Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Миссия "ГЕНЕЗИСА". Компьютерная кинематография


Темы передачи: миссия "ГЕНЕЗИСА" и происхождение Солнечной системы, компьютерная кинематография и виртуальные актеры, а также последние научные новости.

Лилия Шукаева:

Можно ли сейчас обнаружить тот первичный сырой материал, из которого более 4 миллиардов лет назад образовалась Солнечная система? Да, можно - считают американские исследователи космоса. Этот материал все еще существует и продолжает входить в состав Солнца. Более того, с этой целью из Центра космических полетов имени Кеннеди на мысе Канаверал запускается специальный космический аппарат. Он захватит образцы первозданного материала, из которого образовалось Солнце и все планеты, и доставит его на Землю.

Речь идет об автоматическом аппарате "ГЕНЕЗИС", который должен почти три года курсировать в мировом пространстве между Землей и Солнцем, и собирать девственно чистые образчики так называемого "солнечного ветра". Этот ветер представляет собой невидимые, электрически заряженные частицы, постоянно извергаемые пылающим Солнцем, и содержащие, по мнению ученых, элементы первозданного правещества, из которого образовалась вся Солнечная система.

Если все пройдет так, как запланировано, то "ГЕНЕЗИС" станет первым космическим аппаратом со времен лунных полетов по программе "Аполлон" 30 лет назад, доставившим в земные лаборатории внеземной материал. Хотя ожидаемые образцы солнечного вещества будут ничтожны по весу, порядка 20 микрограммов - не больше нескольких крошечных песчинок - их изучение, говорят ученые, займет годы, и его результаты могут радикально трансформировать существующие теории происхождения Солнечной системы.

"Миссия "ГЕНЕЗИСА" может стать как бы Розеттским камнем планетологии - говорит руководитель полета в Лаборатории ракетного движения в Пасадине, в Калифорнии Честер Сазаки, - потому что она принесет сведения, позволяющие нам точнее представить всю эволюцию Солнечной системы. Образцы, которые доставит "ГЕНЕЗИС", покажут нам состав исходной праматерии, из которой образовались планеты, кометы, астероиды и само Солнце".

Ученые считают, что Солнечная система образовалась примерно 4,5 миллиарда лет назад, в результате сжатия так называемой Солнечной туманности - плотного облака, состоящего из газа, пыли и частиц льда. Отсутствующим ключевым звеном во всех моделях формирования Солнечной системы, говорят исследователи, был неизвестный пока нам точный состав вещества исходной туманности. Научный руководитель миссии "ГЕНЕЗИСА" профессор геохимик из Калифорнийского технологического института в Пасадине Дональд Барнетт и его коллеги считают, что остатки первоначальной Солнечной туманности все еще сохранились в наружных слоях Солнца, которые постепенно выгорают и разлетаются в окружающее пространство в виде "солнечного ветра".

При этом многие из основных химических элементов таких, как, например, кислород, сохранили свой первичный изотопный состав, и могут быть тяжелее или легче своей теперешней разновидности. Атомные веса изотопов могут, как известно, меняться в зависимости от числа нейтронов в атомных ядрах. Профессор Барнетт напоминает, что относительное соотношение между кислородными изотопами в разных участках Солнечной системы меняется в широких пределах. Такие изменения трудно объяснить, не зная первичных пропорций.

Геохимик из музея Филда в Чикаго доктор Миинакши Вадва, изучающий минералогию Солнечной системы, говорит, что древние метеориты и образцы лунных пород проливают некоторый свет на историю Солнечной системы, но никому неизвестно, насколько их состав близок к исходному веществу. Так что образцы с составом исходной туманности помогут ответить на много научных вопросов. Но пока мы не добудем образцы солнечного вещества и не проанализируем их в лаборатории - сказал доктор Вадва - мы не будем иметь точного представления о составе нашей Солнечной системы.

Космический аппарат "ГЕНЕЗИС" должен будет устанавливать изотопный состав кислорода, азота и других химических элементов, находимых в "солнечном ветре", далеко за пределами земного магнитного поля и земной атмосферы и улавливать атомы соответствующих изотопов в специальные ловушки. Когда эти ловушки будут доставлены на Землю, ученые смогут тщательнее изучить упомянутые изотопы и провести более точные измерения их физико-химических параметров.

Полет "ГЕНЕЗИСА" представляет собой элемент новой программы Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства - НАСА - программы, включающей в себя быстро планируемые и быстро осуществляемые, относительно недорого стоящие проекты. Миссия "ГЕНЕЗИСА" например прошла весь свой путь от первых эскизов на чертежных досках до запуска меньше, чем за три года. Ее общая стоимость должна составить 260 миллионов долларов, включая 164 миллиона за сам аппарат и научную аппаратуру.

За три месяца после запуска космический аппарат, весящий 631 килограмм, удалится от Земли на расстояние в 1 миллион 450 тысяч километров в направлении Солнца, и будет оставаться там в течение 30 месяцев, собирая в ловушки солнечные частицы. Все это время "ГЕНЕЗИС" будет находиться в том месте пространства, которое называется Лагранжевой точкой Эль-1, где гравитационные и центробежные силы Земли и Солнца уравновешиваются, позволяя космическому аппарату непрерывно быть обращенным к Солнцу, не затрачивая почти реактивного топлива, чтобы удерживаться на своей орбите.

Как только "ГЕНЕЗИС" долетит до своей Лагранжевой точки, его крышка, похожая на крышку гигантских карманных часов откроется и обнажит набор из пяти круглых ловушек-пластин диаметром с велосипедное колесо. Эти пластины будут выдвигаться и задвигаться, наподобие лезвий карманного ножа. Поверхность каждой пластины-ловушки состоит из 55 шестиугольных плиток 10 сантиметров в поперечнике, изготовленных из металлических стекол. Эти стекла, состоящие из чистейшего кремния, сапфира, германия, золота, технических алмазов, и других материалов, подобраны так, чтобы улавливать различные типы частиц. Две из пяти пластин-ловушек будут все время открыты, а остальные три будут выдвигаться по одной и подставляться солнечному ветру, когда нужно поймать определенные частицы, и задвигаться снова.

Траектория "ГЕНЕЗИСА" выбрана таким образом, чтобы после нескольких обращений по своей орбите аппарат начла пятимесячное возвращение к Земле. Возвратившись к нашей планете "ГЕНЕЗИС" выбросит в земную атмосферу капсулу с пластинами-ловушками и с собранными образцами солнечного ветра.

Если все пойдет по плану, "ГЕНЕЗИС" врежется со скоростью порядка 40 тысяч километров в час в плотные слои земной атмосферы 8 сентября 2004-го года, выбросит капсулу в районе штата Юта, неподалеку от полигона американских ВВС, а сам сгорит от трения о воздух где-то над Тихим океаном. Капсула же, защищенная термоустойчивым тепловым щитом, раскроет тормозной парашют на высоте 30 тысяч метров и будет захвачена еще в воздухе специальными вертолетами, управляемыми летчиками-виртуозами. Это убережет хрупкие стеклянные пластины-ловушки и другую научную аппаратуру от удара о землю.

Сразу же после захвата капсулу доставят в Хьюстон, в Центр космических полетов имени Джонсона, туда же, где хранились образцы лунных пород, привезенных астронавтами, летавшими на Луну. Здесь доступ к собранным образцам солнечного ветра получат исследователи. Именно с этого момента - говорит руководитель полета Честер Сазаки - начнется подлинно научная часть миссии "ГЕНЕЗИСА".

Александр Сиротин:

Когда компьютеры стали играть вместо шахматистов, мало кто ожидал, что эти машины станут играть и вместо актеров. Но вот в США киностудия "Columbia Pictures" выпустила полнометражный кинофильм "Последняя мечта". "Актеры", если их можно так называть, в нем были созданы и управлялись во время съемок компьютерщиками-мультипликаторами, главный инструмент которых не карандаш и не кинокамера, а компьютерная мышь.

В основу фильма легла популярная серия видеоигр. "Самым трудным элементом для создателей кинофильма оказались глаза компьютерного "актера", - сказал режиссер-постановщик Энди Джонс. - Именно глаза, выражение глаз передает мысли и чувства человека. Мы заставили глаза электронных персонажей двигаться настолько естественно, что зритель поверил: перед ним на экране не мультипликационный герой и не герой видеоигры, а живой человек, думающий и чувствующий". Сейчас в Голливуде многие считают, что компьютерное кинопроизводство полностью изменит весь процесс съемки, монтажа и даже распространения кинофильмов в прокате. Так, в американских киностудиях уже не строят декораций для съемок Древнего Рима. Античную архитектуру, на фоне которой разворачиваются события в фильме "Гладиатор", нарисовал компьютер. А для съемок японских воздушных налетов на американские корабли при работе над фильмом "Пирл-Харбор" не нужны были каскадеры-пилоты и макеты кораблей - все сделали компьютерные специалисты-дизайнеры. Теперь очередь дошла и до актеров, о чем знаменитым кинозвездам не могло присниться даже в самом страшном сне, и о чем продюсеры и режиссеры могли только мечтать.

"То, что в компьютерном кинофильме легко можно использовать лицо популярного актера и его манеру игры меня очень тревожит, - заявил киноактер Том Хэнкс. - Но это реалии нашего времени, и я не знаю, как с этим бороться". Компьютерный кинематограф, получивший пока наиболее полное воплощение в фильме "Последняя мечта", назван фотореалистической анимацией (анимация в буквальном переводе значит "оживление неподвижного изображения", то есть, оживление фотографии как рисунка в мультипликации). Для создания этого фильма не понадобились ни кинопавильоны, ни натурные съемки.

Режиссеру удалось избежать трудностей, связанных с подчас нелегкими характерами и капризами кинозвезд. Почти вся кинокартина была сделана в небольшом кабинете на 16-м этаже нового небоскреба "Харбор Плейс" в городе Гонолулу на Гавайских островах.

Итак, компьютерная техника позволила почти полностью обойтись без актеров. "Почти", потому что актеры все же понадобились, чтобы озвучить своих компьютерных "коллег". Да, с глазами электронная техника справилась. Однако, как оказалось, не только глаза - "зеркало души" - но и голос. А научить "электронных артистов" говорить реальными человеческими голосами, полными нюансов, полутонов и чувств, ученым и техникам пока не удается. Голоса электронных синтезаторов речи пока остаются стерильными, бесстрастными и полностью лишенными живой человеческой теплоты. Так что полная, без "почти", замена актеров компьютерным аналогом - еще дело будущего. Тем не менее, Гильдия киноактеров Америки уже требует принятия законов, запрещающих имитацию лиц и голосов популярных артистов без их разрешения.

Компьютерная кинематография позволяет осуществить еще одну мечту продюсеров и режиссеров: кинематографическое, так сказать, "оживление" кинозвезд далекого прошлого. Ведь возникла возможность создания виртуального образа давно умершего актера, снимавшегося скажем в 30-х - 40-х годах. И этого актера можно заставить "сняться" в новом фильме. Либо можно с помощью электроники так сказать "омолодить" пожилого актера, показав его в начале фильма совсем молодым. Сделать это можно без всякого грима и без помощи другого похожего исполнителя. Компьютерный дизайнер берет за основу фотопортрет пожилого актера и, опираясь на строение его черепа, а также на его юношеские фотографии, создает его молодого двойника. С помощью компьютерной кинематографии и особенно - фотореалистической анимации - режиссеры смогут добиться максимального контроля над творческим процессом, устранив всякое сопротивление актерского материала, актерской природы. А продюсерам не надо будет платить актерам многотысячные и многомиллионные гонорары, давать им дни для отдыха, затягивая тем самым съемки, ждать, когда у них пройдет запой, выяснять отношения с их агентами и адвокатами...

Новым пробным камнем в этом плане станет еще один фильм - "Симон", над которым работает сейчас американский кинорежиссер Эндрю Никол. Фильм должен выйти на экраны в 2002-м году. В нем самим сюжетом оправдано обращение к компьютерным артистам. В этом фильме продюсер, роль которого играет Аль Пачино, сталкивается с капризной актрисой, саботирующей съемки. Тогда продюсер тайно заменяет ее электронной копией. Грандиозный успех фильма вынуждает продюсера продлить игру, не раскрывая, что это не актриса, а компьютерная имитация. Режиссер-постановщик Эндрю Никол держит пока технические секреты съемки кинофильма "Симон" в тайне. И никто не знает, кто играет эту Симон - живая ли актриса, электронная, или же гибрид и той, и другой.

Использование компьютеров при создании кинофильмов уже приносило заметные положительные результаты. Вспомним, например кинокартину 1993-го года "Форрест Гамп" режиссера Роберта Земеккиса, который с помощью компьютерной техники вмонтировал в кадры исторической хроники электронный образ главного героя, сыгранного Томом Хэнксом. Еще один удачный эксперимент был проведен компанией "Сигграф", занимающейся компьютерной графикой и анимацией. Для музея рок-н-ролла в Сиэтле компания создала вроде бы документальный фильм, в котором поет известный рок-певец и композитор Джеймс Браун, когда он был молодым и начинающим. На самом деле, в молодости Джеймс Браун никогда не снимался. Так что фильм полностью сделали электроники-дизайнеры, взяв за основу нынешнего 68-летнего Джеймса Брауна и "омолодив" его на компьютерном экране.

Компьютерную генерацию фотореалистических сцен с участием виртуальных актеров специалисты по компьютерной кинематографии считают не конечной, а лишь промежуточной целью. Следующий этап, над которым работают уже несколько режиссеров - это компьютерные фильмы с более теплой, почти импрессионистской атмосферой...

Нил Эскури, ведущий компьютерный дизайнер фильма "Динозавр" - этого гибрида компьютерной генерации изображений и игры реальных актеров производства киностудии Уолта Диснея, говорит, что в крошечных компьютерных чипах скрыто бесконечное богатство возможностей. В недалеком будущем они позволят делать в кино фантастические, немыслимые сегодня вещи.

Научные новости.

Евгений Муслин:

Живые организмы, как известно, способны сами залечивать раны, царапины, и даже переломы костей. Исследователи Иллинойского университета создали сейчас синтетический материал, также обладающий механизмом залечивания повреждений. Новый материал представляет собой пластическую массу, включающую два дополнительных ингредиента. Во-первых, это равномерно распределенные по объему молекулы катализатора, а во-вторых - микрокапсулы с собственно залечивающим агентом.

Когда материал трескается, микрокапсулы лопаются и выпускают залечивающий агент в поврежденную зону - объясняет Скотт Уайт - профессор аэрокосмического проектирования, руководивший разработкой самозалечивающегося материала. - Проникая в трещины, агент приходит в контакт с катализатором, и образует химическую связку, заделывая трещины. Из нового материала можно будет изготовлять авиационные детали, электронные платы и другие конструктивные элементы, более долговечные и требующие меньше внимания в эксплуатации, чем обычно. Испытания, проведенные исследовательской группой, показали, что после растрескивания материал восстанавливает до 75 процентов своей первоначальной несущей способности.

Японская компания "Ом-Солар" разработала оригинальную солнечную отопительную систему, встраиваемую в конструкцию индивидуального дома. В Японии построено уже 20 тысяч домов с такой системой, а сейчас японские инженеры строят для демонстрации в США первые шесть солнечных домов. Строительство ведется в Калифорнии, под Сан-Франциско.

Крыша такого дома состоит наполовину из прозрачных стеклянных панелей. Зимние солнечные лучи нагревают воздух, находящийся в узком пространстве под панелями, и электрический вентилятор гонит его по вертикальному воздуховоду в центре дома в пустотелую бетонную плиту, на которой стоит дом. Эта плита нагревается днем и отдает дому тепло ночью. Кроме того, теплый воздух из подпольной полости выпускается в жилые помещения через специальные решетки. Летом все происходит наоборот. Нагретый воздух из-под крыши вентилятор гонит наружу, а холодный - подсасывает из подвала и распределяет по комнатам. Описанная нагревательно-охладительная система повышает стоимость дома примерно на 10 процентов, но снижает расходы на отопление зимой и охлаждение летом на 50 процентов.

Суперкомпьютер компании "IBM", победивший в 1997-м году в шахматном матче Каспарова, назывался "Дип Блю". Колоссальную вычислительную мощность, необходимую для победы, ему обеспечили 256 последовательно работавших процессоров на отдельных чипах. Сейчас инженеры IBM в содружестве с японскими компаниями "Sony" и "Toshiba" планируют разработать к 2004-му году новый ультрабыстродействующий микропроцессор, не уступающий по мощности всему компьютеру "Дип Блю", который будет называется "Дип Блю на чипе", потому что весь разместится на одной кремниевой пластинке площадью меньше квадратного сантиметра. Этот микропроцессор будет способен производить больше триллиона математических операций в секунду. Чтобы добиться такого результата, инженерам придется разместить на маленькой кремниевой пластинке более 100 миллионов транзисторов с проводниками толщиной меньше одной десятой микрона, то есть, в тысячу раз тоньше человеческого волоса.

Климатологи постоянно обсуждают проблему потепления климата из-за так называемых парниковых газов, выпускаемых в атмосферу промышленными предприятиями, но практически не учитывают влияния человеческой деятельности на облака, усиливающей их охлаждающий планетарный эффект. Между тем, согласно исследованиями сотрудников Калифорнийского технологического института и Вашингтонского университета, промышленные газы и автомобильные выхлопы изменяют отражательную способность облаков, влияя на величину и количество содержащихся в них водяных капель. В частности, большое влияние на облака оказывает азотная кислота - побочный продукт автомобильных выхлопов, и органические молекулы, образующиеся при сгорании дерева и ископаемых топлив. По мнению многих специалистов, ознакомившихся с этими исследованиями, дополнительный охлаждающий эффект, возникающий при загрязнении атмосферы из-за увеличения отражательной способности облаков довольно велик. Так считает, например, директор Годдардовского института космичес5ких исследований доктор Джеймс Хансен. Вместе с тем бесспорно, что наша атмосфера быстро разогревается. Чем объяснить такой парадокс? "Видимо, - говорит доктор Хансен, - недооценивая охлаждающий эффект облаков, климатологи, возможно, недооценили и нагревающее влияние парниковых газов".

XS
SM
MD
LG