Välkommen till

Årligen

Vi har inlett den här utgåvan av How It Works Annual med en specialartikel om tidens fysik, kort följt av en rundtur bland de mest massiva och hotfulla himlakropparna i universum - supermassiva svarta hål. Dessa två ämnen som vetenskapen inte kan förklara ordentligt är häpnadsväckande på alla sätt och sammanfattar hela den mänskliga förståelsens längd och bredd. Det är omfattningen av vad som har tagits med i volym femton: tid, rum och allt däremellan, inklusive hur jorden fick sitt vatten, mänskliga hjärttransplantationer, otroliga hemliga underjordiska strukturer, hur astronauter tränar för livet och arbetet i rymden, 1980-talets måste-ha-prylar och elektroniska apparater, ångkraftens framtid, plus massor mer. Det är de mest utvalda artiklarna från de senaste 13 numren som vi tror att du både kommer att älska mest och känna är mest relevanta för dig just nu. Så luta dig tillbaka med en kopp kaffe och förbered dig på att mata ditt sinne med över 140 sidor med fascinerande fakta, statistik och svar på frågor om vetenskap och teknik. Ha det så trevligt!

VetenskapMiljöTeknikTransportHistoriarymden

Contenter

Vetenskap

utrymme

Miljö

010Tid
018Vad är superfoods?
022Varför vaping är dåligt för dig
028Är hjärttransplantationer möjliga?
030Orkesterarrangemang
032Varför vatten har "skinn
033Hur havsglas tillverkas

036De största svarta hålen i universum
042Hur astronauter tränar för rymden
048Hur jorden fick sitt vatten
054SpaceX superraketmotor

058Stora djurvandringar
064En komposthögs anatomi
068Dödliga sjukdomar hos dinosaurier
072Hur man överlever den australiska outbacken
078Ett slukhåls anatomi

142

120

010

018

036

128

068

022

136

Historia

Teknik

082Otroliga uppfinningar från D-dagen
08812 Hemliga underjordiska strukturer
094Hur radarn uppfanns

138

100Framtida drönare
1086G: Snabbare, smartare, bättre
114Krigsspel
120Hur eldkastare fungerar
122Viktiga prylar på 1980-talet
128Nedmontering av Apple Vision Pro

Transport

132Allt om skotrar
136Inuti en lyxig hydrofoil-yacht
138Framtidens ångkraft
142Vad är kattens ögon?

028

088

042

054

100

vetenskap

Vad är tid? En titt på några av de
sätt vi mäter denna ostoppbara
naturkraft och dess intima koppling till
samband med rymden

ordAndrew May

VISSTE DU ATT?

Förr i tiden var en timme en tolftedel av dagsljusets längd, som varierade med årstiderna

iden är något vi alla tar för givet, men den kan vara mycket svår att förstå när vi tänker efter ordentligt. Redan på 400-talet påpekade Augustinus att han visste precis vad tid var, utom när han försökte förklara den. Många av oss skulle kunna säga samma sak idag, och världens filosofer diskuterar fortfarande om vad tid egentligen är och hur vi uppfattar den. Lyckligtvis finns det vissa aspekter av ämnet som vi nu kan fastställa mycket mer exakt, tack vare supernoggranna klockor och sofistikerade matematiska teorier. De närmaste sidorna är en guidad tur genom några av de mest fascinerande höjdpunkterna. Vi börjar med att titta på hur vår tidsmätning har utvecklats genom århundradena, från forntida solur och megalitiska kalendrar som Stonehenge, via de tidigaste mekaniska klockorna till dagens allestädes närvarande kvartsdrivna elektroniska klockor och armbandsur. Sedan tar vi ett dopp i Einsteins häpnadsväckande relativitetsteori, som visar hur tid och rum är intimt sammankopplade och hur olika observatörer kan se tiden passera i olika takt. Slutligen kommer vi att uppdatera oss med den senaste generationen av högteknologiska atomur, varav vissa är så exakta att de inte skulle förlora så mycket som en sekund under universums hela livstid.

T

© Getty

4 Bakre urtavlor
Två stora urtavlor och tre
mindre visar ytterligare
ytterligare astronomiska
data, plus datum för Olympiska
Olympiska spelen och andra spel.

Den aztekiska kalendern som ses här är
en nyare släkting till den
forntida Maya-kalendern

Att gå tillbaka i tiden

För förhistoriska människor var det mycket viktigare att hålla reda på årstiden än att veta vad klockan var på dygnet. Därför var deras mest sofistikerade försök till tidshållning inte så mycket klockor som kalendrar. De iakttog hur solen och månen ändrade position på himlen för att hålla reda på årstiderna, och flera av deras mest slående monument är byggda kring sol- eller månriktningar för detta ändamål. Stonehenge, som ligger i linje med sommarsolståndet, är det mest kända av dessa, även om Newgrange på Irland - som ligger i linje med vintersolståndet - är lika imponerande och till och med äldre.
När det gäller tiden på dygnet använde man sig också av solen i den äldsta och enklaste metoden för att räkna ut den. Det är soluret, som dock har nackdelen att det inte fungerar på natten eller en molnig dag. Ett mer tillförlitligt alternativ, som uppstod i det gamla Egypten, är vattenuret. Det är kanske mindre känt idag än timglaset, som är en något senare uppfinning, men det fungerar enligt samma grundprincip, bara med strömmande vatten istället för sandkorn.
De första mekaniska klockorna dök upp under senare delen av 1200-talet. Det var en europeisk uppfinning som byggde på ett system med vikter, spakar och kugghjul - "urverk" med andra ord. De tidigaste sådana mekanismerna hade inte de välkända urtavlorna, utan slog helt enkelt en klocka varje timme. Det var de första apparaterna som faktiskt bar namnet "klocka", från det latinska ordet clocca, som betyder "klocka".
Under de följande århundradena förfinades och förbättrades tidmätarna gradvis i två riktningar: mot större precision och större användbarhet. Ett stort steg framåt i fråga om noggrannhet togs under senare delen av 1600-talet, då pendelur introducerades. Detta gjorde det möjligt att visa exakta minuter och till och med sekunder samt timmar. När det gäller praktisk användning blev klockorna gradvis

Visste du det?

Det äldsta kända soluret är från 1500 f.Kr

4

1

1 Justeringsknapp
Den här har inte överlevt, så
vi vet inte hur den såg ut
såg ut, men den användes
användes för att mata in
önskat datum.

Forntida grekisk dator

Antikytheramekanismen, som ibland kallas världens äldsta dator, är en komplex kalendarisk anordning som tillverkades omkring år 100 f.Kr. Den har fått sitt namn från det faktum att den hittades i ett skeppsvrak utanför den grekiska ön Antikythera, även om den förmodligen har sitt ursprung på en annan ö, Rhodos. Den är gjord av brons och har ungefär samma storlek och form som en skokartong. Den är kraftigt korroderad men tillräckligt intakt för att forskarna ska kunna se hur den måste ha fungerat. Genom att vrida på en ratt på sidan ställde man in önskat datum, som via ett komplicerat kugghjulssystem inuti lådan styrde ett antal visare på fram- och baksidan. Den främre visade solens, månens och planeternas positioner i förhållande till zodiaken, medan de bakre visarna visade saker som sol- och månförmörkelser - och möjligen av större intresse för vissa av dess användare, tidpunkten för olika idrottsturneringar.

Delar av Antikythera-mekanismen visas upp
med andra bronsföremål på ett museum i Aten

Ett pendelur går långsammare om det lyfts upp från havsnivå till en bergstopp, där gravitationen är svagare

Inuti Antikythera-mekanismen

Denna sofistikerade anordning från antiken var en multifunktionskalender

"De tittade på
Solen och månen
ändra position
på himlen"

3

2

3 Kugghjul
Insidan av lådan
innehåller över 30
precisionskonstruerade
kugghjul som driver de
främre och bakre displayerna.

2 Främre ratten
Detta är huvudutgången
enhetens huvudutgång,
som visar planetariska
rörelser och andra
astronomiska data.

Även om
timglas
sällan används
idag, har de
har de blivit
en välbekant
datorikon

Hålla tiden

3200 F.KR
Förhistoriska
människor gjorde en
slags kalender
vid Newgrange,
som fylls med
solljus vid bara
ett ögonblick
varje år.

450 F.V.T
Mayaindianernas kalender
i Centralamerika
var en av de
mest sofistikerade
tidshållning
system i den
forntida världen.

685 E.KR
Ett solur som visar de
korrekta tider för bön
installerades utanför
Bishopstone kyrka
i East Sussex.

1270
Den första
mekaniska
klockor, med klockor
klockor men inga
visare eller urtavlor,
dök upp i
norra Italien
och södra
Tyskland.

© Getty / Alamy

blev allt mindre, och fickformatsklockor dök upp för första gången redan 1574, följt av det första armbandsuret 1812. I början av 1800-talet kom också de första massproducerade klockorna ut på marknaden, vilket gjorde dem mycket mer allmänt tillgängliga än tidigare.
Före 1800-talet hade det varit mer en fråga om nyfikenhet än om nödvändighet att veta den exakta tiden. Men i och med att tågresandet ökade fick människor plötsligt ett mycket starkare motiv för att veta vad klockan var. Tågen gick enligt strikta tidtabeller och man kunde missa sin anslutning om man var några minuter sen. I tågtrafikens barndom hade olika delar av landet till och med sina egna lokala tidsstandarder, vilket orsakade stort kaos innan nationella tidszoner - som Greenwich Mean Time i Storbritannien - infördes.
Även om traditionella klockor och urverk dominerade i flera århundraden är det ganska troligt att du inte har en enda i ditt hem idag. Detta beror på en upptäckt som gjordes i början av 1900-talet om ett vanligt mineral som kallas kvarts. Om en kristall av detta mineral sätts in i en elektronisk oscillatorkrets ger den en signal med en mycket exakt definierad frekvens. Upptäckten gjorde det möjligt att konstruera klockor som var minst tio gånger mer exakta än de bästa traditionella klockorna. Den första "kvartsklockan" byggdes 1927, men den skapade ingen omedelbar revolution. Detta berodde på att de elektroniska enheterna på den tiden var skrymmande och opålitliga, och det tog flera decennier innan en senare generation av miniatyriserad elektronik gjorde kvartsklockor och klockor till ett lönsamt förslag - så mycket att de har blivit praktiskt taget allestädes närvarande idag.

Konstruktörerna av TV-rören var tvungna att ta hänsyn till tidsdilatationen

Egyptiskt vattenur

Denna enkla men effektiva klocka har funnits i minst 3.400 år

1 Fyll kastrullen med vatten
För att starta klockan, häll
vatten i den trattformade
trattformade krukan tills den är
fylld till brädden.

2 Låt vattnet droppa ut
Efter att inflödet har upphört fortsätter vattnet
fortsätter vattnet att droppa i en jämn
hastighet från ett litet hål i
botten.

3 Avläsningstid
När vattennivån sjunker,
jämföra den med de graderade
markeringarna för att se hur mycket
tid som har gått.

"Det fungerar enligt
samma grundprincip,
med hjälp av strömmande vatten
istället för sand"

Begreppet rumtid
rumtid har sitt ursprung
med en av Einsteins
matematikerkollegor,
Hermann Minkowski

Albert Einstein utvecklade sin relativitetsteori
relativitetsteori mellan 1905 och 1915

1656
Holländsk vetenskapsman
Christiaan Huygens
designade den första pendeln
klocka och lät bygga den av en
en lokal urmakare.

1847
Greenwich
Medeltid
(GMT) antogs
antogs som
den officiella
"järnvägstid
i hela
Storbritannien.

1915
Einstein
publicerade den
sista delen av
sin teori om
relativitetsteori, vilken
revolutionerade
sättet
fysiker
se på tid.

1967
Elektroniska
armbandsur
baserade på
kvarts-kristall
oscillatorer
var
demonstrerades
för första
gången.

1989
Fysikern Norman
F. Ramsey belönades
tilldelades
Nobelpriset för
sin roll i utvecklingen av
utvecklingen av
atomklockor.

2018
En optisk gitterklocka vid
USA:s nationella institut
för standarder och teknik
satt ett nytt världsrekord för
precisionstidtagning.

Tiplercylindrar är en mer praktisk hypotetisk metod för tidsresor än maskhål

Relativitetsprincipen för tid

I vardagen tar vi för givet att tiden tickar iväg med en konstant hastighet. Detta bekräftas av det faktum att klockor över hela världen är synkroniserade med varandra. För fysikerna beror detta dock bara på att vi alla delar samma referensram. Ända sedan Albert Einstein formulerade sin relativitetsteori i början av 1900-talet har det varit känt att tiden kan uppfattas olika av observatörer i väsentligt olika referensramar, till exempel om de befinner sig i snabb rörelse eller i ett starkt gravitationsfält.
Ett begrepp som måste förkastas i Einsteins teori är idén om samtidighet. En observatör på jorden kan uppfatta att två astronomiska händelser inträffar samtidigt, medan piloten på ett rymdskepp i snabb rörelse ser dem inträffa vid olika tidpunkter. På samma sätt kan den rymdresande och den jordbundna observatören få olika svar när de mäter varaktigheten av en händelse på en tredje plats. Denna effekt kallas tidsdilatation och uppstår i två olika situationer: om de två observatörerna rör sig i förhållande till varandra eller om en av dem befinner sig i ett starkare gravitationsfält. Dessa "relativistiska" effekter är inte riktigt så konstiga som de låter, eftersom de bara har att göra med hur observatörerna ser tiden passera på en annan plats än deras egen. För observatörerna själva går tiden alltid med sin normala hastighet.

En mycket konceptualiserad
bild av ett maskhål, som i princip
princip skulle möjliggöra tidsresor

Är tidsresor möjliga?

En av de märkligaste konsekvenserna av relativitetsteorin är att den ger möjlighet till tidsresor. De oerhört starka gravitationsfälten som omger svarta hål kan förvränga rumtiden så mycket att den viks tillbaka på sig själv. Resultatet blir ett "maskhål". Precis som sin fiktiva motsvarighet fungerar ett maskhål i verkligheten som en genväg mellan olika punkter i rumtiden - och det är fullt möjligt att maskhålets utgång ligger vid en tidigare tidpunkt än dess ingång. En väg genom rymdtiden som slingrar sig tillbaka till det förflutna kallas en "sluten tidsliknande kurva", och fysiker har utarbetat flera sätt att skapa dem. Tyvärr kräver alla dessa omöjliga ingenjörskonster, så tidsresor är fortfarande en rent teoretisk, snarare än praktisk, möjlighet.

Tidsdilatation för svarta hål

Detta är vad du skulle se om du tittade på ett rymdskepp som faller in i ett svart hål

fakta

om tidsdilatation

1Långsammare sönderfall av myoner
Supersnabba myonpartiklar skapas av kosmisk strålning som träffar den övre atmosfären, och de är så kortlivade att de aldrig borde nå marknivå - men det gör de, tack vare tidsdilatation.
2Klockor på ett flygplan
Även vid vanliga hastigheter har tidsdilatationen mätbara effekter på submikrosekundnivå. Detta demonstrerades 1971 när forskare tog med sig atomklockor på jordenruntflygningar.
3Relativitetsteori och GPS
För att GPS-satelliterna ska kunna ge en navigationsnoggrannhet på meternivå krävs en tidsangivelse på nanosekundnivå. Detta kan endast uppnås genom att ta hänsyn till effekterna av relativistisk tidsdilatation.
4Den stora hadronkollideraren
Protoner susar runt i collideraren så snabbt att om de skulle fortsätta i två timmar enligt en extern klocka, skulle de inte uppleva mer än en sekund av sin egen tid.
5NASA:s tvillingar
När astronauten Scott Kelly gjorde ett uppdrag på den internationella rymdstationen innebar tidsdilatationen att han åldrades cirka fem millisekunder mindre än sin tvillingbror Mark, som stannade kvar på jorden.

fallande
föremål

utanför
observatör

händelsehorisont

1Rymdskepp närmar sig ett svart hål
Så länge fartyget befinner sig på säkert avstånd från det svarta hålets händelsehorisont är förvrängningen av rumtiden relativt liten, och händelserna uppfattas som lika snabba av en utomstående observatör och av fartygets besättning.

2Rymdskeppet faller in mot händelsehorisonten
Ur besättningens perspektiv har ingenting förändrats - de färdas fortfarande med samma hastighet. Men en utomstående observatör ser hur fartyget saktar in - och om observatören kunde se in i fartyget skulle även fartygets klocka sakta in.

3Rymdskeppet når händelsehorisonten
När det gäller tidens gång skulle besättningen inte se något speciellt vid denna tidpunkt. Men för den externa observatören stannar fartyget upp och blir fastfruset i händelsehorisonten.

© Shutterstock / Alamy / Getty

klocka 1

Navigationssatelliter som t.ex
GPS förlitar sig på atomklockor för att
tillhandahålla exakta tidsdata

Ett montage av de olika
radioparabolantenner som utgör
Event Horizon-teleskopet

tidsfördröjning

Teleskopet Event Horizon

Atomklockor är avgörande för hur denna världsomspännande teleskopuppsättning fungerar

5

mycket lång baslinje

6

klocka 2

1 Astronomiskt objekt
Det kan vara en avlägsen galax eller ett litet objekt i vår egen galax, t.ex. det centrala svarta hålet.
2 Radiosignal
Samma signal tas emot av alla radioteleskop i arrayen.
3 Enskilda teleskopdiskar
Varje teleskop registrerar tiden då signalen anländer med hjälp av ett atomur.
4 Olika ankomsttider
Signalen når teleskopen vid olika tidpunkter, åtskilda med millisekunder.
5 Teleskopets separation
Avståndet mellan teleskopen, eller baslinjen, måste vara känt med stor noggrannhet.
6 Beräkning av baslinjen
Skillnaden i ankomsttider, som registreras av atomklockorna, ger ett exakt mått på baslinjen.

"Den här tekniken kräver en extremt
exakt kunskap om en signals ankomsttid till
ankomsttid till olika parabolantenner"

Atomklockor kan vara tio gånger så exakta som de bästa atomklockorna

Event Horizon Telescope's bild
av det svarta hålet i centrum
av vår galax

Världens första atomur byggdes vid det brittiska
National Physical Laboratory i Storbritannien 1955

Observation av svarta hål

Många känner säkert till de spektakulära bilderna av supermassiva svarta hål som Event Horizon Telescope har tagit fram. Vad som kanske är mindre känt är den nyckelroll som atomklockor spelade för att få fram dessa bilder. För att uppnå den otroligt höga upplösning som krävs för att se området runt de svarta hålen skulle astronomerna helst ha behövt ett enormt radioteleskop i jordens storlek. I själva verket använde de sig av det näst bästa - enskilda parabolantenner i Spanien, Arizona, Hawaii, Chile och Antarktis, som alla var sammankopplade på ett sådant sätt att de fungerade som ett enda gigantiskt instrument. Tekniken, som kallas interferometri med mycket lång baslinje, kräver en extremt exakt kunskap om en signals ankomsttid till olika parabolantenner. I fallet med Event Horizon Telescope tillhandahölls detta av toppmoderna atomklockor som kallas vätemasrar.

Atomklockor

Atomur, som är världens mest exakta klockor, utnyttjar förhållandet mellan tid och frekvensen hos elektromagnetiska vågor. Uttryckt i hertz betyder frekvensen helt enkelt antalet vågcykler per sekund. Så om vi känner till en vågs exakta frekvens och kan räkna antalet cykler, kan vi räkna ut exakt hur lång en sekund är.
Det första steget är att skapa en våg med exakt känd frekvens - och det är där atomerna kommer in i bilden. Elektronerna i en atom reagerar företrädesvis på vissa frekvenser, vilket gör att de hoppar från en energinivå till en annan. För att ge ett specifikt exempel utlöser en frekvens på 9 192 631 770 hertz en viktig energiövergång i cesiumatomer. Så om vi avfyrar en radiovåg mot en samling cesiumatomer och finjusterar frekvensen tills de alla gör denna övergång, vet vi att vi har rätt frekvens. Lägg till en elektronisk räknare för att räkna antalet vågcykler och ticka av en sekund varje gång detta når det magiska talet 9 192 631 770, och vi har vårt atomur.
De tidigaste atomklockorna fokuserade på cesium av rent praktiska skäl, eftersom frekvensen 9 192 631 770 hertz - eller drygt nio gigahertz - låg precis på den övre gränsen för vad som var tekniskt möjligt på den tiden. Idag är det dock möjligt att uppnå mycket högre frekvenser, och en helt ny generation atomur håller på att växa fram som använder element som strontium och ytterbium.

Caesium är det mjukaste av alla fasta grundämnen

supernoggrann tidtagning

Rubidiumklocka

korrekt tillEn sekund på 300 år
De minsta och billigaste atomklockorna är baserade på grundämnet rubidium. De används ofta i mobiltelefontorn och TV-sändare.

Väte-maser

korrekt tillEn sekund på 300.000 år
Vätgasmasrar är specialiserade atomur som används i vissa applikationer, till exempel i Europeiska rymdorganisationens Galileo-satelliter.

Caesiumklocka

korrekt tillEn sekund på 100 miljoner år
När forskare behöver tidmätning med hög precision använder de cesiumatomer. Caesiumklockor har stadigt förbättrats i noggrannhet sedan de uppfanns.

Optiskt gitter
Klocka

korrekt tillEn sekund på 15 miljarder år
Med hjälp av en laser och strontiumatomer i ett optiskt 3D-gitter är detta den absolut mest exakta tidtagningsteknik som används i dag.

© Alamy / ESA / Ye-gruppen och Brad Baxley, JILA / ESO / Illustration av Nicholas Forder

Vad är

superfoods?

Hur du ger din kropp bränsle har en direkt inverkan på din hälsa,
och vissa livsmedel anses vara mycket bättre än andra

ord Ailsa Harvey

n beskrivning av ett livsmedel som "superfood" ger intrycket att ett bär eller en baljväxt kan göra underverk. I själva verket behöver vi en kombination av många hälsosamma livsmedel för att våra kroppar ska fungera optimalt. Olika saker på din tallrik kan betraktas som "superlivsmedel" på grund av höga halter av ett viktigt näringsämne. Detta kan betraktas som en kraft, men det krävs ett team av mathjältar för att leverera alla de näringsämnen som din kropp behöver.
Termen superfood har ingen officiell vetenskaplig definition - det är en allmän term för livsmedel med en exceptionell näringstäthet eller ett brett utbud av fördelar. Ofta används denna term på livsmedelsförpackningar för att sälja särskilda produkter eller ingredienser. Hela livsmedel är de som är mest värda titeln superfood, och de är lättprocessade eller inte alls. Om en bearbetad produkt påstår sig innehålla ett superlivsmedel uppvägs fördelarna med ingrediensen ofta av tillsatt socker, salt och fett.
Det första livsmedlet som ansågs vara ett "superlivsmedel" var bananen. Under en reklamkampanj under första världskriget sålde United Fruit Company frukten som ett billigt och näringsrikt alternativ för alla. Strax därefter publicerade American Medical Association vetenskapliga rön som kopplade banankonsumtion till lindring av diabetes och celiaki, innan orsaken till dessa tillstånd var bättre känd. Det är sant att en diet kan fungera som en livsstilsbehandling för vissa medicinska tillstånd, och termen superfood används fortfarande för att lyfta fram några av de hälsosammare och näringsrika alternativ som finns.

D

Ingefära kan lindra smärta och illamående

Antioxidanterna zeaxantin och lutein i ägg förbättrar ögonhälsan

Fördelar för kroppen

Hur kan man välja supermat för att uppnå specifika hälsomål?

7

8

1 Hjärna och minne
60 procent av din hjärna består av fett.
Fetter i nötter och fet fisk hjälper till med
hjärn- och nervtillväxt.
2 Hälsa för matsmältningen
Ingefära hjälper till att öka rörelsen i matsmältningen samtidigt som den minskar gas
för att förhindra uppblåsthet.
3 Reproduktiva fördelar
Gröna bladgrönsaker innehåller B-vitaminet folat. Detta vitamin
stöder hälsosam celldelning
i reproduktion.
4 Starka ben
Sötpotatis har en hög halt av kalium och
magnesium. Magnesium hjälper till att härda benen,
medan kalium neutraliserar syra för att förhindra
kalcium läcker ut från benen.
5 Funktion för ögonen
Nötter och baljväxter, t.ex. linser och
cashewnötter, innehåller omega-3 för att förhindra torra ögon
och vitamin E för att förebygga åldersrelaterade skador.
6 Ett friskt hjärta
Rödbetor innehåller höga halter av nitrater,
som verkar blodkärlsvidgande och håller
och håller hjärtat i gång på ett hälsosamt sätt.
7 Underhåll av musklerna
Ägg har ett högt innehåll av protein, fosfolipider,
omega-3-fettsyror, kolesterol och
d-vitamin för muskeluppbyggnad.
8 Frigörande av energi
För att hålla energinivån hög under långa perioder,
avokado innehåller kalium och hälsosamma fetter.

Fot

Ca

P

B12

Utan tillräckligt med folat minskar antalet röda blodkroppar, de blir förstorade och ovala till formen.

Mineralet kalcium bygger upp starka ben och tänder samt möjliggör blodkoagulering.

Fosfor håller blodets pH-värde inom ett normalt intervall och hjälper till med njurfiltreringen.

Detta vitamin behövs för att bilda röda blodkroppar och DNA och håller nervcellerna friska.

K

B6

Kalium transporterar näringsämnen runt i kroppens celler och reglerar hjärtrytmen.

Vitamin B6 hjälper till att hantera humörreglering i hjärnan.

Viktiga näringsämnen

Järn krävs för att tillverka proteinet i röda blodkroppar som kallas hemoglobin. Detta transporterar syre runt i kroppen.

Niacin förebygger inflammation och förbättrar cirkulationen.

Fe

Nia

vitaminer och mineraler som stöder hälsosamma kroppsfunktioner

C-vitamin hjälper din kropp att läka. Det används för att få hud, brosk, ben och tänder att växa.

Nästan 100 enzymer är beroende av zink för att fungera, men det behövs bara i spårmängder.

Zn

C

Vitamin A hjälper till att bilda mjukvävnad, slemhinnor och hud. Det producerar också pigment i ögat, vilket upprätthåller god syn.

Vitamin E håller ögon och hud friska och stärker immunförsvaret.

Utan detta vitamin kan kroppen inte ta upp eller reglera kalcium på ett bra sätt.

E

A

Fem näringstäta livsmedel

Grönkål
Grönkål kan minska risken för typ 2-diabetes och hjärtsjukdomar.

Quinoa
Quinoa innehåller dubbelt så mycket protein som vitt ris.

Lever
100 gram nötlever innehåller över 2.000 procent av det dagliga rekommenderade värdet av vitamin B12.

Lax
Laxens höga innehåll av omega-3 minskar risken för hjärtsjukdomar, depression och artrit.

Blåbär
Blåbär innehåller mest antioxidanter av alla vanliga frukter och grönsaker.

B-vitaminer är vattenlösliga. De kan inte lagras i kroppen och måste därför regelbundet ingå i din kost

Fermenterade livsmedel som kimchi anses vara
supermat på grund av de nyttiga bakterierna, liksom
samt de vitaminer och mineraler som den innehåller

Vilka är de olika typerna?

Baljväxter är rika på B-vitaminer

En varierad kost är nyckeln till att upprätthålla hälsan i hela kroppen. Det finns flera kategorier av superlivsmedel som tjänar olika biologiska syften. Den första typen av superfood är mörkgröna bladgrönsaker, som grönkål och spenat. Dessa bladgrönsaker har vanligtvis höga halter av kalcium, järn, magnesium, C-vitamin, fibrer, zink och folat. Många bär räknas också som superfoods tack vare sitt höga innehåll av antioxidanter, vitaminer, mineraler och fibrer. Bär minskar också risken för inflammatoriska sjukdomar och immunförsvarsproblem. Nötter och frön är en annan typ av superlivsmedel som vanligtvis innehåller mycket protein, fibrer och antioxidanter, medan fullkorn, dvs. de som innehåller alla groddar, endospermer och kli, innehåller alla vitaminer och mineraler som vanligtvis går förlorade i raffineringsprocessen.

Bladgrönsaker har låga halter av kolhydrater,
natrium och kolesterol

Vanliga myter

Det finns många myter kring hur du bör konsumera superfoods. Du kanske till exempel tror att eftersom de är så näringsrika bör du äta superfoods i stora mängder. Men om man äter för mycket av något så upphävs den positiva kroppsreaktionen. Om man äter för många antioxidanter minskar inte risken för sjukdomar, utan en överbelastning kan i stället hämma cellernas försvarsmekanismer. En annan vanlig missuppfattning är att supermat också måste vara superdyr. Många billigare livsmedel har dock ett högt näringsvärde, från proteinrika bönor på burk till tonfisk, morötter och ägg.

Inte alla superfoods konsumeras som ett helt livsmedel - vissa tas som kosttillskott

© Shutterstock / Getty

varför

vaping

dålig

är

för dig

Hur inandning av denna smaksatta
aerosol påverkar dina lungor
och påverkar kroppen

I Storbritannien hade 20,5 procent av barnen mellan 11 och 17 år provat att fimpa år 2023

illuster av dimma med fruktsmak är en vanlig doft på dagens gator. De kommer från apparater som kallas elektroniska cigaretter, även kallade vapes eller e-cigaretter, och andas ut ur munnen på både unga och gamla. Men vätskan i vapes innehåller många skadliga ingredienser och totalt cirka 2 000 olika kemikalier. Trots apparatens namn beskrivs dimman som kommer ut från vapes felaktigt som ånga. En ånga är ett ämne i gasform, medan en aerosol innehåller små partiklar av vätska - som kallas e-vätska i vapes - som svävar i luften.
Även om e-cigaretter uppfanns som ett substitut för cigaretter, för att stilla nikotinbegäret som orsakas av rökning utan att utsätta kroppen för många dödliga gifter, är vapes en ny trend som medför sina egna hälsorisker för en ny generation av vapingmissbrukare. Hälsovårdsmyndigheter, t.ex. den brittiska regeringen, har tidigare felinformerat människor om att vaping är ett hälsosamt alternativ till rökning. Baserat på begränsad information om moderna vapingapparater och kända ingredienser, har dessa grupper marknadsfört e-cigaretter som 95 procent säkrare än vanliga cigaretter. Denna information, som var avsedd att styra rökare bort från tobaksprodukter, har också styrt yngre icke-rökare till dessa nikotinprodukter.
De sötsliskiga vape-smakerna marknadsförs som godis och tilltalar yngre generationer, medan deras dolda och potentiellt dödliga kemikalier kan skada kroppar under utveckling. Detta gäller även hjärnan, som inte är fullt utvecklad förrän i mitten av 20-årsåldern - och rökning kan hindra denna process. Några av de viktigaste psykologiska riskerna är allvarliga

B

Cirka 4,5 miljoner vuxna i Storbritannien använder en vape

Kontroll av innehåll

Till skillnad från cigaretter, som förbränner tobak, innehåller vapes endast nikotin som har extraherats från tobak. Detta är ett mycket beroendeframkallande, giftigt ämne som höjer blodtrycket, hjärtfrekvensen och adrenalinet och som kan hindra hjärnans utveckling hos unga människor. Propylenglykol är en kemikalie som tillsätts i vapes för att skapa dimma vid upphettning, men som är känd för att orsaka irritation i luftvägarna. Det är vanligt förekommande i lösningsmedel för färg och i maskiner för artificiell rök.
Inte alla kemikalier som finns i aerosolen finns i den råa vape-vätskan. Sådana som akrolein, en giftig kemikalie som ofta används som herbicid, produceras inuti vapes när enheten värms upp och smakkemikalierna börjar brytas ned termiskt. Samtidigt är den kemiska föreningen diacetyl en gul vätska som ger en smörig smak till många vapes. Inandning av denna kemikalie orsakar ärrbildning i lungornas luftsäckar.

1 Munstycke
Detta ihåliga rör ansluts till
till patronen, där aerosolen
aerosolen produceras. Inandning
genom munstycket
aktiverar värmeelementet
och drar in dimman i
munnen och lungorna.

Inuti en e-cigarett

Hur värmer en vape vätska och producerar en aerosol när den inhaleras?

2 Patron
Vätskan, som ibland kallas
kallas juice, förvaras i detta
i det här facket.

3 Värmeelement
Denna metallspole värmer upp vape-vätskan,
förvandlar den till små luftburna droppar.
Partiklarna absorberar värmeenergin,
rör sig kraftigt och bryter molekylära
bindningar som håller dem i flytande form.

4 Mikroprocessor
Ansvarig för att reglera
mycket av vapnets teknik,
mikroprocessorn aktiveras
av sensorer för att värma vätskan
och hålla temperaturen inom
ett säkert konsekvent intervall.

5 Byta
Vissa vapes har
automatiska sensorer för
aktivering, medan andra
har en strömbrytare för att slå
dem på och av.

Det finns kända cancerframkallande kemikalier i
vapes, bland annat acetaldehyd och formaldehyd

6 Batteri
Ett inbyggt litiumjonbatteri
ger ström till enheten. Fullständig laddning
tar tre till fyra timmar.

7 Efterliknande LED
LED-lampan längst ner tänds för att
tänds för att imitera
en brinnande cigarett.

© Alamy / Getty

nikotinberoende, humörstörningar och minskad impulskontroll. De som börjar vaping när de är yngre är mer benägna att ta upp rökvanor senare i livet.
Många vapes säljs i engångsförpackningar som kan läcka ut farliga kemikalier i miljön när de slängs slarvigt. Det gäller bland annat plasten i behållaren och giftiga föreningar från rester av e-vätskan. Det kan vara lika problematiskt att slänga tomma vapes i hushållssoporna. De mycket brandfarliga litiumbatterierna i apparaterna kan lätt starta bränder när de krossas i sopbilar. Genom denna process återvinns de inte och deras giftiga metaller hamnar på deponier och förorenar omgivande ekosystem och vattentillgångar. Mer än en miljon engångsvapeer slängs varje vecka - en indikation på omfattningen av detta ökande hälso- och klimatproblem.

Kan vaping vara till nytta?

Vaping anses vara det minst onda av två onda ting jämfört med tobak. Cigaretter släpper ut tusentals kemikalier i kroppen, och 70 av dessa är kända för att orsaka cancer. På kort sikt är det bättre att börja använda vaping som en ersättning för rökning än att fortsätta röka. Vapes är ett av de mest användbara verktygen för att sluta röka. När en vuxen går över från rökning till vaping är det också normalt att han eller hon börjar vapa oftare än han eller hon rökte. Detta är inte alltid lika skadligt, eftersom gifterna i kroppen fortfarande kan minskas. Nikotinnivåerna i vapes varierar och innehåller inte samma kemikalier, som tjära och kolmonoxid, så den enda fördelen med vaping är att avvänja någon från sitt nikotinberoende genom att minska styrkan tills de slutar.

Vaping vs rökning

Upptäck kända och potentiella hälsoeffekter av inandning av aerosol från vape jämfört med inandning av cigarettrök

1 Inflammation
Aromämnet diacetyl
orsakar inflammation i
grenar av lungans
luftvägar. En studie från 2023
föreslår att vapers lider
av mer inflammation
än rökare.

3 Accelererande
celldöd
Celldöd inträffar fem gånger
gånger så ofta när man
vaping utan nikotin,
och tio gånger så
mycket med nikotin.

11 Förtjockning av slem
Vaping torkar ut luftvägarna
luftvägarna och orsakar
tjockt slem.

tungmetaller
metaller

15 Tecken på emfysem
Vissa studier har kopplat
vaping med emfysem.
Emfysem är en skada
på lungornas luftsäckar,
vilket minskar gasutbytet
in och ut ur organet.

9 Omedelbara infektioner
Långsiktiga infektioner orsakade av
vaping är ännu inte helt klarlagda.
Mer omedelbart minskar vaping
produktionen av det antivirala proteinet
SPLUNC1, vilket ökar risken för
luftvägsinfektioner som vanlig
vanlig förkylning.

13 Obstruktion i de små luftvägarna
De små luftvägarna i lungorna
hindras av vaping, vilket resulterar i
astmaliknande symptom. Omfattningen
av ytterligare skador är inte väl studerad.

19 Feta immunceller
E-vätska innehåller oljiga ämnen
som cigaretter saknar. Fetterna är
uppslukas av immunceller som kallas
makrofager. Närvaron av dessa
lipidfyllda cellerna orsakar inflammation.

11

13

15

17

9

19

Till skillnad från vapes förvandlar cigaretter friska lungor (vänster) till tjärtäckt svart vävnad (höger)

17 Studier av tumörer
Vapes innehåller inte
cancerframkallande
tobak, och det finns
inga signifikanta bevis
att vaping orsakar
tumörtillväxt.

7 DNA-skador
E-vätska kan stoppa DNA:s
reparationsmekanismer,
vilket leder till DNA-skador.

5 Genuttryck
Aerosol från e-cigaretter förändrar
uttryck av icke-kodande RNA
molekyler utan att förändra
DNA-sekvensen. Icke-kodande RNA
kontrollerar cellfunktionen utan att
utan att direkt tillverka proteiner.

Människor i Australien behöver ett recept för att lagligt kunna köpa vapes

2 Kronisk
inflammation
Det är känt att rökning
att orsaka allvarlig
inflammation på grund av att
innehåller mer
lungirriterande
föreningar som tjära
och kolmonoxid.

"Deras dolda och potentiellt
dödliga kemikalier kan skada
kroppar under utveckling"

6 Gen
undertryckande
Rökning kan
försvaga de gener
som kontrollerar
tumörtillväxt.

8 DNA-mutationer
Ett paket cigaretter
innehåller tillräckligt med skadliga
föreningar för att orsaka två
mutationer i DNA:t
i lungceller.

16

12

4 Irreversibel
celldöd
Rökning orsakar mer
omfattande cellulär
skador. När celler i lungornas
lungornas luftsäckar dör,
kan de inte återfå
funktion.

Nikotin i sig orsakar inte cancer eller hjärtsjukdom

12 Uppbyggnad av slem
Rök ökar permeabiliteten i
lungvävnaden, vilket leder till att
att för mycket slem frigörs.

14

10 Allvarliga infektioner
Cigarettrökning är känt för att
orsaka bronkit, lunginflammation
och kroniskt obstruktiv
lungsjukdom (KOL),
och ökar risken för
för att drabbas av tuberkulos.

10

18

14 Obstruktion av luftvägarna
KOL är en sjukdom som begränsar
luftflödet. 80 procent av dödsfallen i KOL
dödsfall beror på rökning.

16 Orsak till emfysem
Rökning är den främsta orsaken till
emfysem - rökare löper sex gånger
gånger större risk att utveckla det
än icke-rökare.

18 Cancerframkallande
Tobak i cigaretter kan
skada DNA. Detta gör att
celler att börja växa okontrollerat
kontroll och producerar
tumörer i lungorna.

dolda faror

1Vilseledande nivåer
E-cigarettförpackningar kan vara vilseledande. Forskning visar att cirka hälften av etiketterna på e-cigarettbehållare visar nivåer som faktiskt inte stämmer överens med innehållet.
2Andrahandsexponering
Att andas in aerosol från andra som röker i hemmet har kopplats till andnöd hos unga vuxna.
3Kardiovaskulärt kaos
Att använda vapes mer än fem gånger i veckan och i minst tre månader är tillräckligt för att blodkärlen ska sluta fungera som de ska och leda till hjärt-kärlsjukdom. Nikotin ökar risken för att drabbas av hjärtinfarkt.
4Psykisk hälsa
I en studie från American Heart Association var ångest 20 procent vanligare hos vapnare. 50 procent av dem som vapnade upplevde symtom på depression, jämfört med 25 procent av dem som inte vapnade.
5Förändring av irriterande ämnen
Inte alla gifter är märkta på en vape-förpackning. De som produceras under uppvärmningen av ingredienserna saknas ofta på listan.

© Shutterstock / Illustration av Adrian Mann

Arbetare på en fabrik i Shenzhen,
Kina, tillverkar e-cigarettkapslar för
vapingtillverkaren KangerTech

Vad är EVALI?

EVALI är en allvarlig lungsjukdom som orsakas av vaping och som syns som dimmiga fläckar på lungorna vid en lungröntgen och har symtom som andnöd, feber och bröstsmärta. Sjukdomens fullständiga namn är e-cigarett- eller vapinganvändningsassocierad lungskada, och vitamin E-acetat tros vara det huvudsakliga ämnet i e-cigarettvätska som orsakar denna lungskada.
Sjukdomen kan uppkomma snabbt och drabba människor strax efter att de börjat vampa, eller så kan den byggas upp under en längre tids vaping. 90 procent av dem som drabbas av EVALI måste uppsöka sjukhus, och i de allvarligaste fallen kan sjukdomen vara dödlig. Unga människor under 35 år tros löpa störst risk att drabbas av EVALI. Tillståndet har bara rapporterats under de senaste åren, så forskare undersöker sjukdomen för att upptäcka hur man kan vända den skada som den orsakar.

Där tillverkas e-cigaretter

Cirka 90 procent av vape-pennorna tillverkas i Kina av företag som ägs av entreprenören Zhang Shengwei. Varje år skeppas hundratals miljoner e-cigaretter från Kina till Storbritannien och USA, men många av dessa fabriker saknar kvalitetskontroll. Detta leder till att tusentals skadliga kemikalier hamnar i produkterna och i lungorna på dem som använder dem. Studier har till exempel visat att vissa aerosoler från e-cigaretter innehåller fyra gånger mer av de farliga metallerna nickel och krom än vanlig cigarettrök. Eftersom vapes inte innehåller tobak i sin fulla form övervakar inte den kinesiska tobaksmyndigheten, som reglerar cigaretttillverkning och andra liknande produkter i Kina, dessa fabriker. När vapes blev populära hade många länder svårt att kategorisera apparaterna. De klassades inte som läkemedel, livsmedel eller tobak. Idag regleras vapes av Medicines and Healthcare products Regulatory Agency (MHRA) i Storbritannien och Food and Drug Administration (FDA) i USA.

Hur vapes utvecklades

År 2021 hittades tusentals oidentifierade kemikalier i vapes

Kontroverser har omgärdat
vaping sedan det uppfanns

Friska delar av lungorna brukar
se mörka ut på röntgenbilder

2003

Den kinesiska apotekaren Hon Lik
uppfann den moderna e-cigaretten för att
ta bort röken från handlingen av
rökning. Han var själv rökare,
och förlorade sin far i lungcancer.

2007

Vapes kom in på den
globala marknaden och
världshälsoorganisationen
Organisationen uttryckte
hälsorisker.

2010

2010 anses vara det år
det år då
vaping ökade
kraftigt i popularitet
runt om i världen.

2014

Reklam och förpackningar
blev inriktade på ungdomars smak
smak, vilket ledde till oro för säkerheten.
Termen "vaping" blev populär
populär under detta år.

Vapes är avsedda för de 70 procent av rökarna som vill sluta röka

Beroendets makt

Vad gör e-cigaretter med din hjärna?

Mesokortikal väg

1 Blod-hjärnbarriären
10 till 20 sekunder efter
inandning av nikotin passerar det
passerar nikotin blod-hjärnbarriären
barriären och in i hjärnan.

2 Mesolimbisk nervbana
Denna neurala krets
frisätter den välgörande
kemiska dopamin
ut i kroppen.

3 Ventrala tegmentala
område (VTA)
Neuronerna i detta område har
nikotinreceptorer. När
molekylerna binder till
till dem aktiveras den mesolimbiska
vägen aktiveras.

4 Nucleus accumbens
Den mesolimbiska vägen
kopplar VTA till detta
område i hjärnan, där
dopamin frisätts.

5 Belöning och
förstärkning
Dopamin, som frigörs
här, skapar känslor av
njutningskänslor i hjärnan. I takt med att
hjärnan lär sig detta
känslan, söker den ytterligare
belöning från fler
nikotinträffar.

Mesolimbiska
väg

Nigrostriatal
väg

6 Mesokortikala vägen
Den här banan styr kognitiva funktioner
som problemlösning och impulskontroll.
När nikotin ansamlas i den närmaste prefrontala
hjärnbarken kan det förbättra de kognitiva förmågorna
förmågor. När hjärnan vänjer sig vid denna
hjälp, kommer vägen att vara beroende av
på nikotininmatning, vilket blir
skadligt på lång sikt.

7 Nigrostriatala nervbanor
Om nikotin binder till receptorer i denna neurala
kan det öka frisättningen av dopamin i
dorsala striatum. Denna region i hjärnan
kontrollerar motorisk funktion, så i små
doser kan nikotin från vaping förefalla
att förbättra motoriska färdigheter.

Storbritanniens premiärminister
Rishi Sunak besöker
ett vape-laboratorium

2016

I USA fick FDA
befogenhet att reglera
reglera tobak och
vape-produkter den
8 augusti.

2019

EVALI var officiellt
identifierat. Enbart i USA
rapporterades 2.051 fall
och 39 dödsfall rapporterade
på fyra månader.

I USA är den lagliga
ålder för att köpa
vapingprodukter höjdes från
höjdes från 18 till 21 år.

2020

Mitt i COVID-pandemin,
respiratorisk hälsa i
i rampljuset och väckte på nytt
debatten kring farorna med
farorna med vaping.

2024

Efter ett förslag från 2023
att förbjuda cigaretter för personer
som är födda 2009 eller senare, har
Storbritannien planer på att
förbjuda alla engångsvapor.

Sergio Canavero (till höger) på bilden
förklarar den huvudtransplantation han
planerade att utföra på Valery
Spiridonov (vänster)

Är hjärntransplantationer möjliga?

Denna kontroversiella operation har komplicerade tekniska aspekter att ta hänsyn till innan kroppens mest sofistikerade organ kan bytas ut

nför den första lyckade hjärttransplantationen 1967 trodde man att det var omöjligt att ta bort detta livsuppehållande organ från en kropp och ersätta det med någon annans. Nu genomförs cirka 3 500 hjärttransplantationer varje år. Kan samma sak hända för dem som har en frisk hjärna men en kropp som inte fungerar som den ska?
Till skillnad från hjärtat - vars funktion forskarna har en stor förståelse för - anses hjärnan vara det mest komplexa som finns i universum. Den innehåller biljontals cellkopplingar som effektivt styr hur du tänker, känner, minns, rör dig och hur du uppfattar världen. Hjärnan, som är kopplad till ryggmärgen och utgör det centrala nervsystemet, skulle behöva skäras bort från ryggmärgen för en transplantation. Den största utmaningen efter denna oåterkalleliga handling är att exakt återansluta blodkärl, nerver och andra vävnader tillräckligt snabbt för att vital hjärnvävnad inte ska dö, och att göra det med sådan precision att individen vaknar upp efter ingreppet med oförändrad mental och fysisk förmåga.
För närvarande innebär de tekniska och etiska utmaningarna med att flytta en hjärna att en sådan transplantation ligger långt fram i tiden för de flesta. Men detta har inte stoppat alla neurokirurger. År 2017 hävdade den italienske neurokirurgen Sergio Canavero att han framgångsrikt kunde genomföra en huvudtransplantation. I stället för att isolera enbart hjärnan planerade kirurgen att skära av huvudet på en rysk man vid namn Valery Spiridonov. Spiridonov erbjöd sig frivilligt att bli den första personen som fick en sådan transplantation, eftersom han led av en svår muskelsjukdom som förstörde nerverna i ryggmärgen. Detta gjorde honom rullstolsbunden och villig att genomgå en återanslutning av sitt huvud till en ny kropp och ryggmärg. Datumet var planerat till 2017 - men det ägde inte rum. Fallet belyste de etiska problemen med att använda sårbara patienter i experimentella högriskprocedurer. Neurokirurger som Canavero fortsätter att arbeta med forskning kring hjärntransplantationer, medan andra fokuserar mer på framtida teknik som utvecklas för att förbättra patienternas livskvalitet med hjälp av robotteknik. Det handlar om hjärn-maskin-gränssnitt som ersätter hjärnans kommunikation med det centrala nervsystemet för att hålla de mest komplexa biologiska systemen intakta.

Det finns 100 miljarder nervceller i en mogen mänsklig hjärna

Daniel Holsgrove

En överläkare i neurokirurgi från Salford
Royal Hospital förklarar komplikationerna
av en hjärntransplantationsprocedur

Vilka delar av hjärntransplantationer är möjliga?
Jag tror att många av de tekniska aspekterna redan görs inom andra typer av kirurgi, till exempel att återansluta blodkärl. Man skulle kunna koppla ihop ett blodkärl mellan givare och mottagare. Det finns sätt att göra det på, och det görs redan i många operationer.
Vad skulle vara den svåraste delen?
Den största utmaningen är i förhållande till ryggmärgen och att koppla ihop donatorns och mottagarens hjärna och ryggmärg, beroende på exakt var man väljer att göra delningen. Även om det har föreslagits att det finns viss teknik som skulle kunna hjälpa till, finns det inget bevisat sätt att återansluta en ryggmärg på ett sätt som bibehåller eller återställer funktionen på ett sätt som skulle vara användbart.
Skulle det inte vara mycket enklare att transplantera ett helt huvud på en annan kropp än en hjärttransplantation?
Att bara transplantera hjärnan innebär att man också måste skära av alla nerver som går från hjärnan till runt huvudet och halsen, så det gör det mer komplicerat. Om man skulle transplantera ett helt huvud skulle man ha problem med blodkärlen, ryggmärgen, luftstrupen och matstrupen. Nerverna som förbinder hjärnan med till exempel ögonen skulle dock lämnas intakta. De nerver som går direkt från hjärnan till kranialnerverna och direkt till områdena runt ansiktet och halsen skulle lämnas intakta. Det skulle vara mer okomplicerat i det avseendet.
Vad skulle kunna hända om det gick fel?
Jag tror att det finns enorma psykologiska aspekter på det. Utan ryggmärgsförbindelsen skulle det finnas en risk för hjärnskada genom ischemi - brist på blodflöde och syresättning - under transplantationen, så man skulle lätt kunna skada hjärnan. Du tar en frisk hjärna för att koppla den till en frisk kropp där kroppen har sviktat. Men man riskerar att orsaka en skada på hjärnan och det finns en risk att man kan få någon som är så att säga inlåst, vilket innebär att de kan behålla hjärnfunktionen men inte kan kommunicera eller ha en fungerande kropp.
Vad händer när man tar bort en hjärna från en kropp?
Om man stänger av blodtillförseln till delar av hjärnan börjar nervcellerna dö efter cirka tre minuter, men man kan förlänga den tiden med olika tekniker. Man kan ge medicin, som en mycket djup form av anestesi, för att minska hjärnans metaboliska aktivitet så att aktiviteten i de separata cellerna minskar. Ofta leder detta till att de tre minuterna förlängs till exempelvis sju minuter innan man börjar se förändringar i hjärnans elektriska aktivitet som tyder på att hjärnan påverkas av det minskade blodflödet till den. Andra förfaranden kan avsiktligt sänka hjärnans temperatur som kan förlänga den ytterligare till regionen 20 till 30 minuter, potentiellt. Vi är dock inte i ett skede där man kan lägga en hjärna i en islåda och transportera den över hela landet.
Kommer de tekniska framstegen att förbättra sannolikheten för att hjärttransplantationer blir vanliga i framtiden?
Jag tror att tekniska framsteg som exoskelett som kan styras av någons tankar, med hjälp av bärbara eller implanterade sensorer eller stimulatorer för att skicka meddelanden till nerverna för att få människor att röra på sig, sannolikt kommer att göra transplantation irrelevant innan den ens har börjat.

En transplantation av ett helt huvud har bara utförts på ett kadaver

Tillgång till organ

Hur delar av hjärnan och huvudet klarar sig när de lossnar

4 Frontalloben
Delvis hjärna
transplantationer riskerar en
frontallobsskada,
vilket i vissa fall
kan förändra en persons
personlighet och
göra dem mer
argumentativ, agera
och tala mer
impulsivt.

2 Donator eller mottagare?
Vid en hjärttransplantation skulle den transplanterade hjärnan
bära en persons tankar. Till skillnad från
vanlig organdonation skulle organets nya kropp
organets nya kropp klassas som donator.

5 Lillhjärnan
Detta område i hjärnan är
ansvarigt för
motorisk kontroll och
samordning. Vid
hjärttransplantation
för att återfå motorisk
funktion, skulle denna del av
hjärnan skulle
behöva exakta och
intrikata nervfiber
nervfiberanslutningar.

6 Många hinder
Vid en transplantation av hela huvudet skulle ett snitt
göras under hakan. Luftstrupen och matstrupen
och matstrupen måste rekonstrueras
exakt för att hålla en öppen luftväg för
andas in i lungorna.

1 Ryggmärgen
Basen av hjärnan
hjärnan är fäst
till ryggmärgen.
När den är av, kommer dess
nervcellerna inte
automatiskt
regenereras för att läka.

3 Kapillärer
Ryggmärgen är beroende av
blodkärl för att transportera
ett konstant flöde av syre.
Blod från givare till mottagare
kapillärer och nervändar
måste anslutas snabbt
för att hålla vävnader vid liv.

Partiell transplantation

Huvudsyftet med en hjärttransplantation är att behålla en persons sinne, men ge en ny kropp med förnyad funktionalitet. Eftersom varje del av hjärnan har sina egna roller, är det möjligt med partiella hjärttransplantationer? En stor del av det som formar din personlighet är dina minnen, så om en hjärttransplantation skulle bli möjlig skulle du vilja behålla så många av dessa som möjligt. Av denna anledning är en partiell hjärntransplantation utesluten. Hippocampus, en komplex hjärnstruktur nära hjärnans mitt, betraktas som hjärnans minnescentrum. Men i själva verket bildas och lagras minnen i flera olika områden. Om man försöker transplantera en del av hjärnan riskerar man att skära av nervförbindelserna mellan minnena och förstöra dem.

Pyramidala nervceller bearbetar externa signaler och motorisk kontroll

"Det finns enorma
psykologiska
aspekter på det"

© Alamy / Getty / Daniel Holsgrove

Orkesterarrangemang

Mozart-effekten

Enligt forskning som utfördes av London Metropolitan University 2020 kan korttidsminnet förbättras om man lyssnar på Mozart. Mozart-effekten beskrevs för första gången 1993 i en artikel i tidskriften Nature föreslogs att lyssnande på Mozarts musik kunde förbättra resultaten på IQ-tester. Sedan dess har många studier genomförts för att undersöka vetenskapen bakom hans symfonier, inklusive dess roll i korttidsminnet. I studien från 2020 bad forskarna en grupp på 84 deltagare att minnas en uppsättning ord efter ett minutlångt ljudklipp av Mozarts En liten nattmusik. De fann att Mozarts musik faktiskt förbättrade ordminnet. Efter att ha kört Eine kleine Nachtmusik genom sonogram och spektrogram för att visuellt undersöka dess frekvens och ljud, drog forskarna slutsatsen att en positiv effekt på återkallandet kan kopplas till likheten mellan Mozarts musik och strukturen hos ord och meningar.

Ett porträtt av Mozart

Hur instrumenten i en orkester är arrangerade i samklang med våra hjärnfunktioner

ordScott Dutfield

arför sitter brassarna längst bak och stråkarna längst fram i en orkester? Orsakerna till placeringen av en orkester har alla att göra med hur hjärnan "hör" olika ljud. En modern symfoniorkester består vanligtvis av cirka hundra olika musiker som spelar på en mängd olika instrument, bland annat träblås-, stråk- och basinstrument. Alla dessa producerar olika tonhöjder som samverkar för att skapa ett harmoniskt ljud. I musik avser tonhöjd längden på en ljudvåglängd som produceras av ett instrument, vilket korrelerar med instrumentets storlek. Till exempel kommer djupa långa ljudvågor från större instrument som tubor och cellos, medan högre tonhöjder kommer från de korta ljudvågorna från en viola eller flöjt.
När instrumenten sätts samman till en orkester placeras de djupare instrumenten till höger sett från publiken och de högre instrumenten till vänster. Orkestern är orienterad på detta sätt enligt vår hjärnas preferenser. Inom var och en av hjärnans två hemisfärer finns en region som kallas hörselbarken, som tolkar signaler som genereras från öronen. För att göra saker och ting komplicerade är varje hörselbark kopplad till motsatt öra - höger hörselbark matas av vänster öra och vänster hörselbark lyssnar genom höger öra. Och även om båda öronen fångar upp samma ljud har studier visat att höger hörselbark bearbetar lägre toner bättre, medan vänster är bättre på höga toner.
Arrangemanget i en orkester efterliknar denna korsning av hörselbarken. Instrument med höga toner är placerade på höger sida ur spelarnas perspektiv så att de hörs bättre, och vice versa för de lägre tonerna, och är byggda för att gynna spelarna, inte publiken. Avståndet mellan en instrumentsektion och fronten beror till stor del på instrumentens storlek och volym. Högljudda instrument som slagverkstrummor eller mässingstuber placeras längst bak i orkestern för att förhindra att de blockerar de mjukare, tystare ljuden från stråken längst fram.

W

"Orchestra" kommer från grekiskans "dansplats"

Den auditiva cortex finns
finns i de två temporala
loberna i hjärnan

Världsrekordhållaren för den största orkestern är El Sistema, med 8.573 instrumentalister och sångare

3 till 4
slagverkare

5 till 8 horn

1 till 2 harpor

4 klarinetter

4 trumpeter

4 tromboner

1 tuba

4 fagotter

8 basar

16 till 18 år
förstavioliner

4 flöjter

16 sekunder
violiner

4 oboer

Tilldelning av instrument

Hur en orkester arrangeras för att få ut mesta möjliga av sitt ljud

Dirigent
I centrum för varje orkester står dirigenten, vars uppgift är att bestämma tempo och volym för musiken och upprätthålla harmonin mellan spelarna.
Mässing
De mest högljudda instrumenten i en orkester finns i brasssektionen, som är placerad längst bak. Trombonerna kan nå upp till 114 decibel, medan violinerna längst fram i orkestern kan nå upp till 95 decibel.
Stråkinstrumenten
Stråkinstrumenten i en orkester sträcker sig från violinernas höga toner till vänster till basarnas lägre toner längst till höger. Även om de kan se likadana ut är altfioler stämda en femtedel lägre än en violin, vilket innebär att violinerna börjar på vänster sida av stråksektionen och altfiolerna slutar på höger sida.
Träblås
Träblåsarna sitter i mitten av orkestern och har piccolos och flöjter med högre tonhöjd till vänster och oboes och fagotter med lägre tonhöjd till höger. Träblåsarna sitter också framför brasssektionen för att se till att de inte dränks av trumpeternas och tubornas kraftfulla volym.
Slagverk
Slagverkare spelar en mängd olika instrument i den här sektionen, bland annat timpanitrummor, cymbaler och xylofoner. På samma sätt som i brasssektionen kan slagverksinstrument som timpanitrummor ge ett högre ljud än andra instrument, runt 100 decibel, så sitt längst bak i orkestern.

12 cellos

12 altfioler

Den första ensemblen

Instrument har funnits i tusentals år, men det var inte förrän omkring år 1600 som den italienske kompositören Claudio Monteverdi satte ihop den första orkestern. När han spelade partituret till sin opera från 1607 L'Orfeomonteverdis orkester bestod av 40 instrument, bland annat stråkinstrument, cembalo och trumpeter. För första gången använde Monteverdi en orkester för att förhöja stunder i operan med specifika instrument. Hans orkesterinnovation började öka i popularitet och lade grunden för andra orkesterpionjärer, som Johann Sebastian Bach.

Begravningsnotisen efter Claudio Monteverdis död 1643

© Getty / Alamy / Shutterstock

Varför vatten har en "hud

Hur ytspänningen i vatten bildar en film

Vattnets ytspänning håller ihop molekylerna,
och motverkar kraften från den nya simmaren

å samma sätt som människans hud utgör ett skydd för våra kroppar, bildar en vattenvolym en barriär på ytan som motstår kraft och håller samman vattenmolekylerna. Detta kallas ytspänning och kan ses när ett litet föremål eller en insekt landar på vatten. Istället för att skära rakt igenom vattnet kommer föremålet först att böja ytan, som om vattnet vore täckt av plastfolie, trots att vätskans hudliknande yta har samma sammansättning som dess huvuddel. Skillnaden är att de kemiska bindningar som förenar molekylerna på ytan är mycket starkare än de under ytan.
Det är också ytspänningen som ger regndropparna deras form. I stället för att spridas jämnt över ytor grupperar sig vattenmolekylerna och bildar droppar när de landar. Mindre regndroppar har en starkare ytspänning än större. När vattendropparna faller genom luften blir de mindre sfäriska och plattas ut i botten när luften trycker mot dem. Regndropparna faller till marken och krockar med andra droppar på sin väg och blir större. Detta fortsätter tills ytspänningen blir för svag för att hålla kvar droppens form och molekylerna sprids.

J

Kvicksilvers ytspänning är sex gånger större än vattnets

Molekylär nedbrytning

När en insekt landar på vatten får den stöd av vätebindning

1 Vattenmolekyler
Vattenmolekyler innehåller positiva väteatomer och en negativ syreatom, som drar till sig varandra och bildar vätebindningar.

5 Starkare stöd
De starkare bindningarna vid ytan förblir intakta under trycket av lätt vikt, vilket gör det möjligt för insekter som vattenstridare att gå på vatten utan att falla igenom.

Att bryta spänningen

Vissa faktorer förändrar styrkan i vattnets ytspänning. När vattnets temperatur sjunker ökar t.ex. ytspänningen, medan varmare temperaturer försvagar "huden". Detta beror på att molekylerna har mer energi vid högre temperaturer. De rör sig snabbare och förlorar sin förmåga att hålla ihop lika länge. Att tillsätta kemikalier i vatten sänker också ytspänningen. Tvålmolekyler har en hydrofil ände som attraheras av vatten och en hydrofob ände som stöter bort vatten. När de kommer i kontakt med vatten drar den hydrofila änden bort vattenmolekylerna från varandra medan den hydrofoba änden förhindrar att vattenmassan blandas samman.

2 Centrala molekyler
Vattenmolekylerna i centrum bildar många bindningar med de molekyler som omger dem helt och hållet.

3 Vatten vid ytan
Molekyler vid ytan kan bara binda till dem som finns bredvid och under dem.

4 Starka bindningar
På grund av att det finns färre vätebindningar vid ytan är de som bildas starkare.

Kylan gör att vattenmolekylerna rör sig långsammare, så att starkare bindningar bildas på ytan, som morgondagg på gräs

Hur
havsglas tillverkas

Formning av skräpstenar

Från glasavfall till eftertraktade stenar

1 Avfall
Havsglas börjar sin resa
resa som kasserade
glasföremål som har
kastats i havet.

2 Splittrad
Under kraften från havet
havet tumlar glaset
genom vattnet, kolliderar med stenar
stenar och slås sönder.

Det tar 4.000 år för glas att brytas ned fullständigt

Denna havsprocess förvandlar hushållsavfall till havsskatter

3 Draggad
De kantiga glasbitarna
glas släpas längs havsbotten
havsbotten tillsammans med
tidvattnet och rundar av sina
skarpa kanter under processen.

ord Scott Dutfield

ll glas börjar sin resa som kiselrik sand. Genom en rad kemiska processer och upphettning i en ugn förvandlas sanden till smält glas som sedan formas till en mängd olika flaskor, prydnadsföremål och glasföremål. När glaset inte längre används och kasseras hamnar det antingen på en återvinningscentral för att få nytt liv eller på en soptipp, där det kan krypa ut i vattendrag och så småningom ut i havet.
När det hamnar i havet bryts glaset sönder i små bitar vid kollisioner med stenar och andra hårda föremål, innan decennier eller till och med hundratals år av vattenerosion skapar små, släta glasstenar som spolas upp på stranden. Eftersom glas till övervägande del består av kiseldioxid - samma ämne som kvarts - delar det detta minerals tåliga egenskaper. Det är dock fortfarande känsligt för den kemiska erosion som saltvatten ger upphov till. Havsglasets frostiga textur orsakas inte bara av åratal av fysisk nötning, utan även av den hydroxid som urlakas ur glaset av vattnets höga saltnivåer och bildar en kristallin textur på ytan.
Sedan ökningen av engångsplast under 1970-talet har glas fått stå tillbaka som det föredragna materialet för förpackningar, vilket innebär att mindre glas hamnar i havet och färre havsglasbitar hittar vägen till stranden.

4 Glasyr
Med tiden ökar salthalten i
havsvattnet och den
nötning som glaset
glaset utsätts för får
ytan att frostsprängas.

5 Tvättas upp
Havsglas spolas så småningom
spolas upp på strandlinjen.

6 Konstverk
Juvelerare och konstnärer
samlar ofta havsglas
för att införliva det i
sina verk.

Rött havsglas är en av de
de mest sällsynta färgerna att hitta

Fort Bragg havsglasstränder
består av tre "platser", med plats två
och tre har mest glas

Vackert strandskräp

Stränderna vid Fort Bragg i Kalifornien användes en gång i tiden som en dumpningsplats där lokalbefolkningen slängde sina sopor, bland annat högar med glasavfall. År 1967 svämmade stranden över av skräp och lokalbefolkningen sökte nya dumpningsplatser och lämnade skräpet åt väder och vind. Med tiden började skräphögarna minska i takt med att människor rotade igenom högarna för att återanvända metallavfall och biologiskt nedbrytbara material ruttnade bort. Så småningom återstod bara glas och keramik, som havet tog hand om. Under de årtionden som gick jämnade havsvågorna ut glaset och rundade av kanterna, vilket förvandlade den tidigare sandstranden till ett golv av frostat havsglas. Fort Bragg Glass Beach skyddas nu av MacKerricher State Park, och det är förbjudet att ta bort något av glaset.

© Illustration av Ed Crooks / Alamy / Getty / Shutterstock

Utrymme

De största svarta hålen i universum

ord Andrew May

Det finns ett gigantiskt svart hål med massan
av 4 miljoner solar i mitten av
Vintergatan. Men det är fortfarande pyttelitet jämfört
med dess motsvarigheter i andra galaxer

Atombombsforskaren Robert Oppenheimer arbetade med teorin om svarta hål före andra världskriget

hål är de mest extrema astrofysiska fenomenen i universum. Och det finns en god chans att de också är de mest kända. Alla har inte hört talas om neutronstjärnor, planetariska nebulosor eller bruna dvärgar, men de flesta har stött på idén om ett svart hål, även om det bara var i en science fiction-film. En del av fascinationen ligger i det sätt på vilket svarta hål verkar bryta mot - eller åtminstone vrida till oigenkännlighet - alla fysikens lagar som bygger på sunt förnuft. Men när man tittar närmare på dem är de egentligen bara en oundviklig konsekvens av dessa lagar.
Som teoretiskt begrepp dök svarta hål först upp när forskarna funderade på gravitation, särskilt i samband med stora objekt som stjärnor. Gravitationen är en kraft som verkar mellan partiklar av materia och tenderar att dra dem närmare och närmare varandra. I vardagliga föremål i världen omkring oss motverkas gravitationskraften av andra fysiska effekter som elektrostatiska krafter och kärnkrafter - vilket gör att föremålen behåller en begränsad storlek snarare än att kollapsa till en punkt. Detsamma gäller för stjärnor som solen, där gravitationen motverkas av vätsketryck. Även i en ultrakompakt stjärna som en vit dvärg, där en massa som liknar solens pressas ner till en volym i planetstorlek, finns det andra mer exotiska krafter som spelar in för att hindra dem från att kollapsa för alltid.
I mitten av 1900-talet visste forskarna dock att det fanns en övre gräns för hur mycket gravitation som dessa exotiska krafter kunde motstå. Om en stjärna var tillräckligt massiv från början skulle den så småningom kollapsa hela vägen ner till en oändligt liten punkt. All den ursprungliga massan skulle fortfarande finnas kvar, men komprimerad till ett tillstånd av oändligt hög densitet. Detta lät så omöjligt - särskilt för matematiker, som ogillar att ha "oändlighet" i sina ekvationer - att många trodde att någon ny typ av fysik skulle komma till undsättning för att förhindra den oändliga kollapsen. Men så skedde inte, och på 1960-talet var det allmänt accepterat att dessa sinnesförvirrande fenomen verkligen var en möjlighet. Det var vid den här tiden som de fick det namn som vi känner dem under idag: svarta hål.
Det kan tyckas vara ett ganska stort steg att gå från tanken på att materia komprimeras till en oändligt liten punkt till att tala om ett "hål" i rymden - ett hål som det är möjligt att falla in i, men aldrig klättra upp ur. Ändå är detta ett logiskt steg att ta om vi tänker på hur gravitationen fungerar. I det bekanta fallet med jorden vet vi att dess gravitation blir starkare ju närmare ett föremål befinner sig dess yta. Det är därför som den internationella rymdstationen, 250 mil ovanför jordytan, måste snurra runt i mycket hög hastighet för att hålla sig kvar i omloppsbanan, där den fullbordar ett varv på bara 90 minuter. Satelliter på den geosynkrona höjden 22 000 miles kan dock röra sig mycket långsammare,

13 miljarder ljusår

Det mest avlägsna kända svarta hålet befinner sig nästan i utkanten av det observerbara universum

Kvasaren 3C 273 gav de första ledtrådarna
antydningar om supermassiva svarta hål

Supermassiva
svarta hål
kan accelerera
partiklar nästan
till ljusets hastighet

© Getty / NASA

det tar en hel dag att göra en omloppsbana. Det finns en annan hastighet, som är cirka 40 procent högre än omloppshastigheten, som också är av intresse för rymdskeppsingenjörer. Den kallas "flykthastighet" och är den hastighet som ett föremål måste färdas med för att kunna frigöra sig från jordens gravitation och bege sig ut i rymden. Och detta gäller inte bara jorden - alla andra astronomiska objekt har sina egna flykthastigheter. Det är en storhet som, precis som omloppshastigheten, ökar ju närmare objektet du befinner dig, och som dessutom ökar i proportion till objektets massa.
Om svarta hål har ett rykte om sig att vara "farliga" kan vi nu se varför det är så. De har en stor massa komprimerad till en oändligt liten volym, vilket innebär att om vi inte är försiktiga kan vi komma väldigt, väldigt nära dem. Att vara på ett så kort avstånd från ett så massivt objekt innebär att dess flykthastighet kommer att vara extremt hög. Faktum är att det kommer att finnas ett visst avstånd där flykthastigheten är lika med ljusets hastighet. Eftersom ingenting kan färdas snabbare än denna hastighet innebär det att det svarta hålet omges av en sfär med denna radie, känd som "händelsehorisonten", inom vilken objekt är fångade för evigt. Ingenting kan någonsin fly inifrån händelsehorisonten, inte ens ljus, och det är därför svarta hål kallas "svarta". Varför kallas de för "hål"? Vi kan föreställa oss ett tredimensionellt hål, med en diameter som är lika med händelsehorisonten, i vilket ett föremål kan falla utan hopp om att någonsin komma ut igen.
När man talar om storleken på ett svart hål syftar man nästan alltid på händelsehorisontens diameter. Det som faktiskt skapar det svarta hålet, den enorma koncentrationen av massa i dess centrum som ibland kallas "singulariteten", har faktiskt ingen storlek. Men det är egentligen bara en teknikalitet eftersom man

Typer av svarta hål

Svart hål med stjärnmassa

Svart hål med medelhög massa

Supermassivt svart hål

1Solmassans omfattning: 5 till 100
Dessa är klassiska svarta hål som de ursprungligen teoretiserades och som uppstår när mycket massiva stjärnor kollapsar på grund av gravitationen i slutet av sina liv. Det kan finnas miljontals av dessa bara i Vintergatan, men de kan vanligtvis bara upptäckas när de ingår i ett binärt system.

2Område för solmassa: 100 till 10,000
Forskare tror att det borde finnas svarta hål i detta massintervall, som bildats genom sammanslagning av två eller flera svarta hål med stjärnmassa. Man vet inte mycket om dem eftersom de är svåra att upptäcka, men cirka 300 kandidater har observerats.

3Solens massa varierar: 10,000 till 1,000,000,000+
Det är numera känt att de flesta galaxer har ett enda svart hål av den här typen i eller nära sin mitt. Dessa bildades troligen mycket tidigt i universums historia och har därefter vuxit i storlek genom att ackretera omgivande stjärnor och andra objekt.

Supermassiv jämförelse

En titt på några av de största supermassiva svarta hål som hittills har upptäckts

Upptäckarna av Sgr A* vann Nobelpriset för det

5 3C 273
Massa: 0.9 miljarder
solmassor
Avstånd från jorden:
2.4 miljarder ljusår
Den första kvasaren som någonsin
upptäcktes, är detta fortfarande den
ljusstarkaste som syns på vår himmel
himlen, tillräckligt ljusstark för att
ses även med ett enkelt
teleskop, vilket gör den till det mest
mest avlägsna objekt som kan observeras
av amatörastronomer.

4 Cygnus A
Massa: 1 miljard
solmassor
Avstånd från jorden:
760 miljoner ljusår
Denna galax är en av de
starkaste radiokällorna
på himlen. Som sådan observerades den
först observerad av de
tidigaste radioteleskopen
så långt tillbaka som 1939, långt
innan man förstod dess sanna natur
förstods.

3 Messier 87
Massa: 7 miljarder
solmassor
Avstånd från jorden:
53 miljoner ljusår
Denna superjättelika elliptiska
galax är den största
medlem i Virgo
Virgo-klustret. Dess centrala svarta
svarta hål skapade rubriker under
2019 som det första svarta hålet
som avbildades av
Event Horizon-teleskopet.

Event Horizon-teleskopets första bild av
bild av Sgr A*, släppt 2022

När svarta hål drar isär
stjärnor isär, kallas det
spaghettifiering

När astronomer beskriver ett objekt som "massivt" talar de om dess massa, inte om dess fysiska storlek

1,500
ljusår

Avstånd till det närmast kända svarta hålet, Gaia BH1

1 Ton 618
Massa: 40 miljarder solmassor
Avstånd från jorden: 18.2 miljarder ljusår
Tonantzintla 618, för att ge den dess fullständiga namn, är en av
de mest avlägsna kända kvasarerna. Spränger ut
40 deciljoner megawatt, eller 140 biljoner gånger så mycket
mycket kraft som solen, är den ett av de ljusstarkaste
objekten i universum.

11 solsystem bred

Konstnärsintryck av Cygnus X-1

2 EGT 287
Massa: 18 miljarder solmassor
Avstånd från jorden:
3.5 miljarder ljusår
Detta är en annan typ av aktiv
galax, besläktad med en kvasar men
men med högre variabilitet, ett så kallat
BL Lacertae-objekt. Den innehåller faktiskt
innehåller två supermassiva
svarta hål, varav det andra är
"bara" 150 miljoner gånger
massan av solen.

150+

Det finns gott om bekräftade supermassiva svarta hål med direkta massmätningar

Vintergatans monster

Vintergatan är ganska typisk för de spiralgalaxer som vi ser i universum runt omkring oss. En egenskap som de flesta galaxer har gemensamt är att tätheten av stjärnor och annan materia stiger brant mot mitten. Det innebär att det alltid kommer att finnas en enorm massa koncentrerad precis i mitten, men det kan vara svårt att avgöra om det är ett svart hål eller bara en mycket tät ansamling av stjärnor. Förekomsten av en stark radiokälla, kallad Sagittarius A* eller Sgr A*, precis i mitten av Vintergatan antydde att det förmodligen fanns ett svart hål där, men dess existens fastställdes först när astronomer märkte att stjärnor i den regionen kretsade runt ett osynligt objekt med en tredjedel av ljusets hastighet.

solen

Sgr A* är cirka 4 000 000 solmassor, med en händelsehorisont som är 16 000 000 mil bred

© Getty / NASA / Europeiska sydobservatoriet

De minsta svarta hålen

De flesta supermassiva svarta hål är
omgivna av "ackretionsskivor" av
virvlande gas, som man kan föreställa sig här

Även om ingen någonsin har hittat ett, är det möjligt att det finns svarta hål med mycket låg massa i universum. Enligt kosmologins standardteorier kan svarta hål med nästan vilken massa som helst ha skapats under den första sekunden efter Big Bang. De allra minsta av dessa, som kallas "primordiala svarta hål", skulle inte ha kunnat överleva fram till i dag, men de som väger mer än en biljon kg eller så kan mycket väl ha gjort det. Det är ungefär lika mycket som en typisk asteroid eller ett berg på jorden, men ett svart hål med den massan skulle ha en händelsehorisont som är mindre än en proton - den subatomära partikel som finns i atomkärnorna. Detta är tillräckligt litet för att det skulle vara föremål för kvantmekaniska effekter, och svarta hål av denna storlek kallas ibland för "kvantsvarta hål".

24 ljusår

Ett relativt litet avstånd skiljer två supermassiva svarta hål åt i galaxen B2 0402+379

Konstnärligt avtryck av ett mikroskopiskt litet svart kvanthål

kan aldrig komma i närheten av den. Själva händelsehorisonten är inte heller särskilt stor jämfört med ett vanligt föremål med samma massa. Vi kan se detta genom att försöka föreställa oss vad en flykthastighet som är lika med ljusets hastighet innebär. NASA:s Parker Solar Probe kretsar för närvarande cirka tre soldiametrar ovanför solens yta i en hastighet som närmar sig en halv miljon miles per timme - och dess flykthastighet skulle vara nästan 50 procent snabbare än så. Men även detta är bara runt en tusendel av ljusets hastighet.
Det visar sig att för ett hypotetiskt svart hål med samma massa som solen skulle händelsehorisonten vara mindre än fyra kilometer bred. Om du har oturen att kretsa runt det på det avståndet, skulle du ha hela solens massa som drar ner dig i den lilla volymen av rymden, och du skulle behöva färdas snabbare än ljuset om du ville fly från det.
Fram till nu har allt vi har sagt om svarta hål varit rent teoretiskt. Det är en väletablerad teori som ger oss starka skäl att tro att svarta hål faktiskt kan existera... men om de gör det, hur ska vi då någonsin kunna se dem? När allt kommer omkring är en av deras definierande egenskaper att inget ljus, eller någon annan form av strålning, kan fly från dem. Lyckligtvis finns det dock ett par sätt på vilka ett svart hål kan upptäckas, även om vi inte kan se det direkt. Det ena är genom dess gravitationella effekt på närliggande stjärnor, som kommer att kretsa runt det svarta hålet på ett sätt som avslöjar dess närvaro. För det andra har det svarta hålet en effekt på all gas och allt damm i dess närhet - även om de inte omedelbart sugs in i hålet som i en Hollywoodfilm kommer de att virvla runt det i hög hastighet och värmas upp till en mycket hög temperatur under processen. Detta superheta material avger sedan röntgenstrålning och annan högenergistrålning, som kan detekteras med hjälp av lämpliga instrument. Det var på detta senare sätt som det första seriöst misstänkta svarta hålet, Cygnus X-1, upptäcktes 1965. Flera år senare, efter att mycket mer data hade samlats in, bekräftades att det var ett svart hål.
Med en massa som var tio eller fler gånger större än solens och en händelsehorisont som var cirka 80 kilometer bred, stämde Cygnus X-1 perfekt överens med teoretiska förutsägelser om hur ett svart hål skulle kunna se ut om det bildades genom kollapsen av en stjärna med hög massa. Men redan 1963, innan Cygnus X-1 hade upptäckts, hittade astronomerna ett mycket mer avlägset objekt, 3C 273, som de inte kunde förklara alls. Det visade sig vara en kvasar - en typ av galax med en ofattbart kraftfull energikälla i sitt centrum. Efter många års studier insåg man så småningom att även detta måste vara ett svart hål - men ett av otrolig storlek. Det var inte bara tio gånger så stort som solen, det var nästan en miljard gånger så stort. Astronomerna hade upptäckt ett supermassivt svart hål.
Quasarer är en av flera typer av aktiva galaxer, som alla sprutar ut så mycket energi från sina centrala regioner att astronomerna sedan länge vetat att de måste hysa gigantiska svarta hål för att kunna driva dem. En nyare upptäckt är dock att även en vanlig galax kan ha ett stort svart hål i centrum. I dessa fall faller det inte tillräckligt med material in i det svarta hålet för att generera den typ av strålning som vi ser från aktiva galaxer. Istället kommer den andra metoden för att upptäcka svarta hål in i bilden, genom att observera rörelsen hos stjärnor som kretsar runt det svarta hålet. Genom att observera stjärnor i centrum av "normala" galaxer kan superkraftiga teleskop som Hubble och James Webb Space Telescope visa att det måste finnas supermassiva svarta hål även där.

Ett svart hål med jordmassa skulle vara 1,75 centimeter i diameter

Om ett svart hål med asteroidmassa i protonstorlek träffade jorden skulle det svischa rakt igenom den nästan ofarligt

EHT:s globala nätverk

Teleskop runt om i världen samarbetar

Supermassiva myter avlivade

Vi slår hål på några vanliga missuppfattningar
om dessa monstruösa himmelsobjekt

1 De är omättliga ätare
Svarta hål sväljer bara stjärnor och andra föremål som kommer tillräckligt nära för att dras in av gravitationen; de anstränger sig inte för att hitta material att "äta". Mängder av stjärnor kretsar glatt nära det svarta hålet i miljontals år utan att bli uppslukade.
2 De är osynliga
Även om det inte kommer något ljus inifrån själva det svarta hålet är de långt ifrån osynliga. Precis utanför händelsehorisonten finns det ofta en skiva av överhettad gas som kan vara en stark källa till elektromagnetisk strålning. Faktum är att vissa svarta hål är bland de ljusstarkaste objekten i universum.
3 De är enorma
Denna myt kommer från en feltolkning av termen "supermassiv", som syftar på ett svart håls massa snarare än dess storlek. I själva verket är svarta hål mycket kompakta i storlek - mycket mer än något vanligt objekt, till exempel en tät stjärnhop, med samma massa.
4 De kommer att suga in allt
Detta är förmodligen den mest utbredda myten av alla, och den är helt felaktig. Svarta hål interagerar endast med annan materia genom sin gravitation, som fram till dess att du kommer nära händelsehorisonten fungerar på exakt samma sätt som gravitationen hos vilket annat objekt som helst med samma massa.
5 De är portaler i rymdtiden
Denna myt har blivit populär genom att den förekommer i många science-fiction-filmer. Det är sant att vissa forskare har föreslagit något liknande tidigare, men det är marginella teorier som det inte finns några observationsbevis för, och därför är de inte allmänt accepterade.
6 De krossar fallande föremål
Paradoxalt nog känner fallande föremål inte av gravitationskraften, inte ens den enorma gravitationen hos ett svart hål. Men om du föll ner med fötterna först skulle kraften på dina fötter vara mycket starkare än på ditt huvud - i stället för att krossas skulle du sträckas ut och dras isär.

1 Atacamaöknen, Chile  2 Pico de Valeta, Spanien
3 Mauna Kea, Hawaii  4 Sierra Negra, Mexiko
5 Mount Graham, Arizona  6 Sydpolens station

60,000 rotationer per minut

Svarta hålet GRS 1915+105 snurrar runt sin axel i en rasande fart

Numera är det inte alltför svårt för astronomer att fastställa existensen av ett supermassivt svart hål genom att observera dess effekter på stjärnorna och annat material som omger det. Men att få en direkt bild av ett svart hål är en annan sak. Det största problemet rör det som astronomerna kallar "vinkelupplösning" - teleskopets förmåga att se fysiskt små objekt på långt avstånd. Ett exempel skulle vara att försöka avbilda en apelsin på månens yta. Det visar sig att även de "enklaste" supermassiva svarta hålen - som Sgr A* i vår egen galax eller det gigantiska i Messier 87 - ligger på ungefär den svårighetsnivån. För att kunna ta bilder av dem måste astronomerna inte bara använda ett enda radioteleskop, utan ett helt nätverk av dem över hela planeten. Detta nätverk kallas Event Horizon Telescope, eller EHT.

EHT:s vy av Messier 87:s svarta
svarta hål, sett i polariserat ljus

© Shutterstock / Alamy / Europeiska sydobservatoriet

Hur astronautertränar för

I rymden förlorar astronauter i genomsnitt 1,0 till 1,5 procent av mineraldensiteten i viktbärande ben per månad

Fysisk träning

För att bygga upp sina
kroppar, klara av
instängdhet och
övervaka maskiner,
måste astronauter
astronauter påbörja rigorösa
träningsprogram

Hur förbereder astronauterna sina kroppar för förhållandena i rymden?

1 Mental förberedelse
Kandidaternas mentala hälsa beaktas
beaktas vid rekryteringen.
Efter rekryteringen genomgår de
genomgår de utbildning i isolerade
och utmanande
miljöer för att bygga upp
mental styrka.

2 Kardiovaskulär träning
Astronauter utför regelbunden aerobisk
övningar som en del av träningen för att hålla
sina hjärtan friska. Med mindre tyngdkraft
i rymden behöver de starka hjärtan för att
hålla blodet pumpande effektivt.

3 Fokus på ögonen
Mikrogravitation kan
påverka ögats styrka.
Före uppdrag,
gör astronauterna ögon
övningar, till exempel att
fokusera på föremål på
varierande avstånd,
för att förhindra detta.

6 Träning med mat
Mat i magen
pressas inte ner
av tyngdkraften, utan
flyter istället. Vissa
astronauter känner sig mindre
hungriga i rymden, men
de får lära sig att äta
regelbundet för att minska
viktnedgång.

för många är det en drömkarriär och det ultimata äventyret att resa hundratals mil bort från vår planet och bo i rymden. Utsikten över jorden från omloppsbana är något som en mycket liten minoritet får uppleva, och för arbetande astronauter kommer detta pris med långsiktig hängivenhet och engagemang. Astronauter måste ha omfattande färdigheter, inklusive en vetenskaplig hjärna för att utföra experiment, fysisk styrka och koordination för att upprätthålla en frisk kropp under extrema förhållanden och mental tålighet för att flyta i trånga och överbefolkade utrymmen, långt från inte bara nära familj utan hela planeten. Eftersom en så stor del av rymden är outforskad måste astronauterna vara beredda på att arbeta under stark press och navigera i okända miljöer och situationer.
För de flesta rymduppdrag krävs piloter, uppdragsspecialister och nyttolastspecialister. En pilots första riktiga försök till rymdfärd sker på själva uppdragsdagen, men tack vare avancerad teknik kan de öva med realistiska simuleringar. Simuleringarna kan programmeras så att de visar unika situationer och testar astronauternas kritiska tänkande och förmåga att anpassa sig till nya scenarier. Astronauter tillbringar vanligtvis 300 timmar i simulatorer innan de åker ut på uppdrag.
Uppdragsspecialister utbildas för ett liv i rymden, men deras utbildning fokuserar mindre på att styra rymdfarkoster. Istället utför dessa astronauter praktiska uppgifter som läkare eller ingenjörer och utför ofta underhållskontroller av rymdfarkoster. Nyttolastspecialister är mycket ovanligare och kan skickas ut i rymden om det finns ett specifikt experiment som kräver kunskaper som de flesta astronauter inte är utbildade i. Dessa astronauter följer inte samma urvalsprocess som majoriteten, men måste uppvisa många av samma färdigheter. Innan en utvald astronaut lämnar jorden för att uppleva livet i rymden genomgår han eller hon vanligtvis minst två års astronautträning.

F

Astronauter håller vätskebalansen med återvunnet vatten

4 Hydrering
utbildning
Astronauter är
utbildas med vätskesystem
system om hur man
övervaka och balansera
vätskenivåer i kroppen
kroppen. Detta minskar
risken för njurskador i
njurskador i rymden, eftersom
mikrogravitation påverkar
rörelsen av
vatten i kroppen.
Under tiden i omloppsbana
astronauter motionera
över två timmar om dagen
för att minska saltnivåerna
och undvika att utveckla
njursten.

8 Styrka i kärnan
och koordination
Astronauter fokuserar
mycket fysisk träning
träning på sin bål.
De förlitar sig på denna
styrka varje dag
när de svävar i
rymden. Bra
koordination och balans
balans behövs
tillsammans med styrka för att
använda rymd
teknik.

7 Skärmning av gener
Astronauter lär sig hur man övervakar strålnings
exponeringsnivåer. Detta är viktigt eftersom strålning kan
orsaka genetiska förändringar. Övergripande konditionsträning
kan potentiellt gynna den genetiska stabiliteten.

5 Uppbyggnad av benstomme
För att förhindra benförlust utför astronauter
utföra viktbärande övningar i flera led
viktbärande övningar före, under
och efter rymdresan.

© Alamy / Illustration av Kevin McGivern

NASA:s träningsbas under vatten

1Nedstigning
Reef Base, utanför Key Largo i Florida, ligger 19 meter under vattenytan men är byggd för att klara trycket från djup på över 36 meter.

Aquarius är en undervattensforskningsstation där astronauter bor i upp till tre veckor åt gången för att genomföra NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO)

2Hem av metall
Stålhuset mäter 13 x 6 x 5 meter och är indelat i tre sektioner.

3 Våt veranda
Astronauterna går in här, där lufttrycket hålls på samma nivå som vattentrycket. Detta hindrar vatten från att flöda in mellan uppdragen.

4Ingångslås
När astronauterna går in i vardagsrummet och den våta verandan väntar de i det här utrymmet medan lufttrycket anpassas till den miljö de är på väg in i.

5Huvudlås
Huvudfacket har normalt atmosfäriskt tryck.

Den amerikanske astronauten Mark Vande
Hei springer på ett löpband på den
Internationella rymdstationen

Fitness i rymden

Den fysiska träningen upphör inte så snart astronauterna har tagit sig ut i rymden. Vanligtvis har de strikta träningsregimer som håller deras kroppar i form och starka. Detta är särskilt viktigt eftersom vissa muskler används mindre i mikrogravitation, t.ex. benmusklerna som inte längre bär upp kroppsvikten. Rymdgym är utformade för att ge en liknande känsla som tyngdkraften. På ett löpband är till exempel löparna fästa i en bungee för att dra ner deras vikt på transportbandet. Andra träningsmöjligheter är en trampmaskin där astronauten är fastspänd och en tyngdlyftningsanordning som kallas Advanced Resistive Exercise Device (ARED). Den består av vakuumcylindrar som var och en innehåller en kolv med vakuum på ena sidan och luft på den andra. När en astronaut trycker på stången sugs luft ut ur cylindern och vakuumet gör motstånd mot rörelsen. Detta motstånd, som inte finns naturligt i mikrogravitation, håller astronauternas muskler och ben starka.

Forskare som stannar i Aquarius Reef Base i 24 timmar eller mer åt gången kallas "aquanauter

6Sovutrymme
Det finns sex sängar i sovutrymmet, med tre våningssängar på varje sida. Detta tränar astronauterna att bo trångt.

7Vattenpromenader
Astronauterna ger sig ut på dagliga vattenpromenader utanför habitatet för att efterlikna rymdpromenader i låg gravitation. Under dessa uppdrag testar de kommunikationsfärdigheter, använder undervattensversioner av rymdfärjor och lär sig att övervaka sina egna syrenivåer.

8Förvaring
I förvaringsskåpen finns matransoner, som innehåller torkad mat som astronauter skulle äta under ett rymduppdrag.

9Vetenskapligt laboratorium
Vissa uppdrag omfattar experiment i habitat, som kan utföras här.

10Fönster
Genom denna lilla lucka kan astronauterna se livet i havet utanför.

NBL hålls mellan 27 och 30 grader Celsius

Förberedelse av pool

Att vara nedsänkt under vatten och att befinna sig i ett nära vakuum kan först verka som helt olika upplevelser, men en stor del av astronauternas träning sker i en pool. NASA:s Neutral Buoyancy Laboratory (NBL) ligger på Sonny Carter Training Facility i Texas och är en av de största inomhuspoolerna i världen, med tillräckligt med vatten för att fylla nio olympiska simbassänger. Genom att bära rymddräkter, andningsutrustning och en flytväst, som är en flytanordning med en uppblåsbar blåsa, kan astronauterna tillbringa flera timmar i sträck under vattnet.
Astronauterna kontrollerar flytvästen genom att trycka på en knapp för att blåsa upp och tömma blåsan på luft. När de slutar sjunka eller stiga i vattnet har de uppnått neutral flytkraft. Detta liknar den känsla av viktlöshet som upplevs i rymden. Flera mock-ups av utsidan av delar av den internationella rymdstationen får plats i bassängen samtidigt, eftersom bassängen har en yta på 61,5 x 31,1 meter och ett djup på 12,2 meter. Teamen arbetar med att kommunicera, röra sig i sina dräkter utan att bära hela sin vikt och hålla koll på sin personliga syreförbrukning.

En fullstor mock-up av den internationella rymdstationens moduler kan ses under poolens yta

© Illustration av The Art Agency; Tom Connell

Rymdsimuleringsplatser runt om i världen

Europeiska rymdorganisationen CAVES, Italien
Kursen Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skills äger rum i grottorna på Sardinien. Den tre veckor långa underjordiska resan omfattar vetenskaplig provtagning, kartläggning av grottor och lagarbete i en isolerad miljö.

HI-SEAS, Hawaii
2.500 meter över havet på Mauna Loa på Hawaii används den här platsen för att simulera uppdrag till Mars och månen. NASA:s uppdrag här varar mellan 4 och 12 månader. Livsmiljön, kommunikationssystemen och den naturliga geologin motsvarar alla de krav som ställs på ett rymduppdrag.

Vägen till rymden

Lunares, Polen
Denna forskningsbas i Pila är en plats där astronauter kan utföra simuleringsuppdrag på månen. Det slutna habitatet har inga fönster och är dekorerat med basaltstenar som liknar dem på månens yta. Astronauterna övar på att använda robotar och fordon i denna terräng.

FMARS, Kanada
Flashline Mars Arctic Research Station i Kanada är en tvåvåningsbyggnad där astronauter kan träna inför Mars-specifika uppdrag. Astronauterna stannar på anläggningen i två till tre veckor eller längre. Den omgivande geologin simulerar den marsianska miljön.

Anläggningen för modellering av rymdfarkoster är 42.500 kvadratmeter stor

Manipulering av mock-ups

En astronaut måste vara säker på att kunna använda den rymdfarkost och det maskineri som de har fått i uppdrag att sköta. Det är dock begränsat hur mycket de kan öva på den faktiska utrustningen innan de åker ut i rymden på riktigt. Det är här som exakta repliker är avgörande. På NASA:s Space Vehicle Mockup Facility vid Johnson Space Center i Houston, Texas, finns identiska kopior av de trycksatta modulerna i den internationella rymdstationen och rymdfarkoster som Orion-kapseln i Artemis-programmet.
På denna anläggning kan astronauterna experimentera med utrustningen, öva nödoperationer och blanda apparatur utan att kompromissa med rymdfarkosten. Att träna i den riktiga rymdfarkosten kan vara riskabelt och logistiskt utmanande, men med en identisk layout hjälper mock-upen dem att bekanta sig med dess funktioner.

Från skolstudier till träning i rymden,
hur blir man en astronaut?

Kvalifikationer för utbildning
Astronauter måste vanligtvis ha en examen och en forskarutbildning inom naturvetenskap, teknik, medicin, flygteknik eller matematik.

Testets olika faser
Utvalda sökande kommer att genomgå en rad tester, bland annat kognitiva tester, motoriska koordinationstester, personlighetstester, grupparbeten samt praktiska och tekniska tester.

Intervjuer
De vars testresultat uppfyller de internationella medicinska normerna för rymdfärder kommer i fråga för flera intervjuetapper inför paneler på rymdstyrelsen.

Urval
En liten andel av de kvalificerade sökande kommer att väljas ut för att genomgå astronaututbildning. År 2020 var det endast 0,083 procent av 12 000 personer som lyckades.

Det finns ingen åldersgräns för att ansöka om att bli NASA-astronaut

Tillgång till den virtuella världen

Inblick i NASA:s träningslaboratorium för virtuell verklighet

5 Vy över scenen
Denna allmänna vy
visar hela scenen,
inklusive händelser som
inte finns i astronautens
positionerade synfältet.

1 Astronaut
Denna astronaut är
tränar på att använda en liten
jetpropellermaskin
som driver dem
till säkerhet om de
blir obundna
under en rymdpromenad.

6 Realistisk utrustning
När jetpropellern är fastspänd
fastspänd på en
ryggsäck, innehåller denna VR
utrustningen innehåller
liknande remmar. Detta
hjälper till att helt fördjupa
astronauten helt och hållet i
scenen och förbereda
dem för vad den verkliga
upplevelsen skulle kännas
och hur den skulle se ut.

3 VR-headset
I dessa glasögon projiceras
glasögonen visas realistiska
rymdscenarier. Denna
astronaut kan se den utrustning
utrustning han håller i
och den extravehicular
scenen runt omkring honom.

4 POV-skärm
Denna skärm visar
astronautens synvinkel
synvinkel så att
så att de som
som tillhandahåller
utbildning kan
observera
astronautens
handlingar och
beslut.

2 Fysiska kontroller
Programvaran för virtuell verklighet är
ansluten till denna fysiska
kopia av den verkliga enheten. Kontrollerna
kontrollerna är desamma som
den riktiga jet thruster-enheten
och styrenheten används för att
manipulera den virtuella världen.

NASA:s Clayton Anderson ansökte om att bli astronaut 15 gånger

Grundläggande utbildning
Grundutbildningen omfattar vanligtvis grundläggande vetenskap och teknik, en introduktion till rymdfarkoster samt grundläggande astronaut- och överlevnadskunskaper.

Specialiserad utbildning
Alla astronauter som arbetar på den internationella rymdstationen påbörjar en utbildning i hur man använder och underhåller stationens moduler, utrustning och fordon.

Uppdragsspecifik utbildning
När astronauterna har tilldelats ett uppdrag delas de in i mindre grupper för att studera forskningsutrustning och rymdfarkoster för uppdraget.

Träning i rymden
Astronauterna får ytterligare träning för att kunna visa sina färdigheter på plats. Det kan handla om regelbundna nödövningar och att lära sig nya experiment i rymden.

© Alamy / Getty / The Mars Society / NASA / Tiffany Swarmer / ESA; Monica Alcazar-Duarte, A. Romeo

Queen-gitarristen och astronomen Brian May hjälpte NASA att identifiera en lämplig landningsplats för OSIRIS-REx

Hur Jorden Fick sitt Vatten

En stor del av vårt vatten
kom troligen från
rymden, vilket
kan visas
av en NASA
rymdfarkost som
just återvänt
från en närbelägen
asteroid

et är lätt att ta vatten för givet på jorden. Det omger oss hela tiden - i havet, i floder och bäckar, i regn, i moln även när det inte regnar och i frusen form som snö och is på vintern. Men varifrån kommer allt detta vatten? I sin begynnelse var jorden extremt varm - kanske så hög som 2.000 grader Celsius - så det kan inte ha funnits något flytande vatten på ytan vid den tiden. Faktum är att det finns flera vetenskapliga teorier om hur vår planet fick sitt vatten.
Jorden beskrivs ofta som en "vattenplanet", vilket är en bra beskrivning av hur den ser ut från rymden, med vatten, i flytande eller frusen form, som täcker tre fjärdedelar av ytan. Men om man gräver lite djupare visar det sig att detta bara är ett ytligt intryck. Större delen av vår planet består av fast berg, och vatten utgör bara 0,05 procent av dess massa. Ironiskt nog är jorden visserligen den enda platsen i solsystemet där det är lätt att se vatten på ytan, men den är långt ifrån den mest vattenrika kroppen i omloppsbana runt solen.
Faktum är att vatten blir allt vanligare ju längre ut i solsystemet man tittar, men på grund av de kalla temperaturerna finns mycket av det fruset som is. Men även flytande vatten kan finnas i stora mängder djupt inne i vissa kroppars inre,

I

övre manteln

övergångszon

Insidan av jorden

diamanter

Forskare tror att
stenar hundratals
av miles under
ytan kan innehålla
innehålla vatten

Wadsleyite

nedre manteln

ringwoodit

is vii

1 Övre manteln
(60 till 250 mil)
Berggrunden här är torr, men
vattenbärande mineraler
som fångats upp av diamanter från
längre ner kan tvingas
upp genom den till ytan.

2 Övergångszon
(250 till 410 mil)
Det här är den region som tros innehålla
att innehålla vattenhaltiga (vattenbärande)
mineraler, inklusive wadsleyit,
ringwoodit och en form av vatten
is som finns i diamanter.

3 Nedre manteln
(410 till 1.800 mil)
Den lägsta delen av
manteln, liksom dess
översta lagret, är
förmodligen också saknar
av vatten.

damm smälter samman

jord
former

asteroidnedslag

vatten migrerar till manteln

som Jupiters måne Ganymedes, där flytande vatten kan utgöra så mycket som 46 procent av dess volym. När man kommer till de yttersta delarna av solsystemet, som Kuiperbältet och Oortmolnet, är majoriteten av materialet där i form av fruset vatten.
Betydelsen av detta för vattnet på jorden är att dessa yttre regioner är de platser som kometerna kommer ifrån. Det är troligt att ett stort antal kometer i ett avlägset förflutet kan ha kolliderat med jorden. Dessa kollisioner skulle ha fört med sig vatten till vår planet, och en gång i tiden var detta den ledande teorin för att förklara ursprunget till vårt vatten. Men när forskarna tittade närmare på kometvatten upptäckte de en finess som innebär att detta inte kan vara den sanna förklaringen - åtminstone inte för majoriteten av jordens vatten.
Problemet ligger i vattnets så kallade "smak". Ur kemisk synvinkel är vatten H2O, som består av molekyler som innehåller två väteatomer och en syreatom. Men jordens vatten innehåller två olika former av väte: den vanligaste typen, H, har bara en enda proton i kärnan, och den andra - D, för deuterium - innehåller också en neutron. Vattnets "smak" beror på förhållandet mellan de två typerna av väte, D och H, som det innehåller.
Mätningar av kometvatten visar tydligt att det inte har samma smak som jordens vatten. Faktum är att kometer varierar avsevärt i sitt D/H-värde, och den bäst studerade kometen av alla, 67P/Churyumov-Gerasimenko - som besöktes av Europeiska rymdorganisationens rymdsond Rosetta 2014 - har ett särskilt högt D/H-förhållande, mer än tre gånger så högt som jordens hav. Å andra sidan finns det en annan familj av kroppar i solsystemet som har D/H-värden som ligger mycket närmare jorden.
I slutet av februari 2021 dunsade en 320 gram tung bit rymdsten ner på en uppfart i Winchcombe, Gloucestershire. Inom 12 timmar hade den omsorgsfullt samlats in och hermetiskt förseglats av forskare, vilket gjorde den till ett av de mest orörda meteoritprover som någonsin tagits. Det är också en av de viktigaste ledtrådarna vi har när det gäller källan till vatten på jorden. Innan Winchcombe-meteoriten bröts upp i atmosfären utgjorde den en del av en asteroid, och man tror att den är ett typiskt exempel på en stor klass av sådana asteroider som kretsar runt solen innanför Jupiters bana. Analysen av meteoriten visade att den innehöll cirka 11 viktprocent vatten, varav det mesta var inkapslat i mineraler. Viktigast av allt var att dess D/H-förhållande matchade det i jordens oceaner nästan

Våta meteoriter

Det enklaste sättet att testa teorin om att asteroider förde med sig vatten till jorden är att studera meteoriter. Det är bitar av asteroider som kom in i jordens atmosfär som meteorer och som lyckades ta sig hela vägen ner till marken utan att brinna upp helt och hållet. När det gäller den kemiska sammansättningen finns det flera olika typer av meteoriter - som motsvarar olika typer av moderasteroider - men de som är mest intressanta när det gäller jordens vatten kallas kolhaltiga kondriter. Inom den breda klassen av kolhaltiga kondriter finns en särskilt sällsynt form som kallas CI-kondriter, av vilka endast nio exempel har hittats hittills. Vattnet i dessa meteoriter är det äldsta som någonsin upptäckts och härstammar från solsystemets födelse för 4,6 miljarder år sedan, men utgör ändå så mycket som 20 procent av deras massa.

4 Äldsta vattnet
Åtminstone en del av jordens vatten har
troligen funnits här ända sedan den bildades.
Detta vatten skulle ursprungligen ha varit
fäst vid de dammkorn som planeten bildades av
bildades av och förblir låst inuti
stenar djupt under dess yta.

5 Nyare vatten
Efter sin första bildning, men fortfarande tidigt i planetens
planetens historia fick jorden ytterligare
vatten som fördes in av asteroider - och
förmodligen även kometer - som kolliderade med den.
En del av detta "nya" vatten skulle också ha
hittat sin väg ner i den steniga manteln.

Kolhaltiga kondriter som den här har ett betydande vatteninnehåll

Den största vattenmassan på jorden är Stilla havet, med en yta på 60 miljoner kvadratkilometer

Vattenvolym i olika former visas
som sfärer i förhållande till jordens storlek

Vatten finns överallt

Jordens vatten finns på några uppenbara platser, som floder, sjöar och hav, samt på mindre uppenbara platser som grundvatten i marken. Enskilda vattenmolekyler stannar inte alltid på samma plats, utan rör sig runt som en del av den globala vattencykeln. Havsvatten kan t.ex. avdunsta och bilda moln som sedan faller som regn i en annan del av världen. Men de totala mängderna vatten i olika former tenderar att vara konstanta. US Geological Survey har liknat dessa mängder vid sfärer med olika diameter. Den totala mängden vatten - inklusive det i de salta oceanerna - skulle fylla en sfär med en diameter på 860 miles, medan sötvatten, inklusive det som är gömt djupt under jorden, skulle vara 170 miles. Vatten i sjöar och floder är bara 35 mil.

"Kometvatten
har uppenbarligen inte samma
smak som jordens"

Mer än två tredjedelar av jordens sötvatten är fruset

Vattenrika diamanter som denna, som har sitt ursprung i jordens mantel, tyder på att det finns vatten där

Illustration av jordens vattencykel, som visar hur det ständigt "återvinns" från en form till en annan

© Illustration b Adrian Mann / US Geological Survey / University of Alberta / Alamy

En del av asteroidprovet som samlats in
av Hayabusa2 under 2019

perfekt. Eftersom meteoritnedslag skulle ha varit mycket vanligare i det avlägsna förflutna, när tätheten av asteroider i rymden runt jorden var högre, är detta en stark indikation på att inkommande asteroider var en viktig bidragsgivare till jordens vatten.
Ytterligare stöd för denna idé kom i september 2022 efter analysen av ett litet prov av material som samlats in från asteroiden Ryugu av Japanese Aerospace Exploration Agencys Hayabusa2-sond. Till förvåning för forskare över hela världen innehöll provet inte bara vattenmolekyler inlåsta i mineraler, utan en faktisk droppe av rent flytande vatten. I fallet med en meteorit hade detta kanske avfärdats som en jordisk förorening, men det var inte möjligt här eftersom provet samlades in i rymdens vakuum. Hur spännande den upptäckten än var kan den snart överskuggas av att NASA:s OSIRIS-REx-uppdrag återlämnar ett mycket större asteroidprov i september 2023.
Även om tanken på vatten från asteroider är lockande är det inte säkert att det är hela svaret på varifrån jordens vatten kommer. Precis som asteroider har vatten inlåst i de mineraler som de består av, kan samma sak gälla för vissa av jordens egna stenar. Det finns faktiskt bevis för att "urvatten" av detta slag kan hittas hundratals kilometer under jordens yta. Även om detta är alldeles för djupt för att kunna studeras direkt, kan diamanter som bildats på sådana djup ibland tvingas upp till ytan av vulkanisk aktivitet, och vissa av dessa har visat sig ha en hög vattenhalt.

Forskare från NASA och Arizona University
inspekterar provreturkapseln efter landningen

4.6%

23

96.5%

Det mesta av jordens ytvatten
vatten finns i oceanerna

En bråkdel av meteoriterna är
kolhaltiga kondriter

Runt två dussin planeter
och månar i solsystemet
är kända för att ha vatten

0.007%

Året för den första upptäckten av vattenånga
ånga i en exoplanets atmosfär

Mindre än en tiotusendel av jordens
vatten är tillgängligt för mänsklig konsumtion

2.5 centimeter

Sex gram

I genomsnitt skulle en tum regn falla om
vattenångan i atmosfären plötsligt kondenseras

Den totala vikten av asteroidprover
som samlats in av Japans Hayabusa-sonder

Prover från en asteroid

Innan OSIRIS-REx samlade in sitt prov från asteroiden Bennu genomförde den en undersökning av asteroiden för att hjälpa forskarna att välja den bästa landningsplatsen. De gjorde en kortlista över flera möjligheter, och den som slutligen valdes låg nära Bennus nordpol; den valdes eftersom den innehöll den största mängden obehindrat finkornigt material. Efter att några hundra gram av detta material hade samlats in förvarades det omsorgsfullt i provreturbehållaren fram till dess att det kom tillbaka till jorden tre år senare. Det kommer att dröja ett tag innan NASA helt och hållet extraherar kapselns innehåll och distribuerar det för analys. Men långt innan de tittade in i returfarkosten tre dagar efter landningen hittade forskarna små "prover" från Bennu på en plats där de inte hade väntat sig dem, i form av en mörk, pulverformig avlagring som var utspridd över hela farkostens avionikdäck. En preliminär analys av detta material avslöjade den rikliga förekomsten av vattenbärande lermineraler.

Återföringskapseln för provet efter
dess lock öppnats i en noggrant
kontrollerad miljö

Saturnus ringar är uppbyggda av partiklar av 99,9 procent ren vattenis

Prov- och returkapseln

Denna lilla farkost, 81 centimeter
i diameter, kom tillbaka ner till
Jorden i september 2023

1 Värmesköld
Tillverkad av lättvikts
fenol-impregnerad
kolablator (PICA),
skyddade kapselns ömtåliga
känsliga innehåll från
värmen vid återinträdet.

3 Prov
kapsel
Tillverkad av
aluminium och
säkert inbäddad
mellan
värmesköld och
bakre skalet, det är här
där asteroidprovet
asteroidprovet förvarades.

2 Backshell
Upplever mindre värme
eftersom den bildade
bakre delen av den nedåtgående
kapsel, är detta tillverkat
av ett tunnare material
som kallas SLA-561V.

En vy över Bennu
från OSIRIS-REx

Asteroiden Bennu är cirka 500 meter bred

5 Fallskärm
Utlöstes fem
minuter före
landning, detta
saktade ner
kapseln ner
från hypersonisk
hastighet till endast
11 miles per timme.

4 Avionikdäck
Här fanns all kapselns
kapselns elektroniska
system, innehållande
allt den behövde
för kommunikation,
navigering och kontroll.

Osiris-Rex-uppdraget för återlämnande av prov

NASA:s OSIRIS-REx skapade rubriker när dess kapsel för återlämnande av prover landade i Utahs öken med fragment av sten som samlats in från Bennu. Det var inte första gången som prover från en asteroid återfördes till jorden - den japanska rymdorganisationen hade redan lyckats med det i samband med sina två Hayabusa-uppdrag - men NASA:s prov är större och ger större utrymme för vetenskaplig analys av asteroidens sammansättning, inklusive eventuellt vatten som den kan innehålla. Rymdsonden sköts upp i september 2016 och anlände till Bennu i december 2018, varefter den studerade den i nästan två år innan den samlade in sitt stenprov i oktober 2020. Namnet kommer från en fornegyptisk gud, men det är också en akronym som beskriver rymdfarkostens vetenskapliga mål: Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and Security Regolith Explorer. Den har nu påbörjat ett andra uppdrag, som OSIRIS-APEX - för Apophis Explorer - till en annan asteroid vid namn Apophis.

En NASA-konstnärs föreställning av
OSIRIS-REx i omloppsbana runt Bennu

© Illustration av Adrian Mann / NASA / JAXA

Super SpaceX raketmotor

Detta revolutionerande nya framdrivningssystem kommer att förändra rymduppskjutningar

SpaceX-fabriken tillverkar en Raptor-motor per dag

om du någonsin har tittat på en av testuppskjutningarna av SpaceX 120 meter höga Starship kanske du har blivit förvånad över att en så enorm raket kan lyfta från marken, än mindre nå ut i rymden. Det är tack vare de specialdesignade Raptor-motorerna - sex stycken i det övre steget och hela 33 stycken i det Super Heavy-första steget. SpaceX är ovanligt bland tillverkare av bärraketer eftersom företaget designar och konstruerar sina egna motorer i stället för att köpa dem från en annan leverantör. Men det ger företaget flexibiliteten att skräddarsy motorerna efter sina exakta behov - och i fallet Raptor har det lett till en av de mest revolutionerande raketkonstruktionerna hittills.
Förutom sin storlek kommer Starship att slå rekord på ett annat sätt: det kommer att vara världens första helt återanvändbara rymdraket. Det står i kontrast till tidigare konstruktioner som NASA:s rymdfärja och SpaceX:s egen Falcon 9-raket, som bara var delvis återanvändbara. Det är detta mål om fullständig återanvändbarhet som har drivit fram den radikalt nya designen av Raptor-motorn. Den drivs av metan - ett ovanligt val för raketbränsle, men ett val som minskar sotbildningen inuti motorn och eliminerar behovet av större renoveringar mellan flygningarna. Den andra riktigt innovativa egenskapen hos Raptor är dess användning av FFSC (Full Flow Staged Combustion). Det här är en särskilt effektiv motorkonstruktion som först prövades, utan framgång, av ryska ingenjörer på 1960-talet. Det var först i samband med SpaceX arbete med Starship och Raptor som en FFSC-motor faktiskt lyckades lyfta från marken. Den här typen av design har också fördelen att den skapar en mindre extrem miljö inuti motorns rörsystem.
Starship använder faktiskt två olika varianter av Raptor-motorn - en som är konstruerad för att ge bästa prestanda vid havsnivå och den andra som är optimerad för användning i rymdens vakuum. Alla 33 motorerna i Super Heavy-boostern är av havsnivåtyp, medan det övre steget använder en blandning av tre havsnivå- och tre vakuumvarianter. Raptor-designen har sedan den ursprungligen utformades genomgått en stadig ström av förbättringar och är nu inne på sin tredje generation. De två mest uppenbara trenderna har varit minskad vikt, som har gått ner från 2.000 kg för Raptor 1 till 1.400 kg för Raptor 3, och större dragkraft, som har ökat från 1,8 till 2,6 meganewton.

Raptor
motorer används
används för att skjuta upp
SpaceX:s gigantiska
Starship
raket

SpaceX rymdskepp

När SpaceX-grundaren Elon Musk pratar om Starship fokuserar han ofta på det slutgiltiga målet att använda det för att ta människor till Mars. Det är denna långsiktiga vision som har dikterat några av Starships mest innovativa funktioner, till exempel möjligheten att tanka i rymden. Det påverkade också valet av metan som bränsle, eftersom det är en kemikalie som kan syntetiseras på Mars från underjordiskt vatten och atmosfärisk koldioxid. På kort sikt kommer Starship sannolikt att få en mindre dramatisk tjänst som SpaceX:s främsta arbetshäst.

Både de övre och nedre stegen i Starship använder Raptor-motorer

Metan som raketbränsle

Ett historiskt populärt bränsleval har varit RP-1, ett fotogenbaserat bränsle. Det är vad det gigantiska första steget i NASA:s Saturn V använde, liksom SpaceX:s Falcon 9. Andra, som till exempel rymdfärjans huvudmotorer, använder flytande väte. Det senare är renare och effektivare, men dyrare och svårare att hantera eftersom det måste förvaras i flytande form vid extremt låga temperaturer. På senare år har metan seglat upp som en kompromiss mellan dessa två, eftersom det är renare än RP-1 men billigare och lättare att hantera än flytande väte.

Bränsleförvaringstankarna syns bredvid Starships avfyrningsramp på den här bilden

I juli 2023 blev Kinas Zhuque-2 den första metandrivna raketen att nå omloppsbana runt jorden

Insidan Raptor

Här är en förenklad bild av hur denna komplexa motor fungerar

United Launch Alliance's Vulcan
raket använder också metanbränsle

Raptors första testflygningar
flygningar utfördes
genomfördes med Starship
endast det övre steget

1 Flytande syre i
För att kunna brinna behöver
behöver metanet en
oxidationsmedel - i detta
fall rent syre
som finns lagrat i
flytande form.

6 Huvudförbränning
Motorns hjärta är
huvudförbränningskammaren
förbränningskammare, där metan
och syre kombineras
vid höga tryck och temperaturer
temperaturer.

3 Turbopump för syrgas
Innan den kombineras med
bränslet, höjs syrgasen till ett
till ett högt tryck här.

2 Bränsle i
Metanbränslet - som också
lagras i flytande form
- kommer in i motorn här.

4 Turbopump för bränsle
Bränslet lyfts också upp
till ett högt tryck i en
separat turbopump.

5 Förbrännare
Små mängder bränsle
och syre förbränns
separat för att producera
kraft för att driva
turbopumparna.

7 Avgasmunstycke
De heta avgaserna
pressas ut med hög hastighet
höga hastigheter från detta
specialdesignade munstycket
för att generera raketkraft.

8 Rör för kylning
Kall, oförbränd
oförbränt drivmedel cirkuleras
genom dessa rör för att
för att förhindra att munstycket
överhettas.

fartygets mitt

SpaceX Motoreffekt

© Wiki Commons; Steve Jurvetson

© Wiki Commons; Brandon De Young

tekniska specifikationer

motorns familjenamnMerlin
Datum för utveckling2006
Thrust 981 kilonewton
Primär användningHuvudmotor

motorns familjenamnTornfalk
Datum för utveckling2006
Thrust 28 kilonewton
Primär användningMotor i övre steget

motorns familjenamnDraco
Datum för utveckling2010
Thrust 400 newton
Primär användningPropeller för rymdfarkoster

motorns familjenamnSuperDraco
Datum för utveckling2012
Thrust 71 kilonewton
Primär användningMotor för nödlandning vid uppskjutning

motorns familjenamnRaptor
Datum för utveckling2016
Thrust 2.6 meganewton
Primär användningHuvudmotor

© Alamy / NASA / Getty / SpaceX / Illustration av Adrian Mann

miljö

Stora djurvandringar

ordAilsa Harvey

Vad är det som driver vissa djursamhällen att
driver vissa djurgrupper att göra
att göra långa resor över hela jordklotet?

Med en tur- och returresa på 9 942 mil gör gråvalar den längsta av alla däggdjursvandringar

djurriket är alltid på resande fot. Förhållandena i naturen kan vara oförutsägbara, med miljökatastrofer och ständigt föränderliga ekosystem som gör att arter flyr sina livsmiljöer. Vissa förflyttningar sker dock enligt schema, och många arter har anpassat sig för att dra nytta av den del av planeten som passar dem bäst under vissa tider på året. Djurmigrationer omfattar alla regelbundna eller säsongsbetonade förflyttningar av djur som också innefattar en återresa och bildar ett cykliskt mönster. Djuren förflyttar sig från en livsmiljö till en annan för att hitta bättre tillgång på föda, ett behagligare levnadsklimat eller lämpliga platser för fortplantning.
Beroende på storlek, förflyttningsmetod och skäl till migrationen förflyttar sig djuren olika långt. Och för vissa kortlivade djur - särskilt insekter - tar denna resa större delen av deras livstid. Det är dock inte alltid storleken som avgör en arts migrationsförmåga. Ta till exempel silvertärnan. Det är en av 4 000 regelbundna flyttfåglar som gör den längsta migrationen av alla världens djur. Denna fågel, med ett vingspann på bara 64 till 76 centimeter, flyger i ett sicksackmönster och tillryggalägger 24 855 mil mellan Arktis och Antarktis varje år.

Monarkfjärilar vandrar i flera generationer

© Alamy

Havsflyttare

Några av havets stora vandrare är baleinvalar, havssköldpaddor och djävulsrockor. Många arter av bardervalar vandrar från de kallare vatten som de använder för att äta i under fyra till sex månader av året till varmare vatten för att föda upp sina ungar. Det varmare vattnet är säkrare för valkalvar, som har mindre isolerande späck, och håller också späckhuggarnas rovdjur borta. Havssköldpaddor kan vandra 9 942 mil på ett år. Dessa vandringar görs för att hitta mat, idealiska temperaturer och bra häckningsplatser. Vissa sköldpaddsarter, till exempel oäkta karettsköldpaddor, hittar tillbaka till exakt den strand där de föddes. Samtidigt migrerar djävulsrockor varje år i stora grupper om flera tusen individer. Dessa tre meter breda varelser glider genom vattnet när de vandrar från Mexikos Yucatánhalvö till Florida för att hitta mat och skyddade vatten.

Två knölvalar på väg till varmare vatten runt Australien

1 Klättrar upp till ytan
Djurplankton vandrar mot vattenytan på natten
vattenytan på natten, där det finns mer mat.
2 Skydd mitt på dagen
Medan solen skiner på vattnet under dagen
dagtid vandrar djurplanktonen ner till
havsdjupen. Detta skyddar deras
DNA från ultraviolett (UV) ljus.
3 Undvikande av rovdjur
Fiskar som lever av djurplankton lurar vid
ytan. Under dagsljus är det
är det osäkert för djurplankton eftersom de är
synliga för rovdjur.
4 Ljusdödare
På bara 100 meters djup under havsytan är ljuset bara
bara en procent av det som finns vid ytan.
5 Vad är det för djur?
Zooplankton är mikroskopiska
vattenlevande djur som inkluderar krill,
havssniglar och pelagiska maskar.

Zambias halmfärgade fruktfladdermöss kan resa
mer än 1.555 mil under en migration

Pollinerande fladdermöss med fruktfrossa

Zambias halmfärgade fruktfladdermöss deltar i världens största däggdjursmigration varje år mellan oktober och december. Mer än 10 miljoner av dessa fladdermöss flyger upp i skyn när de reser från Kongo i Centralafrika till Kasanka National Park i Zambia. Anledningen till att dessa stora fladdermöss - med vingspann på upp till 80 centimeter - söker sig till den lilla nationalparken är dess överflöd av Masuku-frukter, eller sockerplommon. De vuxna fladdermössen väger cirka 350 gram, och när de anländer till parken äter de dubbelt så mycket av de söta frukterna som de väger på bara en natt. När de lämnar parken, efter cirka tre månader, har fladdermössen hunnit äta upp cirka en miljard frukter. Detta frossande är inte bara en förutsättning för deras långa flygningar över Afrika, utan bidrar även till pollinering av växter och spridning av frön.

Vertikal migration

Djurplankton har den största biomassan av alla djur och utför den största dagliga migrationen, stiger upp ur djupet och sjunker ner igen

00:00

06:00

12:00

tid på dygnet

18:00

djup

Under sin 30-åriga livstid förflyttar sig en silvertärna lika långt som tre resor till månen och tillbaka

Gnuer födda mitt i migrationen ansluter sig till marschen

Migration över flera generationer

Den gröna trollsländan kräver tre generationer för att migrera över USA, men alla behöver inte resa

7 Kemisk signatur
Väte från vattnet de föddes i är
inlåst i deras vingar. Den kemiska strukturen hos
detta grundämne skiljer sig åt beroende på vilken latitud
deras kroppar växte på. Forskare använde denna data för att
kartlägga den här sländartens rörelser.

2 Generation ett
Mellan februari och augusti,
vuxna trollsländor som dyker upp
i söder påbörjar sin
migration norrut för att reproducera sig.

6 Svalare temperaturer
Dessa trollsländor migrerar norrut, så långt
som Kanada. Den 40 mil långa resan tar upp större delen
av deras vuxna liv, och strax efter reproduktionen
dör trollsländorna.

3 Generation två
Mellan juni
och oktober,
avkomman till
generation
en framträder
som vuxna och
återvänder till
söderut.

5 Övervintring
platser
Under vinterhalvåret
månader, grön
trollsländor
bor i de
södra delstaterna,
vissa migrerar
så långt söderut som
Mexiko och
Karibien.

4 Generation tre
Trollsländorna födda i
södra delen av landet mellan
November och mars
behöver inte migrera
någonstans och lever ut sina
hela sitt liv på en och samma plats.

1 Framväxt av vuxna
Trollsländeägg kläcks
som nymfer. När de
kommer upp ur vattnet och
skjul, en vuxen trollslända
är redo att migrera.

Julökrabbor är endemiska för ön
och har utsetts till en skyddad art

Julökrabbornas havssköldpadda

I Indiska oceanen, på Australiens julö, deltar den inhemska arten röd krabba i ett årligt skådespel när hela populationen synkroniserat förflyttar sig från skogarna till stränderna. Mer än 120 miljoner av de 11 centimeter breda krabborna täcker vägar, stenar, skogsbottnar och stränder när de vandrar till havet för att föröka sig - och samlas i ett lager av röda skal när de gör det. Hankrabborna börjar vandra först, och honorna dyker upp för att ansluta sig till marschen längs vägen. Detta sker i oktober eller november, lagom till regnperiodens första nederbörd. De röda krabborna förökar sig före gryningen, under ett avtagande högvatten och månens sista fjärdedelsfas.

© Getty / Alamy / Illustration av Nicholas Forder

Renar vandrar vanligtvis i
långa rader, går i en enda fil

3 Atlanten Amerika
Rödknäpparen flyger hela den 9 320 mil långa sträckan
av denna flygväg, från Kanadas arktiska
Arkipelag till Sydamerikas spets, två gånger om
år. Havsövergången i mitten - mellan
mellan Nord- och Sydamerika - är ett större avstånd
avstånd jämfört med de andra amerikanska fåglarnas
fågelvägar. Fåglar som svartpollsångaren flyger
i 88 timmar för att korsa den 1.864 mil långa
havsklyftan. Före migrationen fördubblar härmsångaren
fördubbla sin kroppsmassa. Den har utvecklat en effektiv
metabolism för att behålla energin och förlorar bara
0.06 procent av sin vikt för varje timme som går.

Spår av markbundna däggdjur

Caribou, eller ren, har titeln för den längsta migrationen av landlevande däggdjur och tillryggalägger en årlig sträcka på 745 mil tur och retur. Vandringarna sker genom arktisk terräng när karibuerna vandrar söderut och norrut genom Alaska och Kanada. På våren vandrar renarna vanligtvis till de norra kusterna för att föda sina ungar och undvika de skadeinsekter som börjar dyka upp längre söderut. När snön sedan börjar falla sker en synkroniserad migration över hela kontinenten söderut för att hitta mer skyddade områden. Över 620 mil gör en enorm skillnad i tillgången på mossa och lavar att livnära sig på.
Det är dock inte alla karibuarter som migrerar. Det finns två genetiska undergrupper som uppstod under den senaste istiden, då ett stort istäcke delade upp renpopulationerna. De som levde norr om inlandsisen bodde i områden med få träd, vilket gjorde att de var tvungna att flytta till mindre snötäckt mark på vintern. De renar som levde separat i söder levde däremot i skogslandskap där träden skyddade födan från snön. Som ett resultat av detta migrerar vissa karibuer idag, medan andra har utvecklats till att stanna kvar.

1 Stilla havet Amerika
Denna flygväg täcker
norra arktiska tundran
och den västra och
sydligaste spetsen av
Sydamerika. En
art som följer
denna vandringsväg
söderut är den
kacklande gåsen på de
avlägsna Aleuterna.
Gässen flyger längs kusten
kustlinjen mot
Kalifornien, där de
stannar över vintern.

2 Centrala Amerika
I mitten av detta flygstråk ligger Mexikanska golfen. Vissa arter
arter flyger rakt över detta vattendrag, medan
medan andra följer kustlinjen för en säkrare rutt. Över 380
arter använder denna flygrutt. En av de mindre arterna är
rubinstrupig kolibri. Dessa fåglar väger 3,5
gram men är några av de modigaste som korsar mitten
mexikanska golfen. Rubinstrupiga kolibrier flyger
i 25 timmar utan vila för att klara denna överfart.

Lax kan simma 250 mil mot flodströmmarna

7 Centralasien
Centralasien är den kortaste
av dessa åtta flygvägar, eftersom den
inte korsar det södra halvklotet
Södra halvklotet. Fåglar som följer denna
vägen in i Indien undviker antingen de höga
bergen i Himalaya,
och kommer in i båda ändarna av den tibetanska
bergskedjan, eller är kapabla att
flyga på mycket höga höjder.
Barhuvade gäss är ett exempel
på en art som kan ta sig över många
av bergen i Himalaya.
Dessa gäss har den högsta
migrationsflygning i världen,
och flyger på höjder över
7.000 meter.

4 Östra Atlanten
Många arktiska fåglar följer denna
flygrutten söderut under vintern,
och bosätter sig i Västeuropa och Väst
Afrika. Under höstmånaderna
massor av arktiska vattenfåglar från
Kanada, Island och Grönland
samlas i Västeuropa. Väst
Europa är slutplatsen för
fåglar som änder, gäss och svanar
och svanar, medan 250.000 svävande
fåglar som glador och örnar gör
den längre resan till Afrika,
över Gibraltarsundet.

Fåglarnas flygvägar i världen

De flesta av planetens flyttfågelarter följer vägarna i dessa åtta huvudflygvägar

Hyperfagi är ett tillstånd där man äter för mycket innan en fågel flyttar

5 Svarta havet och Medelhavet
Denna flygväg förbinder ryska Arktis
och Nordafrika. För fåglar som flyttar
över hela vägen är Medelhavet den största
den största utmaningen. Lyckligtvis finns det
"landbroar" i detta område som ger möjlighet att stanna till
möjligheter. Fåglar som flyttar från
Italien kan använda Messinasundet till Sicilien,
medan andra anländer till Afrika via Malta.

6 Östasien och Östafrika
Fåglar som använder denna flygled svänger västerut
under sin sydliga migration för att undvika
Himalayas bergsbarriärer. Dessutom kan
Afrika ett större inflöde av fågelarter än
fågelarter än den mindre landmassan i Indien.
En fågel som uthärdar en särskilt lång
migration på grund av denna omväg är lövsångaren
sångaren. De färdas 7 020 mil, från
nordöstra Sibirien till Sydafrika, vilket är den
längsta resan som någon sångfågel har gjort.

8 Östasien och Australasien
Över 50 miljoner flyttande vattenfåglar använder denna
flyttväg. Vissa, som t.ex. den stjärtade labben, gör
imponerande resor på över 6 200 mil.
Den stjärtade labben flyger från Alaska till Nya
Zeeland, vilket är den längsta nonstopflygningen
för någon fågel. Denna art innehar också rekordet
för den längsta resa som gjorts utan
utan att stanna för att äta av något djur.

Anatomin hos en

komposthög

Hur den naturliga processen med
kompostering omvandlar dina
rester till värdefullt gödningsmedel

överbliven mat, trädgårdsavfall och annat organiskt avfall behöver inte slängas. Istället kan de återvinnas i en process som kallas kompostering. Kompostering innebär att organiskt material bryts ned, eller sönderdelas, till näringsrik jord. Efter nedbrytningen förvandlas dessa material till organiska molekyler som består av koldioxid, vatten, enkla sockerarter och salter. Komposthögar är platser där denna process påskyndas från år till månader eller till och med bara några veckor.
Kompostering sker oftast utomhus och det finns två huvudtyper: kall eller passiv kompostering och varm kompostering, även kallad aktiv kompostering. Kallkompostering går mycket långsammare men är lättare att hantera. Allt du behöver göra är att tillsätta rätt material och låta den naturliga processen äga rum. Jorden som skapas genom denna process kan vanligtvis inte återvinnas på minst ett år, eftersom en stor del av nedbrytningen sker långsamt utan syre.
Varmkompostering är mer effektiv, men kräver att du upprätthåller konsekventa lager av kolrika och kväverika material samtidigt som du optimerar vatten- och syrenivåerna regelbundet. Den idealiska temperaturen för snabb aktiv kompostering är 55 till 60 grader Celsius. Denna temperatur uppnås när högen är väl luftad och komposteringsförhållandena är på topp. Att lägga rör i toppen av en komposthög är ett enkelt sätt att se till att luft kommer in i mitten av jorden.

L

Australiska borstturkar bygger komposthögar i det vilda för att ruva sina ägg i

luft

torra blad

torra blommor

vatten

äggbrickor

matavfall

bokashi

nyklippt
gräs

30%

grön

brun

dammsugare

torrt gräs

70%

träflis

kartong och
strimlat papper

Ett recept för rik jord

Vilka ingredienser fungerar bäst i en komposthög?

1 Växlande lager
En framgångsrik komposthög
har omväxlande lager av torra,
kolrika "bruna" föremål
och våta, kväverika
"gröna" föremål.
2 Luft
Större föremål tillför luftfickor.
Luft behövs för att viktiga
mikrober för att överleva.
3 Fukthalt
Kompostens vattenhalt bör ligga mellan
40 och 60 procent vatten.
4 Färskt gräs
Gräsklipp innehåller mycket kväve
kväve, vilket
ökar reproduktionen
hos mikroorganismer.
5 Bokashi-jord
Jorden från bokashi - en
process som bryter ner
matavfall genom fermentering - kan
kan läggas till kompost för att
öka antalet vänliga mikrober.
6 Matavfall
Matrester kan brytas ner
brytas ned helt och hållet till
kompost på bara några veckor.
7 Äggbrickor
De naturliga materialen i
äggbrickor bryts snabbt ner
och blir till ett rikt gödningsmedel.
8 Torra blommor och blad
Torrt växtmaterial innehåller mycket
kol. De bästa bladen att använda
är de från ask, lönn, fruktträd
fruktträd, poppel och pil.
9 Innehåll i dammsugare
Dammet från en dammsugare
dammsugare har en del snabb- och
komposterbara material såsom
som hår från människor och husdjur
och hudflagor.
10 Torrt gräs
Torrt gräs är ett användbart brunt
lager om det inte har behandlats på
på ett par veckor.
11 Träflis
Träbitar är styva och skapar
skapar luftfickor i komposthögen
komposthögen.
12 Kartong
Kartong och papper kan blötläggas
blötläggas och strimlas för att tillföra
fukt till komposten.

Vad är vermikultur?

En annan term för vermikultur är maskkompostering, vilket innebär att man använder maskar för att bryta ner organiskt material till näringsrik jord. Bara genom att finnas i jorden förbättrar maskarna jordens hälsa och bryter ner trädgårdsavfall. Dessutom är den jord de producerar idealisk för att odla fler växter som kan ges tillbaka till maskarna som mat. Vermikultur kan bryta ner mer avfall än traditionell kompostering. Detta beror på att maskar äter en mängd olika produkter, t.ex. kött och mejeriprodukter. I vanlig kompost tar det för lång tid för dessa livsmedel att brytas ned, och smittsamma bakterier som Escherichia coli och Salmonella kan ansamlas. Maskar kan snabbt bryta ner dessa, men det är ändå inte rekommenderat att lägga till dessa livsmedel eftersom de kan skapa starka och obehagliga lukter.

Vermiculture-experter rekommenderar att man lägger maskar och avfall i komposten i lika stora mängder för bästa resultat

Bönder har komposterat i 12.000 år

© Getty / Shutterstock

Nedbrytare födoväv

Hur energi från överblivet matavfall flödar genom komposthögens invånare

Fördelar för miljön

Ungefär en femtedel av allt hushållsavfall är mat - den näst största avfallstypen efter papper. Utan kompostering hamnar nästan all denna mat på deponier. Deponier är inte hållbara; de förorenar markens naturliga sammansättning och släpper ut stickande lukter och växthusgaser som metan. Ett exempel på hur storskalig kompostering kan påverka deponierna finns i San Francisco. År 2009 blev kompostering ett krav för alla i staden. Genom att separera det komposterbara avfallet kunde staden förhindra att 80 procent av avfallet hamnade på deponier. Kompostering ger också en mycket friskare jord, där det organiska materialet håller ihop jorden bättre, håller kvar mer vatten och ökar näringsämnena naturligt så att gödningsmedel inte behövs. Många växter kan trivas i den jord som komposteringen ger och jorden binder mer koldioxid som annars skulle ansamlas i atmosfären.

Omkring 7 miljoner hem
i Storbritannien har separata
soptunnor för matavfall

Komposthögar kan nå 23 grader Celsius på bara några dagar

Urin är en bra ingrediens för kompost

1 Matavfall
Komposterbara matrester
kan strimlas och konsumeras
konsumeras av
komposthögens primära
konsumenter.
2 Aktinomyceter
Dessa bakterier trivs i
jord med höga alkaliska pH
nivåer. Aktinomyceter
bryter ner vedartade
material, cellulosa
och proteiner.
3 Svampar
Svampar kan bryta ner
komplexa material så att
så att bakterier kan påbörja
komposteringen
komposteringsprocessen snabbare.
4 Springstjärtar
Dessa insekter är skadedjur
växter i stora mängder
antal, men äter de
svampar som växer
i komposten.
5 Mögel och
skalbaggskvalster
Genomskinliga kvalster
lockas till möglet
som växer i kompost.
6 Fjäder-
vingad skalbagge
Mycket vanlig i
komposthögar, de lever av
av svampsporer och
bladförna.
7 Tertiära konsumenter
Längst upp i näringskedjan
komposthögens näringskedja
finns tusenfotingar, jordlöpare
skalbaggar och myror. Dessa
hjälper till att kontrollera skadedjursnivåer.
8 Bakterier
Mikroorganismer bryter ner
ner organiskt material.
De avger värme när
när de bryter ner
material, vilket skapar en
varm livsmiljö för
andra varelser.
9 Rundmaskar
Dessa är de mest
vanligaste ryggradslösa djuren
i kompostjord. De äter
bakterier, svampsporer
och varandra.
10 Protozoer
Protozoer är
encelliga djur
som lever i vatten
vattendroppar. De har en
liten roll i
nedbrytning och
konsumerar bakterier
och svampar.
11 Hjuldjur
Dessa flercelliga
mikrober bryter ner
organiskt material och
äter bakterier.
12 Vita maskar
När du märker
fler vita maskar i
din kompost, är det ett
tecken på sura
förhållanden. Dessa
maskar hjälper till
nedbrytning genom att
bryta ner
stärkelsehaltiga livsmedel.
13 Sniglar och snäckor
Dessa äter blad och
växter i komposten
för att bryta ner dem.
14 Daggmaskar
Daggmaskar livnär sig på
färskt och ruttnande
material. Deras avfall
blandar näringsämnen
genom komposten
och hjälper till att lufta
jorden med syre.
15 Såbuggar
Dessa små insekter äter
vegetabiliskt material.
Ruttnande produkter är
är deras huvudsakliga
matkälla, så de gillar
att leva i kompost.
16 Mjölbaggar
Dessa småkryp gör
mycket av
strimlingsarbetet i
komposthögar. De
konsumerar upp till tio
procent av
lövförna.
17 Flugor
Placera matrester
längre ner mot
botten av kompost
högar kan minska
flugor. Men de
hjälper till med nedbrytningen
och deras ägg äts ofta
konsumeras av andra
varelser.

Hur man gör kompost

1Välj rätt plats
En torr plats som inte är utsatt för direkt solljus är en idealisk plats. Du bör överväga en plats långt från ditt hem men ändå nära en vattenkälla, som en trädgårdsslang.
2Lägg till föremål
Börja bygga upp komposthögen i lager med hjälp av föremålen från receptet på föregående sida. Varje lager ska vara cirka tio centimeter djupt.
3Fukta jorden
Fortsätt att tillsätta vatten då och då medan du bygger lagren. På så sätt blir jorden jämnt fuktig hela tiden.
4Håll saker och ting i rörelse
Om du blandar komposten påskyndas nedbrytningsprocessen. Gör detta minst en gång varannan vecka med hjälp av en trädgårdskratta eller liknande verktyg.
5Ha lite tålamod
Se till att jorden förblir fuktig, men inte för blöt, som en svamp efter att ha vridits ur. Det tar cirka två till fyra månader för jorden att brytas ned om den blandas regelbundet.

© Getty / Illustration av Adrian Mann

Dödliga sjukdomar hos dinosaurier

Från förhistoriska parasiter till uråldriga
luftburna infektioner, upptäck sjukdomarna som
som plågade dessa gigantiska varelser

ordJack Parsons

Du kan utforska hundratals CT-skanningar av dinosaurieben från University of Texas på digimorph.org

e känner alla till Tyrannosaurus rex terroriserade Triceratops på land. Många av oss kan föreställa oss Pterosaurier som dyker ner från himlen för att fånga mindre byten. Några få kanske till och med känner till Mosasaurusleviathan som härskade över de forntida oceanerna. Men även om dessa mäktiga köttätare har en stor betydelse för hur vi föreställer oss dinosauriernas tidsålder fanns det ett mycket större hot som vi glömmer - en osynlig fiende som slog till utan förvarning och dödade miljontals fler varelser under mesozoikum än någon annan: sjukdom.
Det är ingen överraskning att dinosaurier blev sjuka. De var levande varelser som andades, precis som vi. Men vi vet väldigt lite om vilka faktiska sjukdomar som gjorde dessa forntida varelser sjuka. Det beror på att man kan identifiera tecken på skador som brutna lemmar och stridsärr i fossilfynden - ofta med lite mer än ett förstoringsglas - men att diagnostisera sjukdomar är mycket svårare. Det är inte bara det att bakterier och virus är mikroskopiska. Sjukdomar angriper oftast inre organ, som är gjorda av köttig mjukvävnad och vanligtvis ruttnar för snabbt för att kunna bevaras.
I sällsynta fall finns det lite dinosauriekött kvar. Resterna av inälvorna från en glupsk raptor upptäcktes i Kina 2022 och hjärnvävnaden från en Iguanodon-liknande växtätare i Storbritannien 2016. Dessa bevarades sannolikt endast eftersom dinosauriernas kroppar var nedsänkta i träskliknande vatten. Men oftast måste paleopatologer - forskare som undersöker gamla sjukdomar - nöja sig med att bedöma fossila ben för att hitta sällsynta tecken på allvarlig sjukdom.
Modern teknik hjälper dock dessa forskare att gräva djupare efter ledtrådar. 20 år efter att den uppfanns för att användas vid medicinsk diagnos används datortomografi, eller CT-skanning som den är mer känd som, för att se inuti fossiler. I den här processen används röntgenstrålar, men resultaten är mycket mer detaljerade än den röntgenbild du kan få på sjukhuset om du har brutit benet. Det är högupplösta 3D-rekonstruktioner som du kan zooma in och ut på för att utforska strukturerna till fullo. Detta kan avslöja lesioner och

Paleontologer skannar
fossiler med högre röntgen
doser än vad man kan
använda på en levande patient

Dinosaurier kämpade också mot cancer

Ny forskning tyder på att dinosaurier kunde drabbas av cancer. Bevisen grävdes fram 1989, men det var inte förrän nyligen som de uppmärksammades. A Centrosaurus apertus hittades i Alberta, Kanada, med ett missformat skenben. Experterna trodde då att det rörde sig om en dåligt läkt skada. Men ett annat forskarlag - med patologer, en kirurg och en radiolog samt paleontologer - undersökte fossilet på nytt 2020 med hjälp av högupplösta röntgen-CT-skanningar. De diagnostiserade deformiteten som osteosarkom, en aggressiv bencancer som också förekommer hos människor.
Det här är inte det enda exemplet på cancer i fossila fynd. Tumörer har också hittats hos T. rex och anknäbbar Bonapartesaurus. Men båda verkade vara godartade, vilket innebär att de inte påverkade dinosauriernas dagliga liv på något allvarligt sätt. Istället är detta det första exemplet på en elakartad tumör hos dinosaurier, vilket innebär att cancern kan ha spridit sig till olika delar av kroppen och blivit dödlig.

Centrosaurus Centrosaurus
var en något mindre
kusin till Triceratops

missbildningar begravda i ben som är tecken på infektioner men som inte skulle kunna identifieras från utsidan.
I takt med att paleontologerna utökar de tekniker de använder för att analysera fossiler tar de också hjälp av olika typer av experter. Läkare och radiologer har hjälpt till genom att jämföra CT-skanningar av fossil med mänskliga journaler för att hitta likheter, medan veterinärmedicinska forskare har delat med sig av sina kunskaper om hur sjukdomar yttrar sig hos andra reptiler som krokodiler och fåglar, som utvecklades direkt från dinosaurier. Det nya angreppssättet omkullkastar tidigare forskning. Fossil som man trodde var förvridna ben eller bitmärken visade sig vara betydligt mer intressanta. Genom att diagnostisera dessa uråldriga sjukdomar lär vi oss mer om de dinosaurier som de drabbade. Vi förstår deras biologi bättre när vi upptäcker sjukdomar som de delar med nutida djur. De olika typerna av sjukdomar och hur de kan ha spridits ger också en antydan om hur dinosaurier betedde sig mot medlemmar av samma art, liksom förhållandet mellan rovdjur och byten.

Medan Dollys exakta art är okänd
okänd, men de var släkt med
Diplodocus och Brontosaurus

En mycket sauro-throat

Föreställ dig hur illa en kittlande hals måste kännas om din hals är 25 meter lång. Det skulle inte finnas tillräckligt med kamomillte i världen för att lindra det! En sauropod med smeknamnet Dolly hade ett allvarligt fall av snuva. Det innebar hosta, andningssvårigheter och feber, enligt forskarna. Infektionen var så allvarlig att den markerade varelsens nackkotor, vilket vi fortfarande kan se i fossilen idag. Medan Dolly är det första bekräftade fallet av en dinosaurie med en luftburen sjukdom, hittades möjliga tecken på tuberkulos på revbenet hos en Titanosaurieen annan sauropod, år 2021.

Anknäbbsbenets sjukdom

För cirka 70 miljoner år sedan levde en Hadrosaur vid sidan av ett grunt hav som täckte det som nu är New Jersey. Den hade väldigt ont i armen, och två århundraden efter att den grävdes upp vet vi att det berodde på septisk artrit - det första kända fallet hos en dinosaurie. Detta är en vanlig bensjukdom som ofta utvecklas när en skada blir infekterad. En datortomografi visade tecken på erosion i två armben, med en porös konsistens i stället för frisk, tät benvävnad. På utsidan hade båda benen utbuktningar och sporrar av nytt ben hade bildats. Vid utgrävningen rapporterade den banbrytande paleontologen från 1800-talet att de två benen var sammansmälta, men att det spröda fossilet hade brutits sönder.

Antik obduktion: Dinosaurien Dolly

Denna luftvägsinfektion skulle ha varit en riktig plåga för nacken - och luftsäcken

1 Sista andetaget
Dolly andades in en luftburen sjukdom, möjligen sporer från en svamp som skulle ha trivts i fuktigheten i det uråldriga Montana.

2 Nedåt vi går
Sjukdomen fördes med Dollys andedräkt ner genom den långa luftstrupen och in i lungorna, men det slutade inte där.

3 Utrymme för andning
Precis som hos dagens fåglar cirkulerade luften genom ihåliga ben och uppblåsbara organ som kallas luftsäckar. Dessa hjälpte till att göra Dollys kolossala ram lättare utan att offra för mycket styrka.

4 Inga tecken på tillfrisknande
Sjukdomen fastnade i en luftsäck i Dollys bröstkorg. Tyvärr var infektionen sannolikt kronisk och möjligen dödlig.

Hadrosaurusen var ett sällsynt fynd på USA:s östkust, där det finns få fossiler

Spetälska är den tidigast kända mänskliga sjukdomen

Över 700 arter av dinosaurier som inte är flygödlor har identifierats

T. rex dödliga tandvärk

T. rex T. rex var kungen av den sena kritaperioden. Den hade en mun full av bananstora tänder och en bitkraft på 3 500 kg - det motsvarar krocken mellan tre små bilar. Men dessa mästerliga tuggor var också topprovdjurets svaga punkt. "Några av världens mest kända T. rex har hål i käkarna", säger dr Steve Salisbury från University of Queensland. "Vissa exemplar ser ut som schweizerost." Tillsammans med ett litet team undersökte Salisbury över 60 T. rex fossiler. Bland annat Sue, ett av de bäst bevarade skeletten, som visas på Field Museum i Chicago.
"Vi tror nu att dessa hål orsakas av en infektionssjukdom som kallas trikomonos", säger Salisbury. Det är en sjukdom som orsakas av mikroskopiska parasiter. Många duvor bär på den idag men är immuna. Men hökar och falkar som äter duvor kan bli mycket sjuka och få skador i undernäbben. Det är möjligt att T. rex fick infektionen från sina byten också. Men de vilda theropoderna var också kända för att slåss sinsemellan. "Vi tror inte att det är en tillfällighet att ett betydande antal vuxna tyrannosaurier uppvisar både märken efter ansiktsbett och tecken på en trikomonasliknande sjukdom", säger Salisbury. "Slagsmål, och särskilt huvudbitning, skulle ha varit en idealisk mekanism för att sprida sjukdomen bland tyrannosaurier." Oavsett hur infektionen upptäcktes skulle den ha inneburit en långsam och smärtsam död. Den skulle ha gjort det svårare och svårare för varelsen att äta tills den svalt ihjäl.

Forntida obduktion: Sue T. rex

Ingen tandläkarresa skulle ha räddat Sue

1 Parasitisk
invasion
Sue var infekterad
med små encelliga parasiter
encelliga parasiter
som grävde sig in i
hennes gigantiska käkar och
och livnärde sig på vävnaden.

2 Förvärrad
infektion
I takt med att parasiterna
fick fäste,
bildades lesioner
runt Sue's
käke och inuti
hennes hals.

En närmare undersökning
tyder på att Sue var 28 år
gammal när hon dog -
mycket gammal för en T. rex

3 Varaktig skada
Parasiterna skär
genom huden
och åt sig in i
käkbenet, vilket gör
djupa hål som vi kan
se i fossiler idag.

olika dino-dödsfall

1Att bli uppäten
Det var en dino-ät-dino-värld. Vi känner till minst 100 köttätande dinosaurier, allt från den kråkstora Mikroraptor till den enorma Spinosaurussom med sina 14 meter var tre gånger så stor som en afrikansk elefant.
2Att bli biten
Du kanske kan skatta dig lycklig över att ha klarat dig undan ett hungrigt köttätande djur. Men även en skråma kan vara dödlig om den blir infekterad med bakterier. En hög sauropod i Kina upptäcktes med tecken på en pussmärkt skada orsakad av antingen en tand eller en klo.
3Ben som bryts
Brutna ben finns det gott om i det fossila arkivet. Medan många visar tecken på läkning, vilket betyder att varelserna överlevde, visar andra tecken på att ha blivit dödligt infekterade. Men alla dessa skador härrör inte från strid. Bevis tyder på att theropoder som T. rex var benägna att falla omkull.
4Naturkatastrof
Geologin tyder på att vulkanutbrott var vanliga för 65 till 70 miljoner år sedan, vilket skulle ha varit explosivt och förödande. Medan en flock på tusentals Centrosaurus drabbades av en översvämning för 77 miljoner år sedan, möjligen orsakad av en tropisk storm.
5Asteroidförintelse
Det krävdes bara ett asteroidnedslag för 66 miljoner år sedan för att utplåna dinosaurierna. Nedslaget orsakade katastrofala skogsbränder, jordbävningar, tsunamis och ett stoftmoln som blockerade solljuset i ett år.

Hur man överlever den australiska outbacken

Från grunderna i bush tucker
till anskaffning av fångat vatten
och bekämpning av krokodiler

runt 40 liv går förlorade i den australiensiska outbacken varje år. Det är ett land som bara några av de mest motståndskraftiga av jordens växter och djur kan kalla sitt hem. Aboriginska stammar har lärt sig att överleva i outbacken under 65 000 år och har lärt sig att leva i den unika miljön och hämta mat från gles och giftig vegetation. De flesta stammar respekterar den kraft som naturen i Outback har att ge och ta liv och har blivit klokare för varje generation. Bland deras innovativa metoder för att utnyttja resurserna omkring dem finns utvinning av växtdelar som medicin mot sjukdomar och skador som orsakats av djur. Bladen från emubusken används till exempel för att tvätta sår och har visat sig ha samma naturliga styrka som moderna antibiotikamediciner. Samtidigt fungerar den ljusorangea ökensvampen som behandling mot svamp i munnen när den hålls i munnen.
Många människor som besöker Outback varje år är främmande för det oförlåtande landskapet. Trots att det täcker 2,1 miljoner kvadratkilometer - mer än 70 procent av Australien - bor bara fem procent av landets befolkning där. Ofta fruktar besökare de djur som har tagit landet i anspråk, men värme och uttorkning är de två största dödsorsakerna i Outback. Din kropp kan förbruka mer än fyra gånger så mycket vatten under sommaren där, eftersom dagstemperaturen vanligtvis ligger runt 40 grader Celsius. Att vara uttorkad i den här miljön kan leda till döden inom några timmar. Och alla andra säkerhetsåtgärder som du kanske vidtar förlorar sin effektivitet när uttorkning minskar din förmåga att tänka klart. Utan den omfattande kunskap som Australiens förfäder hade bör besökare bege sig till Outback så utrustade som möjligt, både mentalt och fysiskt.

På vintern sjunker temperaturen i Outback under fryspunkten

I Northern Territory bor det 0,16 personer per 1.000 kvadratmeter

Viktig utrustning

När du utforskar den australiska outbackens vidsträckta ökenlandskap under långa perioder kan några viktiga överlevnadsartiklar göra skillnaden mellan liv och död. Din verktygslåda för överlevnad bör innehålla navigationsutrustning, vattenreningsutrustning, kommunikationsteknik för nödsituationer och skyddande campingutrustning. Bärbara vattenfilter är avgörande för situationer när du får slut på rent dricksvatten. Outback är känt för sina torra förhållanden, så om man kan ta bort smuts och bakterier från det begränsade naturliga vattnet minskar risken för allvarlig uttorkning.
Med få stora geografiska landmärken är GPS-enheter din räddare i nöden och hjälper dig att färdas i rätt riktning. Om detta inte fungerar är en kompass också tillförlitlig. I stora delar av Outback finns det ingen täckning för mobiltelefonin, så satellittelefoner är användbara för nödkommunikation. Slutligen bör man tänka på att skydda sig mot väder och djur. Du behöver ett väderbeständigt tält och fukttransporterande kläder för att skydda huden mot solen och hålla dig sval. Många tunna lager är ett effektivt sätt att reglera temperaturen.

Utrustning för att tända eld är användbar för att laga mat, koka vatten och som ljuskälla

Jordmånen i Outback är rik på järn,
vilket ger den en rödaktig nyans

1 Eulo
Ett utflöde av bassängens vatten kan
finns nära denna lilla stad i form av
form av lerkällor. Lera och
vatten pressas uppåt genom
sprickor i marken. Leran är
termiskt upphettad och mineralrik.
2 Warrego borrning
Denna borrning, eller brunn, borrades år
1890 som en del av 541 som var
färdigställdes 1897 för att få tillgång till
bassängens vatten. Idag finns det
över 50.000 borrhål.
3 Stora delande bergskedjan
Denna bergskedja är ett uppladdningsområde
område för den stora artesiska bassängen.
Bergen fångar upp nederbörd
och vatten kan sippra in i bassängen genom
bassängen genom jorden.
4 Eyre-sjön
Täcker 3.668 kvadrat miles, detta
är denna sjö den största i Australien och
ligger direkt ovanför den stora
Artesiska bassängen.
5 Cooper Creek
Denna bäck återladdar bassängen när
dess vatten tränger ner i marken.
6 Springsure
Denna stad är känd för sina många
permanenta källor, som
släpper ut bassängens vatten.
7 Mound Springs
Mound Springs är ett område som är rikt
i bassängens naturliga källor,
kring vilka det har bildats
bildats. Vatten släpps ut från
toppen av högarna och
häller över landskapet.

Var är vattnet?

Den stora artesiska bassängen är en 650.000 kvadratkilometer stor
underjordisk sötvattenresurs

Cairns

Alice Springs

Brisbane

Sydney

Så här ser känguruns fotavtryck
ser ut i sanden

Att följa fotspår

Om du någonsin går vilse i den australiensiska vildmarken är det värt att undersöka marken. Om du stöter på spår efter människor eller djur kan det leda dig till civilisationen, eller åtminstone till vätska. Om du följer tidigare upptrampade stigar kan du komma tillbaka till etablerade rutter, medan vissa djurspår oundvikligen leder dig till en vattenkälla. Spåren efter vildsvin och kängurur leder till vatten, eftersom de behöver dricka regelbundet. Dessa spår bör följas nedåt om du är på jakt efter vatten. När det gäller okända djurspår är det mest sannolikt att de som verkar ha trampats regelbundet är vattenvägar.

Borrhål släpper ut cirka 1,3 miljarder liter vatten från Great Artesian Basin varje dag

Grunderna i Bush Tucker

7 Verktyg och material
Tuggummit i växten har använts som lim och grenar och bark har använts som ved.

6 Väldoftande blommor
Wattleplantans blommor kan ätas direkt från trädet och används ofta för att göra blomfritters.

Wattle många användningsområden

I över 50.000 år har växten Golden Wattle bidragit till australiensarnas överlevnad som mat, medicin och verktyg

5 Gröna frön
När de är gröna kan gyllene wattlefrön kokas som ärtor.

4 Bark
Barken innehåller mycket tanniner, som kan användas som ett medel mot matsmältningsbesvär.

3 Motståndskraftig tillväxt
Golden wattle är en utbredd födokälla, eftersom den kan överleva torka och gynnas av varma klimat.

1 Stötning av frökapslar
Frökapslarna kan malas till mjöl och användas för att göra deg.

2 Popcorn från buskarna
Genom att rosta råa wattlefrön över en eld tills de smäller får fröna en lätt konsistens och söt smak.

Witchetty-larver lever på rötterna av witchetty-busken

Ätliga insekter

Det kanske inte är allas första måltidsval, men när maten är knapp kan du titta på läskiga kryp för energi och näringsämnen. Insekter har varit en bush tucker delikatess i tusentals år, men det kräver kunskap om vilka djur som är ätliga. De viktigaste grupperna av ätliga insekter är witchetty grubs, bogong malar och honungsmyror.
Witchetty grubs är larver från den gigantiska vedmalen och var historiskt sett en stapelföda i aboriginska samhällen på grund av deras imponerande energiinnehåll. Insekterna innehåller 15 procent protein och 20 procent fett. Witchetty grubs äts i allmänhet råa eller lätt rostade. De har en krämig konsistens och en nötaktig, äggliknande smak när de är råa, men när de tillagas smakar de mer köttigt.
I New South Wales har stora bogongmalar länge använts för kulinariska ändamål på grund av deras rikliga förekomst och höga fetthalt. De migrerar säsongsvis och är lätta att samla in i stora mängder eftersom de vanligtvis vilar på varandra. Traditionellt tillagas dessa malar och mals till en pasta.
I motsats till de större, saftigare varelserna verkar myror vara ett konstigt måltidsval för överlevnad. Men eftersom de finns i alla områden i Outback är de en pålitlig måltid. Myror är en bra proteinkälla, relativt lätta att fånga och de olika arterna har unika smaker. Gröna myror har en citrussmak, medan honungsmyror har fyllt sina magar med honung och smakar sött.

Traditionellt sett,
trollsländor ätas levande
ätas levande och råa

giftiga livsmedel

1Busktomat
Frukterna från busktomaten kan vara ett gott mellanmål, men se till att de är mogna. När de fortfarande är gröna är de giftiga, eftersom de innehåller giftet solanin.
2Stryknin-frukt
De små orangefärgade kulorna som hänger från det här trädet kan se ut som en aptitretande saftig frukt, men innehåller mycket giftiga frön. Om man äter dem kan man bli förlamad eller dö.
3Fingerkörsbär
Att äta den här frukten har kopplats till permanent blindhet. Vissa människor äter fortfarande dessa utan några negativa effekter, men det rekommenderas att man håller sig borta från denna frukt.
4Känguruäpple
Alla delar av denna växt är giftiga när de är gröna och omogna. Men när de är mogna är de mjuka och ätbara.
5Burrawang
Denna cykad är giftig tills den genomgår en grundlig behandling. Australiensiska aboriginer lärde sig att växten blir ätlig när fröna krossas och blötläggs i vatten som byts ut regelbundet i flera veckor.

© Wiki C: Andy Scott

© Alamy / Getty / Shutterstock

Dödligt sällskap: Outback djurguide

1saltvattenkrokodiler

Saltvattenkrokodiler är inte kräsna när det gäller sitt byte och passar på att skicka iväg sina kraftiga käkar i din riktning om du kommer för nära. De lever i Australiens kustvatten, men tar sig också inåt landet till träsk, kärr och sjöar. De är experter på att jaga i bakhåll och är väl kamouflerade i det leriga vattnet, där de lurar strax under ytan. Eftersom de är svåra att se i ett landskap bör man undvika att simma i vatten med okänd risk - särskilt i norra Australien, där dessa krokodiler är vanligast.

Livräddande lektion
En krokodils käftar är nästan omöjliga att fly ifrån. Men om en krokodil har fått tag i dig är din bästa chans att överleva att sikta in dig på sårbara kroppsdelar som ögon och huvud. Om du dras med under vattnet och snurras runt i en så kallad "dödsrulle" ska du försöka rulla med krokodilen för att förhindra att dina lemmar skadas. Om du överlever ett krokodilbett är den omedelbara första hjälpen att stoppa blödningen och ta bort infektionen med hjälp av antibiotika.

3Spindeldjur med stor utbredning

Redback-spindeln är en av Australiens giftigaste spindlar. Den kan påträffas i stadsområden såväl som i de extrema klimaten i Outback. Spindeln kännetecknas av en röd rand som sträcker sig över ryggen och är ansvarig för cirka 2.000 rapporterade bett varje år. Honorna är kapabla till de otäckaste bett, men de orsakar vanligtvis inte dödsfall hos vuxna. Istället angriper giftet nervsystemet och orsakar intensiv och långvarig smärta.

Livräddande lektion
Ett bett av en rödrock får allvarligare konsekvenser för barn, så yngre offer måste söka läkarvård med större skyndsamhet. Den bitna personen bör ligga ner och vila, medan en annan person kan applicera ett kallt föremål för att lindra smärtan. Motgift ges av läkare för att behandla detta bett.

2Dödligaste ormen

Inlandstaipanen är världens giftigaste orm och den letar efter sitt nästa byte i den australiska outbacken. Den här tåliga reptilen är väl anpassad till höga temperaturer och torra landskap. Se upp för små sprickor och skrevor i marken och stenar, eftersom de söker skydd i dessa utrymmen, borta från solljuset och din blick. Ett enda bett från inlandstaipanen frigör tillräckligt med gift för att döda 100 personer. För att identifiera denna orm ska du hålla utkik efter stora till medelstora ormar med gul eller brun färg, ett rektangulärt huvud och stora, mörka ögon.

Livräddande lektion
Trots sitt dödliga rykte närmar sig inlandstaipanen vanligtvis inte människor. Om du ändå blir biten ska du hålla dig så lugn som möjligt och vila. Detta förhindrar att giftet snabbt transporteras runt i kroppen. Lägg ett tätt bandage på bettstället eller tryck hårt om det inte går att lägga bandage på bettstället.

4Aggressiva gaddsteklar

Ökenskorpionen är en av de mest aggressiva skorpionerna i Australien. De mäter cirka 8 till 11 centimeter i längd och är utbredda i de centrala Outback-regionerna i landet. Skorpionen gräver djupa hålor i sanden för att skydda sig mot solen och kommer oftast fram efter mörkrets inbrott. Om skorpionen blir provocerad är den känd för att vara mycket aggressiv mot människor, och då sticker den med svansen och orsakar en inflammation som sitter kvar i många timmar. Tecken på en defensiv skorpion är att den står upprätt, har en hög svans och öppna tänger som är redo att hugga till.

Livräddande lektion
Skorpionstick i Australien orsakar vanligtvis inte dödsfall, men det är möjligt att de kan framkalla en dödlig allergisk reaktion. Du bör tvätta ett stick direkt och applicera antiseptiskt medel för att förhindra infektion. En kylklamp och smärtstillande medel kan användas för att minska smärtan, men du bör söka läkarvård om smärtan inte avtar.

Rödryggade spindlar är
hemmahörande i Australien

30.000 personer försvinner i Australien varje år - vilket motsvarar en person var 18:e minut

Saltvattenskrokodiler uppstod för 240 miljoner år sedan

Inlandets taipaner kan döda en
människa på 45 minuter

En vuxen saltvattenkrokodil
har i genomsnitt 66 tänder

Ökenskorpioner kan leva i
leva i upp till 20 år

Titta på vädret

Den australiska outbacken är ett stort område med mestadels platt och torr terräng. Eftersom det är inland kan havet inte hjälpa till att moderera temperaturer och väderförändringar. Samtidigt innebär läget relativt nära ekvatorn att miljön får intensivt direkt solljus och långa perioder med höga temperaturer. Några av de farligaste väderförhållandena i Outback är skogsbränder, värmeböljor, damm- och sandstormar, plötsliga regn i de norra regionerna och torka.
Du kan upptäcka en inkommande dammstorm genom att observera himlens färg. Om den ändrar färg och antar en röd nyans är det en indikation på att en dammstorm kan närma sig. Förändringar i djurens beteende kan också varna dig för kommande väder. Många djur har skärpta sinnen för att ha större chans att överleva. Om alla djur i omgivningen tar skydd är det sannolikt inte en tillfällighet.

När det finns damm i atmosfären sprids blått ljus
sprids och himlen framstår som rödare

Sinkhål är grottliknande hål som uppstår när markytan kollapsar. Hur uppstår dessa dödliga fördjupningar?

ord professor Iain Stewart

lorida är en amerikansk delstat som kollapsar in i sig själv. Mitt bland stadsgatorna, de lugna förorterna och citrusodlingarna öppnas portar till det verkliga, dolda Florida. Nästan hela solskensstaten, från Keys i söder till gränsen mot Georgia i norr, är täckt av en märklig, grottliknande underjord. Det beror på att Florida är byggt på en enorm plattform av kalkstensberggrund. Bara några tiotals meter under marken finns ett stort underjordiskt flodsystem - Floridan-akvifären - som leder miljarder liter grundvatten genom underjordiska gångar. Detta begravda artärnätverk tillhandahåller det mesta av Floridas sötvatten. Det håller gräset grönt, fyller de många simbassängerna och släcker invånarnas törst. Men vattnet äter sig också bort från Floridas lösliga kalkstensfundament. Och det betyder att landet ovanför är slukhålsland.
Slukhål bildas oftast av syrafärgat regnvatten som långsamt äter upp kalkstenen och spolar in jord och sediment i hålrummen. Resultatet blir ett pockmarkerat landskap med mjuka gropar och fördjupningar som kan översvämmas och ge bostadsområdena efterlängtade prydnadssjöar. Men vissa slukhål bildas genom att marken ovanför grottor och hålrum plötsligt kollapsar. Dessa "cover-collapse"-slukhål är de dödliga hot som lurar i Floridas underjord.
Utlösningsmekanismen för dessa slukhålsluckor är fortfarande ett mysterium.  Vissa orsakas av för mycket vatten. Orkaner kan dumpa tonvis med vatten på marken under loppet av några timmar, vilket tynger ner jorden och får taken på grottorna nedanför att kollapsa. Andra öppnas på grund av för lite vatten. Torkår eller grundvattenpumpning kan minska trycket i vattenfyllda hålrum, vilket gör att sidor utan stöd imploderar.
Men den främsta orsaken till Floridas växande antal slukhålsskador är vi själva. Floridas solsken lockar allt fler människor till delstaten och vår stadsbebyggelse breder ut sig i vildmark som är förberedd för slukhålsfällor. Tidigare skulle de ha gått obemärkt förbi ... men inte nu.

Guatemala
Florida må vara slukhålshuvudstaden, men andra platser har sina dödliga motsvarigheter. År 2010 dödade ett slukhål minst 15 personer i Guatemala City. Det öppnades i kölvattnet av den tropiska stormen Agatha och inträffade bara tre år efter att ett liknande slukhål i staden 2007 dödade tre personer.

Bosnien och Hercegovina
Slukhål är ett vanligt problem i Östeuropa, där en stor del av landskapet består av löslig berggrund som kalksten. I november 2013 vaknade invånarna i Sanica upp och upptäckte att ett enormt slukhål hade dränerat deras bydamm.

Oman
Slukhål är inte alltid traumatiska. bimmah Sinkhole i Bayt al-Afreet omnämns ofta som ett av världens vackraste slukhål. Det är en turistattraktion i sig, eftersom semesterfirare flockas för att simma i dess smaragdgröna vatten.

Xiaoxhai Tiankeng i Kina är världens djupaste slukhål på 660 meter

1 underjordiska grottor
När kalkstenen löses upp uppstår porer
och sprickor som släpper in mer
vatten in. Denna process urholkar
underliggande berget och skapar ett stort
nätverk av underjordiska håligheter.
Landytan bildar en bro
över dessa hålrum, och när den
inte längre kan bära sin egen vikt
vikt kollapsar den in i sig själv,
och bildar ett slukhål.

Detta 13,7 meter djupa slukhål öppnade sig under bostäder i Lake City 2005 och tvingade fram evakueringar

2 stenerosion
Majoriteten av slukhålen i Florida orsakas av ett
lager av kalksten som ligger under marken i hela
över hela delstaten. Detta lager är extremt
lösligt, och surt regnvatten sipprar genom jorden tills det når
tills det når kalkstenen och eroderar den med tiden.

3 oförutsägbar fara
Det är svårt att förutsäga när ett
slukhål kan öppnas på grund av
många faktorer. Olika
lösliga bergarter beter sig
olika och vatten kan ha
varierande grad av surhet. Detta
slukhål öppnade sig plötsligt, och
lokala myndigheter skyllde på stora
mängder ytvatten som dumpats
där på en gång av en orkan.

4 vattenbassänger
Regnvatten samlas i botten av
botten av ett slukhål,
bildar en grund sur
damm av olika slag som
påskyndar upplösningen
av kalkstenen nedanför.

historia

Otroliga uppfinningar från D-dagen

Hur vågade innovationer gjorde det möjligt för de allierade att
landa på stränderna i Normandie 1944

et har gått 80 år sedan D-dagen, den dag då de allierade styrkorna under andra världskriget invaderade stränderna i Normandie i Frankrike som en del av Operation Overlord. Den 6 juni 1944 kämpade mer än 156.000 allierade soldater mot nazisterna som ockuperade området, vilket ledde till slutet på den tyska ockupationen av Frankrike och banade väg för de allierades seger i Europa.
Den innovativa teknik som uppfanns under uppladdningen inför D-dagen bidrog i hög grad till landstigningens effektivitet. Från matematiska maskiner som gav viktig information inför anfallet till den tysta ankomsten av trupper och fordon som kunde neutralisera Tysklands försvar, var landstigningen på D-dagen mycket strategiskt planerad.
Specialiserade fordon fick nya tekniska tillägg, som till exempel stridsvagnen som lade ut mattor. Detta fordon placerades först på sandstränderna för att lägga ut förstärkta mattor på den mjuka sanden, vilket skapade en yta som andra fordon lätt kunde röra sig över.
Planeringen inför D-dagen inleddes i december 1941. Miljontals män och kvinnor utbildades och ny utrustning producerades. Resultatet var en väl genomförd plan, uppbackad av ny teknik, som överraskade den tyska armén.

På bara en dag gjorde den tidvattenförutsägande maskinen 125 matematikers arbete

Stridsvagnar sattes in tidigt, eftersom deras
band kunde röra sig över sand

De allierade styrkorna anlände sjövägen
stormade stränderna

Tidvattenförutsägande maskin

Denna anordning hjälpte de allierade att planera en invasion vid lågvatten,
när tyska försvarshinder var exponerade

Stränderna i Normandie täcktes av explosiva hinder av tyskarna. De trodde att de allierade skulle anfalla vid högvatten, då de kunde segla ända fram till land, med mindre stränder att korsa under beskjutning. De allierade upptäckte dock undervattensfällorna från luften vid lågvatten och planerade att invadera när de var exponerade istället. För att kunna inleda invasionen så effektivt som möjligt behövde de allierade trupperna känna till tidvattnets exakta tidpunkter, inklusive den exakta tidpunkten för lågvatten under dagen för attacken och den hastighet med vilken tidvattnet skulle stiga.
För att beräkna tidvattnet använde den brittiske matematikern Arthur Thomas Doodson två tidvattenförutsägande maskiner innan han uppfann sin egen. De maskiner han använde var Kelvin-maskinen, som konstruerats av Sir William Thomson, och Edward Roberts-maskinen. Tidvattenmaskinerna bestod av sammankopplade kugghjul som var och en representerade olika gravitationskrafter från månen, solen och haven. De rörde sig i olika takt beroende på vilka data som matades in. Genom att vrida på rattarna för att justera inställningarna till olika tider beräknades solens och månens positioner och tidvattenhöjderna dechiffrerades. Dessa mekaniska räknemaskiner var viktiga verktyg för att planera landstigningen på D-dagen under lågvatten, som Doodson förutspått.

Omkring 4.415 allierade soldater dog under D-dagen

Doodsons tidvattenförutsägande maskin
hade 42 trissor för beräkningar

© Alamy / Getty / Wikimedia Commons; Steven Fine

En av Hobarts simmande Duplex
Drivtankar på väg ut i vattnet

Soldaterna var tvungna att korsa
hav och sand medan de var under
fientlig eldgivning

Hobarts roliga saker

Simbassänger och bassänger som andades eld

De allierade styrkornas eldkastande Churchill Crocodile-stridsvagnar hade ett mycket ovanligt utseende. Crocodile-stridsvagnarna hade fått sina huvudkanoner utbytta mot eldkastare, som mer effektivt förstörde hinder och fick fiendens trupper att kapitulera i panik. Fordonen tillverkades speciellt för landstigningen i Normandie och designades av den brittiske ingenjören generalmajor Percy Hobart. Hobart var känd för sina nya idéer om krigföring. Han förespråkade tanken på att använda stridsvagnar som en anfallande styrka, snarare än som långsamma, defensiva fordon. Hobart kombinerade ny och befintlig teknik som lämpade sig för att angripa de försvarshinder som fanns längs kusten. Andra varianter var den simmande Duplex Drive (DD) och minröjningsstridsvagnen Crab.
DD-stridsvagnarna kunde flyta på vatten tack vare sin flytande vattentäta duk och sina motordrivna propellrar. Sherman Crab-stridsvagnarna var försedda med en roterande trumma längst fram på fordonet med kedjor fastsatta. När trumman snurrade runt slog kedjorna i marken, detonerade eventuella minor i dess väg och rensade vägen för trupperna bakom. På D-dagen var det första gången som någon av dessa stridsvagnar användes i strid.

Higgins-båtar kan flyta på 90 centimeters vattendjup

Horsa glidflygplan bogserades ursprungligen
bogserade av motordrivna flygplan

Flygassistans

Glider in i striden

Glidflygplan är plan som kan färdas genom luften utan kraft och som var till stor nytta när trupper och förnödenheter skulle transporteras till Normandie under landstigningen. De som uppfanns för att användas under andra världskriget kallades Airspeed Horsa gliders och var några av de största som användes under kriget, med en längd på över 20 meter och ett vingspann på 27 meter. Varje plan kunde bära 28 soldater eller en jeep och färre soldater. Sex Horsa gliders användes vid landstigningen på D-dagen, var och en tillverkad av mestadels trä och tyg. Genom att hålla ramen lätt kunde de packas med förnödenheter utan att flygförmågan försämrades.

1 Ramp i fören
En ramp längst fram på
fartyget möjliggör
snabb framåtkörning
utplacering direkt
på sanden.

D-dagen var ursprungligen planerad till den 5 juni, men vädret var dåligt den dagen

Specialiserade landstigningsfarkoster

1.500 Higgins-båtar sattes in, utformade för att snabbt släppa trupper på franska stränder

3 Maskingevär
För att försvara båten och
de ombord, var Higgins
båtar beväpnade med
två maskingevär.

4 Coxswain
Denna ledande besättningsmedlem
var ansvarig för båtens
navigering och säkerhet.

2 Vinsch för ramp i fören
Besättningsmedlemmarna vred
denna vinsch för att frigöra
rep och sänka rampen.

6 Billigt och enkelt
Fartygen byggdes med
trä och stålplattor
för att enkelt kunna konstruera
hundratals med lätthet.

7 Tre roller
Besättningen ansvarar för
för att köra båten och
leverera trupper var
styrman, maskinist
och besättningsman.

8 Maximal last
Antingen 3.600 kg last eller
last, 36 fullt utrustade
soldater eller en jeep
och 12 soldater kunde
på varje båt.

5 Motorutrymme
Båtarna nådde 14 miles per
timmen med 225-hästkrafters Gray
Marine diesel eller 250-hästkrafters
Hall-Scott bensinmotorer.

Culin's skärare

Dessa stridsvagnar hade betar
för att skära igenom hinder

Strax efter landstigningen på D-dagen mötte stridsvagnarna nya hinder som var av mer naturlig karaktär. Täta häckar gjorde det svårt för fordonen att ta sig fram över marken i Normandie. De som kunde ta sig över häckarna lutade ofta uppåt och exponerade sin mindre bepansrade undersida för fienden. Efter att ha sett dessa svårigheter byggde Curtis G. Culin från den amerikanska militären häckklippare på stridsvagnar. Culin plockade upp stålspikar från nedmonterade tyska försvarshinder, så kallade "igelkottar", svetsade ihop dem och fäste delarna på stridsvagnarnas front, som tänder eller betar, så att de kunde skära igenom häckarna och bryta upp dem.

"Innovativ teknik bidrog
massivt till effektiviteten i landstigningarna"

Denna närbild av fronten på en stridsvagn visar hur igelkottsmetallen användes för att tillverka häckklippningsförlängare

© Alamy / Getty / Illustration av Nicholas Forder / Wikimedia Commons; Signal Corps Archive från Irland och USA

5 Stanlow
och Misterton
Det blybaserade
gummi var
tillverkades och
rörledningsdelar
monterades här.

stanlow

misterton

3 Dungeness, England
Pluto-navet vid
Dungeness var förklädd
som en vanlig kustnära
industriområde vid kusten. Naturfärgade
naturfärgade nät användes också
för att kamouflera byggnader.

Plottning av rören

Följ rutten för bränsle från D-dagen över Engelska kanalen och längs rörledningar på det franska fastlandet

6 Avonmouth,
England
Mer sydliga
platser användes
användes för att förbereda
pipelines för deras
montering under
havet och
lasta dem
på fartyg.

500 mil lång pipeline

7 Emmerich och Mainz, Tyskland
Bränsle transporterades till dessa
platser längs den tyska
tyska gränsen som direktvägar för de
Allierade att korsa över Rhen
och in i Tyskland.

eindhoven

emmerich

ö av spannmål

avonmouth

calais

aldermaston

dungeness

antwerpen

gentleman

4 Ambleteuse, Frankrike
Ambleteuse, nära Calais,
är en av de närmaste
punkter på den franska
kusten till England.

279 mil lång pipeline

2 Cherbourg, Frankrike
Cherbourg hade en
befintlig djupvatten
hamn som Plutos
pipelines kunde
ansluta till.

Frankfurt

mainz

cherbourg

Luxemburg

1 Shanklin Chine, England
Denna plats på Isle of Wight ligger
Wight ligger närmare Frankrike än det
det brittiska fastlandet och också
mer avskild, vilket ökar
operationens hemlighetsfullhet.

paris

8 Landbaserade
pipelines
Vissa liknande
utformade pipelines
tillverkades för att
för att transportera bränsle
över land till viktiga
områden för attack.

Saint-Lô

Châlons-en-Champagne

Alençon

Operation PLUTO

Varför brittiska ingenjörer byggde pipelines
under Engelska kanalen

Huvudsyftet med operation Pluto, som stod för PipeLine Under The Ocean, var att på ett diskret sätt förse de allierade styrkornas flygplan och landfordon i Normandie med bränsle. Utan detta nätverk av rörledningar under havet skulle trupperna ha tappat fart i sin attack varje gång de fick slut på bränsle. Genom att hålla stridsvagnarna igång kontinuerligt fick de tyska soldaterna mindre tid att omgruppera och planera nya försvarslinjer. Själva rörledningarna gjordes flexibla och starka och bestod av ett blybaserat gummi som var tillräckligt starkt för att klara de höga tryck och krafter som uppstod på havsbotten. De omslöts av metall för att skydda dem mot fientliga angrepp och marint liv.
Förberedelserna för Pluto inleddes två år före attacken, 1942. Pumpstationerna som användes för att transportera bränslet genom rörledningarna var förklädda till vanliga byggnader, som bungalows, glassbarer och garage. Pluto lyckades leverera 4 miljoner liter bränsle till Frankrike varje dag och nästan 700 miljoner liter totalt. Det här var ett enormt ingenjörsuppdrag som många historiker anser var en avgörande faktor för den framgångsrika invasionen på D-dagen.

Stora cylindriska behållare som kallades Conundrums
användes för transport och utplacering av rörledningar. Flera kilometer
av rörledningar lindades runt en trumma inuti

6.939 D-dags-båtar sattes ut

7.000 ton fordon och förnödenheter transporterades dagligen över Mulberry-hamnarna

Mullbärshamnar

Tillfälliga hamnar höll fartygen säkra

Efter den framgångsrika invasionen på D-dagen byggde brittiska ingenjörer snabbt upp tillfälliga hamnar utanför Normandie för att skydda eventuella förankrade fartyg från hårt väder. Två hamnar byggdes, som bestod av totalt 73 ihåliga betongblock. I ändarna av dessa flytande block fanns flytande ramper för direkt tillträde till land. Hamnarna låg cirka nio meter över havet vid lågvatten, tre meter vid högvatten och var cirka en mil långa. Bortom hamnarna sänkte de allierade fartygslinjer som ytterligare skyddsbarriärer. Stora, vattentäta konstruktioner som kallades kassuner sänktes ned i havsbotten för att fungera som fundament och hålla de flytande hamnarna stabila. Alla de förkonstruerade delarna transporterades över kanalen av bogserbåtar och hamnarna byggdes och togs i drift inom 12 dagar. En av de två hamnarna var framgångsrik och levererade mer än 2,5 miljoner soldater till Frankrike under de tio månader som följde på D-dagen. Den andra Mulberry-hamnen förstördes av en storm strax efter att den hade uppförts.

En stridsvagn från D-dagen körs över en Mulberry-hamn

Befästa kanoner regnade
död från ovan

Försvaret av D-dagen

Hur tacklade de allierade de befästa tyska försvarsverken?

1 Igelkottar
Dessa bestod av
av två meter långa
spetsiga sammankopplade
stålbalkar. De var
placerade nära
varandra för att bilda väggar.
De allierades lösning:
Rhino stridsvagnar
De allierade styrkorna anpassade
stridsvagnar för att lägga till en anordning
som kallas "noshörning" på
fronten. Dessa var metall
ramar som fungerade som
plogar för att rensa vägen
vägen för igelkottar.

2 Ramper av timmer
Stockstolparna var
placerade så att
de pekade mot
havet. Monterade
på dessa stockar fanns
minor som exploderade
vid kontakt.
De allierades lösning:
Krabbtankar
När stridsvagnarnas roterande
kedjor detonerade
timmerrampsminorna, tjockare
pansar på fordonen
skyddade soldaterna
gömda inuti.

3 Belgiska grindar
Tre meter höga stålramar
stålramar skapade en vägg av
barriärer. Dessa kunde
sammankopplas och
lindas runt tankar.
Allierad lösning:
Stridsvagnsdozrar
Tankar med bulldozerblad
blad byggdes starka nog
tillräckligt för att trycka och
belgiska grindar.
Med tillräcklig kraft kunde
fordonen dem
isär och stoppade
dem att låsas ihop.

4 Väggar av taggtråd
Taggtråd var fäst
fäst på toppen av höga
på höga murar eller längs stränder
stränder för att sakta ner
framryckningen
av allierade styrkor.
De allierades lösning:
Bangalore-torpeder
Dessa långa metallrör
rör var fyllda med
sprängämnen. De allierade
avfyrade torpederna
mot taggtrådsinstallationer
installationer för att producera
luckor i taggtråden.

© Alamy / Shutterstiock

12 hemliga underjordiska strukturer

Upptäck de dolda världar som skulpterats
ur marken genom historien

Petra är också känd som Rose City på grund av den färg som sandstenen har vid solnedgång och soluppgång

Besökare kommer in i Llechwedd
gruvan på den gamla spårvägen

År 1884 producerade Llechwedd 23.788 ton skiffer under ett år

Petra täcker ett område som är lika stort som
av 50.000 fotbollsplaner

Huvudstad uthuggen ur berg

ellan 400 f.Kr. och 106 e.Kr. var Petra i Jordanien huvudstad i det nabatéiska riket. Nabatéerna var en forntida arabisk stam, varav 20.000 bodde i den klipputskurna staden Petra. Inne i denna sandstensmetropol finns en dold labyrint av monument, gravar och invecklade bostäder. Historiker tror att endast cirka 15 procent av Petra har upptäckts av arkeologer hittills, medan 85 procent av stadens innehåll förblir ett mysterium, deras hemligheter är fortfarande begravda djupt under jorden.
Petra-samhället blomstrade i skydd av ökenklipporna och låg längs en viktig handelsväg mellan Arabien, Egypten och Medelhavet. Kanaler grävdes ut i stadens murar för att förse alla hörn av staden med vatten, och extra vatten samlades i cisterner som Nabatéerna kunde använda under de torrare årstiderna. År 363 e.Kr. förstördes den kreativt uthuggna staden till stor del av en jordbävning. Många av kamrarna förstördes och stadens verkliga utbredning försvann i sandstenen under hundratals år.

Järnväg i djup gruva

För att nå Llechwedd Deep Mine - över 150 meter under de böljande bergen i norra Wales - måste man åka med Europas brantaste linbana. Norra Wales har varit en plats för skifferbrytning i över 1 800 år; mellan 1846 och 1980-talet samlade gruvarbetare skiffer i denna bergsgruva och försåg taken med byggnader i de expanderande städerna under den industriella revolutionen.
Gruvarbetarna tillbringade långa, dystra timmar under marken i Llechwedds mörka nätverk av smala tunnlar och 250 gruvkammare. Deep Mine Railway öppnade 1979 och transporterar passagerare ner till kamrarna i en lutning på 30 grader. Besökarna åker med på denna resa för att utforska den historiska platsen. Den branta passagerarbanan är en högteknologisk ersättning för den ursprungliga transportmetoden som användes av gruvarbetarna. Arbetarna i Llechwedd var tvungna att klättra ner för stegar för att nå skiffern. Från 1972 drogs de på vagnar genom en nybyggd 61 centimeter bred spårväg av batteridrivna elfordon.

7 Inkommande förnödenheter
Bosättningen användes av olika grupper -
Hettiter, frygier och kristna - som gömde sig från
fientliga arméer. De fyllde på med förnödenheter
under perioder av säkerhet.

Inuti Turkiets antika stad

Under 2.000 år var Derinkuyu en aktiv underjordisk stad, bebodd av 20.000 människor och byggd över 85 meter ner i jorden

4 Hålla boskap
Boskapen hölls i stall nära ytan
så att deras giftiga avfallsgaser lätt kunde
lätt kunde ta sig ut ur kamrarna.

10 Bortforsling av avfall
Allt avfall som producerades i den
den antika staden förvarades
förvarades i krukor och
bortskaffades ovanför
marken när det var möjligt.

1 Tillbedjan i jorden
Kyrkan i Derinkuyu var en av de
större kamrarna. Det långa rummet hade
förlängningar för att göra det korsformat.

3 Insamling av vatten
En underjordisk flod flödade
under Derinkuyu. Djupa
brunnar byggdes i hela staden
staden för att hämta upp färskvatten.

5 Förvaringsavdelning
Stora kammare över hela staden
innehöll stadens viktigaste varor och
material, inklusive torr mat, verktyg och maskiner
maskiner som t.ex. olivoljepressar.

Derinkuyu översätts till "djup brunn" och har fått sitt namn efter de vattenuppsamlingssystem som byggts in i staden

8 Dopbassäng
Historiker upptäckte
vad som verkade vara en
dopbassäng ansluten
till den huvudsakliga tillbedjan
kammare.

9 Skorstenar
Rök som produceras genom
matlagning eller formning av metall
metallverktyg släpptes ut från
centrala skorstenar.

11 Ventilationsschakt
Över 50 ventilationsschakt
förhindrade kvävning och användes
användes för kommunikation
mellan olika nivåer.

6 Levande områden
Kamrarna täckte
en yta på 172 kvadrat
miles, med sovrum,
kök och
badrum utgjorde
utgjorde bostadsområdena.

Stendörrar i Derinkuyu vägde 500 kilo

2 Säkerhetsstenar
1.5 meter breda runda stendörrar rullades åt sidan för att
åt sidan för att öppna dörröppningar. Dessa kunde bara öppnas
öppnas från insidan för att förhindra intrång.

världens bunkrar

1Frövalv på Svalbard, Norge
Den här domedagsbunkern ligger på en ö mellan Norge och Nordpolen. Miljontals frön från 930 000 olika grödor är säkert inlåsta i valvet. I händelse av en global katastrof säkerställer valvet växtarternas överlevnad för att återuppliva planetens livsmedelsförsörjning.
2Greenbrier-bunkern, USA
1955 beordrade USA:s 34:e president, Dwight D. Eisenhower, att en bunker skulle byggas under Greenbrier Resort i West Virginia för att hysa 535 kongressledamöter i händelse av en kärnvapenattack.
3Bunker-42, Ryssland
Detta skyddsrum för kärnvapenangrepp ritades för den sovjetiske ledaren Josef Stalin och ligger 50 meter under Moskva. Det stod färdigt 1956.
4Burlington-bunkern, England
Under marknadsstaden Corsham i Wiltshire ligger en bomb-, strålnings- och giftgassäker stad. Den byggdes för att 4.000 regeringsmedlemmar skulle kunna bo där i en nödsituation under det kalla kriget.
5Sjukhuset i berget, Ungern
Ett underjordiskt sjukhus från andra världskriget i Budapest etablerades i en naturlig grotta 1944. Det var förbundet med St Johns sjukhus genom en hemlig passage för att få tillgång till förnödenheter och var ett av de enda säkra utrymmena för röntgen eller operation under perioder av bombningar.

© Getty / Alamy / Illustration av: Adrian Mann

Spökstationer i Londons tunnelbana

Vad blev det av dessa misslyckade och övergivna plattformar?

1 Aldwych
Från 1907 till 1994 var denna station en del av Piccadilly Line, men stängdes när antalet passagerare som steg av här sjönk. Under blixtkriget gav stationen skydd åt Londonborna.

2 City Road
År 1922 stängdes City Road-stationen efter 21 års drift. En del av den värme som produceras av den underjordiska tunneln används nu i ett nytt energicenter vid stationen för att värma upp omkringliggande bostäder.

3 Nedre gatan
Stationen Down Street stängdes på 1930-talet och inrymde Winston Churchill under andra världskrigets blixtkrig. Det hemliga regeringshögkvarteret fick smeknamnet The Burrow.

4 Brompton Road
Denna station byggdes för nära andra stationer på Piccadilly Line och övergavs 1934 efter 28 års drift. Den användes senare som regeringens hemliga kommandocentral.

5 Swiss Cottage
Denna station på Metropolitan Line öppnade 1868, men bara några dagar senare inträffade en frontalkollision mellan två tåg på grund av att det bara fanns ett spår. En ny, djupare tunnel byggdes, men det slutade med att den ersatte den ursprungliga linjen.

Saltkatedralen i Zipaquirá
är en romersk-katolsk kyrka

Den omgivande temperaturen i Naours
stenbrott är 9,5 grader Celsius

Zipaquirás saltkatedral

Staden Zipaquirá i centrala Colombia är hem till en stor saltfyndighet, vilket har gjort den till en populär plats för saltbrytning sedan omkring 500-talet f.Kr. Fyndigheten bildades för 70 miljoner år sedan när ett inlandshav torkade ut och begravdes av jord- och lerlager. än idag kommer 40 procent av landets saltexport från Zipaquirá. En av de kanske mest fascinerande turistattraktionerna i området är gruvans saltkatedral, som byggdes för att gruvarbetarna skulle ha en plats för eftertanke och bön. Detta var viktigt när man ägnade sig åt ett så farligt yrke som saltbrytning. Många böneplatser har skapats under århundradenas lopp, men den nuvarande katedralen invigdes 1995. Katedralen är uthuggen ur 250.000 ton salt och ligger 190 meter under jord. Innan besökarna kommer in i katedralen passerar de 14 saltkapell.

Tillflyktsort för franskt stenbrott

Något öster om byn Naours i norra Frankrike döljer sig ett gömställe under den mjuka, skogsbeklädda kalkstensklippan. Den hemliga staden höggs först ut av romarna på 300-talet e.Kr. och slutresultatet blev en matris med 300 rum och 28 gallerier 22 meter under marken som 3.000 personer kunde kalla sitt hem. Det underjordiska utrymmet hade ursprungligen använts som stenbrott och senare som en stad med torg, bagerier och tre kapell. Under första världskriget upptäckte de allierade utrymmet och använde det som gömställe. Samma sak hände under andra världskriget när nazisterna gjorde anspråk på det. Den lömska konstruktionen av stenbrottet gjorde det till ett idealiskt gömställe: alla skorstenar leddes genom stugor och andra ovanjordiska strukturer så att dess existens inte lätt kunde upptäckas.

Saltgruvan Zipaquirá har en genomsnittstemperatur på 14 grader Celsius

Cu Chi-tunnlarna

Under Vietnamkriget grävde Viet Cong-trupper dessa tunnlar som säkra vägar under striderna

1 Försåtsmineringar
Punjibjörnfällor placerades ut i närheten av Cu Chi-tunnlarna. När de amerikanska och sydvietnamesiska styrkorna trampade på fällorna föll golvet igenom och de spetsade sina fötter på stora spikar.
2 Ventilation för rök
Ventilationsöppningar från tunnlarnas kök riktades mot långa grässtrån och trädbaser för att hålla deras läge dolt.
3 Vattenbrunnar
Vertikala hål grävdes tills man nådde vatten för att dricka. I dessa hål byggdes brunnar för att hämta vatten regelbundet och enkelt.
4 Stöldgods
Alla kläder eller vapen som amerikanska soldater lämnade kvar ovan jord togs av Viet Cong. Kläderna hindrade fiendens spårhundar från att hitta dem.
5 Bostadsområdet
Några av hängmattorna i bostadskamrarna tillverkades med hjälp av amerikanska fallskärmar.
6 Provisoriskt sjukhus
De sårade behandlades under marknivå för att förhindra att fientliga styrkor nådde de mest sårbara.
7 Mötesrum
Uppdragsplanerna utarbetades av officerare i särskilda mötesrum.
8 Ammunitionsförvaring
Ammunitionen lagrades och förvarades på en lägre nivå.
9 Tunnelråttor
Amerikanska soldater med små kroppar fick i uppgift att bryta sig in i de smala, handgrävda tunnlarna. För dessa inkräktare, som fick smeknamnet tunnelråttor, fanns försåtsmineringar utplacerade.

Elgeneratorer från cyklar användes i vissa Cu Chi-tunnlar

© Alamy / Shutterstock

Hur
uppfanns
uppfanns

radar

De vetenskapliga upptäckter och mekaniska
milstolpar som ledde fram till skapandet av en av världens
världens mest revolutionerande teknologier

Kavitetsmagnetronen är samma teknik som används i mikrovågsugnar

Hitta radiovågor

1865

I slutet av 1800-talet gjorde den tyske fysikern Heinrich Hertz en upptäckt som skulle förändra världen för alltid. Före Hertz upptäckt hade den skotske fysikern James Clerk Maxwell 1865 förutspått förekomsten av elektromagnetisk strålning i sin artikel A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field (En dynamisk teori om det elektromagnetiska fältet)där han beskrev elektriska och magnetiska fält som rörde sig i vågor med samma hastighet.
För att testa Maxwells teori gjorde Hertz ett enkelt experiment i hemmet för att producera elektromagnetiska vågor. Hertz använde en induktionsspole, en typ av elektrisk transformator, och en Leydenburk som den första kondensatorn för att skapa en elektrisk ström. Induktionsspolen och Leydenburken anslöts sedan till ett par koppartrådar som var fästa vid två metallplattor. Längs varje tråd och mellan metallplattorna satt två metallsfärer. Mellan de två sfärerna fanns ett kort luftgap, ett så kallat gnistgap.
När en ström passerade genom koppartråden joniserades luften i gnistgapet och genererade en elektrisk gnista som hoppade mellan de två sfärerna. Tillsammans med gnistan upptäckte Hertz att de förutspådda elektromagnetiska vågorna också hade frigjorts genom att använda en mottagare tillverkad av en metallslinga med ett liknande gnistgap. När vågorna nådde slingan uppstod en ny gnista i mottagarens gnistgap. Detta visade att det fanns elektromagnetiska vågor, som på den tiden kallades Hertzianska vågor och som senare döptes om till radiovågor.

"Hertz upptäckte att
elektromagnetiska vågor
också hade frigjorts"

Det finns en månkrater uppkallad efter Hertz

Efter sin upptäckt fortsatte Hertz att
undervisa som professor i fysik vid
universitetet i Bonn, Tyskland

En illustration av Hertz radiosändarexperiment

Det första "telemobiloskopet

1903

Med kunskap om radiovågor och hur man hittar dem skapade den tyske uppfinnaren Christian Hülsmeyer den första apparaten som använde radiovågor för att upptäcka ett föremåls avstånd och position.
År 1903 tog Hülsmeyer patent på "telemobiloskopet", ett sändar- och mottagarsystem som kunde upptäcka närvaron av stora metallföremål som t.ex. fartyg. Telemobiloskopet använde två gnistgap och en induktionsspole för att sända ut en radiofrekvens. Radiovågorna riktades med hjälp av en antenn som kunde flyttas 360 grader. De återkommande radiovågorna togs emot av en rund antenn som var ansluten till en apparat som kallades "coherer". Detta var ett glasrör fyllt med metallspån. När en ström passerade genom röret klumpade metallspånen ihop sig och bildade en elektrisk krets som fick en klocka att ringa.
Hülsmeyer hade tänkt sig att apparaten skulle användas som ett sätt att förhindra att fartyg kolliderade med varandra. När telemobiloskopet var riktat mot en flod skulle de utsända radiovågorna studsa mot metallskroven på passerande fartyg och återvända till antennen, vilket fick klockan att ringa. Men även om Hülsmeyers uppfinning kunde upptäcka närvaron av ett fartyg kunde den inte användas för att mäta dess avstånd från sändaren.

Ett par akustiska
speglar i Kent, Storbritannien

Akustiska speglar

1916

Medan den tidiga radartekniken fortfarande var i sin linda hade stora delar av Europa katapulterats in i första världskriget. Behovet av en teknik som kunde upptäcka framryckande fiendeflygplan hade aldrig varit så avgörande. Som föregångare till radarn investerade den brittiska försvarsmakten i "lyssnande öron", så kallade akustiska speglar.
De akustiska speglarna uppfanns av major William Sandome Tucker, chef för flygvapnets akustiska forskning, och var gigantiska betonghalvsfärer som användes för att fånga upp ljudvågorna från flygmotorer, förstärka dem och studsa dem till en mikrofon. Precis som elektromagnetiska vågor kan ljudvågor reflekteras och fokuseras till en viss punkt. Speglarnas form gjorde att ljudvågorna reflekterades från halvklotets baksida och träffade mikrofonen i mitten. En vaksam soldat skulle sedan slå larm när speglarna stämde in på ljudet av fientliga hot i skyn.
Akustiska speglar skulle kunna ge militären 15 minuters försprång för att förbereda sig inför en kommande attack. Men på randen till andra världskriget övergavs de akustiska speglarna som kantade en del av Englands sydkust för att ge plats åt de allra första militära radarstationerna.

Stora öron

Hur akustiska speglar upptäckte fiendeinvasioner med hjälp av ljudvågor

Experimentet i Daventry

1935

Hülsmeyer hade redan visat att radiovågor kunde användas för att upptäcka fartyg, men att de kunde användas för att upptäcka flygande föremål återstod att se - tills de brittiska uppfinnarna Robert Watson-Watt och Arnold Wilkins genomförde ett banbrytande experiment i Daventry i Storbritannien. Watson-Watt var chef för Radio Research Station i Slough. Under sin tid på stationen visade han och Wilkins hur radiovågor kunde användas för att upptäcka flygplan. I ett fältexperiment byggde paret flera stolpar som hängde upp ledningar som var anslutna till en mottagare i baksätet på en skåpbil. Radiovågorna kom från BBC:s sändare i närheten av Daventry. När ett Handley Page Heyford-bombplan flög förbi registrerade mottagaren på fältet inte bara flygningen, utan även avståndet på åtta mil. Watson-Watt och Wilkins bedrift satte fart på radarforskningen i Storbritannien och regeringen godkände byggandet av nya radarstationer vid kusten för att upptäcka invaderande flygplan.

Watson-Watt experimenterar
med en drake och en trådlös
radiosändare

1 Spegel i betong
Konkava skålar av betong
bildar formen av en
akustisk spegel, upp till
upp till cirka fyra meter
i diameter.
2 Inkommande ljud
Ljudet från stridsflygplanens
motorer upp till 25 mil
bort kunde fångas upp av
av akustiska speglar.
3 Reflektion
Den konkava formen på
dessa speglar orsakade
inkommande ljudvågor att
efterklang och träffar en
mikrofon i mitten.
4 Mikrofonen
Ljud som registreras i spegeln
spegeln fångades upp av
känsliga mikrofoner
och överfördes till
hörlurarna hos
deras operatörer.

1940 myntade USA:s flotta begreppet radio detection and ranging, förkortat radar

Codename Chain Home

1935 till 1941

Radio blippar

Hur radarsystemet Chain Home upptäckte fientliga flygplan

När det började ryktas om att den tyska militären kanske skulle ta med sig "dödsstråle"-radioteknik ombord på sina stridsflygplan i ett andra världskrig byggde Storbritannien snabbt kustradarstationer för att upptäcka flygplan innan de korsade landets kuster. Stationerna, som gick under kodnamnet "Chain Home", var ett nätverk av sändarantenner och mottagarstationer för ett gigantiskt radarsystem som kunde upptäcka inkommande flygplan på cirka 100 mils avstånd. Sändarantennerna skickade långa pulser ut i Engelska kanalen för att studsa mot inkommande fiendeflygplan och återvända till mottagarstationen. Mötet skulle sedan visas på en radardisplay och varna operatören för flygplanets närvaro. Detta bidrog till att ge Royal Air Force tillräckligt med tid - cirka 20 minuter - för att hoppa in i stridsflygplan och möta fienden innan de hade möjlighet att nå land. År 1939 fanns det 18 radarstationer i Storbritannien och vid andra världskrigets slut hade 53 sådana byggts.

1 Sändning
Pulser som sändes ut från 110 meter
sändartorn översvämmade
stora delar av Englands kust mot
Englands kust mot kontinentala
Europa med radiovågor.
2 Studsande vågor
När radiovågorna
träffade fientliga flygplan reflekterades
reflekterades och studsade tillbaka
mot stationen.
3 Mottagare
Radiovågorna fångades upp av
av mottagningsantenner på Chain Home
Chain Home-stationerna.
4 Blip
När ett flygplan upptäcktes
av radiovågor syntes det på en
skärm som en spik på en horisontell
horisontell linje, en så kallad "blip".
5 Position
Operatörerna använde blippens position
av blippen på linjen, tillsammans
tillsammans med dess storlek, för att bestämma
dess avstånd och placering
på himlen.

År 1938 var Chain Home-stationerna i drift 24 timmar om dygnet

En av de första
Kedjan Hem
radartorn som
installeras

Ett exempel på en
kavitetsmagnetron på National Electronics
Museum i Maryland

Flytta åt sidan för magnetronen

1940

Även om Chain Home var revolutionerande hade den sina begränsningar, särskilt när det gällde räckvidden. De brittiska fysikerna John Randall och Henry Boot vid University of Birmingham letade efter ett sätt att utöka radarns räckvidd och uppfann en ny typ av radar som kallades kavitetsmagnetron.
Apparaten var tillverkad av en cylindrisk metallbit med en negativt laddad elektrod, eller katod, som löpte genom ett centralt hål. Katoden omges av en anod - positivt laddade elektroder i en serie hål, eller "kaviteter". När ström passerade genom katoden uppstod ett magnetfält runt enheten och elektromagnetiska vågor strålade ut från anoderna. Det rörde sig om mikrovågor, som är mycket kortare än radiovågor - bara tio centimeter jämfört med radiovågsradar som har en våglängd på upp till 13 meter. För radar är sändare som använder kortare våglängder känsliga för att upptäcka mål på längre avstånd, och de kan tillverkas i mindre och billigare enheter.
Kavitetsmagnetronen var liten och mäktig. Men Storbritanniens tillverkningsindustri kunde inte klara av att massproducera enheten. Storbritannien vände sig till Amerika, som ännu inte hade gått med i kriget, för att få hjälp. Efter att ha gjort resan på ett fartyg säkert över Atlanten avslöjade en walesisk fysiker vid namn Edward Bowen magnetrontekniken för amerikanerna. President Franklin D. Roosevelt såg potentialen i tekniken och dess betydelse för militära framgångar och beviljade medel för att inrätta Radiation Laboratory vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) för att kopiera den nya mikrovågsradarn. Dessa nya radarer anpassades för kompakta enheter som installerades på flygplan eller stora lastbilsmonterade enheter för långdistansdetektering.

teknik

framtid

DRONES

Det första amerikanska drönartillståndet utfärdades av Federal Aviation Administration 2006

Upptäck de flygande
maskiner som kan leverera
leverera varor,
evakuera skadade
soldater från slagfältet
slagfältet, hjälpa
jordbrukare att odla
grödor och mycket mer

De Havilland DH82B Queen Bee
kunde flygas med eller utan besättning

roner är obemannade flygfarkoster (UAV) som kan vara antingen autonoma eller fjärrstyrda. Även om många av deras moderna tillämpningar kan misstas för att vara nya uppfinningar har drönare funnits i många decennier. År 1935, mellan första och andra världskriget, uppfann den brittiska armén ett radiostyrt flygplan som skulle användas för militära målövningar. Flygplanet kallades de Havilland DH82B Queen Bee, men fick smeknamnet "drönare" och anses vara den första moderna drönaren. I dag äger arméerna tiotusentals drönare, och de har blivit alltmer populära även för privat bruk.
Det var inte förrän på 2000-talet som drönare började användas av civila för fritidsändamål, men idag finns det mer än 885.000 drönare registrerade bara i USA. Mindre drönare med högkvalitativa kameror började användas i filmskapande, och den första drönarscenen i en stor Hollywoodfilm spelades in 2006 för Miami Vice. Sedan dess har flygbilder blivit vanliga för att skapa filmscener och ge nya och konstnärliga perspektiv.
Samma estetiska bilder kan tas av drönare som används på fritiden tack vare uppfinningen av smarttelefonen. När smartphones blev massproducerade minskade priserna på accelerometrar, mikrokontroller och kamerateknik, vilket gjorde drönare mer överkomliga med tiden. En ökning av antalet drönare medför ökad övervakning, men det finns många lagar som reglerar den privata användningen av drönare. Varje drönarägare måste registrera sin enhet och visa sitt unika drönarnummer på flygplanet hela tiden. Det finns också lagar och avståndsbegränsningar som förhindrar flygning över privat och bostadsmark för att upprätthålla integriteten.

I Europa måste användare av drönare vara 16 år gamla

Världsförare

Drönarflygning har blivit en professionell sport i en turnering som kallas Drone Racing League (DRL). Miljontals DRL-fans kan se livebilder direkt från drönarna hos världens bästa drönarpiloter via streamingplattformar som YouTube och TikTok. De flygs i över 80 miles per timme och tävlingar äger rum på arenor runt om i världen eller som virtuella lopp i simulatorer. I verkliga tävlingar måste de styras i första person - som om piloten satt i en cockpit. Drönarna har en kamera som piloten kan koppla upp sig mot för att se livebilder och styra. Vanligtvis visas detta genom ett headset, som i ett virtual reality-spel.
Den första amatörracingen med drönare började i Nya Zeeland och Australien, men när den växte i popularitet grundades DRL 2015. Denna sport kommer återigen att delta i World Games 2025 i Chengdu, Kina - ett evenemang som den har deltagit i sedan 2022.

DRL-piloter
bygger vanligtvis
sina egna
drönare
för tävlingar

© Flyability / ESA / BAE Systems / Getty / Alamy

2 Vertikal klättring
Från Amazons avfyrningsramp
centrum klättrar drönaren
drönare upp till 40 till 120
meter med en maximal
hastighet på 65 miles per timme.

3 Autonom flygning
Drönarens dator styr färden till
resan till mottagaren på
en timme eller mindre.

Snabbt flygande kurirer

Amazon hoppas kunna snabba upp sina leveranstider med sin senaste Prime Air MK30-drönare

4 Undvikande av hinder
Inbyggda kameror och sensorer
hjälper drönarna att upptäcka
hinder och ändra sin höjd
höjd för att undvika kollisioner.

5 Sök efter markör
Kunden måste
placera en Amazon-landningsplats
landningsplatta på marken nära
deras egendom före
drönarens ankomst.

1 Upphämtning av paket
MK30 kan
bära paket upp till
upp till 2,2 kg.

Amazons leveransdrönare är tystare än trafiken

6 Leverans till kund
När drönaren ser landningsplatsen
landningsplattan kommer den
den ner från strax
över den, öppnar sina dörrar
dörrar och släpper ner
paketet på plattan.

Bästdukanköpa

Mest kompakt
Med en vikt på 249 gram är DJI Mini 4 Pro en kompakt drönare som kan upprätthålla högkvalitativa bilder under flygning. Dess ram kan vikas inåt så att den får plats i handflatan när den inte används.

Bästa kamerakvalitet
DJI Mavic 3 Pro är den första konsumentdrönaren med tre kameror. Drönaren kan fånga 5,1K-pixelupplösning med 50 bilder per sekund, eller 4K med 120 bilder per sekund.

Mest akrobatiska
En FPV-drönare (First Person View) vidarebefordrar bilder av vad drönaren "ser" i realtid. DJI Avata 2 är en av de bästa FPV-drönarna för konsumenter med ett enkelt akrobatiskt läge för manövrer.

Fantastisk automatisering
Skydio 2+ har sex 4K 200-graders kameror som hjälper den att upptäcka hinder runt omkring den, vilket möjliggör säker autonom flygning. Dess AI-drivna dator kan bearbeta 1,3 biljoner operationer per sekund.

Hög uthållighet
Batteriet i drönaren Autel Evo Lite+ klarar 40 minuters flygtid. De flesta kommersiella drönare klarar bara upp till 20 eller 30 minuter innan de behöver laddas.

Leveransdrönare har testats i Storbritannien, på det europeiska fastlandet och i Australien

"Det finns mer än
än 885.000 drönare
registrerade i USA"

Amazons MK30 Prime Air-drönare visas upp
visas upp vid ett av företagets leveranscenter
i Washington, USA

Uppfångare av drönare

Hur nätskjutande vapen samlar in rymdskrot och olagliga drönare

1 Kanon för nätavfyrning
Dessa kanoner kan placeras ut på satelliter i rymden eller på fasta strukturer och drönare på jorden.

2 Målet
Oavsett om målet är en skurkaktig drönare eller rymdskrot i omloppsbana följer pistolens kamera målet för att hålla nätet i linje.

3 Fånga
När drönaren kommer inom räckhåll utlöser pistolen nätet. Fyra vikter lindas runt drönaren och fångar den i nätet.

4 Återvinning
En motor drar tillbaka nätet. För drönare som hämtar andra drönare nära jorden förhindrar detta att drönaren slår i marken.

5 Förebyggande av skador
Satelliter kan hämtas upp och illegala drönare kan undersökas eftersom nätet fångar upp enheter utan att skada dem.

Team som presterar väl

Drönare kan användas för underhållning såväl som för högprioriterade jobb. För att välkomna 2024 lanserade till exempel staden Ras Al-Khaimah i Förenade Arabemiraten en spektakulär ljusshow med hjälp av 1 050 drönare. Den åtta minuter långa showen slog världsrekord i drifttid och sträckte sig 1,2 mil över himlen. De LED-belysta drönarna rörde sig synkront för att bilda former, ord och mönster. Drönare som arbetar tillsammans på det här sättet kallas svärmar. I drönaruppvisningar programmeras varje drönare av en dator att följa sin egen flygbana och noggrant undvika de omgivande drönarna. De kommunicerar med närliggande drönare och använder närhetssensorer för att hålla ett visst avstånd från varandra. Positionen och LED-färgerna ändras under föreställningen för att avbilda olika objekt på natthimlen.

Små, ljusstarka drönare som t.ex
Firefly Gen2 används för ljusshower

© Illustration av Adrian Mann / Alamy / ESA / Shutterstock

Militär

3 Militära förnödenheter
Med en maximal nyttolast
på 300 kilo kan den leverera
leverera ytterligare militära
förnödenheter till trupperna under
långa uppdrag.

drönare

6 Flygdatorn
Datorn bearbetar
flygdata i realtid, t.ex
höjd och hastighet, samt
samt tar emot hinder- och
hinderdetekteringsdata från sensorer
så att den autonomt kan
autonomt styra drönaren.

Battlefield last

Den elektriska drönaren T-650 kan lyfta skadade soldater och leverera viktiga förnödenheter

5 Kraftfulla batterier
Litium-polymerbatterier har
högsta effekt-till-vikt-förhållandet
viktförhållande. De kan enkelt och snabbt
snabbt ersättas med laddade
mellan flygningarna.

8 Propeller
Det finns fyra uppsättningar av staplade propellrar
så att om en av dem går sönder eller skadas kan
drönare fortfarande kan landa säkert.

1 CASEVAC
För lufttransporter med kort räckvidd,
en evakuering av skadade
nyttolast kan fästas
fästas på drönaren.

7 Drivlinan
När propellrarna roterar
roterar, drivs drönaren
drivs till en
maximal hastighet på
87 miles per timme.

Ingenjören och helikopterpiloten Chris
Malloy grundade företaget bakom
t-650, Malloy Aeronautics, och

Ett litium-polymerbatteri för en
kommersiell drönare. T-650 är
drivs av samma teknik som

Google lanserade en drönartjänst för matleveranser i Australien 2019

2 Torped
En lätt torped för ubåtsjakt
lättviktstorped kallad
Sting Ray har testats med
med drönaren som ett
nyttolastalternativ.

Racingdrönare kan gå från 0 till 90 miles per timme på en sekund

4 Chassi i kolfiber
Drönaren har ett kolfiberskikt
fiberskikt, vilket gör den
lätt och långlivad, även
även mot frätande kemiska
kemiska vapen.

Även T-650:s lillebror, T-400
T-400, klarar av att lyfta tunga laster

Neil Appleton

BAE Systems Malloy Aeronautics har utvecklat en serie
av drönare för tunga lyft, inklusive T-650. Företagets
VD förklarar värdet av dessa drönare i det militära

Vad är det som gör drönare bra för försörjningsuppdrag?
När det gäller leveranser från fartyg till fartyg är det vanligt att man börjar med att flytta saker från ett fartyg till ett annat med en dyr helikopter. Det är ungefär som att använda en slägga för att knäcka en nöt. Om man föreställer sig en helikopters kapacitet, den kan flyga i timmar, den kan bära tonnage, den kan utföra alla typer av komplex elektronisk krigföring eller ubåtsjakt, och i stället använder man den för att flytta väskor från ett fartyg till ett annat. Det är inte ett bra sätt att använda den plattformen, och det är den enda lösning som kunderna har i dag. Våra drönare gör att de kan använda en enklare och billigare plattform - från 20 000 pund [25 181,95 dollar] till cirka 100 pund [125,90 dollar] per timme.
Hur är T-650 utformad för att fungera i alla väder?
Drönaren har ett fordonshanteringssystem som anpassar plattformen till starka vindar och vindbyar för att stabilisera sig. Utöver det har vi tagit plattformen till öknen och Arktis, i temperaturer på -20 och 40 grader Celsius. De gillar inte kyla. Men det betyder inte att man behöver ett komplicerat system för att hålla dem varma före utplaceringen. När våra plattformar placerades ut i Arktis hölls batterierna varma i ett fordon och installerades sedan i flygplanet strax före flygningen utan att prestandan försämrades. Under flygningen, när batterierna genererar värme eftersom de används, hjälper det till att kompensera för det faktum att det är -20.
Är det säkert att transportera skadade soldater med drönare?
Evakuering av skadade är utformad kring möjligheternas fordon, vilket innebär att om du har en skadad soldat på ett slagfält vill du inte nödvändigtvis vänta på en ambulans. Man använder det fordon man har i området för att få ut dem under den gyllene timmen - den första timmen för en skadad soldat är avgörande för överlevnaden. Om du är en skadad soldat, skulle du vilja klättra under en drönare? Vi har haft några soldater som sagt: "Absolut. Jag är skadad, få ut mig därifrån", medan andra soldater säger nej. Det finns väldigt många olika uppfattningar om detta bland militärer, och det vi försöker göra är att stimulera den konversationen.
Hur ser du att drönartekniken utan besättning kommer att forma framtiden?
I takt med att tekniken utvecklas blir autonomin bättre. I framtiden kan en person flyga tio drönare nästan som en flygledare, snarare än på en-till-en-basis. Och allt de gör är att övervaka att uppdragen genomförs enligt planerna. Det är en annan typ av kompetens som kommer att minska bördan för människor i frontlinjen.

"Teknik
utvecklas och
självständighet
blir bättre"

© Illustration av Nicholas Forder / BAE Systems / Malloy Aeronautics

Militära drönare

En XAG P100 utställd på DroneX-mässan
DroneX-utställningen 2023

Koncept 2 beskrivs som
som ett medelstort UAS

fem roller på gården

Det finns flera sätt på vilka drönaren
XAG P100-drönare kan hjälpa jordbrukare

Oskruvad angripare

1Räkning av boskap
Högupplösta kameror kan fånga detaljerad fältövervakning. Med maskininlärning kan kamerorna upptäcka specifika djur.

BAE Systems drönare Uncrewed Air System (UAS) Concept 2 har utformats för att demonstrera hur autonom teknik kan användas på slagfältet för effektivitet och säkerhet. Den kan flyga på höjder över 12.000 meter i upp till fem timmar i sträck för att kunna bekämpa stridsflygplan på denna höga höjd. Med en maximal startvikt på 3.500 kg och en intern nyttolast på 500 kg kan drönaren avfyra luft-till-luft- och luft-till-mark-missiler. Den möjliggör också elektroniska attacker genom att bära nyttolaster som blockerar radiosignaler. UAS Concept 2 har en design med fasta vingar och en V-formad stjärt, vilket kräver en landningsbana för traditionell start och landning och drivs av en jetmotor som kan nå hastigheter på 575 miles per timme.

2Precisionssprutning
XAG P100 kan precisionsbespruta grödor med bekämpningsmedel från en flygande position. Droppstorleken är 60 till 400 mikrometer.

PHASA står för Persistent
Solcellsflygplan på hög höjd

3Kartläggning av fält
Exakta flygkartor över fält kan skapas med hjälp av drönarbilder. Dessa analyseras för att upptäcka ogräs och spåra grödans avkastning och placering.

4Autonom programmering
Baserat på fältkartan programmeras drönaren att följa specifika rutter runt gården för att ta hand om grödorna.

Högt flygande

I juni 2023 uppnådde BAE Systems drönare PHASA-35 stratosfärisk flygning genom att färdas på en höjd av över 20.000 meter. Höghöjdsflygplanet kan användas för långsiktig övervakning eftersom det inte förlitar sig på jetbränsle. Istället drivs den av solen. PHASA-35:s solcellspaneler ger ström under hela dagen och lagrar dessutom överskottsenergi i de uppladdningsbara batterierna som kan användas under mörka timmar. Kommersiella flygplan flyger i troposfären, det lägsta lagret av jordens atmosfär, på en höjd av cirka 6,2 till 8,0 mil. Stratosfären börjar på cirka 12,4 mils höjd, vilket gör PHASA-35:s höjd till ett säkrare utrymme för militär övervakning.

5Upptäckt av sjukdomar
Drönaren flaggar för alla synliga tecken på sjukdom, vilket gör det möjligt för jordbrukarna att lokalisera den exakta platsen för de drabbade grödorna innan sjukdomen sprids.

Livräddare i Australien började använda drönare för att upptäcka hajar 2020

Grottor kan vara farliga
att utforska för människor

Inomhusmätare

Elios 3 utför säkrare inspektioner av slutna utrymmen, från grottutforskning till kartläggning av industriområden

Elios 3 kan producera en centimeternoggrann karta

Buren förhindrar kollisioner

1 LiDAR
Elios 3 använder en pulsad laser för att kartlägga omkretsen av slutna utrymmen. Detta sparas som en digital 3D-fil.
2 motståndskraftig bur
Drönaren är omgiven av en kolfiberbur som är hård men ändå elastisk för att motstå kollisioner.
3 Värmekamera
Värmeavvikelser i industriområden kan upptäckas med hjälp av data från värmekameran.
4 4K-bild
Den främre kameran förmedlar livebilder till arbetarna och täcker ett 180-graders synfält.
5 Avståndssensorer
En avståndssensor med flygtid mäter hur nära omgivande hinder är så att föraren kan ändra riktning och undvika kollisioner.
6 Smart belysning
Dessa LED-paneler kan styras oberoende av varandra för att skapa optimal belysning för analys av olika miljöer och detaljer i varierande dammnivåer.
7 Propeller
De fyra propellrarna byts ut var tionde flygtimme.
8 Navigationsljus
Färgad LED-belysning används på baksidan av drönaren för att visa drönarens orientering och visa varningar som t.ex. låg batteristatus.
9 Motor
När drönaren når en vägg använder den sina reversibla motorer för att backa upp sig själv.

"En avståndssensor mäter hur nära
nära omgivande hinder är"

© BAE Systems / Shutterstock / Alamy / Flyability

6G

Snabbare, smartare, bättre

ord Mark Smith

Experter lägger redan grunden för
grunden för 6G, men vad är
är denna nya typ av nätverk?

Smartphones kommer att förbli en viktig enhet, men nya gränssnitt mellan människa och maskin kommer att göra dem mer praktiska att använda

iför dig en värld där du styr maskiner med ditt sinne, där förarlösa bilar kör genom rusningstrafik utan risk för att krocka eller där internet är tusen gånger snabbare än idag. Det är detta som är löftet med 6G. Vi har alla hört talas om 5G, och de flesta av oss har förmodligen redan använt denna trådlösa teknik för att titta på film och spela spel, söka på nätet och göra en mängd andra saker i hastigheter som helt enkelt inte skulle ha varit möjliga för bara några år sedan. Men utvecklingen stannar aldrig av, och nu går vi in i en ny era: 6G. Men under det ganska förutsägbara namnet döljer sig en teknik som kan förändra världen. Så vad är 6G?
Världen omkring oss är fylld av ett osynligt nät där data från våra smartphones, tv-apparater, sensorer, dörrklockor och i stort sett alla andra typer av smart teknik kommunicerar. Problemet är att tidigare iterationer av denna osynliga väv - trådlösa nätverk som 4G - inte hade bandbredden för att skicka komplexa data som du skulle ha i, till exempel, industriella enheter. Men det håller på att förändras. 6G-generationen kommer att använda teknik som gör det möjligt att skicka data med ultrahöga frekvenser. Medan 5G kan stödja frekvenser på upp till 100 gigahertz (GHz), är målet för 6G att överföra data över vågor på hundratals gigahertz, eller terahertz (THz), med hjälp av teknik som edge computing, artificiell intelligens och terahertzvågor.
Ett av målen med 6G är att stödja något som kallas "en mikrosekunds latens". Latency är fördröjningen i information som kommer från en plats till en annan - tänk på den irriterande buffringen när du tittar på en film på en surfplatta. 6G skulle fungera med en latens på en mikrosekund, vilket motsvarar en miljondels

Terahertz-signaler kan passera genom keramik, plast och papper

Besökare på Mobile World Congress upplever den
Human Augmentation Platform, som gör det möjligt för människor
kommunicera haptiska förnimmelser genom att vara
anslutna till ett 6G-nätverk

En 6G-modell av en smart stad i
ericssons monter på Mobile
Mobile World Congress

sekund - praktiskt taget ögonblickligen. Möjligheten att skicka och ta emot data i sådana volymer öppnar upp för en helt ny era av möjligheter. De senaste åren har det gjorts stora framsteg inom områden som artificiell intelligens, smarta sensorer och virtuell verklighet, men de existerar fortfarande till stor del isolerade från varandra. Slutmålet är att koppla ihop dem virtuellt, och det är vad 6G skulle kunna göra. Det skulle ha bandbredden och den låga latensen för att bilda ett nytt osynligt nätverk. Men istället för bara spel och TV-apparater skulle det vara robotar, bilar och till och med chips som en dag kan kopplas direkt till våra hjärnor för att göra det möjligt för oss att interagera med enheter.
En annan relativt ny teknik som 6G kommer att bidra till att underbygga är edge. Fram till nu har den mesta smarta tekniken varit ansluten till en central processor som arbetar i det virtuella molnet. Sensorer på vägar, till exempel, måste skicka sina trafik- eller väderdata trådlöst till molnet för att ett system ska kunna räkna ut siffrorna. Men med Edge kan dessa sensorer bli verkligt "smarta", med alla hjärnor de behöver för att dechiffrera data vid källan i stället för att skicka dem trådlöst till ett centralt molnnätverk. Detta gör saker och ting snabbare och minskar risken för att signalerna avbryts, vilket är avgörande för något som att styra en förarlös bil i trafiken. Användningen av 6G kan också för första gången ligga till grund för en verkligt virtuell värld, där ditt fysiska jag kan verka virtuellt - kanske arbeta på ett virtuellt kontor med virtuella representationer av dina verkliga kollegor eller studera på ett avlägset college eller skola. 6G skulle göra det möjligt för dig att interagera virtuellt med föremål eftersom det skulle kunna överföra de enorma mängder data som behövs för att representera saker som beröring och känsla på en försvinnande kort tid. Mobiljätten Ericsson är ett av de företag som arbetar med detta och har kallat det för "cyber-physical continuum".
Samma företag vill också skapa något som kallas "internet of sensors", där saker som fysisk beröring eller verkligt omslutande upplevelser genom nästa generations glasögon med förstärkt verklighet kan väckas till liv i levande detalj. Digitala tvillingmodeller kommer också att möjliggöras av 6G. De gör det möjligt för experter att analysera vad som händer i den fysiska världen och simulera möjliga resultat, förutse behov och sedan vidta åtgärder tillbaka i den verkliga världen.
Allt detta låter väldigt spännande, men vi är inte riktigt där med tekniken än. Det finns fortfarande få detaljer om hur 6G faktiskt skulle kunna se ut i praktiken. International Telecommunication Union (ITU) standardiserar trådlösa generationer varje decennium, och det återstår fortfarande att se hur 6G kommer att fungera. De flesta experter förutspår ett lanseringsdatum runt 2030 och att 6G kommer att vara fullt kommersiellt utbyggt 2032, och företag som Huawei och Ericsson har redan lagt grunden för detta.

6G:s högsta datahastigheter kan vara upp till 50 gånger snabbare än 5G

Framtidens smarta städer kommer att vara uppkopplade
av ett osynligt nätverk av 6G-signaler

Kapplöpningen till 6G

Med framtidens kommunikation inom räckhåll tävlar både företag och nationalstater om att bli först med att göra 6G till verklighet. Bland de viktigaste aktörerna finns de största leverantörerna av nätverk och trådlösa enheter, som Huawei, Samsung, Ericsson, Intel och Qualcomm. De kinesiska och sydkoreanska regeringarna har också investerat i att ta tekniken till nästa nivå. Samsung undersöker för närvarande möjligheten att använda terahertzfrekvenser för att bygga ett nätverk med ultrasnabb dataöverföringshastighet. Nokia och Ericsson utvecklar också nätverk som kan arbeta i frekvensområdet 100-300 GHz.

Kina gör för närvarande stora framsteg inom forskning om 6G-teknik

Skrivande på pekskärm kommer gradvis att ersättas av gest- och röststyrning

Utveckling av nätverk

6G-nätet är bara det senaste i en rad nätverksframsteg

1G

Den hade mycket grundläggande
funktioner för röstsamtal,
lanserades av Nippon
Telegraph and Telephone
1979 och var till en början
endast tillgängligt i Tokyo.

2G

År 1991 introducerades det globala systemet
för mobil kommunikation
i Finland och ett år senare i
år senare i USA. Det
kryptering och en nedladdningshastighet
nedladdningshastighet på 0,2
megabyte per sekund.

3G

Lanserades i Japan 2001,
hade den datahastigheter på
två megabyte per
sekund, vilket möjliggjorde saker
som videochatt och snabbare
webbsurfning.

4G

Införd i slutet av 2009,
var detta en stor förbättring jämfört med 3G,
med en nedladdningshastighet på 12,5
megabyte per sekund. Men det
krävdes en ny generation av
mobiltelefoner för att få det att fungera.

5G

Den version som de flesta av oss är
känner till idag, Sydkorea
introducerade den 2019 och den kan vara
vara mellan 20 och 200 gånger
snabbare än 4G. Det öppnade upp för en
ny era av maskinuppkoppling,
som fortfarande håller på att utforskas till fullo.

Den senaste tekniken
kan ligga till grund för saker
som fjärrstyrd kirurgi,
uppslukande verklighet och
kommunikation i realtid
mellan maskiner och
den mänskliga hjärnan.

Utmaningar framöver

Som med alla andra stora tekniska framsteg kommer inte allt att vara okomplicerat, och det råder fortfarande stor osäkerhet kring tidsplanen för 6G, med några potentiella vägspärrar som måste undanröjas först. Ett problem är bristen på tillgängligt spektrum. Med spektrum menas i huvudsak det utbud av radiofrekvenser som tilldelats mobilindustrin och andra sektorer för kommunikation via luftvågorna. Problemet är att det inte finns hur mycket spektrum som helst innan allt blir en enda stor röra där ingenting är meningsfullt, och 6G behöver mycket mer av detta spektrum än 5G. Ett annat problem är de stora kostnaderna för att skapa 6G-nätverk. De måste designas och byggas från grunden och täcka land, luft och rymd. Företagen överväger fortfarande om de kommer att kunna tjäna tillräckligt med pengar på 6G för att få tillbaka sina kostnader och göra en anständig vinst.

En 6G-styrd robot med låg latens som efterliknar sensorernas rörelser

5G-torn är nu en vanlig
en vanlig syn, men
6G kommer att kräva sin
egen infrastruktur

Hur 6G kommer att fungera

Det nya nätverket kommer att bestå av en rad olika tekniker som samverkar

Kina sköt upp världens första experimentella 6G-satellit 2020

rymdnätverk

22.236 mil

konstellation av småsatelliter

1.242 mil

186 mil

100 mil

luftburet nätverk

31 mil

luftskeppsbildning

6.2 mil

drönarformation

kontrollänk

användare
länk

matarlänk

100 meter

markbundet nätverk

3 Mobil kant
Den mobila kanten
teknik kommer att
gör att 6G-signaler kan
bearbetas snabbare
vid källan.

telemetri-, spårnings- och kontrollstationer

gateway

En annan fördel med terahertzfrekvenssignaler är relaterad till säkerhet och bildbehandling

stora
satelliter

2 Integrerad
flyg
Behoven av
6G kommer att kräva
farkoster på olika
höjder,
inklusive
drönare och
luftskepp för att
vidarebefordra signaler.

bearbetning ombord

1 Ögon i skyn
Satelliter i olika omloppsbanor
omloppsbanor kommer att ge
anslutningar i svåråtkomliga
svårtillgängliga delar av världen.

Hög jord
omloppsbana

kubesats

Låg jord
omloppsbana

hög
höjd över havet

4 Mark
nätverket
Ett nätverk av 6G
torn eller annan
teknik kommer
byggas upp
på marken.

mobil edge computing

8 g kärna

6 Datakrunchning
Sofistikerade datacenter kommer att kunna
utföra komplexa beräkningar och skicka
skicka dem över nätverket nästan omedelbart.

låg
höjd

5 Smart teknik
Saker som förarlösa
fordon kommer att kunna
skicka och ta emot signaler
till nätverket via
6G-infrastrukturen.

terrestriskt hetnet

Hur virtuella
och förstärkt
verklighetsteknologier
används på ett
ett sofistikerat
militärt träningsverktyg

Krig

Spel

Projekt OdySSEy utvecklades också av företaget Hadean Supercomputing

Projektet OdySSEy lanserades i juni 2022

kan man förbereda sig för krig på något sätt? I de väpnade styrkorna tränas militär personal i att använda vapen, utbildas i effekterna av avgörande beslutsfattande och lär sig hur man leder stora utspridda grupper på marken. Vanligtvis lär man sig alla dessa tekniker under strängt kontrollerade förhållanden på säkra militärbaser tills färdigheterna används i scenarier där det gäller liv eller död. Men logistiskt sett är storskaliga träningssessioner i den verkliga världen mycket begränsade jämfört med omfattningen av ett verkligt slagfält. Det är här som virtuell verklighet kan vara till hjälp. Project OdySSEy är en virtuell militär träningsplattform som utvecklats av flyg- och rymdföretaget BAE Systems, som kombinerar expertis inom dataanalys, virtuell verklighet (VR), förstärkt verklighet (AR) och superdatorer. Samarbetsprojektet innebär att militär träning kan ske på distans från var som helst i världen.
Eleverna kan ansluta till VR-mjukvaran från olika militärbaser och kan arbeta och kommunicera med sina allierade för att genomföra realistiska uppdrag i virtuella världar. Detta innebär att den som utbildas bär och hanterar en mängd olika apparater beroende på vilken nivå av fysisk aktivitet som krävs i varje persons roll, allt från fordonssimulerande maskiner för soldater på slagfältet till headset med blandad verklighet för befälhavare på slagfältet och en enkel bärbar dator för dem som arbetar med underrättelseverksamhet och cybersäkerhet. Styrkor som arbetar med uppdrag på land, till sjöss och i luften tränar tillsammans och är anslutna till en enda syntetisk miljö som de kan koppla upp sig mot när som helst och var som helst.
Arbetet inom de väpnade styrkorna kan vara mycket riskfyllt, så det är viktigt att alla medlemmar är välutbildade och vet hur de ska agera i riskfyllda situationer när de är ute på ett riktigt uppdrag. De virtuella världar som skapas i dessa uppslukande headsets är inte bara ett tillgängligt utrymme för utbildningsaktiviteter, utan också en sandlåda att experimentera i. En person som flyger ett flygplan genom farliga luftrum har utrymme att göra misstag i en säker miljö och lära sig av de katastrofala följderna av små fel. När piloten ställs inför samma situation under ett verkligt uppdrag kommer han eller hon att ha dragit nytta av dessa tester och är mer benägen att navigera säkert och framgångsrikt genom hindren.

© BAE Systems

Cirka 6.000 flygplan flyger i Storbritanniens luftrum varje dag

Simulerad strategi

Hur befälhavare på slagfältet leder ett virtuellt uppdrag med hjälp av Project OdySSEy

4 Plats i realtid
När elever i flygsimulatorer styr sina fordon i
sina fordon i den virtuella världen, följs deras
spåras deras rörelser här i realtid
realtid och deras flygbana registreras.

5 Flöden för sociala medier
Liveuppdateringar från sociala medier är viktiga
för modern krigföring för att dokumentera
rörelser på marken. Datorn
datorn genererar realistiska
inlägg om de stridszoner
som övervakas.

1 Stridsplats
Headsets med förstärkt verklighet
projicerar samma tredimensionella
dimensionella interaktiva
stridskarta in i rummet
för båda befälhavarna.

"De virtuella världar som genereras
i dessa uppslukande headsets är
en sandlåda att experimentera i"

6 Anslutningar på distans
Hundratals soldater på olika platser kan ansluta
kan ansluta till en simulering. A
soldat som kör ett fordon är ansluten till
till en fordonsspecifik VR-enhet och
tar emot kommandon från dessa praktikanter.

Live-träning är fortfarande avgörande för att piloter ska uppleva den fysiologiska effekten av jetflygning

8 Fysiologisk bedömning
Hur aspiranternas kroppar reagerar på
händelser under en strid övervakas.
Pupillstorlek, blinkningar och hjärtfrekvens
kan analyseras i efterhand för att
bedöma stressnivån.

7 Utbildning data
analyser
Prestanda och
framgångar kan kvantifieras
kvantifieras genom
VR-träning.
Fysiologiska,
procedurmässiga och
övergripande poäng visas
visas här.

2 AR-headset
Microsoft HoloLens blandar
den verkliga världen och holografiska
holografiska skärmar i bärarens synfält
samtidigt som den presenterar data
som tas emot från andra enheter
som är anslutna till uppdraget.

3 Spårning av fingrar
Slutet på varje finger spåras av
spåras av headsetet så att
så att befälhavare kan se
information om ett fordon
bara genom att peka på den
simulerade bilden.

moderna militära träningsmetoder

1Smarta datorer
Datorer kan med hjälp av data tränas att "tänka" som en människa i en simulering på slagfältet. De kan förutse vilken effekt deras beslut kommer att få och hjälpa soldaterna att lära sig det mest effektiva tillvägagångssättet.
2Rymning från vatten
Vattenutrymningsträning innebär att man flyr från flygplansattrapper som trycks ner i simbassänger.
3Cyberkrigföring
Med säkerhetsinformation lagrad som online-data erbjuder försvarsmakten simulerad träning i cyberattacker. Deltagarna måste lägga upp strategier för att försvara sina data.
4Utrustning för mörkerseende
Soldater tjänstgör både dag och natt och behöver därför utbildning i mörkerseende. Detta inkluderar skyddsglasögon som förstärker naturligt omgivande ljus, värmekameror och infraröda lasrar.
5Hypoxisk träning
Höjdträning förbereder soldaterna för arbete i höga bergsmiljöer och flygplan. Med hjälp av masker som minskar syretillgången kan denna träning genomföras på vilken träningsbas som helst.

Träningskompisar

För att öka den militära styrkan och för att säkerställa ömsesidigt skydd mellan länder allierar sig nationella väpnade styrkor med andra. Dessa länder ligger inte nödvändigtvis nära varandra geografiskt, och det kan göra det problematiskt att träna som en enda styrka. VR-tekniken som används i Project OdySSEy eliminerar några av dessa problem genom att göra det möjligt för inbjuden personal att delta i ett träningspass från var som helst i världen. Genom att ansluta till en virtuell värld kan stora grupper av människor delta i regelbundna gemensamma träningsaktiviteter som annars skulle vara svåra att organisera. För länder som Australien, med flera baser över ett 2 485 mil brett land, kan tekniken också användas för att ansluta medlemmar av den egna militären. Att resa för att delta i verklig träning ersätts inte helt av simuleringsteknik, men utvecklingen av denna metod innebär att militärer kan förenas så ofta de vill och med kort varsel.

En soldat kan träna ensam i ett rum
rum ensam, men är omgiven av andra
av andra uppkopplade elever i fordon
fordon och till fots på det
virtuella slagfältet

Hur VR-headsetet fungerar

Mixed-reality-tekniken i Varjos XR-3-headset kombinerar sömlöst fysiska kontroller med virtuella stridszoner

1 LiDAR-kamera
Kameran för ljusdetektering och avståndsmätning
ger djupavkänning genom att studsa infraröda
infraröda ljuspulser från den fysiska simulatorn
bärarens händer och armar för att avgöra hur långt
långt bort från headsetet de är placerade.

8 LiDAR-modul
fönster
Lidarens komponenter
komponenter är
skyddas av optiskt
belagt glas. Detta
är glas med antireflekterande
reflekterande egenskaper för att
förhindra störningar
med lasern.

5 Kamera-modul
Denna modul, som
innehåller kameror
och sensorer, är
monteras på det
ergonomiska huvudbandet.

2 LiDAR
Det infraröda ljuset
projiceras
här. Det har ett
räckvidd
på 40 centimeter
till fem meter.

6 Ram
Aluminiumramen
ram skyddar
kamerorna och
sensorer. Den ger också
ger också kamerorna
mer utrymme för att
uppnå ett brett
synfält.

4 Spårning av ljus
Infraröda LED-lampor projicerar ljus på
dina händer i takt med kamerans bildfrekvens
kamerans bildfrekvens. Sensorer använder detta för att
spåra dina handrörelser.

3 Handspårningskamera
Denna kamera, som utvecklats av Ultraleap,
spårar varje fingers rörelse hela tiden
hela tiden så att du kan interagera
med den virtuella världen med hjälp av
handrörelser.

Ett intelligent stridsområde

När fysiska träningslokaler ersätts med en syntetisk värld är artificiell intelligens (AI) avgörande för att ge soldaterna en realistisk plattform där de kan fatta sina egna beslut och begå sina egna misstag. Nästan alla beslut som en nyutbildad soldat fattar under ett uppdrag kommer att påverka striden. AI-systemet är förberett med massor av träningsdata, som innehåller en komplex serie av mönster och korrelationer.
AI kan också skapa realistiska interaktioner med virtuella omgivningar, inklusive intelligenta agenter. Intelligenta agenter är självständiga enheter som lever i en virtuell värld. Till skillnad från soldataspiranternas avatarer styrs t.ex. civila i en virtuell träningsstridszon inte av en verklig person. Men med AI kan soldaterna ändå interagera med dem och införliva denna aspekt av ett uppdrag i sin utbildning. Detta är något som soldaterna vanligtvis inte skulle stöta på förrän de var på ett verkligt uppdrag. Algoritmer för maskininlärning innebär att varje gång en militär virtuell övning genomförs lär sig de datoriserade karaktärerna av mänskliga interaktioner och börjar reagera allt mer realistiskt.

AI kan förändra hur den virtuella
virtuella världen reagerar baserat på
plats och landskap

Varjo-headsetet spårar dina ögon med 200 rörelser per sekund

En av de flygsimuleringsmaskiner som kan
kan anslutas till Project OdySSEy

7 Video genomgångs-
genom kamera
Inspelad video från
dubbla 12-megapixel
kameror passerar
genom headsetet,
där verkliga
objekt sammanfogas på ett
på ett övertygande sätt med
VR. Detta förhindrar att
VR framstår som ett
ett hologram i den
tittade bilderna.

Det första VR-headsetet uppfanns 1968

Personal som kanske befinner sig många mil
från varandra kan arbeta tillsammans i ett
rum i en virtuell stridszon

Virtuellt kontra verklighet: utbildningen i praktiken

Projekt OdySSEy's
utbildningschef Lucy
Walton beskriver
sin erfarenhet av att
lansera VR-uppdrag

Vilka är de största fördelarna med att försvarsmakten använder detta VR-träningsverktyg?
Hållbarhet är definitivt en av dem. Att inte genomföra träningen live sparar enorma mängder utsläpp, och det är upprepningsbart. När du gör något live med ett flygplan får du bara en chans, för sedan tar bränslet slut och du måste åka tillbaka. Med VR kan du starta om ett scenario med en knapptryckning. Jag pratar med många flygbesättningar som säger att det här skulle vara bra för dem - att veta att de kan repetera och göra fel nu så att de lär sig alla de viktiga punkterna innan de gör det live i luften.
Förbättrar det taktiken?
Det finns nästan ingen del av jorden som inte är övervakad längre, med människor som tittar på 24 timmar om dygnet, sju dagar i veckan. I den simulerade miljön kan vi använda mer realistiska taktiker än vad vi skulle göra live. Vi måste redigera dem när vi gör det live eftersom vi inte vill att folk ska kunna se vad vi håller på med.
Hur verklighetstrogna är de simulerade träningsplatserna?
I princip kan man ta vilken del av världen som helst ur ett terrängperspektiv, och det finns många företag som vi arbetar med just nu som börjar utveckla streamingtjänster, så att man nästan kan streama terrängen och uppdateringarna live. Vi tar bilder från satelliter och låter dem mycket snabbt passera genom en AI-motor. Den återskapar hur det ser ut från en simulerad terräng. När man börjar röra sig mot mer realistiska övningar behöver terrängen uppdateras mycket oftare, för en dag kan en byggnad finnas där och nästa dag kanske den inte gör det.
Hur förutsägbara är AI-miljön och civilbefolkningens reaktioner i simuleringarna?
AI ändrar hur civilbefolkningen beter sig varje gång. Vi hade till exempel några simulerade personer som vi ville skulle lämna ett scenario, så vi tog in några riktigt låga flygplan, vilket kallas för en styrkedemonstration, och de personerna sprang iväg väldigt rädda. Sedan gjorde vi det igen, och en tredje gång. Tredje gången slutade de springa, eftersom de hade lärt sig att inget dåligt hände efteråt, så de började gå därifrån i stället för att springa skräckslagna iväg. Det är ganska intressant att se hur deras beteende förändrades när de lärde sig det.
Historiskt sett, när vi har tränat på det här sättet, har allting styrts av människor. Övningsledaren vet allt som kommer att hända under en övning innan den börjar. När man börjar använda AI förändras det. I en övning hade vi en konvoj med bilar som skulle göra ett försörjningsuppdrag, och en civilperson kraschade på vägen. Vi försöker hitta en balans mellan att hålla AI realistiskt och att utbilda människor när man inte nödvändigtvis känner till scenariot.

© Varjo / BAE Systems

Hur eldkastare fungerar

Dessa verktyg som kastar eldplymer genom luften var ursprungligen krigsvapen

Vissa länder, till exempel Kina, fortsätter
användningen av eldkastare i sina arméer

olika former av eldkastare har funnits i tusentals år, men de första handhållna eldkastarna dök upp under första världskriget. De första handhållna eldkastarna var en skapelse av den tyska armén och bestod av ryggsäcksliknande bränsletankar med pistolliknande munstycken som, när de antändes, släppte ut en flod av lågor mot fienden. De användes återigen som brandvapen under andra världskriget och Vietnamkriget, men det var inte förrän 1980 som deras användning begränsades enligt protokoll III till Genèvekonventionen. I dag används eldkastare främst för markförvaltning, t.ex. för att utrota invasiva växtarter, rensa odlingsmark och bränna mark för att återvinna näringsämnen.
För att en eldkastare ska fungera måste den tillföra två av de tre grundläggande ingredienser som orsakar den reaktion som leder till eld: värme och en bränslekälla. Den tredje ingrediensen, syre, kommer direkt från atmosfären. För att tillföra värme ger eldkastare en första gnista när avtryckaren trycks in och bränslet frigörs. När gnistan antänder bränslet blir den värme som genereras av elden tillräcklig för att upprätthålla reaktionen. Så länge avtryckaren hålls nedtryckt fortsätter bensin eller diesel att mata reaktionen med atmosfäriskt syre.
Med alla ingredienser som behövs för att skapa eld behöver eldkastare ett sätt att förhindra att lågorna rör sig tillbaka upp genom enheten och in i tanken - med explosiva resultat - när avtryckaren trycks in. Detta åstadkoms genom att tillföra en tank med trycksatt gas. När avtryckaren trycks in pressar gasen bränslet genom munstycket, vilket skapar en kontinuerlig eldström i en riktning. När avtryckaren släpps stänger en ventil av bränsle- och syretillförseln, vilket förhindrar att eld bildas i eldkastaren. Denna trycksättning innebär också att eldkastare kan skjuta eld över imponerande avstånd. Till exempel kunde eldkastare som användes under första världskriget spruta eld över 40 meter.

Orange flammor brinner upp till 1.200 grader Celsius

En illustration av grekisk eld från
ett bysantinskt manuskript

Grekisk eld

Eldkastare är inte en modern uppfinning. I det bysantinska riket i slutet av 700-talet introducerades en ny form av krigföring av en antik arkitekt vid namn Callinicus från Heliopolis. Brandvapnet, som kallades grekisk eld, bestod av ett flytande bränsle som värmdes upp och sedan trycktes upp innan det antändes och sprutades genom en sifon, vanligtvis på skrovet på invaderande fartyg. Den exakta sammansättningen av kemikalier som användes för att skapa elden är okänd, men det har föreslagits att petroleum och svavel kan ha varit viktiga ingredienser.
Som vapen var den grekiska elden en formidabel fiende, eftersom vatten inte kunde stoppa den flytande elden från att brinna. På den tiden var ett av de enda kända sätten att släcka elden att täcka den med sand eller vinäger.

Under 2018 sålde Elon Musks Boring Company över 20.000 eldkastare

Bekämpa eld med eld

En av de sista sakerna du förväntar dig att se nära en skogsbrand är en brandman som håller i en eldkastare. Ändå kan de vara ett av de bästa verktygen för att stoppa elden från att sprida sig. Varje år sveper tiotusentals skogsbränder genom skogar och gräsmarker runt om i världen och förstör livsmiljöer och hem. För att stoppa spridningen använder brandmännen eldkastare för att skapa en så kallad "backfire". Denna avsiktliga och kontrollerade brand förbrukar en del av vegetationen i ett bälte framför en spridande skogsbrand. När skogsbranden når bältet av bränd mark eller skog finns det inte längre något bränsle att mata elden med, och därför kan de vilda djuren inte sprida sig vidare.

En skogsbrand rasar genom en skog i Colorado och förstör vilda djur

Inuti en eldkastare

Dessa ingredienser och komponenter gör det möjligt för användaren att spruta eld med ett tryck på avtryckaren

1 Bränsletankar
Dessa två
cylindrar är fyllda
med brandfarligt
oljebaserat bränsle.

2 Tank för komprimerad gas
Komprimerad brandfarlig
gas, t.ex. butan, matas genom
matas genom en tryckregulator
regulator för att trycksätta
bränsletankarna.

6 Tändstift
Ett bärbart batteri
används för att leda en
elektrisk ström
genom en spole, som
som värmer upp den trycksatta
gas för att antända den.

3 Två rör
Ett rör levererar bränslet
direkt till pistolen och ut
munstycket, medan den andra
andra levererar trycksatt gas
gas till tändsystemet.

4 Tändningsutlösare
När tändningsutlösaren trycks in öppnas en ventil
som håller tillbaka den trycksatta gasen öppnas,
så att den kan förenas med bränslet och passera
och passera tändstiftet för tändning.

5 Avtryckare för bränslesläpp
En fjäderbelastad ventil är ansluten
med en stång till avtryckaren. När avtryckaren trycks in,
öppnas ventilen och bränslet släpps ut.

© Alamy / Getty / Illustration av Adrian Mann

Viktiga prylar

1980s

av

Hur de radikala prylar som var ett måste
dominerade "dekadensens årtionde" fungerade

En Game Boy följde med kosmonauten Aleksandr Serebrov ut i rymden på ett uppdrag till rymdstationen Mir 1993

Klappa på, klappa av

1 Mikrofonen
Ljudet fångas upp av mikrofonen
mikrofonen och ett filter avgör om
om en applåd har registrerats.

Långt innan Alexa kunde ta kontroll över dina hemprylar välkomnades Clapper på 1980-talet, en kompakt enhet som kunde fjärrstyra påslagning av apparater. Med slagordet "clap on, clap off, it's the Clapper" är det inte svårt att förstå funktionen hos denna enhet. Det var bara att ansluta en lampa, radio eller TV till Clapper och ljudet av en klapp skulle antingen sätta på eller stänga av den. Apparaten fungerade med hjälp av en liten mikrofon som var ansluten till ett ljudfilter. När mikrofonen fångade upp ett klappljud, vanligtvis mellan 2.220 och 2.800 hertz, utlöste ljudfiltret en elektrisk signal till strömbrytaren och slog på den anslutna apparaten. Två klappar i följd utlöste en elektrisk signal som stängde av eluttaget.
Förutom att förbättra bekvämligheten i hemmet hade Clapper också en säkerhetsfunktion för "borta-läge". I bortaläget ökade mikrofonens känslighet, vilket gjorde att minsta lilla ljud kunde upptäckas. Tanken var att när en inkräktare rörde sig genom huset skulle ljudet upptäckas, vilket skulle tända lampor och TV och skrämma inkräktaren - och förhoppningsvis skicka iväg honom. Clapper släpptes ursprungligen 1984 och fanns i hemmen under hela decenniet och därefter. Än idag används klafftekniken för att tända och släcka lampor runt om i världen, bland annat i Stjärnornas krig Darth Vader- och Yoda-enheter som kräver att du använder "kraften" för att klappa.

Blockbusters enda kvarvarande öppna butik ligger i Bend, Oregon

Insidan av Clapper

De delar som utnyttjar ljudet av klappande händer på ett bra sätt

Du kan fortfarande köpa
clapper i många
nymodighetsformer, såsom
som detta Darth
Vader-huvud

2 Det är en klapp
När ett mönster av klappningar
detekteras skickas en signal
till strömstyrenheten.

3 Kraftkontroll
Med rätt klaffsekvens,
kommer strömstyrningen att styra
ström från elnätet till ett av
två eluttag.

4 Strömuttag
Det finns två strömuttag
vid basen av klaffen. A
förutbestämd sekvens av
klappar tilldelas varje uttag
för att slå på eller stänga av det.

5 Lysdioder
En rad med LED-lampor indikerar när
en potentiell klapp hörs. Om endast ett
bara ett par lampor blinkar är applåden
inte tillräckligt högt för att registreras.

Personlig personsökare

Personsökaren uppfanns ursprungligen på 1950-talet och utvecklades till en av 1980-talets mest efterfrågade prylar, med mer än 3 miljoner användare världen över. Personsökaren är en form av envägskommunikation där avsändaren kan skicka digitala meddelanden, vanligtvis telefonnummer eller anknytningar, som en uppmaning till mottagaren att höra av sig. Genom ett nätverk av radiosändarantenner skickades meddelanden via radiovågor och kopplade samman människor med hjälp av ett personligt kodnummer, ungefär som dagens mobilnummer. När ett meddelande togs emot tändes och ljöd personsökaren och meddelandet visades på personsökarens LCD-display. De blev särskilt populära bland sjukhuspersonal tack vare sitt snabba och effektiva meddelandesystem och möjligheten att använda ett lokalt radionätverk, vilket innebar att kommunikationen kunde isoleras till ett enda sjukhus.

Personsökare kom vanligtvis
kom med ett
praktisk klämma som
som gjorde att de kunde
hållas på ett bälte eller
midjeband

© Getty / Alamy / Illustration av Nicholas Forder / Clapper

Skicka dokument via telefon

Kontor runt om i världen var utrustade med
med faxar som skickade viktiga dokument
dokument via telefonlinjer

Som föregångare till dagens e-post var den enkla faxmaskinen en självklarhet på alla kontor på 1980-talet och användes för att skicka och ta emot dokument. I ena änden av sändningen förde man helt enkelt in de sidor man ville skicka i apparaten, som skannades internt och skickades via telefonlinjen till mottagaren som binär data. Den mottagande faxmaskinen avkodade denna binära information och började skriva ut identiska kopior av sidorna.
De utskriftstekniker som används av faxmaskiner utvecklades under årtiondet, från uppvärmning av värmekänsligt papper till användning av lasrar för att skicka dokument genom en process som kallas xerografi - en metod för att skapa en bild som ursprungligen uppfanns på 1930-talet. Processen använde ljus och elektriskt laddat bläck för att tolka de svarta och vita områdena på ett dokument, som återskapades för att göra exakta kopior.
Det var inte förrän 1985 som den första datorbaserade faxen, kallad GammaFax, släpptes av det amerikanska datorhårdvaruföretaget GammaLink, vilket var föregångaren till 1990-talets internetbaserade faxar.
Faxmaskinen nådde sin höjdpunkt i popularitet under 1990-talet och i början av 2000-talet, då e-post blev den föredragna kommunikationsformen för många företag. År 2003 inrättade den brittiska kommunikationsmyndigheten Ofcom Universal Service Obligation (USO) och lovade att upprätthålla nätverksstöd för faxkommunikation för att stödja människor som inte var anslutna till internet. USO fortsatte faxstödet i 20 år, men 2023 meddelade Ofcom att tjänsten skulle upphöra, vilket innebar ett sista farväl till faxmaskinen.

faxöverföring

Hur ett fax fungerar

Ett dokuments resa mellan olika faxapparater

faxmottagning

telefon
nätverk

modem

data
komprimering

analog-
till-digital
omvandlare

data
expansion

1 Mata faxen
Ett dokument matas in i
in i maskinen,
där det fångas upp av
en matarvals som
förflyttar det genom maskinen.
2 CCD
En fluorescerande glödlampa
skiner ljus genom
dokumentet och
detekteras av den
laddningskopplade
enhet (CCD) sensor.
3 Elektrisk signal
CCD:n genererar
elektriska impulser
genom telefonen
när den upptäcker
form och struktur
av den svarta texten på
dokumentet.
4 Elektroder
En serie av
elektroder skickar en
elektrisk signal
genom telefonlinjen
linjen till den mottagande
faxmaskin.
5 Återvinning av
information
Den elektriska signal
som tas emot av en fax
maskin är
bearbetas och
återskapas genom en
laserljuskälla.
6 Laser
En laserstråle
passerar genom en
spegel och lins för att
träffa en fotoreceptor
bläcktrumma vid punkter
som korrelerar med
det tomma utrymmet
runt bokstäverna
och ord på
originaldokumentet.
7 Ljuskänslig
trumma
Där den
negativt laddade
ljuskänsligt bläck vidrörs
vidrörs av
lasern, blir det
positivt laddat
och stannar kvar på
trumman.
8 Passera papper
Det kvarvarande
negativt laddade
bläcket är fritt att fästa
till papperet för att
replikera texten
av det ursprungliga
dokument.
9 Skriva ut
När hela sidan har
har skrivits ut,
kommer en ny kopia
ut från faxen
faxmaskinen.

År 1987 fanns 90 procent av den globala VHS-marknaden i USA

Om du behövde göra en snabb summa på språng
på språng, har Casio Calculator-klockan
hade du täckt

Kalkylator för armbandsur

Casio Calculator-klockan, som ger dig miniräknarens bekvämlighet på handleden, bars av många under 1980-talet, inklusive Marty McFly när han reste genom tiden i Tillbaka till framtiden. Till skillnad från vanliga digitalklockor var dessa innovativa klockor utrustade med en tiosiffrig knappsats för att utföra grundläggande beräkningar, som visades på LCD-skärmen (Liquid Crystal Display).
Den första av Casios miniräknarklockor var C-80, som lanserades 1980, följt av den uppgraderade Databank Telememo CD-40 1984. CD-40 kunde lagra upp till 30 poster - inklusive namn och telefonnummer - räkna trigonometri och hade funktioner för TV-fjärrkontroll. I mitten och slutet av 1990-talet hade Casios handledsburna miniräknare tappat i popularitet.

mobiltelefonen "The Brick

1983 släpptes den första "mobiltelefonen" i Amerika av Motorola. Den hette DynaTAC 8000X och kallades också "tegelstenen" eftersom den vägde över ett kilo. Batterierna i den bärbara telefonen räckte bara till 30 minuters samtalstid och det tog cirka tio timmar att ladda den. Även om det var den första kommersiellt tillgängliga mobiltelefonen hade den en rejäl prislapp på 3 995 USD - motsvarande cirka 9 700 GBP år 2024.
DynaTAC fungerade i den första generationens analoga mobilnät och använde det nyutvecklade avancerade mobiltelefonsystemet, som lanserats i USA, för att ringa samtal. Det avancerade mobiltelefonsystemet använde analog frekvensmodulering för att överföra tal genom geografiska områden som kallas celler, därav namnet "mobiltelefon". Dessa celler hade en radiobasstation i mitten med ett utsett mottagningsområde som täckte flera kvadratkilometer och som sände mobilfrekvenser till andra basstationer tills de nådde målmobilen.
Vid lanseringen hade DynaTAC tillgång till redan existerande basstationer i USA. Den innovativa telefonen skulle dock inte nå Storbritannien på grund av bristen på infrastruktur för basstationer. De första basstationerna i Storbritannien introducerades 1985, vilket var i tid för nästa version av "tegelstenstelefonen", Motorola 8500X, som snabbt svepte fram över Europa.

MTV började sändas 1981

Uppfinnaren Martin Cooper håller i en DynaTAC 8000X år
2023 på Mobile World Congress i Barcelona

© Alamy / Getty / Shutterstock / Illustration av Nicholas Forder

NES-spel

Nintendo Entertainment System (NES), som först släpptes i Japan 1983, var en av decenniets största spelkonsoler och såldes i mer än 62 miljoner exemplar. NES väckte några av de mest ikoniska spelen till liv, som till exempel Super Mario Bros. och Legenden om Zelda. NES var en av de första 8-bitars spelkonsolerna och erbjöd en spelkvalitet som inte liknade något annat på den tiden. Dagens spelkonsoler har mycket kraftfullare processorenheter, till exempel PlayStation 5, som har en 64-bitars processor inuti. Förutom det banbrytande spelet kom NES med lika revolutionerande tillbehör, till exempel Zapper, en ljuspistol för pistolskjutningsspel som Duck Huntoch Robotic Operating Buddy, eller R.O.B, som fungerade som en andra spelare för spel som Stack-Up.

NES kom med två sladdanslutna kontroller
och vägde mindre än 2,5 kilo

Ljudet av 1980-talet

Den sista Walkman med kassett tillverkades 2010

Under hela 1980-talet var det svårt att gå förbi någon utan att ha en av decenniets mest ikoniska prylar i bältet: Sony Walkman. Denna bärbara kassettbandspelare släpptes 1979 och var det bästa sättet att lyssna på musik när man var på språng. Walkman byggde på samma magnetbandsteknik som VHS, om än i mycket mindre skala.
Ljudvågor spelades in och omvandlades till en unik elektrisk impuls för att skapa ett magnetiskt avtryck av en låt på bandet. En kassett fylld med spolat band lades sedan in i Walkman och play-knappen trycktes in. Magnetbandet passerade ett hörselavläsningshuvud som tolkade informationen och omvandlade den till elektriska impulser, som i sin tur omvandlades till ljud. Ljudet hördes sedan genom ett par trådbundna hörlurar som var anslutna till Walkman. Genom att trycka på spola tillbaka spolades bandet från en spole till en annan och genom att trycka på snabbspolning framåt spolades bandet i motsatt riktning, vilket gjorde att man snabbt rörde sig framåt eller bakåt genom det inspelade ljudet.
Precis som VHS blev Walkman så småningom offer för innovationen med compact disc (CD). Sony skapade en av de första bärbara CD-spelarna, D-50, bara ett år efter att CD:n introducerades 1982.

En Sony
Walkman på
utställning i
Toshiba-galleriet
för japansk
Konst år 2015

största Gadgets

1980

Den skarpa
fickdator
En bärbar miniräknare
och dator med
ett fullständigt QWERTY
tangentbord.

1982

Tala och stava
Denna leksak för barn
leksak för inlärning
lyftes in i rampljuset
rampljuset genom en
cameo i E.T..

ZX Spectrum
Denna hemdator
med grafik i fullfärg
grafik släpptes
släpptes i Storbritannien av
Sinclair Research.

1983

Videokameror
I början av 1980-talet fanns det många
olika handhållna
videoinspelningsenheter
fram, till exempel RCA:s
VHS camcorder.

1984

Telefonsvarare
Prisvärda telefonsvarare
maskiner blev
populära efter
upplösningen av
Bell-systemet.

Sony Walkman lanserades ursprungligen som "Soundabout" i USA och "Stowaway" i Storbritannien

Videobandets uppgång

Video Home System (VHS) slog igenom på allvar under 1970-talet, men fick sitt genombrott i mitten av 1980-talet. VHS-kassettbanden byggde på en uppfinning från 1920-talet som kallades magnetband. Bandet hade en tunn plastbas och den magnetiska kärnan bestod till stor del av ett lager metalloxid, vanligtvis järnoxid. När partiklar av järnoxid utsätts för ett magnetfält ändras deras orientering permanent tills de utsätts för ett annat magnetfält - en egenskap som kallas ferromagnetisk. Vid inspelning på magnetband omvandlas bild och ljud till elektriska signaler som passerar genom ett elektromagnetiskt fält i en enhet som kallas inspelningshuvud. När bandet passerade inspelningshuvudet orienterade sig partiklarna av järnoxid på unika sätt för att bilda ett magnetiskt avtryck av en film.
När en VHS-kassett placerades i en VHS-spelare förflyttades magnetbandet från matarspolen till upptagningsspolen samtidigt som det passerade en snabbt snurrande trumma, som var utrustad med liknande magnethuvuden för att "läsa" informationen på bandet. Detta kallades för spiralformad scanning. Magnethuvudena genererade sedan en elektrisk signal som tv:n tolkade och visade bilder och ljud på skärmen.

VHS-band spelas upp
med en hastighet av 24
bilder per sekund

Läsband

Hur VHS-spelare omvandlade magnetband till filmmagi

6 Spår för inspelning
Bild- och ljudinspelningarna lagras i diagonala rader på magnetbandet för att maximera mängden information på bandet.

2 Lutad
Trumman lutas så att inspelningshuvudena riktas in mot de diagonala inspelningsspåren på magnetbandet.

3 Trumman
Trumman snurrar till
1.800 rotationer per
minut medan bandet
bandet endast rör sig
några centimeter
per minut.

5 Huvuden
Informationen på magnetbandet "läses" av snabbsnurrande inspelningshuvuden i mitten av trumman. VHS-spelare har antingen två, fyra eller sex huvuden på en trumma.

4 Nålvals
En elektrisk motor vrider en
serie av pinchrullar som
förflyttar bandet genom
det interna arbetet i
vHS-spelaren.

8 Styrande stolpar
Med dessa rörliga stolpar kan magnetbandet föras in och ut ur VHS-kassetten.

7 Magnetiskt band
Kassettband är
uppbyggd av lager
av polymer och ett
material som innehåller
partiklar av
magnetisk oxid.

1 Kassett
När VHS-kassetten
kassetten i spelaren
lyfts en flik på ovansidan
lyfts upp och bandet kan
bandet kan dras
mot trumman.

Första Macintosh
Apple släppte den
första Macintosh
dator, som
bara hade 128KB
rAM-minne.

1985

Teddy Ruxpin
Denna talande teddybjörn
kunde röra sina ögon och sin
mun och berättade historier
som spelades upp på ett
kassettband i kroppen.

Sinclair C5
Sinclair fordon
släppte denna batteridrivna
batteridrivna trehjulingen,
som kunde nå
15 miles per timme.

1987

Kodak Fling 200
Kodak tog fram
prisvärda engångskameror
kameror till
massorna.

1989

Gameboy
Nintendo lanserade
denna 8-bitars handhållna
spelkonsol
och framtida ikon
ikon för spelande.

© Getty / Alamy / Shutterstock / Illustration av Nicholas Forder

Apple Vision Pro testning

Detta nya mixed-reality-headset tar bort behovet av en skärm och för ut dina digitala applikationer i rummet omkring dig

3 Justerbart pannband
Detta stretchiga, 3D-stickade band sitter runt bakhuvudet och kan justeras i storlek genom att vrida på den runda ratten.

6 Optimering av ljusstyrka
Den här skärmen har en ljusförstärkande film på insidan som ger en klarare bild av användarens ögon.

en lediga tid kan ofta innebära att man är fast på en plats, inaktiv och mycket mindre medveten om sin omgivning. VR-headsets (Virtual Reality) löser det här problemet genom att stänga ute den verkliga världen och placera dig helt i en ny. Apple Vision Pro har liknande funktioner som andra VR-headsets, men innehåller digitala simuleringar av den verkliga världen med andra element överlagrade. Den som bär headsetet kan se och kommunicera med andra människor samtidigt som andra människor kan se en 3D-bild av bärarens ögon genom glaset och via 3D-kameror.
Apple Vision Pro kan ansluta till alla Apple-applikationer du har på andra Apple-enheter, medan andra Apple-enheter kan ansluta till den direkt. Genom att helt enkelt titta på skärmen på din anslutna MacBook kan du virtuellt förstora den i din ögonlinje, flytta runt den och använda fingrarna för att göra den så stor som du vill. Samma sak kan göras när du tittar på en film i en streamingapplikation. Genom att dra i skärmens hörn kan du förvandla den till en simulering i biografstorlek. Du kan också ändra bakgrunden genom att vrida på en ratt på headsetet. Detta förändrar hur uppslukad du är i den verkliga eller virtuella miljö du väljer. Istället för att titta på dina program från soffan kan du titta på dem i den virtuella utomhusmiljön eller till och med på en annan planet.
Förutom underhållning kan mixed-reality-headsetet användas för att skapa innehåll med hjälp av Apples första 3D-kamera. Användaren kan spela in videor av sin omgivning från sin egen synvinkel och titta på dem i 3D. När man videosamtalar med en vän gör den här tekniken att en persons 3D-bild kan återges i naturlig storlek i rummet där headsetbäraren befinner sig. Tanken med den här funktionen är att göra långdistanssamtal mer uppkopplade genom att skapa en illusion av att den andra personen befinner sig i rummet med dig. När headsetet täcker personens ansikte kommer den andra uppringaren att se en simulerad version av Apple Vision Pro-användarens ansikte på sin Apple-enhet. Kamerorna i enheten fångar alla ansiktsuttryck du gör och kombinerar bilderna för att visa en realtidsbild av dig när du talar utan headset.

S

Headsetet och batteriet väger över ett kilo

9 Uppsättning av kameror
5 sensorer, 6 mikrofoner och 12 kameror registrerar och integrerar din omgivning i displayen.

10 Datorchip
Headsetet drivs av dubbla chip. M2-chipet styr grafiken och R1-chipet överför video och ljud inom 12 millisekunder.

Panoramafotografier omsluter bäraren och gör att han eller hon blir helt uppslukad

Inuti headsetet

Hur kombinerar den här enheten den verkliga och den digitala världen?

2 Batteripaket
Batteripaketet på 35,9 wattimmar bärs i användarens ficka. När batterierna är fulladdade och frånkopplade från strömförsörjningen räcker de till 2,5 timmars videotittande.

5 Lätt tätning
Denna metall- och tygkomponent finns i 28 olika storlekar för att passa olika ansiktsformer. Materialet blockerar allt omgivande ljus och magneter fäster det på okularet.

När man inte befinner sig i en helt uppslukande
miljö kan andra människor se
bärarens ögon

4 Kudde för ansiktet
Polyuretanskum ligger mellan headsetet och ansiktet för att ge mjuk dämpning.

1 Panel av glas
Apple Vision Pro har en glasfront så att användarna inte behöver ta bort VR-headsetet för att se människor och föremål i rummet.

7 Ögonlins
De konkava linserna ger varje öga ett bredare synfält.

8 Display för ett öga
Det finns en liten display för varje öga, med en upplösning strax under 4K.

De vita ovala komponenterna på sidorna av enheten är
högtalare som riktar ljudet bakåt in i örat

Ögon-, hand- och röststyrning

Hur använder du Apple Vision Pro utan en knappsats, skärm eller fysiska kontroller att interagera med? Allt kan styras genom att du rör på ögon, armar och händer. I kameraarrangemanget ingår ögonspårningssystem med lysdioder och infraröda kameror. Dessa skannar ögonen med osynligt ljus för att spåra deras rörelser. På en skärm med flera alternativ kommer varje alternativ att lysa upp eller röra sig när du fokuserar ögonen på dem. När du har valt en applikation måste du trycka ihop pekfingret och tummen framför dig för att välja en. För att skriva ord kan du peka på det virtuella tangentbordet med fingrarna i luften, eller använda funktionen för tal-till-text. Röststyrning kan användas för att ta fram andra applikationer på enheten. När du flyttar en skärm zoomar du in och ut genom att nypa med fingret och tummen, du flyttar skärmar genom att nypa och dra och sveper för snabb rullning.

Apple Vision Pro besvarar ett stort antal yrkanden

© iFixit / Alamy / Getty / Shutterstock

transport

Allt om

skotrar

Upptäck historien
och teknik
bakom dessa urbana
pendlingsfordon

I Storbritannien får icke-kommersiella elektriska sparkcyklar endast köras på privat mark

Autopedens gryning

Den första motordrivna skotern kallades för Autoped. Den var mycket lik dagens elektriska sparkcyklar, men gick på gas med en motor kopplad till framhjulet. Autopeden såldes första gången i USA 1915 och kunde färdas på amerikanska gator i hastigheter på cirka 30 kilometer i timmen. Den här uppfinningen var det första exemplet på en trend som skulle bli mycket populär nästan ett sekel senare. Men när autopederna först dök upp på New Yorks gator saknades det säkerhetsföreskrifter och det var 15 år kvar innan trafikljusen installerades.
Den tidiga scootern var utformad för nästan alla som pendlade runt i städer, men den blev snart känd som en symbol för kvinnors självständighet. Suffragetter som Lady Norman använde denna moderna transportmetod för att ta sig till sina arbetsplatser på egen hand. Många företag, till exempel New York Postal Service, använde också scootrarna för att öka arbetseffektiviteten i städerna.

Suffragett
Lady Norman
fotograferad på sin
scooter, som hon
använde för att ta sig till sitt
kontor i London

Mekaniker för elsparkcyklar

Dessa elfordon blir alltmer populära för kortdistansresor i stadsmiljöer

5 Strålkastare
För körning i mörker
mörker eller svagt
ljus, har skotrar
har strålkastare
för förarens
synlighet och för att
varna andra trafikanter
trafikanter om deras
närvaro.

7 Acceleration
För att starta e-scootern,
måste en förare skjuta den
längs golvet
manuellt innan
placera båda fötterna på
plattformen och
håller ner
acceleratorknappen.

4 Informationsdisplay
Denna LCD-display kan användas för att
visa gatukartor och navigering, samt
samt viktig statistik som batterinivå
batterinivå och hastighet.

3 Sändning
Detta system förbinder motorn
motor och hjul. Det överför
motorns kraft direkt till hjulen
hjulen utan att det krävs
komplicerad växling.

6 Bromsspak
När du trycker på denna spak,
bromsbeläggen bromsa hjulets
hjulets rotation med hjälp av
hydraulisk kraft. Om spaken dras
dras tillbaka helt, stannar e-scootern
till stillastående.

2 Motorn
Motorn omvandlar batteriets
batteriets elektriska energi
energi till kinetisk energi
energi för att flytta
scooterns hjul.

8 Indikatorer
E-scootrar körs i 30
mil per timme. Blinkers
är viktiga för att varna andra
andra pendlare om förarens
avsedda rörelser.

1 Kraftkälla
Den stående plattformen, eller däcket, har ett
litiumjonbatteri inuti. Vanligtvis kan
dessa skotrar kan åka runt 12,4
mil mellan laddningarna.

Du bör bära
bära hjälm
när du kör en
skoter för att
skydda ditt
huvud, nacke och
ansikte under
olyckor

9 Sparkstötting
Detta lilla metallutsprång ligger horisontellt
horisontellt mot scootern under körning
körning. När den är parkerad sparkar man på den
för att vrida den nedåt. Sparkstödet
sparkstödet fungerar som ett stativ för att
parkera scootern upprätt och
förhindra att den faller omkull.

© Alamy / Illustration av Nicholas Forder

6 Påfyllning av bränsle
Vätgas injiceras från en tankstation för vätgas
tankstation in i scootern genom ett munstycke
munstycke som sätts in här. Det tar ungefär dubbelt så lång tid
tid som det tar att tanka en bensindriven skoter.

2 Bränslecell
Här genereras elektricitet
här när ren vätgas delas upp i
gas delas upp i protoner
och elektroner. Elektronerna
flödar i en elektrisk ström
innan de rekombineras med
protonerna och syret
från luften för att frigöras
från fordonet i form av vatten.

Inuti en miljövänlig maxi scooter

Denna vätgasdrivna Suzuki Burgman-prototyp använder rent bränsle

1 Vätgasbehållare
Komprimerad vätgas
gas förvaras i denna
12-litersbehållare. Denna
är det vanligaste
grundämnet i universum.

4 Litiumjonbatteri
Elektrisk energi från detta
detta batteri används
under acceleration.
När fordonet är
körning laddar bränslecellen
laddar bränslecellen upp batteriet.

3 Elektrisk motor
Motorn tar emot
elektrisk energi och
omvandlar den till kinetisk energi
energi för att vrida
scooterns hjul.

Tävling i mästerskap

Trots att de är utformade för kontrollerad pendling tillverkas snabbare versioner av elektriska sparkcyklar för tävlingsbanor och uppnår hastigheter över 60 miles per timme. ESkootr Championship är den första globala tävlingen baserad på skotertrenden. Tävlingsscootrarna har ett tjockare kolfiberchassi och väger bara 35 kg. Hjulen på dessa lätta fordon har tillräckligt med grepp för att förarna ska kunna luta sig i vinklar upp till 55 grader i snäva kurvor, och eftersom alla tävlande uppfyller samma specifikationer för scootrarna blir resultatet en "close-proximity scooter dash". 30 förare tävlar samtidigt i tävlingsserien, som lanserades 2022. Ett av målen med tävlingen är att främja elscootrar som miljövänliga alternativ för stadstransporter.

Det första eSkootr
Mästerskap ägde rum
plats på Londons gator
i London

5 Spiralfjäder
fjädring
Stålfjädrar är
monterade på stötdämpare
stötdämpare. Detta innebär att
kan hjulen röra sig
separat från fordonets
fordonets chassi, medan fjädrarna
fjädrarna expanderar och
komprimeras för att absorbera
påverkan av körning över
ojämn terräng.

I Tyskland använder 15 procent av befolkningen i åldern 16 år och äldre elscootrar

Skotrar i Storbritannien är begränsade till åtta miles per timme på allmän plats

Att ta sig runt på ett smart sätt

Hur man tar sig fram på gatorna med en modern smart scooter

1 Pekskärm
display
En pekskärm
display på instrumentbrädan
instrumentbrädan
gör det möjligt för användare att
enkelt komma åt
inställningar,
navigering och
och hastighetsdata.

2 Röst
kommandon
Röstigenkänning
teknik i
modern mobilitet
skotrar möjliggör
talade kommandon
för att ändra
hastighet, sätta på
scootern eller begära
vägbeskrivning till en
specifik plats.

3 Stöldskydd
Smart mobilitet
skotrar levereras
med fjärrkontroll
låsning och
upplåsning
system
som styrs av
en ansluten
smartphone.

4 Telematik
Förutom att vara
presenteras på
instrumentpanelen,
prestandadata
kan nås via
genom mobila
applikationer. Detta
inkluderar batterinivå
nivå och
underhåll
underhållsinformation.

5 Automatisk
lampor
Vissa smarta
skotrar har
självupplysande
lampor som
lyser upp när
svagt ljus upptäcks
detekteras.

6 Kollision
undvikande
Kameror och
infraröda sensorer
kan upptäcka
hinder i närheten och
och varna föraren om de
föraren om de är i
riskerar att
att köra på dem.

terrängskotrar

1Snö
För att ta sig fram och glida över snön ersätts vanliga hjul med en slät kälke framtill och en motoriserad bana baktill på snöskotrar.
2Vatten
Den här skotern förvandlar turister till undervattensastronauter med en stor observationsbubbla. Den har styre, säte, syrgastank och små motorer som driver fordonet genom vattnet.
3Berg
Skotrar som är utformade för bergskörning har vanligtvis mycket större hjul, särskilt framtill, för att ge stabilitet i branta sluttningar och lättare ta sig över hinder.
4Terräng
Terrängskotrar har höga plattformar för att undvika steniga hinder, robusta fjädringssystem och större hjul med mer slitbana för grepp i ojämn och oförutsägbar terräng.
5Sand
Skotrar för körning på mjuk sand har kraftfulla motorer och mycket breda däck, vilket ger en större yta för att fördela vikten och förhindra att den sjunker ner i lös sand.

Insidan av en lyxig hydrofoil-yacht

Upptäck hur denna helelektriska vattenfarkost seglar ovanför ytan

n maj 2023 presenterade biltillverkaren BMW sin nya, helt eldrivna bärplansbåt Icon, en 13,5 meter lång farkost som är helt batteridriven. Liksom andra bärplansbåtar i havet använder Icon en uppsättning bärplansvingar och propellrar för att röra sig. Men i stället för fossildrivna motorer drivs propellrarna av två 100 kilowatts elmotorer som får ström från sex batterier under vattenfarkosten. I likhet med ett flygplans vingar använder bärplansfartyg som Icon undervattensvingar som minskar fartygets luftmotstånd, vilket ökar hastigheten och bränsleeffektiviteten. Detta uppnås genom att utnyttja Newtons tredje rörelselag, som säger att när ett föremål utövar en kraft på ett annat föremål, utövar det andra föremålet en lika stor och motsatt kraft på det första. För bärplansbåtar motsvarar detta den kraft som trycks ned på vattnet och vattnets lika stora återgående kraft, som håller den stabil medan den seglar.
Den krökta formen på en bärplansvinge är det som ger den dess hydrodynamiska förmågor. När vatten rör sig måste det färdas snabbare över den längre ovansidan av en bärplansvinge än vattnet under den. När vattnet snabbt passerar över vingens ovansida minskar dess tryck - ett fenomen som kallas Bernoullis princip. Trycket under vingen förblir högt, vilket gör att vingen lyfter uppåt. När lyftkraften är större än fartygets vikt och den kraft det utövar på vattnet, kommer fartygets skrov att stiga över ytan och se ut att flyga ovanför vågorna. Tack vare Icon's bärplansvinge och skrovdesign hävdar BMW och partnern TYDE att energibehovet minskar med upp till 80 procent jämfört med andra bärplansdesigner. Detta ger den en räckvidd på mer än 50 nautiska mil, vilket är cirka 58 mil.

Den första bärplansbåten patenterades 1869

En 3D-rendering av ikonen
rusar genom vattnet

6 Hydrofoil
För att förlänga batteritiden,
har bärplansbåtar
utformade för att generera mindre
luftmotstånd under rörelse.

Framtida färjor

Privata yachter och surfbrädor är de områden där man ofta hittar bärplansteknik. Det finns dock ett växande intresse för att använda dem för kollektivtrafik. Som ett helelektriskt alternativ till de dieselslukande motorerna i kommersiella färjor kan bärplansbåtar bli normen för nollutsläpp av koldioxid. Bärplansfärjor är inte ett nytt koncept, utan har använts sedan mitten av 1900-talet. Flera företag runt om i världen utvecklar helelektriska vattenfarkoster som en hållbar lösning. Artemis Technologies, en tillverkare baserad i Nordirland, utvecklar till exempel flera olika bärplansbåtar för kollektivtrafik, som passagerarfartyget EF-24. Länder runt om i världen börjar också att vända sig till framtida helelektriska bärplansbåtar, inklusive två nya Artemis-färjor med bärplansbåtar som kommer att inleda en provtrafik runt Orkneyöarna i Skottland 2025.

En illustration av den föreslagna Artemis EF-24
vattenskoter för passagerare, en lösning utan koldioxidutsläpp

Världens största bärplansbåt för passagerare väger 165 ton och kan ta 250 passagerare

1 Digitalt roder
Från navigationskartor
till AI-baserad kollisions
undvikande av kollisioner, alla aspekter
aspekter av fordonet kan
nås via en
pekskärm
med röstaktivering.

2 Laddning av kablar
Vid en vanlig laddningsstation
laddningsstation kan
Kan Icons batterisystem laddas
laddas till 50 procent på
bara två timmar.

Under ikonen

Hur denna helelektriska vattenskoter håller sig flytande

5 Batterier
Högspänning
BMW i3-batterier
rymmer 240 kilowatt
timmars effekt.

4 Framdrivning
Två foilpropellrar ger
en maximal hastighet på 30
nautiska knop, eller cirka 35
miles per timme.

3 Styrsystem
Datoriserade roder
stabiliserar autonomt
Ikonen genom fartygets
fartygets flygkontrollsystem.

Inuti Icon finns 360-graders roterande stolar
och en 32-tums kontrollpanel med pekskärm

Icon-vattenskotern på en
TYDE laddningsport

Artificiell intelligens segling

Gapet mellan skrovet och vingarna kan skapa instabilitet när en bärplansbåt färdas ovanför vattenytan. För att motverka detta har den svenska tillverkaren Candela skapat C-8-serien av bärplansbåtar, som använder artificiell intelligens för att korrigera bärplansvingarnas position i realtid. Med hjälp av en rad sensorer runt C-8:ans skrov kan avståndet mellan farkosten och vattenytan kontinuerligt övervakas. När avståndet ändras, antingen på grund av vind eller vågor, informerar AI-programmet ställdonen på vingarna, som automatiskt ändrar sin position under vattnet för att hålla fartyget så stabilt som möjligt.

Candela C-8 ute på vattnet

© BMW; TYDE / Artemis Technologies / Candela

Framtidens ångkraft

Hur moderna ångtåg
tåg skippar kolet för renare och
för renare och mer effektiva
effektiva motorer

Det sista ångtåget för passagerare i Storbritannien gick mellan Liverpool och Carlisle 1968

inkapslade i böljande moln har ångtåg traskat runt i världens järnvägssystem i cirka 200 år. För att driva tågen fram längs spåren har ångloken använt den energi som frigörs vid förbränning av bränsle, t.ex. kol, för att värma upp en vattenpanna. När vattnet värms upp och genererar ånga ökar trycket inuti pannan. På pannan sitter en kolvmekanism som matas med ånga under högt tryck, vilket får den att röra sig fram och tillbaka och i slutändan driva det intilliggande tåghjulet. Ångan letar sig sedan ut ur tåget genom en skorsten i böljande vitgråa moln av avgaser.
Med hjälp av en extern förbränningsmotor löpte traditionella ångtåg risken att glöd antände annat bränsle på tåget eller skadade spåren nedanför. För att minska denna risk introducerades de första eldlösa loken i världen 1882. Liksom andra ångmaskiner var överhettat vatten källan till deras framdrivning, men vattnet lastades in i loken, förvärmdes och trycksattes. Det innebar att loken bara kunde köras så länge vattnet var varmt, eller tills vattnet tog slut.
Under sin storhetstid var ångloken anpassade för att transportera tonvis med gods och förflytta passagerare uppför bergssidor. Men på 1930-talet var de koleldade ångloken på tillbakagång, och i stället blev diesel- och eldrivna tåg det moderna sättet att resa. Ångtågen har dock inte försvunnit helt, utan används fortfarande runt om i världen för både rekreation och praktiska ändamål. Även om ånglokens mekanik är likadan idag som den var i början av 1900-talet, har det skett vissa uppgraderingar av hur de förbrukar bränsle. Vissa lok har t.ex. ett GPCS-system (Gas Producer Combustion System) för att förbättra bränsleeffektiviteten. Detta system minskar mängden luftflöde in i eldstaden och omdirigerar en del av ångan från motorn för att öka effektiviteten i kolets förbränning.
I stället för de traditionella ångtågens kolhögar använder många moderna lokomotiv olika typer av bränsle, t.ex. olja eller biobränslen. Den tyska tågtillverkaren Dampflokomotiv- und Maschinenfabrik (DLM) har utvecklat ångdrivna lokomotiv som har ersatt kol med ett "eldningssystem för lättolja" för att minska utsläppen av växthusgaser och ge föraren bättre kontroll över tåget. DLM har nyligen slutfört konverteringen av ett traditionellt ånglok av typen 99 787 från kol till detta eldningssystem med lättolja.
Forskare hittar också nya och intressanta sätt att hålla människors passion för ånglok vid liv, utan den miljökostnad som förbränning av kol innebär. Vid University of Minnesota's Natural Resource Research Institute (NRRI) har forskare omvandlat ett växtbaserat material till en koldioxidneutral biokol, så kallad torrefierad biomassa. Torrefieringsprocessen innebär att växtmaterial, t.ex. trä, värms upp till cirka 300 grader Celsius i frånvaro av syre. De resulterande blocken av biokol släpper ut mycket mindre koldioxid än traditionellt kol, men brinner ändå med en termisk verkningsgrad på 96 procent.

Amerikas första ånglok förlorade en tävling mot en häst

"Många moderna
lokomotiv använder
använder sig av olika
typer av bränsle"

Att få draghjälp

Fysiken som får ångtåg att röra sig längs spåren

a

d

c

b

e

f

a Ånga in
Överhettad ånga från pannan kommer in i ångmaskinens cylinder bakom kolven.

b Flytta kolven
När mer överhettad ånga med högt tryck kommer in i cylindern drivs kolven framåt.

cAvlägsnande av ånga
Ångan från föregående slag pressas ut ur ventilen och släpps ut ur tågets cylinder.

d Ändrar riktning
En arm rör sig när hjulet roterar för att öppna och stänga avgasventilen, vilket säkerställer att förbrukad ånga avlägsnas och att överhettad gas kontinuerligt flyttar kolven.

e Att vrida på hjulet
För att slutföra ett helt varv på tågets hjul tvingas kolven bakåt av ångan och släpper återigen ut ångan från föregående slag.

f Kopplingsstång
Kolven är direkt kopplad till en vevstake som får hjulet att snurra när det pumpas fram och tillbaka.

Ett oljedrivet ånglok som kör
uppför berget Brienzer Rothorn
i Schweiz

Vetenskapen om ånga

Hur moderna ångtåg förvandlar kokande vatten till framdrivning

Heilmanns ångelektriska lokomotiv

Med en ambition att kombinera ångdrift med elkraft patenterade den franske tågpionjären Jean-Jacques Heilmann 1890 det första lokomotivet som använde en ångmaskin för att generera elektricitet. Det ursprungliga Heilmann-lokomotivet, ett 16,3 meter långt tåg, drevs av en tvåcylindrig ångmaskin som drev en 400 kilowatts generator för elektrisk framdrivning. Ett färdigt lokomotiv visades upp 1893 vid en provkörning i Paris. Året därpå, vid en provkörning med 250 gäster på järnvägsnätet i Compiègne, nådde loket en topphastighet på cirka 67 miles per timme. Men på grund av komplexiteten och kostnaderna för att bygga tåg som använde ånga och elektricitet, utvecklades eller konstruerades Heilmanns lokomotiv inte vidare.

1 Bränsle
En lätt råolja
reservoar matar in
bränsle in i
eldstaden för att
förbrännas.

2 Eldstad
Oljan leds in i eldstaden
eldstaden och antänds för att
generera tillräckligt med värme för att
koka den omgivande
vattenfyllda pannan.

En illustration av ett av Heilmanns experimentella ångelektriska lokomotiv

Ånga
tåg
evolution

1804

1814

Det första ångloket någonsin
lokomotiv, byggt av den
Brittiska uppfinnaren
Richard Trevithick, kördes
längs ett spår i Wales.

Ingenjör George
Stephenson byggde den
"travelling engine" - den första
första praktiska ångloket
lokomotiv som transporterade kol.

1825

1829

Den amerikanske uppfinnaren
John Stevens byggde det
första ånglokomotivet
med en flerrörs
pannmotor med flera rör.

Robert Stephenson visade upp
sitt ånglokomotiv kallat
"The Rocket", som kunde nå
nå hastigheter på över
30 miles per timme.

Världens största ånglokomotiv är 40,5 meter långt och väger över 544 ton

3 Uppvärmning av vatten
Varmluft, producerad genom
förbränning av olja,
strömmar genom rör
omgivna av vatten.

4 Skapande av ånga
Vatten som finns i en tank värms upp
upphettas till mer än 205
grader Celsius för att
generera ånga.

5 Överhettad ånga
Ånga passerar genom en
serie rör nära eldstaden
eldstaden och når en temperatur
cirka 420 grader
Celsius.

Det snabbaste ångtåget nådde 126 miles per timme

8 Skorsten ånga
Avgaserna från ångan
och överskottsvärme
ventileras och
släpps ut i atmosfären
atmosfären via
skorstenen.

6 Gå in i motorn
Den överhettade
ånga kommer in i
tågets kolvmotor
för att driva vevaxeln
vevaxeln.

Ett exempel på torrefierad
biomassa, som används som ett
alternativ till kol

9 Bromsar för ånga
Ånga som produceras i
pannan används också i tågets
tågets bromssystem.

7 Vridning av hjulen
Drivstången som är ansluten till
motorn driver tågets hjul längs
hjul längs spåret.

Den första amerikanska
passagerar
lokomotiv, kallat "Tom
"Tom Thumb", byggdes av
konstruerat av
Peter Cooper.

1831

Passagerartåget John Bull
ångtåg var det
första lokomotivet utrustat
med strålkastare och en
"cowcatcher" för att avleda
hinder på spåret.

1923

Den flygande
Scotsman var
det första ångloket
lokomotiv som nådde
100 miles per timme.

Vad är kattens ögon?

Självrengörande installation

Dessa lysande trafiksäkerhetsanordningar har styrt förare i rätt riktning i årtionden

För bästa möjliga reflektion och tydlig vägmarkering måste kattögonen vara rena för att kunna reflektera bilens strålkastare. Den centrala glasreflekterande komponenten i ett kattöga placeras först i ett gummihölje. När kattögonen är placerade i höljet är de något upphöjda från vägytans nivå. Detta gör att de sticker ut och gör att ljuset från strålkastarna bättre når ytan. Gummihöljet placeras i ett hårt aluminiumhölje innan det sätts ut på vägen. En stor del av den robusta metallskölden är monterad så att den inte rör sig, men delen med gummihuset rör sig något upp och ned under tyngden från ett fordons däck. Genom att dyka något under vägytan vid en kollision är det mindre sannolikt att däcken skadas. Samtidigt gnider de rörliga delarna något mot de orörliga delarna och torkar bort allt skräp som täcker ytan på kattögonsbulten för att hålla den ren.

är man färdas på vägarna på natten är man beroende av väl upplysta vägar och skyltar för att ta sig fram på ett säkert sätt längs mörka vägar. Vägskyltarna har lampor som lyser upp texten och mellan körfälten finns långa rader av små dubbar som visar var varje fordon befinner sig. På samma sätt som en katt som fångas i strålkastarljuset visar två genomträngande ljusa ögon, lyser dessa vägbultar starkare ju närmare du kör mot dem och reflekterar ljuset från bilens strålkastare tillbaka till fordonet.
Kattögonen tillverkades första gången av den engelske uppfinnaren Percy Shaw 1934. När Shaw körde längs en särskilt farlig vägsträcka en dimmig natt ett år tidigare kunde han inte se var vägen slutade och de branta kullarna började. Vanligtvis vägleddes han av strålkastarnas reflexer från spårvagnsspåren på vägen, men den här dimmiga natten insåg han att det behövdes tydligare vägmarkeringar. Inget av föremålen längs vägen reflekterade särskilt mycket ljus tillbaka till honom, förutom ögonen på en katt som passerade. Denna slående ljusåtergivning fick Shaw att konstruera en strömlös anordning som kunde ge samma ljusstyrka längs alla vägsträckor och göra det mycket säkrare att köra bil i mörker.
I dag är kattögon en viktig del av vägutformningen och förhindrar många olyckor till följd av dålig sikt. De används i stor utsträckning i länder över hela världen och är inte beroende av elektricitet för att fungera - bara det ljus som redan produceras av ditt fordon. Det finns cirka 500 miljoner kattögon längs vägarna bara i Storbritannien. Den enkla men effektiva reflekterande designen har stått sig genom tiderna, men i en modern variant av kattögon har små solpaneler integrerats i tekniken för att avge ljus hela tiden under natten. Detta gör att de kan lysa starkt både på avstånd och på nära håll så att förarna kan se kurvorna tydligare på långt håll.

99 procent av de brittiska vägarna har kattögon installerade

Orange upplysta glaskupoler kan ses
i mitten av det vita gummihuset och
gummihölje och aluminiumhölje

Kattögats färger visar körfältsgränser och avfartsfiler på motorvägar

Hur ögonen producerar sin bländning

Sedan de första kattögonen installerades på 1930-talet har teknikens allmänna struktur och funktion i stort sett varit oförändrad. I kattögon som inte har batterier har vägbultarna en central glaskupol som kallas retroreflektor. Retroreflektorer är nödvändiga för mörkerkörning, eftersom de reflekterar ljuset tillbaka i den riktning som det sändes ut från. Det innebär att när bilens strålkastare projicerar ljus på vägen framför dem, studsar ljuset tillbaka från kattens ögon till föraren, och föraren ser tydligt dessa ljusa vägledande markeringar.
När ljuset först kommer i kontakt med kattögat träffar det en kupolformad lins av glas. Denna lins bryter (böjer) ljuset mot baksidan av strukturen. En spegel på baksidan av ögat reflekterar ljuset tillbaka till den böjda glaslinsen, som bryter ljuset igen i samma vinkel. Resultatet blir att ljuset lämnar glaskupolen i en parallell linje med hur det kom in. Utan denna exakta omdirigering skulle det inte finnas några tydliga, synliga körfält.

När ett traditionellt kattöga tas ur sitt skyddande hölje
är ett traditionellt kattöga en liten glaskupa

Ett riktigt kattöga
reflekterar lite ljus
som riktas mot det för att
hjälpa katten att se
bättre på natten

Solcellsdrivna dubbar

Denna typ av kattöga producerar ljus med hjälp av solens energi

1 Solpanel
Under dagen absorberar dessa
absorberar dessa paneler naturligt
solljus, som används för att ladda
ladda studsens batteri.

2 Kontrollkort
Detta lilla kretskort
hindrar batteriet från att
överladdning och styr när
när lysdioderna tänds.

7 Bakre lysdioder
Kattögon med
Lysdioder på framsidan
och baksida ger
förare en större
synlighet på alla
del av vägen
i deras synfält.

6 LED-lampor på framsidan
När solen har gått upp
stigit upp för att ge en
belysningsstyrka på 100
lux, eller 100 lumen per
kvadratmeter, börjar
börjar batteriet
laddas och lysdioderna
Lysdioderna slocknar.

4 Antenn
En liten antenn omvandlar
solenergi, i form av
form av elektromagnetiska
vågor, till elektricitet.

3 Batterier
Även under regniga dagar når dessa
batterierna vanligtvis
100 procents laddning efter
tre timmars dagsljus.

5 Skyddande hölje
Kattögonen har en hård
aluminiumbeläggning som täcker
ovansidan av enheten. Detta
skyddar komponenterna
när bilar kör över dem.

© Alamy / Illustration av Adrian Mann