encombrement minimal. L’objectif est d’améliorer les conditions de vie, car les absorbants acoustiques inspirés des papillons de nuit peuvent être jusqu’à 90 % plus fins et plus légers que les solutions actuelles, mettant à portée de main des matériaux exotiques comme le papier peint insonorisant.
Le professeur Holred explique : « L’évolution de l’écholocation chez les chauves-souris et la façon dont d’autres organismes y réagissent ont été au centre de mon travail. Mon équipe et moi étudions comment les organismes ont développé des échos qui répondent à leurs besoins. Tout comme la plupart des fleurs utilisent la couleur pour attirer les insectes. Et les pollinisateurs d’oiseaux, nous avons constaté que les fleurs pollinisées par les chauves-souris diffusent l’égaliseur « Actuellement, nous étudions comment les insectes nocturnes sans oreilles s’appuient sur le camouflage acoustique contre les chauves-souris, démontrant une course aux armements acoustiques complexe entre prédateur et proie. »
L’une des découvertes intrigantes des recherches du professeur Holreid tourne autour de la remarquable adaptation des papillons de nuit, en particulier des papillons de soie. Ces insectes volants nocturnes manquent de mécanismes de défense typiques tels que les oreilles sensibles aux ultrasons, et s’appuient uniquement sur le camouflage acoustique fourni par leur corps poilu et la fine couche d’écailles qui se chevauchent sur leurs ailes.
Enlever la fourrure ou les écailles rend leurs échos plus forts. Cela signifie que la fourrure et les écailles absorbent les sons utilisés par les chauves-souris, créant une puissante cape d’invisibilité contre la détection par sonar bio et une défense sonore remarquable.
Le professeur Holreid déclare : « De plus, nous avons découvert que la fine couche d’écailles qui se chevauchent sur leurs ailes agit également comme un matériau acoustique perméable – le seul matériau connu à se produire dans la nature – avec des propriétés d’insonorisation exceptionnelles. Cette découverte recèle un énorme potentiel. pour la reproduction de cet absorbeur de son naturel exceptionnel, dans des applications de contrôle du bruit qui peuvent profiter à tous.
Reconnaissant l’impact significatif du bruit sur la santé humaine, en particulier en milieu urbain, le projet Foundation Fellowship du professeur Holderreid vise à développer une solution commerciale de contrôle du bruit inspirée des quartiers. Le bruit urbain est le deuxième plus grand risque environnemental pour la santé, entraînant des effets négatifs importants sur la santé et entraînant des coûts importants.
L’imagerie des ailes de papillon de nuit à Diamond Light Source, le synchrotron national britannique, a joué un rôle important dans la révélation de la micro et de la nanostructure de ce matériau méta-acoustique naturel qui crée ses propriétés acoustiques émergentes.
Le professeur Christophe Rau, chercheur principal sur la ligne de faisceau au Diamond, ajoute : « Nous avons récemment dirigé l’imagerie schématique pour révéler comment la nanoporosité améliore les performances acoustiques des ailes de papillon de nuit. L’étude 3D des papillons à différents niveaux de détail joue un rôle essentiel, permettant de comprendre la relation entre la structure et leurs propriétés acoustiques. » L’absorption acoustique des écailles de la teigne de poitrine est capable d’absorber environ les deux tiers de l’énergie acoustique émise par le prédateur, la chauve-souris, et d’augmenter considérablement la capacité de survie de l’insecte. »
Dans cette étude, la branche I13-2 Diamond-Manchester a été utilisée, où les détails fins des structures ont été explorés à l’aide de la tomographie à contraste de phase, fournissant des données clés pour les simulations acoustiques. Ce travail est actuellement étendu pour étudier les propriétés structurelles acoustiques des ailes.
La structure des ailes est très précise, donc une précision à l’échelle nanométrique est nécessaire pour relier la conception des ailes à la capacité d’absorption acoustique. Deuxième branche de la ligne de lumière I13, la branche de cohérence I13-1 fournit des capacités d’imagerie avec la résolution spatiale la plus élevée. À l’aide d’une méthode appelée ptychographie, le schéma des ondes lumineuses de rayons X diffusées est reconstruit et n’est pas limité par la résolution des détecteurs ou des optiques à rayons X.
Cela offre une capacité sans précédent pour l’imagerie à haute résolution, qui est essentielle pour les onomatopées dans ce qui suit. « Les données haute résolution sont vraiment impressionnantes en raison de leur qualité », déclare Kudakwashe Jakata, scientifique en chef du support technique, qui a récemment rejoint l’équipe I13, qui collecte et analyse les données.
Dans l’ensemble, les capacités multi-échelles de l’imagerie et de la cohérence I13 Beamline fournissent une approche complète pour identifier et comprendre différentes structures d’absorption acoustique et de protection des papillons de nuit contre les prédateurs.
Outre le contrôle du bruit, le professeur Holreid insiste sur le rôle crucial de la biodiversité et sur la nécessité de défendre chaque organisme qui partage notre habitat. Les insectes, y compris les papillons de nuit, font partie intégrante des écosystèmes, contribuant à la stabilité et présentant des adaptations ingénieuses. La perte de biodiversité réduit nos possibilités de découvrir et d’apprendre des merveilleuses inventions de la nature. En favorisant la sensibilisation et l’appréciation de la diversité de la vie, nous pouvons assurer une coexistence harmonieuse avec le monde naturel.
Les travaux du professeur Holrid sur les absorbants acoustiques inspirés par la vie montrent l’énorme potentiel des adaptations de la nature pour résoudre des problèmes de santé complexes. Il croit qu’en adoptant les enseignements de la nature, nous pouvons débloquer une multitude de solutions pour un monde plus durable et harmonieux.
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Les astronautes d’Artemis 2, de gauche à droite, l’astronaute de la NASA Victor Glover (à gauche), l’astronaute de l’Agence spatiale canadienne (ASC) Jeremy Hansen, les astronautes de la NASA Christina Koch et Reid Wiseman se tiennent sur le bras d’accès de l’équipage du lanceur mobile sur l’aire de lancement 39B dans le cadre du Test des systèmes au sol intégrés au Kennedy Space Center en Floride le mercredi 20 septembre. Les tests garantissent que l’équipe des systèmes au sol est prête à prendre en charge le calendrier de l’équipage le jour du lancement. Crédit image : NASA/Frank Michaud
Bâton d’Artémis II et NASA Réalisation avec succès des tests de simulation le jour du lancement au Kennedy Space Center, en préparation de la prochaine mission lunaire.
L’équipage d’Artemis II et les équipes du programme d’exploration de la Terre de la NASA ont terminé avec succès le premier d’une série de tests du système au sol intégré au Kennedy Space Center de l’agence en Floride, en préparation de leur mission en orbite autour de la Lune.
Les astronautes simulent les procédures du jour du lancement
Mercredi, les astronautes de la NASA Reed Wiseman, Victor Glover et Christina Koch, ainsi que l’astronaute de l’Agence spatiale canadienne Jeremy Hansen, ont pratiqué les procédures qu’ils suivront le jour du lancement pour préparer leur voyage dans l’espace.
L’équipage s’est réveillé dans ses quartiers à l’intérieur du bâtiment des opérations et des caisses Neil Armstrong à Kennedy avant d’enfiler des versions expérimentales des combinaisons spatiales Orion Crew Survival System qu’ils porteront le jour du lancement. Ils sont ensuite partis à bord du nouveau rover Artemis de la NASA. Flotte de transport d’équipage Pour les transporter jusqu’à la rampe de lancement 39B, le voyage de neuf milles jusqu’à la rampe. Weissman et Glover sont partis dans la première voiture électrique tandis que Koch et Hansen ont suivi dans la seconde.
Crédit : NASA
Sur la rampe de lancement
En arrivant à la plateforme, l’équipage s’est rendu à la rampe de lancement mobile et a grimpé au sommet de la tour jusqu’à la salle blanche à l’intérieur du bras d’accès de l’équipage. Depuis cette zone, les astronautes pourront entrer et sortir du vaisseau spatial Orion – rien que pour ce test, il n’y avait ni Orion ni SLS (Space Launch System).
« Quand nous sommes sortis du bras d’accès de l’équipage, j’avais des photos de tous les lancements d’Apollo et de navettes que j’avais vus quand j’étais enfant et c’était irréel », a déclaré Glover. « En fait, j’ai dû m’arrêter et rester dans l’instant présent pour que tout s’imprègne. »
Les astronautes Artemis II de la NASA (de gauche à droite) Reed Wiseman, Victor Glover, Christina Koch et l’astronaute de l’ASC (Agence spatiale canadienne) Jeremy Hansen se tiennent dans la salle blanche sur le bras d’accès de l’équipage du lanceur mobile sur l’aire de lancement 39B dans le cadre de la Test des systèmes au sol intégré au Kennedy Space Center en Floride le mercredi 20 septembre 2023. Source : NASA
L’importance des tests
La réussite de ce test garantit que l’équipage et les équipes des systèmes au sol de Kennedy sont préparés et comprennent la chronologie des événements du jour de leur lancement.
Rendu artistique du vaisseau spatial Orion de la NASA. Crédit : Lockheed Martin
Aperçu de la mission Artémis II
La mission Artemis II de la NASA constitue une étape cruciale dans les projets ambitieux de l’agence visant à ramener des humains sur la Lune, puis à les envoyer sur la Lune. Mars. Cette mission n’est pas seulement une introduction mais aussi une déclaration d’intention. En tant que premier vol de la NASA avec un équipage à bord de la nouvelle fusée Space Launch System (SLS) et du vaisseau spatial Orion, Artemis II est chargé d’un tour du monde de la Lune. Son objectif premier ? Vérifier que les systèmes du vaisseau spatial fonctionnent correctement avec l’équipage dans l’environnement de l’espace lointain.
Le voyage commence au Kennedy Space Center de la NASA en Floride. Quatre astronautes monteront à bord du vaisseau spatial Orion, propulsé par une fusée SLS dans sa configuration Bloc 1. Après le lancement, plusieurs manœuvres de montée en orbite sont effectuées, aboutissant à placer Orion sur une trajectoire de retour libre vers la Lune. Ce chemin signifie que la gravité terrestre guidera naturellement Orion vers sa maison après son survol de la Lune.
Tout au long de son parcours, l’équipage sera pratique, pilotant Orion lors d’opérations rapprochées et évaluant divers systèmes. Cela comprend l’examen des systèmes de survie au cours de divers états métaboliques, tels que l’exercice et le sommeil. Ils testeront également les systèmes de communication et de navigation, garantissant ainsi la préparation au survol. Essentiellement, la longue période autour de la Terre constitue un test complet des systèmes spatiaux.
Lorsqu’Orion survolera la Lune, l’équipage aura une perspective unique : il verra la Lune et la Terre depuis l’espace lointain. Le survol, bien que bref, est un témoignage visuel du but du vol. Le vaisseau spatial utilisera ensuite les forces gravitationnelles des deux corps célestes pour rentrer efficacement chez lui, un voyage qui prendra environ quatre jours.
Artémis II est un prologue. Cela ouvre la voie à Artemis III, où l’histoire sera écrite en tant que première femme et prochain homme à marcher sur la lune. La vision de la NASA s’étend encore plus loin, avec des missions en équipage planifiées chaque année, qui contribuent toutes à renforcer les capacités d’une expédition tant attendue sur Mars.
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À la recherche du Deorbit Craft pour un atterrissage en toute sécurité sur la station spatiale
La Station spatiale internationale est photographiée depuis le SpaceX Crew Dragon Endeavour alors qu’elle survole le laboratoire en orbite après s’être détachée du port orienté vers l’espace du module Harmony le 8 novembre 2021. Le complexe en orbite volait à 263 milles au-dessus des Îles Marshall dans le Océan Pacifique au moment où cette image a été prise. Crédit : NASA
NASA Il recherche des propositions pour un nouveau vaisseau spatial, USDV, destiné à désorbiter la planète en toute sécurité. Station spatiale internationale à la retraite, en privilégiant la flexibilité et la sécurité pendant la période de transition.
La NASA a publié un Demander une suggestion Issu de la fabrication américaine du US Deorbit Vehicle (USDV), un vaisseau spatial destiné à désorbiter en toute sécurité la Station spatiale internationale dans le cadre de sa retraite prévue.
Afin de maximiser la valeur pour le gouvernement et de renforcer la concurrence, l’acquisition donnera aux soumissionnaires la flexibilité de proposer un prix fixe fixe ou des frais incitatifs majorés pour la phase de conception, de développement, de test et d’évaluation. Le reste du contrat sera à prix fixe.
La coopération internationale et la Station spatiale internationale
Depuis 1998, cinq agences spatiales (l’Agence spatiale canadienne, Agence spatiale européenneL’Administration japonaise de l’aéronautique et de l’espace, l’Administration nationale de l’aéronautique et de l’espace et la Government Space Corporation.Roscosmos« ) exploitent la Station spatiale internationale, chacun étant responsable de la gestion et du contrôle du matériel qu’elle fournit. La station est conçue pour être interconnectée et s’appuie sur les contributions de l’ensemble du partenariat pour fonctionner. Les États-Unis, le Japon, le Canada et les pays participants de l’Agence spatiale européenne (ESA) s’est engagée à exploiter la station jusqu’en 2030 et la Russie jusqu’en 2028 au moins.
Cette mosaïque représente la Station spatiale internationale (photo de SpaceX Crew Dragon Endeavour) alors qu’elle vole autour du laboratoire en orbite après s’être détachée du port orienté vers l’espace du module Harmony le 8 novembre 2021. Crédit image : NASA
Projets futurs et mesures de sécurité
À la fin du programme de la Station spatiale internationale, la station sera retirée de son orbite de manière contrôlée afin d’éviter les zones peuplées. La désorbite sûre de la Station spatiale internationale est une responsabilité partagée entre les cinq agences spatiales grâce à des contributions de partenaires basées sur le pourcentage de propriété de bloc de chaque agence. À l’avenir, les États-Unis prévoient de transférer leurs opérations LEO vers des plates-formes détenues et exploitées commercialement afin de garantir un accès et une présence continus dans l’espace pour la recherche, le développement technologique et la coopération internationale.
Développement du véhicule américain Deorbit
Au cours d’un effort de plusieurs années, la NASA et ses partenaires ont étudié les exigences de désorbitation et ont précédemment développé une stratégie préliminaire et un plan d’action pour évaluer l’utilisation de plusieurs vaisseaux spatiaux Roscosmos Progress pour soutenir les opérations de désorbitation. Ces efforts indiquent désormais qu’une nouvelle solution d’engin spatial fournirait des capacités plus robustes pour une désorbite responsable. Pour commencer le développement de ce nouveau vaisseau spatial, la NASA a lancé un appel d’offres.
L’USDV se concentre sur l’activité de désorbitation en aval. Il s’agira d’une nouvelle conception de vaisseau spatial ou d’une modification d’un vaisseau spatial existant qui devra opérer lors de son vol inaugural et avoir une capacité de répétabilité et de récupération des anomalies suffisante pour poursuivre le processus de combustion critique au-delà de l’orbite. Comme pour tout effort de développement de cette envergure, il faudra des années pour développer, tester et certifier l’USDV.
Pour plus d’informations sur les plans de désorbite, visitez : Questions fréquemment posées sur la transition vers la Station spatiale internationale.
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Il existe peu d’endroits dans notre système solaire plus intéressants qu’Europe.
Sous sa croûte glacée craquelée, la NASA et les planétologues soupçonnent que cette lune en orbite autour de Jupiter abrite une mer géante, dont certaines… 40 à 100 milles de profondeur. Aujourd’hui, de nouvelles observations du puissant télescope spatial James Webb montrent qu’une région à la surface d’Europe contient du dioxyde de carbone, un ingrédient important pour la vie telle que nous la connaissons.
Cette découverte n’est guère une preuve de la vie réelle, mais elle fait du monde océanique un endroit encore plus attrayant pour une exploration plus approfondie.
« Nous pensons maintenant avoir des preuves observationnelles que le carbone que nous voyons à la surface d’Europe provient de l’océan. Ce n’est pas anodin. Le carbone est un élément essentiel en biologie », a déclaré Samantha Trumbo, planétologue à l’Université Cornell. Analysé Données du télescope Webb, Il a dit dans un communiqué. (Environ un cinquième du corps humain Fabriqué en carbonePar exemple.)
Les images montrent qu’un objet à grande vitesse vient d’entrer en collision avec Jupiter
Sur la surface fissurée d’Europe, le dioxyde de carbone est plus concentré dans une zone à la surface irrégulière et relativement jeune, appelée Tara Reggio, qui signifie « terrain du chaos ». Le légendaire télescope spatial Hubble avait déjà observé du sel à Tara Reggio. « Maintenant, nous constatons que le dioxyde de carbone y est également fortement concentré », a expliqué Trumbo. « Nous pensons que cela signifie que l’origine du carbone se trouve probablement dans l’océan intérieur. »
Les images ci-dessous montrent comment Webb, qui orbite autour du soleil à un million de kilomètres de la Terre, a vu Europe. Les scientifiques ont utilisé le spectrographe proche infrarouge du télescope, ou NIRSpec, un type d’outil qui fonctionne comme un prisme pour trouver du carbone. Un spectrographe divise la lumière qu’il reçoit en une riche gamme de couleurs, révélant les éléments d’un objet distant.
La première image à gauche est une image Web infrarouge de la lune lointaine, tandis que les trois vues suivantes proviennent de son spectromètre :
Les trois images de droite montrent où le télescope Webb a identifié du dioxyde de carbone sur Europe. Les zones blanches au centre à droite représentent la région de Tara Reggio, riche en CO2.
Photographie : Jeronimo Villanueva (NASA/GSFC) / Samantha Trumbo (Cornell University) / NASA / ESA / Agence spatiale canadienne. Crédit de traitement d’image : Jeronimo Villanueva (NASA/GSFC) / Alyssa Pagan (STScI)
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L’Europe se trouve à des centaines de millions de kilomètres au-delà de la Terre. Mais la NASA envisage de se rapprocher. En 2024, l’agence spatiale prévoit de lancer le satellite Mission Europa ClipperLa NASA a expliqué que le projet cherche à « déterminer s’il existe des endroits sous la surface de la lune glacée de Jupiter, Europe, qui pourraient abriter la vie ». Le vaisseau spatial volera près de la Lune des dizaines de fois, capturant des données sans précédent. Dans cette mer salée, les conditions peuvent être propices à la vie. Cependant, savoir s’il contenait probablement une vie primitive est une autre question.
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Puissantes capacités du télescope Webb
Le télescope Webb – une collaboration scientifique entre la NASA, l’Agence spatiale européenne et l’Agence spatiale canadienne – est conçu pour scruter l’univers le plus profond et révéler de nouvelles perspectives sur l’univers primitif. Mais il examine également les planètes intéressantes de notre galaxie, ainsi que les planètes et les lunes de notre système solaire.
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Voici comment Webb a réalisé des exploits sans précédent qui dureront probablement des décennies :
– Miroir géant : Le miroir Webb, qui capte la lumière, mesure plus de 21 pieds de large. C’est deux fois et demie plus grand que le miroir du télescope spatial Hubble. Capturer plus de lumière permet à Webb de voir des objets plus anciens au loin. Comme indiqué ci-dessus, le télescope observe les étoiles et les galaxies qui se sont formées il y a plus de 13 milliards d’années, quelques centaines de millions d’années après le Big Bang.
En 2021, « nous verrons les premières étoiles et galaxies jamais formées », a déclaré à Mashable Jan Creighton, astronome et directeur du planétarium Manfred Olson à l’université du Wisconsin-Milwaukee.
– Affichage infrarouge : Contrairement à Hubble, qui voit la lumière largement visible, Webb est avant tout un télescope infrarouge, ce qui signifie qu’il voit la lumière dans le spectre infrarouge. Cela nous permet de voir davantage l’univers. L’infrarouge a plus de temps Longueurs d’onde de la lumière visible, de sorte que les ondes lumineuses glissent plus efficacement à travers les nuages cosmiques ; Souvent, la lumière ne frappe ni n’est dispersée par ces particules densément emballées. En fin de compte, le viseur infrarouge de Webb pourrait pénétrer dans des endroits où Hubble ne peut pas pénétrer.
« Cela lève le voile », a déclaré Creighton.
– Regarder des exoplanètes lointaines : télescope Webb Il transporte un équipement spécialisé appelé spectrographe Cela révolutionnerait notre compréhension de ces mondes lointains. Les instruments peuvent déchiffrer les molécules (telles que l’eau, le dioxyde de carbone et le méthane) présentes dans l’atmosphère d’exoplanètes lointaines, qu’il s’agisse de géantes gazeuses ou de mondes rocheux plus petits. Webb examinera les exoplanètes de la Voie lactée. Qui sait ce que nous trouverons ?
« Nous pourrions apprendre des choses auxquelles nous n’avions jamais pensé », a déclaré Mercedes Lopez Morales, chercheuse sur les exoplanètes et astrophysicienne à Centre d’astrophysique de Harvard et de l’Université SmithsonianEn 2021, a-t-il déclaré à Mashable.
Les astronomes ont déjà réussi à découvrir des réactions chimiques intéressantes sur une planète située à 700 années-lumière, et l’observatoire a commencé à étudier l’un des endroits les plus improbables de l’univers : les planètes rocheuses de la taille de la Terre dans le système solaire TRAPPIST.
Le miroir géant du télescope Webb, qui capte la générosité de la lumière, est en construction.
Crédit : NASA/Chris Gunn
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