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Les fusées chimiques ou les voiles solaires sont-elles meilleures pour le retour des ressources que les astéroïdes ?

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Les fusées chimiques ou les voiles solaires sont-elles meilleures pour le retour des ressources que les astéroïdes ?

Si et quand nous lançons l’industrie minière d’astéroïdes au large de la Terre, l’une des décisions les plus importantes à prendre dans la structure de toute mission d’extraction d’astéroïdes sera de savoir comment récupérer les ressources là où se trouvent toutes nos autres infrastructures – quelque part autour de la Terre. Cette décision se concentrera généralement sur l’une des deux méthodes de propulsion – les fusées chimiques, comme celles que nous utilisons déjà pour nous emmener dans l’espace en premier lieu, ou les voiles solaires, qui bien que plus lentes et incapables de nous transporter en orbite, ne le font pas. ne nécessite aucun carburant. Alors, quelle est la meilleure méthodologie de propulsion pour ces futures missions ? Une étude menée par des chercheurs de l’Université de Glasgow a examiné ces deux scénarios et a proposé une réponse claire : des voiles solaires.

Pour répondre à ces types de questions théoriques, il est nécessaire d’imposer des limites aux réponses. Par exemple, il y a des milliards d’astéroïdes dans le système solaire, il est donc réaliste de ne regarder que ceux connus sous le nom d’astéroïdes proches de la Terre (NEA). Mais même ainsi, il existe plus de 30 000 NEA connus. C’était impossible pour l’auteur principal Merrill Vergig, qui avait un doctorat à l’époque. Une étudiante universitaire et ses collègues calculent les chemins optimaux pour chacun d’eux.

Ils ont donc divisé la zone autour de la Terre en paramètres orbitaux généraux : distance du demi-axe principal, excentricité et inclinaison. Avec ces trois paramètres, il est plus facile d’avoir une idée de ce à quoi ressemblerait l’orbite de transit d’un astéroïde donné dans cette région de l’espace, dont certains seront très proches de la Terre sur sa trajectoire orbitale.

D’autres contraintes étaient également nécessaires, comme calculer uniquement le coût et les avantages du retour des matériaux de l’astéroïde, et non exploiter l’astéroïde lui-même. L’acquisition et l’installation d’équipements miniers à cet endroit ont été considérées comme sortant du cadre de cet article. De plus, il doit y avoir un temps d’attente sur l’astéroïde lui-même pour que la mission de retour ait le temps de s’approvisionner en matériel qu’elle transportera.

Cette substance était, de ce fait, volatile. Les volatils, tels que l’eau, ont été au centre des discussions sur l’exploitation minière des astéroïdes, car ils constituent la base du carburant de fusée qui serait nécessaire pour l’exploration loin dans le système solaire et coûterait beaucoup d’argent à extraire de la Terre elle-même. De plus, les fusées chimiques peuvent alors utiliser certains de ces volatils comme leur propre carburant pour retourner dans le système terrestre.

Quelques contraintes sont mises en place, notamment le retour des volatils en orbite géostationnaire (GEO), certaines hypothèses sur les coûts de lancement basées sur les coûts prévus pour le Starship et la détermination d’une métrique si importante pour les études économiques : la valeur actuelle nette (NPV). La VAN est le score par rapport auquel les solutions seront jugées et sur la base de divers facteurs calculés. Ceux-ci incluent une variété de coûts, tels que le coût de lancement, le coût de développement, le coût de fabrication et le coût opérationnel. Les revenus seront calculés sur la base de la valeur attendue des matières volatiles livrées en orbite. Lorsque les revenus dépassent le coût de la mission, la VAN devient positive, ce qui dans ce cas indique si une mission vers un astéroïde dans cette région en vaut la peine.

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Pour faire cette détermination, les auteurs ont utilisé une technique appelée algorithme génétique pour résoudre un problème d’optimisation. Essentiellement, ils ont donné à l’algorithme un ensemble de paramètres, tels que la mécanique orbitale, les masses des engins spatiaux et la quantité de volatils renvoyés, et ont demandé à l’algorithme d’optimiser cette VAN très importante. Le résultat de l’algorithme était très clair – les voiles solaires ont des VAN positives pour une variété de régions dans l’espace proche de la Terre.

Cela était principalement dû à certaines des faiblesses des missiles chimiques. Ils ont dû utiliser certains des matériaux qui ont été rendus pour retourner à GEO. Et bien que leur temps d’orbite de transfert ait été plus court, un autre facteur de la VAN, le taux d’actualisation, qui diminue la valeur attendue d’une ressource plus elle est vendue à l’avenir, ne prend pas assez de valeur sur ce qu’un solaire la voile peut revenir. Mettez-la à égalité avec le missile chimique.

Il existe encore des zones de l’espace proche de la Terre où même les voiles solaires n’ont pas été rentables. Les auteurs suggèrent donc que les futurs mineurs d’astéroïdes examinent les astéroïdes dans les zones spécifiques qu’ils décrivent comme rentables s’ils recherchent leur premier site minier majeur. De plus, les chercheurs ont apporté quelques modifications à leur structure de mission de base d’origine, comme s’arrêter à la porte de la Lune, ajouter un deuxième vol et exécuter une série de simulations variables, appelées simulations de Monte Carlo, qui testeraient l’étendue de ces opérations. . Divers régimes étaient rentables.

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Les volatiles renvoyés par l’astéroïde seront utilisés pour faire le plein en orbite, comme le montre cette vidéo UT.

L’ajout d’un deuxième vol et d’un arrêt à Lunar Gateway au lieu de GEO a ajouté une valeur significative à chaque type d’ingénierie de mission. La simulation de Monte Carlo a également montré que sa rentabilité était compatible avec de faibles coûts d’entrée et des changements dans les revenus de sortie. Dans l’ensemble, bien qu’il existe des cibles lucratives potentielles pour chaque type de système de propulsion, les voiles solaires semblent être le grand gagnant entre les deux. C’est maintenant à ceux qui espèrent construire le premier empire minier d’astéroïdes d’écouter.

Apprendre encore plus:
Virgig et al – Évaluation économique d’une propulsion à haute propulsion et d’une voile solaire pour l’extraction d’astéroïdes géocroiseurs
Utah- Qu’est-ce qu’une voile solaire ?
Utah- Comment maintenez-vous la voile solaire stable?
Utah- Un nouveau type de voile solaire pourrait nous permettre d’explorer des endroits difficiles d’accès dans le système solaire

image principale :
Représentation d’artiste d’un champ d’astéroïdes.
Crédit : NASA/JPL/Caltech

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Les astronomes présentent un nouveau modèle pour la formation de planètes « flottantes » récemment découvertes

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Les astronomes présentent un nouveau modèle pour la formation de planètes « flottantes » récemment découvertes

La découverte récente d’une nouvelle classe potentielle de planètes lointaines et mystérieuses « flottantes » a suscité l’intérêt des astronomes depuis que de nouvelles images époustouflantes prises par le télescope spatial James Webb ont été partagées à la fin de l’année dernière.

Ces planètes candidates, connues sous le nom d'objets binaires de masse Jupiter (JuMBO), semblent tourner autour les unes des autres car elles flottent librement dans l'espace, sans être attachées à aucune étoile, ce qui contredit les théories dominantes sur le fonctionnement des systèmes planétaires.

Aujourd'hui, une nouvelle étude révolutionnaire réalisée par une équipe d'astrophysiciens de l'UNLV et de l'Université de Stony Brook a été publiée le 19 avril dans la revue Astronomie naturelleIl fournit un modèle convaincant de la façon dont ces organismes massifs se sont formés.

L’équipe a utilisé des techniques avancées, connues sous le nom de simulations directes à N corps, pour explorer comment les interactions au sein d’amas d’étoiles denses pourraient éjecter des planètes géantes qui restent liées entre elles par la gravité lorsqu’elles dérivent à travers la galaxie. Cette recherche importante fournit un modèle sur la façon dont ces mystérieux binaires se forment, comblant ainsi une lacune critique dans notre compréhension de l’évolution planétaire.

« Nos simulations montrent que des rencontres stellaires rapprochées pourraient éjecter spontanément des paires de planètes géantes de leurs systèmes d'origine, les obligeant à orbiter l'une autour de l'autre dans l'espace », a déclaré l'auteur de l'étude Yihan Wang, chercheur postdoctoral au Centre d'astrophysique du Nevada à l'UNLV. « Ces résultats pourraient changer radicalement notre perception de la dynamique planétaire et de la diversité des systèmes planétaires de notre univers. »

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La recherche indique que de tels événements sont plus susceptibles de se produire au sein d’amas d’étoiles densément peuplés, ce qui suggère que les planètes binaires flottantes pourraient être plus courantes qu’on ne le pensait auparavant. Les propriétés de ces paires planétaires, telles que leur séparation et leur excentricité orbitale, fournissent de nouvelles informations sur les conditions environnementales violentes qui influencent la formation des planètes.

« Il présente les interactions stellaires dynamiques comme un facteur important dans le développement de systèmes planétaires inhabituels dans des environnements stellaires denses », a déclaré Rosalba Perna, co-auteur de l'étude et professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Stony Brook.

Selon les chercheurs, ces nouveaux travaux élargissent nos connaissances sur la formation planétaire et ouvrent également la voie à de futures observations utilisant le télescope spatial James Webb (JWST), qui pourraient fournir davantage de preuves à l'appui des prédictions de l'équipe.

« Comprendre la formation d'objets massifs nous aide à remettre en question et à améliorer les théories dominantes sur la formation planétaire », a déclaré Zhaohuan Zhu, astrophysicien à l'UNLV et co-auteur de l'étude. « Les observations du télescope spatial James Webb peuvent nous aider à y parvenir, en fournissant de nouvelles informations avec chaque observation qui nous aideront à mieux formuler de nouvelles théories sur la formation des planètes géantes. »

À propos du papier

« Planètes binaires flottant librement suite à leur éjection lors de rencontres stellaires rapprochées», a été publié le 19 avril dans le magazine Astronomie naturelle.

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Aperçu de la croissance des plantes et des maladies humaines

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Aperçu de la croissance des plantes et des maladies humaines

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Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée. une, Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm. Brelatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1n = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels. sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres (s <0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.mC Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2 Définit une mutation dans Paul F. . Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:Plantes naturelles

(2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 ×

Fermer Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée.une , Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm.B relatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1 n = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels.sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres ( s<0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.m C Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2Définit une mutation dans Paul F.. Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:

Plantes naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 Les biologistes de l'Université Monash ont mis en lumière les mécanismes moléculaires complexes responsables de l'inactivation des gènes provoquée par des répétitions étendues dans une étude internationale. publiéaujourd'hui dans

Plantes naturelles

.

Ce phénomène a été associé à un certain nombre de maladies génétiques, notamment l'ataxie de Friedreich chez l'homme, et provoque des anomalies de développement chez des plantes telles qu'Arabidopsis thaliana.

La recherche vise à comprendre le mécanisme par lequel les répétitions amplifiées provoquent l’inactivation des gènes, une procédure clé pour contrôler l’expression des gènes.

Les nouveaux composants nécessaires à ce processus de mise au silence ont été découverts par des chercheurs à l'aide d'un modèle végétal qui présente des symptômes de défauts de croissance à des températures plus élevées mais pas à des températures plus basses.

La protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 ont été identifiés comme les trois acteurs les plus importants, selon l'étude.

« Ces protéines se réunissent pour créer une unité de base requise pour l'inactivation des gènes résultant d'une expansion répétée », a déclaré le Dr Sridevi Sureshkumar, auteur principal de l'étude, qui dirige le groupe de recherche génétique du groupe de recherche fondamentale de l'école des sciences biologiques de l'université Monash.

« Notre recherche révèle le rôle essentiel que jouent ces protéines dans la coordination de l'inactivation génique résultant de répétitions étendues », a déclaré le Dr Sureshkumar.

« La connaissance de ces systèmes fait non seulement progresser notre compréhension de la biologie végétale, mais donne également un aperçu des maladies humaines », a-t-elle déclaré.

Au cours de la recherche, des méthodes modernes de criblage génétique et des tests à deux hybrides sur levure ont été utilisés afin de déterminer que FUG1, une protéase SUMO non caractérisée, joue un rôle important dans l’inactivation des gènes. Après une analyse plus approfondie, il a été démontré que FUG1 interagissait avec AL3, un lecteur d'histone connu pour se lier à des marques d'histone spécifiques associées à une expression génique efficace.

De plus, les chercheurs ont découvert que la protéine AL3 interagit avec LHP1, une protéine chromodomaine qui joue un rôle dans la propagation des marques d'histone restreintes. L'inversion de l'inactivation des gènes et la suppression des symptômes associés à une expansion récurrente se sont produites en raison de la perte de fonction de l'un de ces composants au cours de l'expérience.

« Ces résultats mettent en valeur l’importance des modificateurs post-traductionnels et des lecteurs d’histone dans la régulation épigénétique », a déclaré le Dr Sureshkumar.

Elle a déclaré : « Notre étude ouvre la voie à des recherches plus approfondies sur le rôle de ces protéines dans divers processus biologiques et maladies humaines. »

« Les résultats représentent non seulement des conséquences potentielles pour la santé humaine, mais contribuent également à notre compréhension de la biologie végétale, qui est déjà avancée. »

Le Dr Sureshkumar, qui a dirigé cette étude internationale incluant des institutions du Royaume-Uni, de Chine, du Canada, d'Inde et d'Australie, a déclaré que la collaboration multinationale les avait aidés à progresser dans divers aspects de cette recherche.
Le Dr Sureshkumar a déclaré que cette recherche pourrait ouvrir la voie au développement de nouvelles techniques thérapeutiques ciblant la dérégulation épigénétique chez les personnes atteintes de maladies génétiques. Plus d'information:Sridevi Sureshkumar et al, la protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 font partie intégrante du silençage génique induit par l'expansion de la réplication chez Arabidopsis thaliana. Plantes naturelles

(2024).
est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5


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L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires

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L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires

L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires

Par Simon Mansfield

Sydney, Australie (SPX), 19 avril 2024






L'exploration de la construction d'habitats lunaires par l'Université Tsinghua met en évidence la transition de la simple exploration à la construction et à l'utilisation réelles sur la Lune, en mettant l'accent sur le durcissement du régolithe in situ. Avec près de 20 technologies différentes évaluées pour créer des matériaux à base de régolithe, l'examen du professeur Feng fournit une classification et une évaluation systématiques, identifiant les défis importants et les orientations pour les progrès futurs.

La recherche classe les techniques de durcissement des régolithes en quatre groupes en fonction de leurs mécanismes de liaison et de consolidation : durcissement par réaction (RS), frittage/fusion (SM), durcissement par liaison (BS) et formation de confinement (CF). Chaque gamme et technologie spécifique est soigneusement mesurée en termes de paramètres de processus et de performances, mettant en valeur ses diverses exigences et capacités.

La solidification réactive implique la liaison des particules de régolithe avec des composés réactifs et repose en grande partie sur des matériaux transportés par fusée, le régolithe représentant 60 à 95 % du mélange. Processus de frittage/fusion du régolithe à des températures élevées, dépassant souvent 1 000 °C, ce qui pose d’importants défis énergétiques et opérationnels. Le durcissement par liaison utilise des liants pour le collage, nécessitant moins de temps et des températures plus basses, tandis que la formation par confinement utilise un tissu pour créer des composants de sac régolithe à haute résistance, bien qu'ils puissent manquer de résistance à la compression.

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L'étude présente la méthode 8IMEM pour évaluer ces technologies, en utilisant huit indicateurs pour mesurer leur efficacité et leur adéquation à la construction de la Lune. Le remplissage Regolith occupe la première place, réduisant la consommation de ressources et d'énergie tout en permettant une configuration rapide des composants. Les technologies solaires de frittage/fusion et de fusion fonctionnent également bien, ces dernières utilisant l’énergie solaire directement dans une construction rentable.

La recherche est conforme aux objectifs progressifs des Stations internationales de recherche lunaire, établissant un plan de développement en quatre phases : laboratoire, station de recherche, hébergement et habitat, chacune étant spécifiquement conçue pour répondre à des besoins de construction et fonctionnels spécifiques. Les données quantitatives soutiennent l'utilisation de la technologie régolithe pour construire des bases lunaires, fournissant ainsi un modèle fonctionnel pour les futurs habitats lunaires.



Rapport de recherche:Construction lunaire in situ à grande échelle : évaluation quantitative des techniques de durcissement des régolithes


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