澳大利亚计划于2024年发射探水月球车

作者:小菜 更新时间:2022-08-13 点击数:
简介:美国宇航局目前正致力于通过阿尔忒弥斯计划和(严重延迟的)太空发射系统火箭返回月球表面。

最近,澳大利亚航天局

【菜科解读】

  美国宇航局目前正致力于通过阿尔忒弥斯计划和(严重延迟的)太空发射系统火箭返回月球表面。

最近,澳大利亚航天局宣布将与美国宇航局合作,在2026年将一辆火星车送上月球,但一辆私人澳大利亚火星车可能会在那里领先两年(2024年)。

这个与悉尼科技大学合作设计的机器人将在月球表面寻找水的迹象,这有助于支持未来的探索工作。

澳大利亚计划于2024年发射探水月球车.jpg

  这将是一款功能有限的小型漫游车,但设计师们提出了一些有趣的噱头。

22 磅(10 公斤)的漫游车只有 60x60x50 厘米,比一般的面包箱略大。

它将乘坐 Hakuto 着陆器前往月球表面。

漫游车和着陆器均由日本航空航天公司 ispace 设计。

  漫游者将有一个机械臂,由星尘科技公司(总部位于加拿大)和澳大利亚探索太空技术公司设计。

该手臂将配备传感器和摄像头,其中一些能够收集“触觉”数据。

这个想法是,这次任务将传回这些数据,地球上的人们将能够用一种特殊的传感器手套“触摸”机器人触摸过的任何东西。

摄像机还将捕捉高分辨率图像,以在虚拟现实中渲染。

ispace 设计的 Hakuto 着陆器.jpg

  目前,该团队正在测试arm的不同配置。

一旦工程师们确定了一个设计,他们将不得不将其与火星车集成在一起。

然后,探索空间技术公司将在澳大利亚的一个设施中测试这个完全组装的机器人。

这项测试将尽可能地复制月球上的条件,确保机器人能够在恶劣的条件下运行,同时还能保持与地球的接触。

  当我们展望月球和更远的地方时,拥有准确的地质数据将有助于使长期任务更加可行。

NASA和其他航天机构对所谓的“原地资源利用”非常感兴趣这仅仅意味着你在目的地收获资源来建设基础设施、制造燃料、种植粮食等等。

这可以减少我们必须从地球发射的质量,这是非常昂贵的。

我们可以期待在接下来的几个月里听到更多关于小澳大利亚漫游者的消息。

基因组测序新公司工作全靠机器人

美国加州的山景城是“硅谷”的重要组成部分。

现在,一个与硅芯片相关的潜力大产业正在这里兴起,那就是基因组测序技术产业。

这个产业的发展是随着多家大公司的激烈竞争开始的。

不过,一家名为“整合基因”(CompleteGenomics,CG)的公司不像别的公司一样研发和销售测序仪器,而是为科学家提供外包的测序服务,更绝的是,在这家公司里做测序的,并不是研究人员,而是一排排的机器人。

近日,《新科学家》杂志探秘了这家充满科幻意味的公司。

  前台都是“机器人”  走进CG公司,连前台都由计算机终端出任。

它会主动向来客问好,询问姓名、身份和来访意图。

旁边连接的一台打印机则自动打出访客挂牌。

与此同时,一份电子邮件已经发送到内部接应人员的电脑上。

  这家公司的生产线更像科幻电影里的实验室,昏暗蓝色的房间里到处都是高级仪器,室内温度保持在28℃和相对较高的湿度,几名穿着实验服,带着发罩的工作人员在监视着电脑屏幕,查看着机器人的运作状态。

  这儿已经成为了世界上最大的人类基因组测序工厂。

只是在这里工作的不是人类,而是机器人。

在一个大约只有半个网球场大的房间里,“坐着”16台机器人,不间断地进行着人类基因组测序的工作。

去年,它们完成800个人的DNA测序工作——其中三分之一是后半年做出来的。

到了今年,它们已经可以每个月生产出400个人的基因了。

  CG公司只是目前迅速形成产业的诸多基因组测序公司中的一家,但是它十分独特。

公司市场总监图柯特(JenniferTurcotte)对《新科学家》杂志解释说,通常而言,DNA测序是在一个密封的机器里进行的,但在这家公司的实验室里,机器人却是在一个开放暴露的环境下做基因组测序,这是为了便于维修。

实验室特定的温度和湿度是为了符合测序中出现的生化反应,微弱的蓝光是为了避免荧光探测剂在探测基因代码符号时受到其他频率光波的破坏。

  这儿所进行的基因组测序,已是目前最新的第三代基因组测序技术,称为“DNA纳米球测序技术”。

这种新方法是将DNA链放置在一小块硅芯片上进行调节,自我组装成所谓的“纳米球”。

这样的测序所需要的试剂更少,得到的数据则更多。

  技术人员都穿着无尘室服装,因为任何一点灰尘都会干扰测序,除非哪儿出问题了,一般而言这些技术人员不会干预机器人的工作。

机器人则会自动添加试剂,操作样本,每个DNA纳米球上携带着70个核苷酸,其排列顺序会通过光信号被拍摄记录下来。

  费用正在逐步降低  这些机器人正在做的工作,是一个浩大庞杂的工程蓝图中的第一步,所有的人类基因组中有着30亿对碱基对,而CG计划将其全部组装出来。

这需要非常大的计算量,公司为此也建了一个自动数据中心。

不过,这个数据中心设在距离公司大约有20分钟车程的地方——那儿的电费更便宜。

  目前CG公司只针对研究者和制药公司开放,个人还没法购买他们的服务。

在这里,每对基因组测序要价9500美元,如果购买1000对以上,则每对价格降为5000美元。

这个价格是随着基因组测序技术突飞猛进而急剧下降的,要知道,十年前,第一对人类基因组序列完成时,其价格是以十几亿美元计量的。

而科学家现在已经预计几年后,基因组测序的价格可能会降到一般人都可能支付得起的程度。

  基因组测序的流水线完全是由机器人来做的,而职员做什么呢?公司共有185名职员,部分是科研人员,忙于改善公司的测序技术,另一部分则是做市场和联络,与各类客户打交道。

  基因组测序工程是一项既有非常光明的前途但又异常庞大的科学工程,而自动化则可能成为处理这项工作的最佳工具。

基因学家们认为,通过一些基因扫描,是可以找到导致人类易感疾病的一些基因变异,人类基因谱上,有一些常见明显变异,但是就整个遗传问题来看,还有大量的混乱的遗传变异隐藏在DNA双螺旋体中,这些也导致了世界上千奇百怪的遗传疾病。

  如何去捕猎这些神秘莫测的错误基因代码呢?只剩下一个方法,那就是将整个人类基因谱测序,来捕捉一些可能和疾病有关的基因变异。

这个方法虽然听上去如同“大海捞针”一样不靠谱,但目前一些迹象表明,今后或许基因组序列会成为医疗记录的一部分,或者科学家可以通过家庭的基因组测序来纠正基因错误。

比如,去年西雅图系统生物学研究所的胡德(LeroyHood)及其小组与CG公司进行了合作,在《科学》杂志上刊登了一篇论文。

他们对一家四口的基因组进行了测序。

这是个特殊的家庭,两个孩子都患有两种隐性遗传病———米勒综合征和纤毛运动障碍,而父母则完全正常,在分别测出这家人的基因序列后,研究者将父母和子女基因组序列进行比较,验证了米勒综合征这种非常罕见遗传病的致病突变。

  提供测序外包的服务  目前,站在基因组测序产业化起跑线上的企业包括了同样位于加州的生物科学公司PacificBio。

这个公司创立了首次可以对单个DNA进行测序的仪器。

和CG公司一样,目前,这家公司也只向研究者提供服务。

  还有一些大型的、从事基因组测序产业的公司已经将基因组测序做到医院和个人普及的地步了,如研发制造大型测序分析仪器的Illumina公司。

这个公司在2008年美国成长最快的科技公司评选中,风头甚至盖过了Google。

它们提供的产品甚至可以直接给病人使用。

而另一位基因创业企业家罗斯伯格(JonathanRothberg)甚至发明了可以放在桌子上的基因解码器,可以在2小时之内以很高的精度解读出1000万个基因代码符号。

  大部分的基因组测序企业都站在一个竞争线上,尽力提高DNA测序的速度,降低费用。

而CG公司其实并非和它们是严格意义上的竞争对手———他们计划组装出所有的人类基因序列,研发也是为此目的而进行。

此外,他们并不如其他公司一样开发更高级更小巧的基因组测序仪,而是为科学家提供基因组测序的外包服务,也就是说,研究人员无需购买、安装、培训、运行和维修仪器,而只要将样品交给这家公司,等待结果到来就可以。

虽然很多人不理解他们的做法,但这家公司始终坚持自己的观点,认为这样的服务最能让科学家将时间从捣腾仪器设备的工作中解放出来,专心放在生物学和假说验证上。

  从这几年CG公司取得的成绩来看,这种做法确实是有效的。

2009年,CG公司宣布其测出了第一个人类基因序列,并移交给美国生物科技信息中心数据库。

同一年,他们在《科学》上刊文,发布了三个完整人类基因组序列分析的结果,当时文章还宣布,测序的成本已经可以降到1726美元。

这在生物界引起了轰动。

到了那一年结束,他们已经做出了50个人的基因序列。

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