Balázs Richárd
2014: Előretekintés a tudomány világába
Eseményekben gazdag esztendőn vagyunk túl, de vajon mi vár ránk idén a tudományos területeken? A New Scientist segítségével végig futunk 2014 legjelentősebbnek ígérkező mérföldkövein.
2013-at az ISON üstökössel búcsúztattuk, 2014-ben azonban még nagyobb szerepet játszanak majd az üstökösök a tudomány világában, idén kezdi ugyanis meg munkáját az Európai Űrügynökség (ESA) Rosetta űrszondája a Csurjumov-Geraszimenko üstökös körül, aminek egy egysége a felszínre is leszáll.
A Rosetta már veterán űrutazónak számít, 2004 márciusában indult el bolygónkról, az elmúlt évtizedet főként a Nap körül keringve töltötte, 2011 óta pedig egyfajta virtuális zombiként utazik, csupán annyi energiát használva fel, amivel számítógépes agyát életben tartja. Az ébresztő órát január 20-ra húzták fel az ESA mérnökei, a találkozó májusra van időzítve.
Eddig egyetlen űreszközünk sem állt pályára üstökös körül. A legizgalmasabbnak a november ígérkezik, amikor a Philae robot-leszállóegység lecsatlakozva a Rosettáról elsőként kísérel meg leszállást egy mélyűrbeli objektumon. Sikeres landolás után a robot megcsáklyázva az üstökös megkapaszkodik a felszínén, majd ásni kezd. A kinyert mintákat fedélzeti laboratóriumában elemzi, az eredményeket pedig visszasugározza a Földre.
Az üstökösök konzerválták a Naprendszer születésekor visszamaradt anyagokat, vizet is tartalmaznak, vegytanuk különösen érdekes lehet saját óceánjainkkal történő összehasonlítás céljából.
Eközben az emberi űrrepülés is újabb lépéseket tehet régi fényének visszanyerése felé. Az idén két emberi repülésre alkalmas űrhajó is szárnypróbálgatásokba kezd. Szeptemberben a NASA rég várt Orion kapszulája 4 órás kirándulást tesz a Föld körül. Az Apollo kapszulákat idéző Oriont hosszú távú emberi expedíciókra tervezték, az idei teszt a repülési és a visszatérési képességeit teszi majd próbára a Mars-utazásra is szánt űrjárműnek, ami a tervek szerint 2021-ben először a Holdat látogatja meg, fedélzetén űrhajósokkal, majd egy aszteroida következik, és ezek után jöhet a Mars.
Ugyancsak az idén debütál a SpaceX Falcon Heavy rakétája, ami 13.200 kilogramm súlyú rakományt képes elindítani a Mars irányába, ezzel megszerezheti a legerősebb szolgálatba állított rakéta címet, bár ez a teljesítmény sem lenne elegendő, hogy egyetlen fellövéssel elindítson a Mars felé egy komplett legénységet felszereléssel együtt, de több fordulóban már megoldható lenne a feladat. Egy másik rakéta, a NASA SLS (Space Launch Vehicle) is idén kezdi meg tesztjeit, ez azonban még nem fog eljutni a kilövési stádiumba 2014-ben.
Az űrkutatás mellett a genetika területe is izgalmasnak ígérkezik, elkészülhet az első egymillió éves genom. A jelenlegi legidősebb szekvenált állati genom 700.000 éves, egy észak-nyugat Kanadában talált ló kövületeiből származik. Hogy pontosan melyik őstörténeti lény génállományát sikerül majd megkaparintani, még nem tudjuk, a legnagyobb fogás talán a Homo erectus lenne, ami 2 millió évvel ezelőtt jelent meg.
Egészen mostanáig egy egymillió éves előember-genom megkaparintása elég körülményesnek tűnt. A DNS a hideg területeken konzerválódik a legjobban, az emberek azonban - érthető okokból - elkerülték ezeket a helyeket. 2013 decemberében azonban napvilágot látott egy 400.000 éves mitokondriális genom, amit egy spanyol barlangban talált korai ember maradványaiból nyertek ki, vagyis a DNS a melegebb évöveken is konzerválódhat, amennyiben a körülmények megfelelőek, nyilatkozott David Reich, a Harvard genetikusa.
Mindazonáltal nem az előember az egyetlen esélyes. A tudósok igen széles körben kísérleteznek a génállományok szekvenálásával, például megpróbálják rekonstruálni a bubópestist előidéző Yersinia pestis evolúcióját, de akár a mamutok, ősi pingvinek és más mikrobák is elhódíthatják a pálmát. Ezzel együtt a Jurassic Parkban felvázolt dinoszaurusz klónozás a jövőben is megmaradni látszik a sci-fik világában, 65 millió év ugyanis túl hosszú idő a DNS töredékek túléléséhez.
Az idén egy másik felderítetlen világba is eljuthatunk, itt saját bolygónkon. Tavaly egy orosz csapatnak sikerült lefúrnia a 4 kilométer vastag jégtakaró alatt pihenő Vosztok-tóhoz. A felszínre hozott mintákban DNS-eket találtak, melyeknek jelenleg is folyik az elemzése, hogy megállapítsák létezik-e élet a tóban. Idén felfedezhetjük, mi rejtőzik a mélyben, bár a fúró szennyeződése továbbra is kérdéses.
Ha találnak életet, akkor az nagy valószínűséggel egysejtű organizmusokat, baktériumokat takarhat, ezeknek van ugyanis jelen ismereteink szerint a legnagyobb esélyük a szélsőséges körülmények túlélésére. Ehhez persze ennek a hipotetikus életnek képesnek kellett lennie 15 millió éven át szaporodni egy nagy nyomású környezetben, napfény nélkül, jeges körülmények között és teljes elzártságban, tehát ez a kaland ígérkezik az élet alkalmazkodóképessége legnagyobb próbájának.
Az idén márciusban érkezik az IPCC (Kormányközi Éghajlat változási Bizottság) újabb jelentése, ami a globális éghajlat változási trendek élőhelyeinkre gyakorolt hatását fogja felvázolni. A jelentés előzetesei szerint súlyosbodni fognak az aszályok Dél-Európában, a Közel-Keleten, az USA dél-nyugati államaiban. Ezzel szemben az északabbi területeken, például Skandináviában és Kanadában több csapadék, eső és hó várható. A többi területen egyre nehezebb jóslatokba bocsátkozni, több éghajlati modell létezik, melyek ellentmondanak egymásnak, különösen igaz ez Ázsiára és Afrikára.
Ha klímaváltozásnál tartunk, érdemes szólnunk az alternatív üzemanyagokról is. Tudták, hogy az Empire State Building tornyát eredetileg hidrogénnel feltöltött léghajók kikötőjének szánták? Ez akkor túl veszélyesnek bizonyult, a Hindenburg 1937-es halálos tüze után a hidrogén dicsősége jó időre leáldozott. A legkönnyebb elem azonban újra visszatérőben van, érkezik ugyanis az első tömeggyártású hidrogénnel hajtott gépjármű.
Míg a léghajók felhajtóerőt nyertek a hidrogéntől, a Hyundai Tucson Fuel Cell elektromossággá alakítja. Üzemanyagcellája a jármű tartályába töltött hidrogént a levegő oxigénjével kombinálva elektromos reakciót hoz létre, ami áramot termel a Tucson elektromos motorjainak. A folyamat egyetlen mellékterméke a víz. A jelenlegi elektromos autókkal szemben a hidrogénüzemű jármű feltöltése csupán pár perc és egy "tankkal" 480 kilométert tud megtenni, akár óránkénti 160 kilométeres sebességgel. 2015-ben a Honda és a Toyota is követi a Hyundait. Többekben felderenghet a BMW 2006-os próbálkozása, azok a járművek folyékony hidrogént égettek, ez azonban nem bizonyult hatékonynak és soha nem is került tömeggyártásba.
Ami a kommunikációs technológiákat illeti, az NSA (Nemzet Biztonsági Ügynökség) lehallgatási botrányának hatására az idén felgyorsulhatnak az online személyes adatok védelmére irányuló folyamatok. Néhány héttel az NSA tevékenységének felfedését követően például ugrásszerűen megnőtt a DuckDuckGo keresőmotor használata, ami azt ígéri, hogy nem gyűjti a felhasználók személyes információit. Emellett megkezdődhet az internet töredezettsége. Egyes nemzetek, mint Brazília és Németország fontolóra vette az internet routolásának saját földrajzi határain belül tartását, ami akadozásokhoz vezethet a nemzetközi adatforgalomban.
2014-ben érkezik a nagyközönség számára a Google Glass, ami egészen új távlatokat nyithat az alkalmazások körében is, túlmutatva az átlagot célzó applikációkon, melyek újabb lépést jelentenek majd a személyre szabott reklámozásban is. A Glass korai változatainak tesztelését célzó Explorer program szerint például a speciális szemüveget viselő sebész megoszthatja az operációk során általa látottakat az orvostanhallgatókkal, vagy figyelemmel kísérhető a cukorbetegséggel küzdők táplálkozása, jelezve, ha túl magas szénhidráttartalmú élelmiszert akarnának bevinni a szervezetükbe. A kritikusok szerint a szemüveg kamerája újabb arcul csapása lesz a magánéletnek, tönkre téve a társadalmi érintkezéseket. Az azonban tény, hogy a Glass és versenytársainak idei megjelenésére emberek milliói várnak, így hamarosan egészen másként fogjuk látni a világot.
Angliában az idén megszülethet az első három-szülős csecsemő. Az eljárás lehetővé tenné a születéskori rendellenességeket okozó mitokondriális mutációk megszüntetését. A mitokondrium, a sejtek energiagenerátora saját DNS-sel rendelkezik, és az anyától öröklődik. A kutatások szerint a hibás DNS átadása megelőzhető, ha egy donor petesejt egészséges mitokondriális DNS-ét használják, megtartva az eredeti anya sejtmagját. Az eljárást eddig csak majmoknál végezték el, az eredmények azonban több mint biztatóak, emberek esetében azonban még nem engedélyezték.
Ez változhat 2014-ben, az Egyesült Királyságban a parlament júliusban szavazásra bocsátja az engedélyeztetést, ami akár még az idén törvénybe is foglaltattatik. A téma az Egyesült Államokban is napirenden van, az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóság (FDA) februárban vitatja meg a kérdést.
Az idén sporttéren is jelentős eseményhez érkezünk a brazíliai labdarúgó világbajnoksággal, ahol az első kezdőrúgásnak tudományos vonulata is lesz. Ha minden a tervek szerint alakul egy deréktól lefelé lebénult tizenéves végzi el a világ legfejlettebb gondolatirányítású külső váza, exoskeletonja segítségével. Az esemény a paralízis ellen küzdő nemzetközi együttműködés, a Walk Again Projekt csúcspontja lehet. Exoskeletonjuk a test alsó felét támogatja, amit az agytevékenység sémáival irányítanak, melyek a fejbőrön, vagy magában az agyban elhelyezett elektródákon keresztül, vezeték nélkül jutnak el a vázhoz. A mozgás önmagában nem elég a járás természetes érzetének visszaadásához, ez egy rendkívül összetett feladat, amit számos szenzor beépítésével próbálnak elérni, melyek információkat adnak az érintésről, a hőmérsékletről visszacsatolva a viselő felé.
2013-at az ISON üstökössel búcsúztattuk, 2014-ben azonban még nagyobb szerepet játszanak majd az üstökösök a tudomány világában, idén kezdi ugyanis meg munkáját az Európai Űrügynökség (ESA) Rosetta űrszondája a Csurjumov-Geraszimenko üstökös körül, aminek egy egysége a felszínre is leszáll.
A Rosetta már veterán űrutazónak számít, 2004 márciusában indult el bolygónkról, az elmúlt évtizedet főként a Nap körül keringve töltötte, 2011 óta pedig egyfajta virtuális zombiként utazik, csupán annyi energiát használva fel, amivel számítógépes agyát életben tartja. Az ébresztő órát január 20-ra húzták fel az ESA mérnökei, a találkozó májusra van időzítve.
Eddig egyetlen űreszközünk sem állt pályára üstökös körül. A legizgalmasabbnak a november ígérkezik, amikor a Philae robot-leszállóegység lecsatlakozva a Rosettáról elsőként kísérel meg leszállást egy mélyűrbeli objektumon. Sikeres landolás után a robot megcsáklyázva az üstökös megkapaszkodik a felszínén, majd ásni kezd. A kinyert mintákat fedélzeti laboratóriumában elemzi, az eredményeket pedig visszasugározza a Földre.
Az üstökösök konzerválták a Naprendszer születésekor visszamaradt anyagokat, vizet is tartalmaznak, vegytanuk különösen érdekes lehet saját óceánjainkkal történő összehasonlítás céljából.
Eközben az emberi űrrepülés is újabb lépéseket tehet régi fényének visszanyerése felé. Az idén két emberi repülésre alkalmas űrhajó is szárnypróbálgatásokba kezd. Szeptemberben a NASA rég várt Orion kapszulája 4 órás kirándulást tesz a Föld körül. Az Apollo kapszulákat idéző Oriont hosszú távú emberi expedíciókra tervezték, az idei teszt a repülési és a visszatérési képességeit teszi majd próbára a Mars-utazásra is szánt űrjárműnek, ami a tervek szerint 2021-ben először a Holdat látogatja meg, fedélzetén űrhajósokkal, majd egy aszteroida következik, és ezek után jöhet a Mars.
Ugyancsak az idén debütál a SpaceX Falcon Heavy rakétája, ami 13.200 kilogramm súlyú rakományt képes elindítani a Mars irányába, ezzel megszerezheti a legerősebb szolgálatba állított rakéta címet, bár ez a teljesítmény sem lenne elegendő, hogy egyetlen fellövéssel elindítson a Mars felé egy komplett legénységet felszereléssel együtt, de több fordulóban már megoldható lenne a feladat. Egy másik rakéta, a NASA SLS (Space Launch Vehicle) is idén kezdi meg tesztjeit, ez azonban még nem fog eljutni a kilövési stádiumba 2014-ben.
Az űrkutatás mellett a genetika területe is izgalmasnak ígérkezik, elkészülhet az első egymillió éves genom. A jelenlegi legidősebb szekvenált állati genom 700.000 éves, egy észak-nyugat Kanadában talált ló kövületeiből származik. Hogy pontosan melyik őstörténeti lény génállományát sikerül majd megkaparintani, még nem tudjuk, a legnagyobb fogás talán a Homo erectus lenne, ami 2 millió évvel ezelőtt jelent meg.
Egészen mostanáig egy egymillió éves előember-genom megkaparintása elég körülményesnek tűnt. A DNS a hideg területeken konzerválódik a legjobban, az emberek azonban - érthető okokból - elkerülték ezeket a helyeket. 2013 decemberében azonban napvilágot látott egy 400.000 éves mitokondriális genom, amit egy spanyol barlangban talált korai ember maradványaiból nyertek ki, vagyis a DNS a melegebb évöveken is konzerválódhat, amennyiben a körülmények megfelelőek, nyilatkozott David Reich, a Harvard genetikusa.
Mindazonáltal nem az előember az egyetlen esélyes. A tudósok igen széles körben kísérleteznek a génállományok szekvenálásával, például megpróbálják rekonstruálni a bubópestist előidéző Yersinia pestis evolúcióját, de akár a mamutok, ősi pingvinek és más mikrobák is elhódíthatják a pálmát. Ezzel együtt a Jurassic Parkban felvázolt dinoszaurusz klónozás a jövőben is megmaradni látszik a sci-fik világában, 65 millió év ugyanis túl hosszú idő a DNS töredékek túléléséhez.
Az idén egy másik felderítetlen világba is eljuthatunk, itt saját bolygónkon. Tavaly egy orosz csapatnak sikerült lefúrnia a 4 kilométer vastag jégtakaró alatt pihenő Vosztok-tóhoz. A felszínre hozott mintákban DNS-eket találtak, melyeknek jelenleg is folyik az elemzése, hogy megállapítsák létezik-e élet a tóban. Idén felfedezhetjük, mi rejtőzik a mélyben, bár a fúró szennyeződése továbbra is kérdéses.
Ha találnak életet, akkor az nagy valószínűséggel egysejtű organizmusokat, baktériumokat takarhat, ezeknek van ugyanis jelen ismereteink szerint a legnagyobb esélyük a szélsőséges körülmények túlélésére. Ehhez persze ennek a hipotetikus életnek képesnek kellett lennie 15 millió éven át szaporodni egy nagy nyomású környezetben, napfény nélkül, jeges körülmények között és teljes elzártságban, tehát ez a kaland ígérkezik az élet alkalmazkodóképessége legnagyobb próbájának.
Az idén márciusban érkezik az IPCC (Kormányközi Éghajlat változási Bizottság) újabb jelentése, ami a globális éghajlat változási trendek élőhelyeinkre gyakorolt hatását fogja felvázolni. A jelentés előzetesei szerint súlyosbodni fognak az aszályok Dél-Európában, a Közel-Keleten, az USA dél-nyugati államaiban. Ezzel szemben az északabbi területeken, például Skandináviában és Kanadában több csapadék, eső és hó várható. A többi területen egyre nehezebb jóslatokba bocsátkozni, több éghajlati modell létezik, melyek ellentmondanak egymásnak, különösen igaz ez Ázsiára és Afrikára.
Ha klímaváltozásnál tartunk, érdemes szólnunk az alternatív üzemanyagokról is. Tudták, hogy az Empire State Building tornyát eredetileg hidrogénnel feltöltött léghajók kikötőjének szánták? Ez akkor túl veszélyesnek bizonyult, a Hindenburg 1937-es halálos tüze után a hidrogén dicsősége jó időre leáldozott. A legkönnyebb elem azonban újra visszatérőben van, érkezik ugyanis az első tömeggyártású hidrogénnel hajtott gépjármű.
Míg a léghajók felhajtóerőt nyertek a hidrogéntől, a Hyundai Tucson Fuel Cell elektromossággá alakítja. Üzemanyagcellája a jármű tartályába töltött hidrogént a levegő oxigénjével kombinálva elektromos reakciót hoz létre, ami áramot termel a Tucson elektromos motorjainak. A folyamat egyetlen mellékterméke a víz. A jelenlegi elektromos autókkal szemben a hidrogénüzemű jármű feltöltése csupán pár perc és egy "tankkal" 480 kilométert tud megtenni, akár óránkénti 160 kilométeres sebességgel. 2015-ben a Honda és a Toyota is követi a Hyundait. Többekben felderenghet a BMW 2006-os próbálkozása, azok a járművek folyékony hidrogént égettek, ez azonban nem bizonyult hatékonynak és soha nem is került tömeggyártásba.
Ami a kommunikációs technológiákat illeti, az NSA (Nemzet Biztonsági Ügynökség) lehallgatási botrányának hatására az idén felgyorsulhatnak az online személyes adatok védelmére irányuló folyamatok. Néhány héttel az NSA tevékenységének felfedését követően például ugrásszerűen megnőtt a DuckDuckGo keresőmotor használata, ami azt ígéri, hogy nem gyűjti a felhasználók személyes információit. Emellett megkezdődhet az internet töredezettsége. Egyes nemzetek, mint Brazília és Németország fontolóra vette az internet routolásának saját földrajzi határain belül tartását, ami akadozásokhoz vezethet a nemzetközi adatforgalomban.
2014-ben érkezik a nagyközönség számára a Google Glass, ami egészen új távlatokat nyithat az alkalmazások körében is, túlmutatva az átlagot célzó applikációkon, melyek újabb lépést jelentenek majd a személyre szabott reklámozásban is. A Glass korai változatainak tesztelését célzó Explorer program szerint például a speciális szemüveget viselő sebész megoszthatja az operációk során általa látottakat az orvostanhallgatókkal, vagy figyelemmel kísérhető a cukorbetegséggel küzdők táplálkozása, jelezve, ha túl magas szénhidráttartalmú élelmiszert akarnának bevinni a szervezetükbe. A kritikusok szerint a szemüveg kamerája újabb arcul csapása lesz a magánéletnek, tönkre téve a társadalmi érintkezéseket. Az azonban tény, hogy a Glass és versenytársainak idei megjelenésére emberek milliói várnak, így hamarosan egészen másként fogjuk látni a világot.
Angliában az idén megszülethet az első három-szülős csecsemő. Az eljárás lehetővé tenné a születéskori rendellenességeket okozó mitokondriális mutációk megszüntetését. A mitokondrium, a sejtek energiagenerátora saját DNS-sel rendelkezik, és az anyától öröklődik. A kutatások szerint a hibás DNS átadása megelőzhető, ha egy donor petesejt egészséges mitokondriális DNS-ét használják, megtartva az eredeti anya sejtmagját. Az eljárást eddig csak majmoknál végezték el, az eredmények azonban több mint biztatóak, emberek esetében azonban még nem engedélyezték.
Ez változhat 2014-ben, az Egyesült Királyságban a parlament júliusban szavazásra bocsátja az engedélyeztetést, ami akár még az idén törvénybe is foglaltattatik. A téma az Egyesült Államokban is napirenden van, az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóság (FDA) februárban vitatja meg a kérdést.
Az idén sporttéren is jelentős eseményhez érkezünk a brazíliai labdarúgó világbajnoksággal, ahol az első kezdőrúgásnak tudományos vonulata is lesz. Ha minden a tervek szerint alakul egy deréktól lefelé lebénult tizenéves végzi el a világ legfejlettebb gondolatirányítású külső váza, exoskeletonja segítségével. Az esemény a paralízis ellen küzdő nemzetközi együttműködés, a Walk Again Projekt csúcspontja lehet. Exoskeletonjuk a test alsó felét támogatja, amit az agytevékenység sémáival irányítanak, melyek a fejbőrön, vagy magában az agyban elhelyezett elektródákon keresztül, vezeték nélkül jutnak el a vázhoz. A mozgás önmagában nem elég a járás természetes érzetének visszaadásához, ez egy rendkívül összetett feladat, amit számos szenzor beépítésével próbálnak elérni, melyek információkat adnak az érintésről, a hőmérsékletről visszacsatolva a viselő felé.