首页 > 新闻 > 正文

怒火攻心

加州理工学院的太空太阳能项目为其第一个轨道原型做准备_我的网站

饥饿游戏

A | 为什么研究人员想在太空中收集太阳能？他们认为在太空中24小时可以获得几乎无限的太阳能，没有大气层的阻碍，更不用说受天气或障碍物影响。十三个尼安德特人的古老基因组为他们的社区和社会组织提供了一个前所未有的快照。2010年，第一个尼安德特人基因组草案被公布。自那时起，马克斯-普朗克进化人类学研究所的研究人员已经对来自整个欧亚大陆14个不同考古遗址的另外18个基因组进行了测序。每平方米太阳能电池板在太空中的能源潜力是地球上的八倍。问题一直是如何做到这一点--以及事实上，它将花费多少钱。在太空中发射、组装和维护设备的成本是天文数字。一个有价值的太空太阳能装置的规模是令人难以置信的，而前所未有的问题在旅程的每一步都带来巨大的障碍。加州理工学院的一个团队并不气馁，而且确实被这一挑战所激励，他们已经在太空太阳能项目上工作了近十年。早在2013年，Irvine公司董事长(Donald Bren就为该项目提供了超过1亿美元的惊人捐赠--这笔捐赠最近才被披露，2015年诺斯罗普-格鲁曼公司又为该项目提供了1750万美元的资金。

B | 该项目基本上是在三个方面进行的。尽管这些基因组提供了对尼安德特人历史的总体轮廓的见解，但我们对个别尼安德特人社区仍然知之甚少。尼安德特人是一个已灭绝的古人类物种或亚种，他们在大约4万年前一直生活在欧亚大陆。

C | 一个小组一直在研究重量极轻的高效光伏电池，其功率重量比甚至比目前在国际空间站和现代卫星上使用的太阳能电池板高出50-100倍。第二个团队专注于开发超轻、微型、低成本的设备，将来自太阳能电池板的直流电转换为射频功率，然后将其传送到地球上，使用相位操纵将光束电子化地引导到地面上的接收器阵列。目前还不清楚尼安德特人的血统何时从现代人的血统中分裂出来，以及他们为何消失。为了探索尼安德特人的社会结构，科学家们将注意力转向了西伯利亚南部。

D | 这两个团队已经将他们的进展结合到一个“瓦片”的功能原型中--大约10平方厘米，结合了太阳能捕获、转换为射频和无线传输。这是一个以前对古代DNA研究非常有价值的地区--包括在著名的丹尼索瓦洞发现丹尼索瓦人的遗骸。这些高度集成、非常灵活的“瓦片”，每块的重量不到十分之一盎司（不到2.8克），它们被设计成可折叠的配置，基本上没有浪费的空间，被放入运载火箭并送入轨道，在那里它们会自己展开。

E | 因此，整个空间太阳能阵列被设想为一个超模块化的组件。

F | 这些“瓦片”被设计成2米宽的条状，长度可达60米。从该遗址的工作中，我们知道尼安德特人和丹尼索瓦人在这个地区存在了几十万年。

G | 我们还知道，尼安德特人和丹尼索瓦人曾相互影响--正如发现一个父亲为丹尼索瓦人、母亲为尼安德特人的孩子所表明的那样。

H | 这些条状物被整合成大约60×60米的模块。第一个尼安德特人社区在他们的新研究中，由马克斯-普朗克进化人类学研究所的研究人员领导的国际团队专注于Chagyrskaya和Okladnikov洞穴的尼安德特人遗骸，这两个洞穴距离丹尼索瓦洞穴100公里（60英里）以内。因此，第三个小组一直在研究如何建立一个全尺寸的阵列，将数以千计的“瓦片”组合成模块，并将数以千计的模块组合成一个巨大的太阳能收集和传输阵列，面积约为9平方公里。这个小组得到的挑战是为这些模块创造超轻、超薄的空间结构，这些结构可以非常紧密地折叠起来，然后自主地展开成巨大的模块，并在阵列像飞毯一样在太空中呼啸时保持其形状和位置。

I | 尼安德特人在大约5.4万年前曾短暂地在这些地方生活过，并且考古学家从其沉积物中发现了多具可能是同时代的尼安德特人遗骸。科学家们成功地从17具尼安德特人遗骸中提取了DNA--这是迄今为止在一项研究中对尼安德特人遗骸进行测序的最大数量。这个团队已经做了一些惊人的工作；受日本折纸和卷纸的启发，他们已经设计并制作了卷曲、折叠、自组装的结构原型--包括可卷曲的接头--每平方米仅重150克。俄罗斯科学院考古与民族学研究所的研究人员在过去14年里对Chagyrskaya洞穴进行了挖掘。除了几十万件石器和动物骨骼外，他们还发现了80多块尼安德特人的骨骼和牙齿碎片，这不仅是该地区也是世界上最大的这些人类化石的集合体之一。Chagyrskaya洞穴，西伯利亚在Chagyrskaya和Okladnikov的尼安德特人狩猎山羊、马、野牛和其他在洞穴所俯瞰的河谷中迁移的动物。

J | 他们在几十公里外采集石器的原材料，在Chagyrskaya和Okladnikov洞穴出现相同的原材料也支持了遗传学数据，即居住在这些地方的群体是紧密联系的。以前对德尼索瓦洞的脚趾化石的研究表明，尼安德特人居住在阿尔泰山区的时间也相当早，大约在12万年前。但遗传数据显示，来自Chagyrskaya和Okladnikov洞穴的尼安德特人不是这些早期群体的后代，而是与欧洲尼安德特人关系更密切。

K | 这也得到了考古材料的支持：来自Chagyrskaya洞穴的石器与德国和东欧已知的所谓Micoquian文化最为相似。这17具遗骸来自13个尼安德特人--7个男人和6个女人，其中8个是成年人，5个是儿童和年轻的青少年。在他们的线粒体DNA中，研究人员发现了几个所谓的异质体，这些异质体在个体之间共享。异质体是一种特殊的遗传变异体，只在少数几代人中持续存在。最东边的尼安德特人在这些遗骸中，有一位尼安德特人的父亲和他十几岁的女儿。

L | 研究人员还发现了一对二级亲属：一个小男孩和一个成年女性，也许是表妹、姨妈或祖母。异质体和相关个体的结合强烈表明，Chagyrskaya洞的尼安德特人一定是在大约同一时间生活-和死亡。"他们在同一时间生活的事实是非常令人兴奋的。

M | 这意味着他们很可能来自同一个社会社区。因此，我们第一次可以用遗传学来研究尼安德特人社区的社会组织，"Laurits Skov说，他是这项研究的第一作者。另一个引人注目的发现是这个尼安德特人社区内的遗传多样性极低，与10至20人的群体规模一致。这比任何古代或现今人类群体的记录都要低得多，而且与濒临灭绝的濒危物种的群体规模更为相似。然而，尼安德特人并没有生活在完全孤立的社区中。通过比较父亲遗传给儿子的Y染色体上的遗传多样性和从母亲那里继承的线粒体DNA多样性，研究人员可以回答这个问题。

N | 在社区之间迁移的是男人还是女人？他们发现线粒体遗传多样性比Y染色体多样性高得多，这表明这些尼安德特人社区主要是由女性迁移联系起来的。尽管离Denisova洞很近，但这些迁徙似乎并不涉及丹尼索瓦人--研究人员在Chagyrskaya尼安德特人中没有发现在这些个体生活的最后2万年中丹尼索瓦人基因流动的证据。