پرسه ای در دنیای علم و فناوری

آتنا: کاوشگر خصوصی در جستجوی آب در ماه

فضاپیمای خصوصی آتنا که توسط شرکت Intuitive Machines ساخته شده است، با هدف بررسی یخ‌های آبی در نزدیکی قطب جنوب ماه، به فضا پرتاب شد. این مأموریت بخشی از برنامه خدمات بار تجاری قمری ناسا (CLPS) است و به دنبال جمع‌آوری داده‌هایی برای مأموریت‌های سرنشین‌دار آینده در ماه است.

راکت فالکون ۹ شرکت اسپیس‌ایکس، ۲۶ فوریه، فضاپیمای آتنا را از مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدا به فضا فرستاد. این راکت پس از ۸.۵ دقیقه، بوستر مرحله اول خود را روی کشتی بدون‌سرنشین A Shortfall of Gravitas فرود آورد و مرحله دوم راکت، کاوشگر آتنا و مدارگرد Lunar Trailblazer را در مدار تزریقی به سمت ماه قرار داد.

آتنا حامل ۱۰ ابزار علمی ناسا است که عمدتاً برای یافتن نشانه‌هایی از یخ آبی طراحی شده‌اند. ابزار اصلی این مأموریت، PRIME-1، شامل دو سامانه حفاری و آنالیز ترکیبات سطح ماه است:

TRIDENT، یک حفار که قادر به استخراج نمونه‌هایی از عمق یک متری سطح ماه است.

MSolo، طیف‌سنج جرمی که نمونه‌های استخراج‌شده را از نظر وجود آب و سایر ترکیبات بررسی می‌کند.

همچنین، آتنا دو وسیله کاوشگر دیگر را نیز حمل می‌کند:

MAPP، یک مینی‌روور که توسط شرکت Lunar Outpost ساخته شده و قرار است اولین شبکه سلولی ۴G/LTE در ماه را آزمایش کند.

Grace، یک ربات جهنده که با استفاده از پیشرانه‌های خود به کاوش در مناطق سایه‌دار ماه می‌پردازد. این سامانه برای بررسی مناطق صعب‌العبور که کاوشگرهای چرخ‌دار قادر به دسترسی به آن‌ها نیستند، طراحی شده است.

آتنا قرار است در تاریخ ۶ مارس در منطقه Mons Mouton ماه فرود بیاید و به مدت ۱۰ روز داده‌های علمی جمع‌آوری کند. این مأموریت در کنار مدارگرد Lunar Trailblazer ناسا، به نقشه‌برداری از منابع آبی ماه کمک خواهد کرد. اطلاعات جمع‌آوری‌شده، بخشی از تلاش‌های ناسا برای تحقق برنامه آرتمیس و ایجاد سکونتگاه‌های انسانی در ماه و فراتر از آن خواهد بود.

این مأموریت دومین فرود شرکت Intuitive Machines روی ماه پس از مأموریت IM-1 در سال ۲۰۲۴ است که با وجود موفقیت در فرود، به دلیل نقص در یکی از پایه‌های فرودگر، دچار مشکلات مخابراتی شد. تیم مأموریت امیدوار است که این بار، با فرودی دقیق‌تر، داده‌های ارزشمندی را از سطح ماه ارسال کند.

استراتژی درمانی جدید برای متوقف کردن رشد تومورهای مغزی

دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس (UCLA) راهبردی نوین برای درمان گلیوبلاستوما، مرگبارترین نوع سرطان مغز، شناسایی کرده‌اند که سلول‌های سرطانی تهاجمی را به سلول‌های بی‌ضرر تبدیل می‌کند. این پژوهش که در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences  منتشر شده است، نشان می‌دهد ترکیب پرتودرمانی با ترکیبی گیاهی به نام فورسکولین می‌تواند سلول‌های گلیوبلاستوما را به حالت غیرفعال درآورد و از تقسیم و گسترش آن‌ها جلوگیری کند.

آزمایش‌های انجام‌شده روی موش‌ها نشان داد افزودن فورسکولین به پرتودرمانی، بقای آن‌ها را افزایش می‌دهد و راهی نویدبخش برای مقابله با گلیوبلاستوما ارائه می‌دهد؛ بیماری‌ای که گزینه‌های درمانی محدودی دارد و میانگین بقای بیماران پس از تشخیص تنها ۱۵ تا ۱۸ ماه است.

دکتر فرانک پاجونک، استاد پرتودرمانی انکولوژی در دانشکده پزشکی دیوید گفن UCLA و نویسنده ارشد این مطالعه، بیان کرد: «پرتودرمانی، درحالی‌که بسیاری از سلول‌های سرطانی را می‌کشد، همچنین حالت موقتی از انعطاف‌پذیری سلولی ایجاد می‌کند. ما راهی یافتیم تا از این انعطاف‌پذیری بهره‌برداری کرده و با استفاده از فورسکولین، این سلول‌ها را به حالت غیرفعال و شبیه به نورون یا میکروگلیا سوق دهیم.»

گلیوبلاستوما به دلیل توانایی سلول‌های سرطانی در تقسیم غیرقابل‌کنترل و وجود سد خونی-مغزی که اثربخشی درمان‌ها را محدود می‌کند، به‌طور خاصی دشوار برای درمان است. درمان‌های استاندارد کنونی—جراحی، شیمی‌درمانی و پرتودرمانی—در دو دهه گذشته تغییری نکرده‌اند. مشکل اصلی، توانایی سلول‌های بنیادی گلیوما در بازتولید تومورها پس از درمان و مقاومت در برابر روش‌های مرسوم است که آن‌ها را به دلیل اصلی شکست درمان تبدیل می‌کند.

کشفیات اخیر نشان می‌دهد پرتودرمانی نه‌تنها برخی از سلول‌های گلیوبلاستوما را می‌کشد، بلکه به‌طور موقت سلول‌های بنیادی گلیوما را انعطاف‌پذیرتر می‌کند و فرصتی برای تغییر هویت آن‌ها فراهم می‌آورد.

محققان UCLA با تکیه بر این مفهوم، ترکیب پرتودرمانی و فورسکولین را بررسی کردند؛ ترکیبی که به ترویج تمایز سلولی و تبدیل آن‌ها به نورون‌ها کمک می‌کند، سلول‌هایی که مانند سلول‌های سرطانی تقسیم غیرقابل‌کنترل ندارند.

لینگ هه، دانشمند پروژه در بخش پرتودرمانی انکولوژی UCLA و نویسنده اول مطالعه، اظهار داشت: «رویکرد ما منحصر به فرد است زیرا از زمان‌بندی و اثرات پرتودرمانی بهره می‌برد. برخلاف درمان‌های سنتی که سلول‌های سرطانی را مجبور به بلوغ می‌کنند، ما از پرتودرمانی برای ایجاد حالت موقتی و انعطاف‌پذیر استفاده می‌کنیم و با افزودن فورسکولین در زمان مناسب، این سلول‌ها را به انواع تخصصی و کم‌ضررتر هدایت می‌کنیم.»

این پژوهش نشان‌دهنده پتانسیل این درمان ترکیبی در بهبود بقای بیماران مبتلا به گلیوبلاستوما است و می‌تواند راهی نوین برای مقابله با این بیماری مرگبار باشد.

داستان خانواده آندرو مدا و اقمار آن*

تلسکوپ فضایی هابل، که بیش از سه دهه از فعالیت آن می‌گذرد، به تازگی نمایی بی‌سابقه از کهکشان آندرومدا و کهکشان‌های اقماری آن ارائه داده است. این مطالعه که در ژورنال Astrophysical Journal منتشر شده، به بررسی ۳۶ کهکشان کوتوله‌ای می‌پردازد که مانند زنبورهایی در اطراف کندو، به دور آندرومدا می‌چرخند.

 

آندرومدا، در فاصله ۲.۵ میلیون سال نوری از زمین، با چشم غیرمسلح به صورت جسمی دوکی‌شکل و کم‌نور دیده می‌شود. اما این تصویر ساده، پیچیدگی‌های بسیاری را در خود نهفته دارد. هابل با استفاده از بیش از ۱۰۰۰ مدار مشاهده‌ای، نقشه‌ای سه‌بعدی و دقیق از این کهکشان‌های اقماری تهیه کرده و تاریخچه تشکیل ستارگان در آن‌ها را در طول ۱۴ میلیارد سال گذشته بازسازی کرده است.

این پژوهش نشان می‌دهد که سیستم کهکشان‌های اقماری آندرومدا با سیستم کهکشان‌های اقماری راه شیری تفاوت‌های قابل‌توجهی دارد. در حالی که راه شیری تاریخچه‌ای نسبتاً آرام داشته، به نظر می‌رسد آندرومدا در گذشته با کهکشان دیگری برخورد کرده و این برخورد تأثیرات عمیقی بر جمعیت کهکشان‌های کوتوله آن داشته است. این برخورد ممکن است توضیح‌دهنده تعداد زیاد و تنوع کهکشان‌های کوتوله در اطراف آندرومدا باشد.

یکی از یافته‌های جالب این مطالعه، قرارگیری نیمی از کهکشان‌های اقماری آندرومدا در یک صفحه و حرکت هم‌جهت آن‌هاست؛ پدیده‌ای که هنوز به‌طور کامل درک نشده است. همچنین، کهکشان M32، یکی از برجسته‌ترین کهکشان‌های اقماری آندرومدا، ممکن است هسته باقی‌مانده از کهکشانی بزرگ‌تر باشد که چند میلیارد سال پیش با آندرومدا برخورد کرده است.

این پژوهش با رهبری الساندرو ساوینو از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، نشان می‌دهد که مدت زمان تشکیل ستارگان در کهکشان‌های اقماری به جرم آن‌ها و فاصله‌شان از آندرومدا بستگی دارد. این یافته‌ها به درک بهتر از چگونگی تأثیر کهکشان‌های بزرگ بر رشد و تکامل کهکشان‌های کوچک‌تر کمک می‌کند.

تلسکوپ فضایی هابل، پروژه‌ای مشترک بین ناسا و آژانس فضایی اروپا، همچنان به کشف‌های پیشگامانه‌ای می‌پردازد که درک ما از جهان را متحول می‌کند.

*:روز گذشته من هنگام انتقال نوشته به وب، اشتباها متن فایل دیگری درباره آندرومدا را نوشتم که مربوط به خبر یک ماه پیش بود. از خوانندگان محترم بابت این اشتباه که الان تصحیح شده عذرخواهی می کنم

تعلیق  پذیرش دانشجویان دکترا در برخی از دانشگاه‌‌های ایالات متحده

نیچر گزارش داده است برخی از دانشگاه‌های ایالات متحده در واکنش به کاهش بودجه‌های علمی، پذیرش دانشجویان دکترا را متوقف کرده یا به تعویق انداخته‌اند. این تصمیمات، داوطلبان را در وضعیت نامعلومی قرار داده و نگرانی‌هایی درباره آینده تحقیقات علمی در این کشور ایجاد کرده است.

دانشگاه‌های متعددی اعلام کرده‌اند که به دلیل عدم اطمینان در تأمین مالی و همین طور قطع یا تعلیق بررسی کمک‌های پژوهشی دولتی، مجبور به کاهش یا تعلیق برنامه‌های دکترا شده‌اند. این اقدام‌ها می‌تواند تأثیرات بلندمدتی بر پیشرفت علمی و نوآوری در ایالات متحده داشته باشد.

داوطلبانی که در انتظار پذیرش بودند، اکنون با عدم قطعیت در برنامه‌های تحصیلی و حرفه‌ای خود مواجه شده‌اند. این وضعیت می‌تواند منجر به کاهش تعداد پژوهشگران و تأثیر منفی بر پروژه‌های تحقیقاتی جاری و آینده شود.

این تحولات در حالی رخ می‌دهد که جامعه علمی نگران کاهش سرمایه‌گذاری در تحقیقات و توسعه است، امری که می‌تواند رقابت‌پذیری علمی ایالات متحده را در سطح جهانی تحت تأثیر قرار دهد.

کشف “سلاح” مشترک در قارچ‌های بیماری‌زا: گامی به سوی محصولات کشاورزی مقاوم‌تر

گروهی از پژوهشگران دانشگاه ملی استرالیا (ANU) با همکاری دانشمندانی از آلمان و ایالات متحده، آنزیمی به نام “NUDIX هیدرولاز” را شناسایی کرده‌اند که توسط بسیاری از قارچ‌های بیماری‌زا برای آلوده کردن و تخریب محصولات غذایی اساسی مانند برنج و ذرت استفاده می‌شود. این یافته‌ها که در مجله Science منتشر شده است، می‌تواند به توسعه استراتژی‌های جدیدی برای تقویت امنیت غذایی جهانی منجر شود.

قارچ‌ها، مشابه انسان‌ها، برای تغذیه به گیاهان وابسته‌اند و این وابستگی می‌تواند به کاهش عملکرد محصولات کشاورزی منجر شود. برآوردها نشان می‌دهد که کشاورزان سالانه بین ۱۰ تا ۲۳ درصد از محصولات خود را به دلیل بیماری‌های قارچی از دست می‌دهند.

دکتر کارل مک‌کامب، نویسنده اصلی این مطالعه که این پژوهش را در دوره دکتری خود در ANU انجام داده است، بیان کرد که آنزیم مذکور با نفوذ به سلول‌های گیاهی، مولکول سیگنال‌دهنده‌ای را که در حس کردن فسفات نقش دارد، مورد حمله قرار می‌دهد. این فرآیند باعث می‌شود گیاه تصور کند با کمبود فسفات مواجه است و واکنش مشابه گرسنگی را نشان دهد، که به قارچ اجازه می‌دهد سیستم ایمنی گیاه را دور زده و بیماری را ایجاد کند.

تیم پژوهشی با استفاده از تکنیک کریستالوگرافی اشعه ایکس، ساختار دقیق این آنزیم را شناسایی کردند. درک ساختار این آنزیم به دانشمندان امکان می‌دهد تا راه‌های جدیدی برای غیرفعال کردن اثرات مخرب آن پیدا کنند و یا گیاهانی با سیستم ایمنی تقویت‌شده مهندسی کنند که در برابر این نوع حملات مقاوم باشند.

این پژوهش به‌ویژه بر قارچ Magnaporthe oryzae که عامل بیماری بلاست برنج است، تمرکز داشت. این بیماری سالانه می‌تواند غذایی معادل نیاز ۶۰ میلیون نفر را نابود کند. علاوه بر این، آنزیم NUDIX هیدرولاز در قارچ‌های دیگری که باعث بیماری‌های مختلف در میوه‌ها، سبزیجات و دانه‌ها می‌شوند نیز وجود دارد؛ بیماری‌هایی که تولید محصولاتی مانند انبه، خربزه، ذرت و نخود را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

این کشف می‌تواند به توسعه محصولات کشاورزی مقاوم‌تر و کاهش خسارات ناشی از بیماری‌های قارچی کمک کند، که در نهایت به بهبود امنیت غذایی جهانی منجر خواهد شد.

رویکرد بهینه‌سازی‌شده در نوشتن لیزری سه‌بعدی با وضوح فوق‌العاده و سرعت بی‌سابقه

گروهی از پژوهشگران چینی از Zhejiang Lab و دانشگاه ژجیانگ، برای نخستین بار موفق به ایجاد خطوطی با فاصله تنها ۱۰۰ نانومتر بر روی زیرلایه شیشه‌ای با استفاده از تکنیک نوشتن لیزری با سرعت بالا شده‌اند. این دستاورد می‌تواند به تولید افزایشی (additive manufacturing) با وضوح فوق‌العاده در ساخت میکرولنزها، کریستال‌های فوتونیک، دستگاه‌های میکرو-اپتیکی، متامتریال‌ها و سایر کاربردها منجر شود.

نوشتن لیزری مستقیم (DLW) روشی در تولید افزایشی است که از پرتو لیزر متمرکز برای پلیمریزاسیون دقیق مواد در مقیاس نانومتری استفاده می‌کند. این فرآیند معمولاً از پلیمریزاسیون چندفوتونی برای ایجاد ساختارهای سه‌بعدی بهره می‌برد.

چیولان لیو، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، بیان کرد: «افزایش وضوح—یعنی حداقل فاصله بین دو ویژگی مجاور—چالش‌برانگیز است، زیرا نور لیزر شدید می‌تواند در حین DLW باعث ایجاد نوردهی ناخواسته در نواحی مجاور شود. با این حال، با استفاده از یک تنظیم نوری دوپرتوی منحصربه‌فرد و یک فوتورزیست خاص، ما توانستیم بر این چالش غلبه کرده و به DLW با وضوح فوق‌العاده دست یابیم.»

در مقاله‌ای که در مجله Optics Letters منتشر شده است، پژوهشگران رویکرد جدید خود را توضیح داده و نشان داده‌اند که وضوح جانبی ۱۰۰ نانومتر در سرعت نوشتن ۱۰۰ میکرومتر بر ثانیه قابل دستیابی است. حتی با افزایش سرعت نوشتن به ۱۰۰۰ میکرومتر بر ثانیه، وضوح جانبی ۱۲۰ نانومتر همچنان حفظ می‌شود.

یکی از کاربردهای هیجان‌انگیز این تکنیک DLW، چاپ دستگاه‌های موج‌بر نوری برای نمایشگرهای واقعیت مجازی یا افزوده با ساختاردهی دقیق و با وضوح بالا است. این رویکرد سریع و با دقت بالا، امکان ساخت سریع عناصر نوری پیچیده را فراهم می‌کند که برای عملکرد فناوری‌های غوطه‌ور نسل بعدی ضروری هستند.

در این پژوهش، تیم تحقیقاتی از یک سیستم فوتورزیست متشکل از مونومر PETA و ترکیب BTPOS به‌عنوان مهارکننده رادیکال استفاده کردند. این ترکیب به کاهش اتصال‌های عرضی ناخواسته در حین چاپ الگوهای خطی با وضوح بالا کمک می‌کند.

این دستاورد می‌تواند راه را برای پیشرفت‌های بیشتر در تولید افزایشی با وضوح فوق‌العاده هموار کرده و کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌های مختلف فناوری و مهندسی داشته باشد.

ارتباط تغییرات مداری زمین با چرخه‌های عصر یخبندان

گروهی بین‌المللی از پژوهشگران، از جمله دانشمندانی از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا (UCSB)، در مطالعه‌ای تازه نشان داده‌اند که تغییرات کوچک در مدار زمین به دور خورشید منجر به تغییرات بزرگ در آب‌وهوای سیاره در دوره‌های هزاران ساله می‌شود. این پژوهش که در مجله Science منتشر شده است، به بررسی چرخه‌های طبیعی آب‌وهوای زمین در بازه‌ای یک میلیون ساله پرداخته و بینش‌های جدیدی درباره سیستم پویای آب‌وهوایی سیاره ارائه می‌دهد.

پژوهشگران با تحلیل سوابق تغییرات آب‌وهوایی در یک میلیون سال گذشته، تغییرات در اندازه یخچال‌های قاره‌ای در نیم‌کره شمالی و دمای اعماق اقیانوس‌ها را مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها توانستند این تغییرات را با نوسانات چرخه‌ای کوچک در شکل مدار زمین، انحراف محوری و زاویه تمایل محور زمین مطابقت دهند.

دکتر لورین لیزیکی، استاد دپارتمان علوم زمین در UCSB و یکی از نویسندگان این مطالعه، اظهار داشت: «ما الگوی قابل پیش‌بینی‌ای در یک میلیون سال گذشته یافتیم که زمان‌بندی تغییرات آب‌وهوایی زمین بین دوره‌های یخبندان و دوره‌های گرم مانند امروز را نشان می‌دهد.» این مطالعه نشان داد که یک نوع از تغییرات مداری زمین مسئول پایان یافتن عصرهای یخبندان بوده، در حالی که نوع دیگری با بازگشت آن‌ها مرتبط است.

پروفسور استیون بارکر، نویسنده اصلی از دانشگاه کاردیف در بریتانیا، افزود: «ما از یافتن چنین اثر واضحی از پارامترهای مداری مختلف در سوابق آب‌وهوایی شگفت‌زده شدیم. باور اینکه این الگو پیش‌تر مشاهده نشده بود، دشوار است.»

این یافته‌ها نشان می‌دهد که در غیاب انتشار گازهای گلخانه‌ای توسط انسان، الگوی طبیعی آب‌وهوای زمین به گونه‌ای است که عصر یخبندان بعدی در حدود ۱۰,۰۰۰ سال دیگر آغاز می‌شود. این مطالعه تأیید می‌کند که چرخه‌های طبیعی تغییرات آب‌وهوایی زمین در بازه‌های ده‌ها هزار ساله، قابل پیش‌بینی بوده و تصادفی یا آشوبناک نیستند.

این پژوهش گامی مهم در جهت درک بهتر چرخه‌های یخبندان و توسعه نظریه‌ای یکپارچه در این زمینه محسوب می‌شود.

پژوهشگران مدل ریاضی جدیدی برای پیش‌بینی دقیق‌تر جابجایی‌های انسانی بین شهرها توسعه دادند

گروهی از پژوهشگران دانشگاه روویرا ای ویرجیلی (URV) در اسپانیا، با همکاری دانشگاه‌های نورث‌ایسترن و پنسیلوانیا در ایالات متحده، مدل ریاضی نوینی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند با دقت بالایی تعداد افرادی را که در یک بازه زمانی مشخص بین دو شهر سفر می‌کنند، پیش‌بینی کند. این مدل، که نتایج آن در مجله Nature Communications منتشر شده است، ترکیبی از سادگی مدل‌های گرانشی سنتی و دقت مدل‌های مبتنی بر یادگیری ماشینی را ارائه می‌دهد.

مدل‌های گرانشی، که از اواسط قرن بیستم مورد استفاده قرار گرفته‌اند، بر اساس قانون جاذبه نیوتن عمل می‌کنند و برای پیش‌بینی جریان‌های جابجایی، تنها به جمعیت دو شهر و فاصله بین آن‌ها توجه می‌کنند. اگرچه این مدل‌ها ساده و قابل فهم هستند، اما دقت پیش‌بینی آن‌ها محدود است.

در مقابل، مدل‌های مبتنی بر یادگیری ماشینی با استفاده از متغیرهای متعدد، مانند تراکم رستوران‌ها، مدارس و اتصال جاده‌ای، پیش‌بینی‌های بسیار دقیقی ارائه می‌دهند. با این حال، این مدل‌ها پیچیده بوده و تفسیر نتایج آن‌ها دشوار است.

مدل جدید توسعه‌یافته توسط تیم URV، با استفاده از الگوریتمی به نام “ربات علمی”، توانسته است دقت مدل‌های یادگیری ماشینی را با سادگی مدل‌های گرانشی ترکیب کند. این الگوریتم با بهره‌گیری از تکنیک‌های یادگیری ماشینی، فیزیک آماری و آمار بیزی، مدلی را ارائه می‌دهد که هم دقیق و هم قابل تفسیر است.

دکتر مارتا سالس-پاردو، یکی از پژوهشگران این مطالعه، بیان می‌کند: «با این الگوریتم جدید، ما می‌توانیم محتمل‌ترین مدل‌ها را برای توضیح داده‌های مشاهده‌شده، در این مورد جریان‌های جابجایی، شناسایی کنیم.» این مدل می‌تواند در زمینه‌های مختلفی مانند برنامه‌ریزی حمل و نقل عمومی، مطالعات مهاجرت و حتی پیش‌بینی انتشار بیماری‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

این دستاورد نشان‌دهنده پیشرفتی مهم در درک الگوهای جابجایی انسانی است و می‌تواند به بهبود زیرساخت‌های شهری و مدیریت بهتر بحران‌ها کمک کند.