20 лет/20 трендов
События, прорывы, открытия
Солнце, воздух и вода
Дороговизна ископаемого топлива и очевидный вклад, который вносит его сжигание в глобальное потепление, заставляют ведущие страны мира активно стимулировать использование возобновляемых и безопасных источников энергии. К ним присоединились и многие крупные компании. Альтернативная энергетика стартовала с крайне низких позиций, но растет темпами, намного опережающими прогнозы 20-летней давности. Каждый год количество электричества, получаемого из солнечного света, ветра и воды, увеличивается на десятки процентов. Собственные генераторы устанавливают обычные домовладельцы, а для сохранения и балансирования потока энергии строятся накопители разных масштабов. Сегодня уже почти треть мирового энергопотребления удовлетворяется за счет возобновляемых источников – правда, большая часть этого количества до сих пор приходится на обычные ГЭС.
От битов к кубитам
В отличие от традиционных квантовые компьютеры оперируют не двоичными битами, а кубитами, способными принимать значения и 0, и 1 одновременно. Это обещает тотальное превосходство при выполнении целого ряда важных вычислений, а связь, организованная на принципах квантовой механики, может стать недоступной для любого взлома. Однако управлять кубитами куда сложнее, чем обычными битами, и к началу 2000-х такие системы насчитывали не более пяти кубитов. Но дальше дело пошло веселее, и в 2020 году создатели китайского компьютера Цзючжан даже объявили о достижении долгожданного квантового превосходства. Их инструмент легко справился с задачей, для решения которой самому быстрому в мире классическому компьютеру потребовались бы сотни миллионов лет. И хотя этот результат оспаривается, некоторые квантовые компьютеры сегодня набирают уже десятки и сотни кубитов, а сети квантовой связи используются на практике.
Космическая рябь
До недавнего времени все, что мы знали о Вселенной, было получено с помощью телескопов, ведущих наблюдения в разных диапазонах электромагнитных волн. Галилей всматривался в небо в видимых лучах, но в ХХ веке астрономы расширили свое «зрение» почти на весь спектр, от радиоволн до жесткого гамма-излучения. В последние десятилетия к ним добавились и волны совершенно иной природы – гравитационная «рябь пространства-времени», которую создают самые мощные процессы и объекты, такие как сливающиеся черные дыры и нейтронные звезды. Само существование гравитационных волн было предсказано еще Эйнштейном, но впервые поймать их удалось лишь в 2015 году, через 99 лет после расчетов великого физика. К настоящему моменту зарегистрированы уже десятки таких событий, а астрономия обзавелась совершенно новым инструментом – гравитационно-волновыми интерферометрами.
Демократизация орбиты
Весь XX век в космонавтике безраздельно доминировали большие государства. Пожалуй, именно они во многом и завели ее в тупик: как только резерв для идеологически нагруженных рекордов был исчерпан, оказалось, что такие дорогие проекты могут потянуть разве что военные. Однако в первые десятилетия нового века родилась частная космонавтика, на поле которой активно действуют десятки больших компаний и малых стартапов. Особенно этому способствовали быстрый успех SpaceX и появление многоразовых ракет Falcon 9, позволивших снизить стоимость выведения грузов на орбиту примерно вдесятеро. Сегодня «частники» собирают спутники, помогающие другим «частникам» проводить коммерческое освоение околоземного пространства, запускают грузовые и пилотируемые корабли, модули МКС. SpaceX и другие компании активно участвуют в программе NASA по возвращению на Луну и планируют самостоятельные экспедиции к Марсу.
Интернет-флотилии
Спутниковая связь появилась уже давно, ее обеспечивают тяжелые и мощные аппараты на геостационарных орбитах. Сигналу приходится проходить около 35 тыс. км, а потом обратно, что приводит к неизбежным задержкам – до 600 мс. Это нестрашно для телетрансляций, терпимо при разговоре, но недопустимо для интернет-коммуникаций. Чтобы охватить всю планету с меньшей высоты, требуется на порядки больше спутников, причем срок их существования будет намного меньшим, а значит, придется регулярно обновлять разросшуюся группировку. Лишь в последние десятилетия резкое удешевление электроники и космических запусков сделало такие проекты экономически целесообразными, и сегодня на низких орбитах развертываются флотилии невероятных масштабов. Компания OneWeb запускает свою сеть связи, опираясь на группировку из почти 700 аппаратов, а проект Starlink ориентируется на более чем 40 тыс. спутников, работающих на высоте около 550 км.
Дроны вокруг нас
Первыми осваивать беспилотные летательные аппараты начали военные. Развитие электронных средств управления и навигации, появление глобальной системы GPS позволили массово использовать дроны еще в конфликтах 1990-х годов. Но в последние десятилетия беспилотники пришли «на гражданку». Это связано с появлением новой микроэлектроники и алгоритмов, способных контролировать работу винтов квадрокоптера – в остальном крайне простой и дешевой схемы. Оператору достаточно задать направление и скорость полета, всю остальную работу берет на себя автоматика. А благодаря использованию машинного обучения и компьютерного зрения некоторым дронам нужно лишь дать команду, и они самостоятельно вернутся на базу или выполнят другое задание. Аппараты китайской компании DJI задают тон на этом рынке, и сегодня каждый может купить себе летающую машину для развлечений или съемок.