Изучение Марса, мегаколлайдер и сверхпроводники: самые ожидаемые события 2020 года в мире науки

Все спешат на Марс

Сразу несколько миссий будут запущены в наступившем году к Красной планете. Примерно на середину июля запланирован старт европейско-российской программы ExoMars-2020, предназначенной для изучения атмосферы и грунта Марса. В этом проекте Россия предоставляет ракету-носитель, спускаемый аппарат и посадочный модуль — автоматическую марсианскую станцию «Казачок». По информации российских специалистов, всё оборудование подготовлено в срок и находится в Европе, где проводится технологическая сборка.

Не менее амбициозные планы по изучению Марса в этом году готовятся реализовать в NASA. Следующий после Curiosity американский марсоход в рамках миссии Mars 2020 отправится к планете в середине года, а в 2021-м он начнёт сбор образцов пород. В работе новому марсианскому вездеходу будет помогать небольшой дрон-вертолёт.

Китайская космическая программа этого года предполагает спуск на Марс посадочного модуля Huoxing-1, также оснащённого небольшим марсоходом. Первая арабская марсианская миссия пока немного скромнее: она предполагает вывод на орбиту Красной планеты искусственного спутника от ОАЭ.

• Старт марсианской миссии ExoMars-2020 запланирован на середину 2020 года
• Facebook
• © ThalesAleniaSpace

Они возвращаются

Первая китайская возвращаемая беспилотная экспедиция «Чанъэ-5» отправится с космодрома на острове Хайнань на Луну в конце года. В планах учёных Поднебесной — сбор 2 кг лунных пород и возвращение аппарата с образцами на Землю. 

В конце года также ожидается возвращение зонда «Хаябуса-2» с образцами пород астероида Рюгу, после изучения которых японские учёные планируют найти ответы на вопросы о зарождении Солнечной системы и происхождении жизни на нашей планете. 

Автоматическая межпланетная станция NASA OSIRIS-REx приступит к забору грунта с астероида Бенну. Её возвращение на Землю ожидается не раньше 2023 года.

• Автоматическая межпланетная станция «Хаябуса-2»
• © JAXA

По Млечному Пути

Совместная обсерватория России и Германии «Спектр-Рентген-Гамма» сделает в этом году самый полный обзор Вселенной в рентгеновском диапазоне. В это же время миссия Европейского космического агентства Gaia обновит свою 3D-карту Галактики, которая, по мнению учёных, изменит понимание структуры и хода эволюции Млечного Пути.

У гравитационно-волновых обсерваторий LIGO и Virgo (в проекте LIGO участвуют две научные группы из России) уже зафиксированы десятки событий-кандидатов. В 2020 году ожидаются результаты изучения полученных ранее данных и регистрация новых всплесков гравитационных волн.

Первое в истории изображение сверхмассивной чёрной дыры в галактике Messier 87 в созвездии Девы удалось сделать учёным из проекта Event Horizon Telescope (EHT). Теперь та же группа учёных рассчитывает получить изображение чёрной дыры в центре Млечного Пути.

• Обсерватория «Спектр-РГ»
• © Институт космических исследований РАН

Погоня за частицами

В планах Европейской организации по ядерным исследованиям решить вопрос c финансированием масштабного проекта по созданию в Швейцарии нового 100-километрового мегаколлайдера, который будет в шесть раз мощнее действующего Большого адронного коллайдера. Стоимость нового ускорителя частиц оценивается в €21 млрд. 

Международный коллектив биологов в 2020 году попытается синтезировать пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae). Ранее исследователям удалось воссоздать геном гораздо более простых организмов — бактерий Mycoplasma mycoides. Биологи надеются, что успешный синтез дрожжевых клеток позволит получить доступ к эффективным способам производства множества продуктов — от биотоплива до лекарств.

• Дрожжевые клетки
• © Eye of Science / Science Photo Library

Борьба с вирусами и трансплантация

Доктор биологии Хиромицу Накаучи из Токийского университета планирует в этом году выращивать ткани из человеческих клеток в эмбрионах мышей и крыс, а затем пересаживать эти эмбрионы суррогатным животным, чтобы получать органы для трансплантации человеку.

Подобные исследования ведутся абсолютно легально: Накаучи и его коллеги дождались принятия в Японии закона, разрешающего такие эксперименты. Он вступил в силу в марте 2019-го. Более того, в этом году будет рассматриваться заявка того же коллектива учёных на проведение эксперимента с использованием эмбрионов свиней.

Индонезийские специалисты объявили о переходе к заключительному этапу борьбы с распространением лихорадки денге. Исследователи выпустили в дикую природу комаров, несущих бактерии Wolbachia, подавляющие размножение переносимых этими насекомыми вирусов — чикунгунья, денге и Зика. Как показали результаты аналогичных, но менее масштабных экспериментов, проведённых в разных тропических странах, Wolbachia затем должна успешно распространиться в популяции комаров, что в конечном итоге приведёт к снижению числа случаев заражения перечисленными лихорадками.

Не менее перспективной является вакцина против малярии, которая должна быть опробована на острове Биоко в Экваториальной Гвинее. Также в 2020 году Всемирная организация здравоохранения надеется объявить победу над сонной болезнью (африканским трипаносомозом), которую распространяют мухи цеце.

• Комары заражаются бактериями, которые подавляют размножение переносимых ими вирусов
• AFP
• © Apu Gomes

Минимизировать потери

В этом году учёные надеются синтезировать сверхгидрид иттрия — материал, который может проводить электричество без сопротивления при температуре до +53 °С, и для этого не потребуется давление в миллионы атмосфер. Отсутствие сопротивления позволит минимизировать потерю мощности на линиях электропередач, которая сегодня приносит многомиллионные убытки. Также сверхпроводящий провод позволит получать магнитные поля невероятной мощности.

В этом году ожидается настоящий бум на рынке солнечных батарей. В панелях нового типа будут использоваться перовскиты: они дешевле и проще в производстве, чем использующиеся сейчас кремниевые кристаллы. Наиболее эффективными считаются «тандемные» батареи, в ячейках которых перовкситы используются в паре с кремнием.