Том Джексон - Взламывая технологии

Высокий подъем

Гигантский небоскреб — это настоящий автономный город. Он вмещает 35 000 человек в 1000 квартирах, офисах и гостиницах. Башня рекордной высоты нуждается в соответствующих лифтах. Лифт, идущий от уровня земли до 140-го этажа, движется со скоростью 10 м/с. Подъем на публичную смотровую площадку (124-й этаж) занимает чуть больше минуты. Как и во всех небоскребах, в Бурдж Халифе есть возможность добраться до любой точки с помощью лестницы. К вершине ведут 2909 ступенек. В 2011 г. Алену Роберу, независимому французскому скалолазу, известному как «Человек-паук», понадобилось шесть часов, чтобы подняться вверх по внешней стене здания. Вскоре после этого Наср аль-Нияди и Омар аль-Хегелан прыгнули со 160 этажа, совершив самый высокий прыжок с парашютом с неподвижного объекта.

Идея преобразования химической энергии в электричество, при котором единственным отходом будет только вода, не нова. В наши дни она применяется для энергоснабжения домов, резервных источников питания и электромобилей.

Еще в 1838 г. валлийский физик Уильям Гроув создал экспериментальный топливный элемент, но только в 1950-х гг. была произведена первая коммерческая модель. В 1991 г. американский ученый Роджер Биллингс разработал топливный элемент, который можно использовать для питания электромобилей, а к 2010 г. в эксплуатацию было введено несколько электромобилей.

Существуют различные типы топливных элементов, но у всех имеется положительный и отрицательный электроды (анод и катод), а между ними — электролит. Большинство топливных элементов работают на водороде и кислороде. Атомы водорода подаются на анод, где они реагируют с катализатором (обычно это порошок платины). Каждый атом водорода теряет свой единственный электрон, который проходит по внешнему контуру, создавая электрический ток. Без электрона атомы водорода становятся положительными ионами и движутся через электролит к катоду. На катоде они вступают в реакцию с электронами и кислородом, образуя отход производства — воду, которая вытекает из аппарата. Очень важен правильный выбор электролита: он должен пропускать только положительные ионы водорода. Таким электролитом может служить гидроксид калия, фосфорная кислота или соли.

Экспериментальный топливный элемент, используемый в исследованиях по повышению эффективности

НАСА активно использует топливные элементы для производства электроэнергии на космических кораблях. На фото топливный элемент извлекают из грузового отсека космического челнока

В отличие от батарей электрохимические генераторы требуют постоянной подачи топлива (обычно это водород) и кислорода, чтобы поддерживать химическую реакцию. Однако в них нет движущихся частей и не происходит горение, поэтому в идеальных условиях их надежность достигает 99,9999 %. У топливных элементов есть и еще одно преимущество: они не загрязняют окружающую среду. Одно из самых впечатляющих использований топливных элементов — электромобили. Сейчас уже производится несколько моделей таких машин, в том числе Toyota Mirai , которая может пройти без дозаправки около 502 км. Время заправки такой машины — 3–5 минут, после чего она за девять секунд может разогнаться до 97 км/ч. В Японии уже есть «водородное шоссе» с водородными заправочными станциями.

Люди мечтали о создании беспилотных автомобилей еще в 1920-х гг., но эта мечта смогла реализоваться только с появлением компьютеров. В 2011 г. Невада стала первым американским штатом, разрешившим такие автомобили на общественных дорогах.

Работа над автомобилями с компьютерным управлением началась в университете Карнеги — Меллон в Питтсбурге, США, в 1984 г. Несколько крупных производителей машин, в том числе Mercedes-Benz и General Motors , построили собственные прототипы беспилотных автомобилей. Затем над созданием беспилотного автомобиля Google стал работать Себастьян Трун, бывший директор лаборатории искусственного интеллекта Стэнфордского университета.

Сегодня Google имеет целую автотранспортную фирму, занимающуюся серийным и заказным производством автомобилей с программой «Личный шофер». Автомобили оснащены GPS и способны следовать по запрограммированным маршрутам. Датчики распознают дорожные знаки, сигналы светофоров, другой транспорт и пешеходов. Если на светофоре включается красный свет, датчики улавливают его и машина останавливается в положенном месте. С помощью лазеров определяется расстояние до других объектов, что позволяет автомобилю держать безопасную дистанцию. Система поддерживает функцию ручного управления, которой человек-водитель может воспользоваться в любой момент. К марту 2016 г. совокупный пробег беспилотных автомобилей составил около 2,4 млн км, причем значительная часть пробега приходится на движение по городу. Произошло несколько аварий, но в основном по вине других водителей.

Сидеть на переднем сиденье беспилотного автомобиля — очень необычный опыт. Передав управление компьютеру, каждый человек в машине становится пассажиром

Беспилотные автомобили дают возможность ездить с комфортом людям, которым трудно водить из-за возраста или инвалидности, а также освобождают время водителя для других задач. Они помогут уменьшить количество аварий и позволят лучше контролировать дорожное движение. Эксперты прогнозируют, что к 2040 г. более 75 % всех транспортных средств будут беспилотными.

Google внес большой вклад в развитие беспилотных автомобилей. На крыше этой ранней модели установлены датчики, передающие машине информацию о том, что происходит вокруг

В отсутствие команды исследователей изучение Марса проводится с помощью марсоходов, которые становятся все более сложными. В 2012 г. произошла посадка последнего марсохода — Curiosity.

Curiosity — четвертый марсоход, высадившийся на Марсе. Первый — Sojourner — был шестиколесным грузовичком немного больше обычной игрушки и управлялся дистанционно. В 1997 г. он, упакованный в подушки безопасности, был сброшен на Марс. Sojourner доказал, что на Красной планете техника может работать на солнечных батареях, и в 2004 г. на Марс отправили два крупных марсохода — Spirit и Opportunity . Они тоже питались от солнечных батарей, и инженеры не были уверены, что марсоходы смогут пережить первую темную марсианскую зиму, не потеряв всю энергию. Перед наступлением зимы марсоходы были припаркованы на склонах, обращенных к низкому солнцу, и благодаря аккуратному управлению питанием остались работоспособными. В 2009 г. Spirit застрял в глубоком песке, не сумел добраться до зимней стоянки и полностью разрядился в 2011 г. Opportunity работал до февраля 2019 г., многократно превысив запланированный срок в 90 марсианских дней. В 2012 г. Opportunity связался с Curiosity — марсоходом нового поколения.