Czterdziestu starszych uczniów szkół średnich podróżowało z całego kraju do Waszyngtonu w tym tygodniu na Intel Science Talent Search 2010, program Towarzystwa Nauki i Społeczeństwa. Tutaj studenci przedstawili swoje projekty rundom sędziów w National Academy of Sciences. A dziś Intel ogłosi, którzy uczniowie zdobyli nagrody (w tym główną nagrodę w wysokości 100 000 USD).
Niedawno rozmawiałem z dwoma finalistami o ich projektach: jednym o oprogramowaniu, które pozwala statkom kosmicznym latać w kosmosie przy niewielkim zużyciu paliwa, a drugim o niebezpiecznych skutkach palenia świec w pomieszczeniach na jakość powietrza.
Erika Debenedictis, Albuquerque, Nowy Meksyk: „Podróżowanie międzyplanetarną autostradą: autonomiczny system nawigacji kosmicznej”
Debenedictis od lat chciała być astronautą, ale kiedy przeczytała artykuł o „autostradzie międzyplanetarnej”, zainteresowała się pojazdami, które niosły astronautów. W artykule wyjaśniono teorię leżącą u podstaw Międzyplanetarnej Sieci Transportowej, zestawu ścieżek w przestrzeni kosmicznej, które umożliwiają statkom kosmicznym podróżowanie z bardzo małą energią. Korzystając ze ścieżek, statek kosmiczny może poruszać się po Układzie Słonecznym z niewielkim lub zerowym zużyciem paliwa. Zamiast tego poruszają się po orbitach za pomocą grawitacji i ruchu planet, tak jak żaglówka może pływać tylko przy użyciu prądów oceanicznych i wiatru.
Statki kosmiczne używały wcześniej niskoenergetycznych tras do nawigacji w kosmosie, najbardziej pamiętne, gdy Japonia uratowała swoją księżycową misję Hiten w 1991 roku, a także w misji Genesis NASA, która krąży wokół Słońca i Ziemi na jednej ze ścieżek ITN w celu gromadzenia cząstek wiatru słonecznego. Ale Debenedictis mówi, że nigdy nie stosowano tej metody do podróżowania na inne planety. Ten obszar badań stracił większość swoich funduszy w ciągu ostatniej dekady, co oznacza, że badania nad niskoenergetycznymi drogami prawie się zatrzymały.
Jej celem jest przywrócenie go do życia.
Debenedictis mówi, że satelity często wykorzystują trasy o niskiej energii do podróżowania w kosmosie, wykorzystując zdolność do utrzymywania stacji (metody takie jak pędnik jonowy lub żagiel słoneczny do utrzymywania statku kosmicznego na określonej orbicie) co daje im ciągły napęd w przestrzeni.
Debenedictis zaprojektował program oparty na tej koncepcji. Oprogramowanie zastosowane na statku kosmicznym może pomóc satelitom lub statek kosmiczny pozostać na jednej z ścieżek ITN z niewielką ilością paliwa lub bez paliwa. Na podstawie obliczeń Debenedictis jej program może zaoszczędzić przemysłowi kosmicznemu miliony dolarów na kosztach paliwa dla ich satelitów i statków kosmicznych, a nawet może skrócić czas podróży między planetami - powiedzmy, z Ziemi do księżyców Jowisza - w pół.
Debenedictics rozmawia z Boeing Company z nadzieją, że uruchomi swoje oprogramowanie na swoim sprzęcie, aby zobaczyć, jak satelity i inne statki kosmiczne zareagują na jego metody utrzymania stacji. Zamiast astronautki chce teraz zostać inżynierem lotniczym, aby móc kontynuować badania i sprawić, by niskoenergetyczne orbity stały się rzeczywistością.
„W tej chwili nikt nie finansuje niskoenergetycznych orbit, ale myślę, że to fajny obszar, którego jeszcze nie odkryto” - powiedziała. „To dobry czas, żeby być w pobliżu”.
Otana Jakpor, Riverside, Kalifornia: „Zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach: porównanie emisji drobnych cząstek stałych (PM 2, 5) z parafin i świec sojowych”.
Wiele osób w rodzinnym stanie Otany Jakpor w Kalifornii martwi się zanieczyszczeniem powietrza na zewnątrz. Jakpor twierdzi, że powinni martwić się zanieczyszczeniem we własnych domach.
Według Światowej Organizacji Zdrowia co roku około 2, 4 miliona ludzi na całym świecie umiera z powodu chorób związanych z zanieczyszczeniem powietrza. Duża część tego narażenia na zanieczyszczenia występuje w pomieszczeniach.
Zainspirowana matką, która cierpi na ciężką astmę, Jakpor spędził kilka lat badając zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach. Jej najnowszy projekt bada cząsteczki uwalniane przez świece do wnętrz wykonane z soi i parafiny. To, co sprawia, że drobne cząstki, takie jak uwalniane ze świec, są tak niebezpieczne, że mają niewielkie rozmiary, mówi Jakpor. Ponieważ są to tak małe cząsteczki, wpływają one nie tylko na oddychanie. Cząsteczki mogą dostać się głęboko do dróg oddechowych, a stamtąd do krwiobiegu, i powodować zawały serca i raka.
Korzystając z monitora powietrza z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside, Jakpor przetestowała świece parafinowe i sojowe we własnym domu, mierząc ilość drobnych cząstek stałych w powietrzu przed zapaleniem świec, podczas spalania i po ich zgaszeniu.
Odkryła, że jedna świeca parafinowa może wytworzyć nawet 50 razy więcej drobnych cząstek (PM 2, 5) niż świeca sojowa. Odkryła również, że ropa naftowa świec, produkt uboczny płonącej świecy, ma podobieństwo do spalin z silników Diesla - znanych czynników rakotwórczych. Krajowa norma jakości powietrza dla cząstek stałych na zewnątrz, takich jak olej napędowy, wynosi 35 mikrogramów na metr sześcienny przez 24 godziny. Świeca parafinowa, którą badał Jakpor, wypuściła 52 mikrogramy na metr sześcienny w tym samym okresie.
„Nie chcę, aby ludzie się bali i myśleli, że nie mogą już kupować świec, ale myślę, że ważne jest, aby ludzie mieli wiedzę i informacje na temat tego, co kupują”, mówi Jakpor.
Ale wiedza o tym, co kupujesz, jest trudna, ponieważ wiele świec nie ma etykiet. Jakpor twierdzi, że nawet świece oznaczone jako soja mogą być zmieszane z parafiną, i istnieje kilka innych czynników, które mogą wpływać na PM 2.5, takie jak substancje zapachowe lub metal w knotach.
Są to czynniki, które Jakpor chce studiować w przyszłości. W międzyczasie jest aktywna jako rzecznik American Lung Association, zeznając na przesłuchaniach środowiskowych na temat swoich badań. „Lubię chodzić i sprawić, by mój głos był słyszalny” - mówi.
