science
Le tapis roulant permet aux jeunes nageurs de regarder de plus près le comportement
PAR LIGNE : Eric Batterman
Newswise – Une équipe de la McKelvey School of Engineering de l’Université de Washington à St. Louis et du MIT a créé une méthode microfluidique qui offre de nouvelles opportunités d’expériences sur les cellules nageuses et les micro-organismes.
« Les cellules que nos collaborateurs étudient sont de bons nageurs pour leur taille, donc les forces nécessaires pour les maintenir sont importantes », a-t-il déclaré. J Mark Meacham, professeur agrégé de génie mécanique et de science des matériaux à la McKelvey School of Engineering et auteur principal de l’article, publié le 16 juin dans les Actes de la National Academy of Sciences. « Dans nos appareils, les ultrasons comme ceux utilisés pour l’imagerie sont capables de maintenir le corps cellulaire en place sans affecter la façon dont il nage. »
Les cellules utilisées dans la recherche étaient des algues unicellulaires Chlamydomonas reinhardtiun organisme modèle utilisé pour étudier le mouvement des cils, qui sont de petites structures ressemblant à des cheveux qui déplacent les fluides et propulsent les cellules.
La nouvelle approche a été motivée par des travaux antérieurs dans les laboratoires Philippe Bailey L’éminent professeur Lee Hunter et président du Département de génie mécanique et des sciences des matériaux, qui étudie le mouvement des cils, W Susan Hollander, professeur de génétique à la faculté de médecine de l’Université de Washington et expert de la structure et de la fonction des cils, tous deux co-auteurs de l’article. Meacham a développé la méthode et l’appareil avec le premier auteur Minjiang Cuien génie mécanique de McKelvey Engineering en 2017 et 2021, respectivement, et est maintenant chercheur postdoctoral au MIT.
C. reinhardtii Les cellules sont microscopiques – leurs cils sont plus petits – mais elles nagent environ 10 longueurs de corps par seconde. Leurs cils battent également environ 60 à 70 fois par seconde.
« Le champ de vision à la résolution nécessaire pour voir le mouvement des cils est dû au fait que les cellules s’éloignent très rapidement de l’endroit où elles regardent », a déclaré Meacham. « Il est difficile d’étudier leur comportement de nage sans piéger les cellules d’une manière ou d’une autre. »
Cui a contourné le problème du piégeage en utilisant une combinaison de deux types d’ondes sonores. Une onde acoustique de surface génère des vibrations qui se propagent le long de la surface du matériau, et une grande onde acoustique est générée par des vibrations de surface dans le fluide où se trouvent les cellules.
« Les cellules sont retenues par les ondes sonores dans le fluide dans ce qu’on appelle des nodules ou des zones de basse pression », a déclaré Meacham. « Nous voulions utiliser des ondes acoustiques de surface car elles permettent des fréquences plus élevées qui donnent des pièges plus petits avec moins de distance entre eux, et cela donne un meilleur contrôle sur les cellules qui essaient de manipuler. »
Malheureusement, les dispositifs à ondes acoustiques de surface conventionnels ne sont pas aussi efficaces que leurs homologues à ondes acoustiques volumineuses, et une efficacité est nécessaire pour générer une force de piégeage suffisante sur ces cellules pour les maintenir sans surchauffer le dispositif.
« Toute incompétence conduit à une surchauffe, et cela tue les cellules », a déclaré Mecham. « Mingyang a créé une structure d’appareil où un petit canal de verre est utilisé, qui peut convertir les ondes acoustiques de surface en ondes sonores collectées pour améliorer l’efficacité. L’utilisation du verre nous permet également d’utiliser la microscopie à immersion dans l’huile à haute résolution. »
« Une fois ces défis pratiques résolus, nous pouvons nous concentrer sur les autres avantages du piégeage acoustique des fluides », a déclaré Meacham. « Le principal besoin de nos collaborateurs était de piéger ces cellules sans restreindre leur renouvellement. Le piège acoustique permet cela car il n’entre pas directement en contact avec les cellules. »
Auparavant, pour étudier cette nage C. reinhardtii cellules, les chercheurs ont utilisé une pipette d’aspiration pour maintenir la cellule en place lors de l’imagerie des cils. Cependant, cela ne permet pas au corps cellulaire de bouger même légèrement en réponse au battement des cils, limitant notamment la rotation de la cellule, qui est le mouvement naturel lorsqu’elle nage.
« Pensez-y comme un tapis roulant pour ces petits nageurs, et le champ acoustique fournit un moyen de maintenir la cellule en place sans affecter le mouvement des cils ou la nage dans un espace tridimensionnel », a déclaré Meacham.
L’appareil présente également des avantages supplémentaires pour les travaux expérimentaux avec des nageurs de précision.
« Nous pouvons créer 25 à 30 pièges à la fois et effectuer toutes les analyses des cellules piégées en parallèle », a déclaré Meacham. « Vous ne pouvez pas faire cela avec une micropipette – ce n’est tout simplement pas physiquement possible. De cette façon, vous pouvez rapidement effectuer des mesures sur un plus grand nombre de cellules. »
Bailey s’est dit enthousiasmé par les implications de ce travail pour comprendre le mouvement cellulaire.
« Les résultats de Mingyang indiquent que la méthode n’affecte en rien la nage, mais le gros impact peut être dans la flexibilité de l’approche pour piéger les cellules nageuses ou les micro-organismes de cette taille », a déclaré Bailey. « Vous pouvez maintenant exécuter un certain nombre de nouvelles expériences pour répondre à des questions biologiques sans réponse en utilisant le piégeage acoustique pour fournir un environnement contrôlé pour que cette expérience ait lieu. »
***
Cowie M, Dutch SK, Bailey PV, Meacham JM. Le piégeage acoustique fort et la turbulence dans les micronages unicellulaires illuminent la nage 3D et la coordination ciliaire. Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS) 16 juin 2023. DOI : https://doi.org/10.1073/pnas.2218951120.
Cette recherche a été soutenue par la National Science Foundation (CMMI-1633971 et CBET-1944063).
Publié à l’origine par la McKelvey School of Engineering.
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29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
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science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
EspaceX
La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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