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( This Jan. 19, 2016, self-portrait of NASA's Curiosity Mars rover shows the vehicle at "Namib Dune," where the rover's activities included scuffing into the dune with a wheel and scooping samples of sand for laboratory analysis. Credits: NASA/JPL-Caltech/MSSS )  큐리오시티 로버는 현재 샤프산이 기슭을 오르고 있습니다. 샤프산에는 다양한 암석 지형과 더불어 과거 물이 풍부한 환경이었음을 시사하는 다양한 소견들이 관찰되었습니다. 그리고 이제 큐리오시티는 바람에 운반된 고운 모래 입자가 있는 지형에 도달했습니다. 마치 지구의 사막 지형같은 사구 지형은 모래 행성인 화성에서 흔하게 볼 수 있는 풍경입니다.   위의 이미지는 큐리오시티의  Mars Hand Lens Imager (MAHLI) 카메라가 찍은 57장의 사진을 합성해서 만든 셀카로 이제 모래가 풍부한 사구 지형으로 들어가는 로버의 모습을 보여주고 있습니다. 큐리오시티는 앞으로 Bagnold Dune Field라는 명칭이 붙은 이 지형을 두 달간 탐사할 예정입니다.  로버가 도달한 사구의 이름은 나미브 사구(Namib Dune)인데 여기서 로버는 고운 모래 입자를 채취해서 분석하는 작업을 하고 있습니다. 큐리오시티는 이를 위해서 CHIMRA라는 장치를 가지고 있습니다. CHIMRA는 150 마이크로미터와 1mm 크기의 체를 가지고 있어 중간 크기와 가는 모래 입자를 서로 분리할 수 있습니다. 그리고 그 화학 조성을 분석할 수 있는 시스템을 가지고 있습니다.  (화성의 모래 입자.  The Mars Hand Lens Imager (MAHLI) camera on the robotic arm of NASA'

( The study focused on cryptoendolithic microorganisms, which can be seen here colonizing cracks in rocks (left) and under an electron microscope (right) (Credit: S Onofri) )  우주에서 식물을 키우는 일은 쉽지 않습니다. 중력이 거의 없는 상태인점은 물론이고 강력한 방사선 환경을 버텨야하기 때문입니다. 만약 화성처럼 대기가 희박하고 추운 행성이라면 그 어려움은 더 커질 것입니다. 과연 지구 생물체 가운데 화성의 환경에서 견딜 수 있는 식물이 있을까요?   과학자들은 우리 흔히 생각하는 식물보다는 시아노박테리아 같은 단순한 박테리아나 곰팡이가 더 가능성이 있다고 생각합니다. 이런 단순한 생명체가 오히려 극한 환경에서 생존력이 더 뛰어나기 때문입니다. 일부는 화성에서도 생존이 가능할 수 있습니다.  스페인 국립 우주항공기술 연구소의 연구자들은 국제 유인 우주정거장(ISS)에 다양한 종류의 곰팡이를 시험삼아 보냈습니다. 이 곰팡이들은 남극을 비롯해서 지구의 극한 환경에서 살아가는 것들로 (사진)  화성의 춥고 건조한 환경에서도 생존 가능성이 있어 보이는 것들입니다.   이들을 높은 방사선 환경과 미세 중력상태, 그리고 화성과 비슷한 수준의 대기에 노출시켜 18개월간 관찰한 연구한 결과 60%정도의 곰팡이 세포가 생존한 것으로 나타났습니다.   이 곰팡이들은 각 1.4cm 정도 크기 용기에 담겨 유럽 우주국이 개발한  EXPOSE-E 장비에 탑재되었으며 화성처럼 높지는 않지만 지구 표면 보다는 훨씬 높은 방사선 환경인 국제 유인 우주 정거장에서 실험되었습니다.   이번에 주로 테스트 된 곰팡이 가운데 가장 중요한 것은  cryptoendolithic 계통인 Cryomyces antarcticus와 Cryomyces minteri라는 곰팡이로 남극에서 가

(Testing the Wepod on a university campus (Credit: Wepods/Rogier Leuvenink) )  최근 자율 주행 기술과 전기차 기술이 급속히 발전하면서 이 두 가지를 결합한 형태의 새로운 운송 수단이 시도되고 있습니다. 쉽게 말해 자율 주행 전기 버스나 택시의 형태입니다. 이전에 소개드린 EZ10 (  http://blog.naver.com/jjy0501/220511183980  참조) 이 그 대표적 사례죠. 네덜란드에서는 위팟(Wepod)이라는 새로운 자율 주행 전기 버스가 테스트에 들어갈 예정이라고 합니다. EZ10과 비슷한 크기의 위팟은 6인승으로 사실 버스보다는 일반 승용차 크기지만 셔틀 버스 개념으로 짧은 노선을 주행하게 됩니다.  위팟은 한번 충전으로 100km를 주행할 수 있으며 최대 속도는 40km/hr지만 테스트 단계에서는 25km/hr로 제한한다고 합니다. 테스트 장소는 와게닝겐 대학(Wageningen University)으로 1차 테스트가 완료되면 이후 노선을 연장해서 운영할 계획입니다.  물론 그래도 매우 짧은 거리를 왕복하는 셔틀 버스이며 아직 대중 교통을 대신할 수단이라곤 할 수 없습니다.  그러나 결국 관련 기술이 발전하면 미래에는 자율 주행 전기 버스가 서서히 현재의 대중 교통을 대체할 수단으로 발전할 수 있을 것입니다.  우선 친환경 교통 수단인 점은 말할 것도 없고 인건비가 들지 않으니 저렴하게 운용할 수 있겠죠. 하지만 관련 직업군은 사라질 수 있습니다. 항상 기술 발전에는 밝은 면만 있는 게 아니겠죠.  미래를 미리 예측하기는 어렵지만, 결국 자율 주행 기술과 전기차 기술이 발전하면 현재의 운전 관련 직종이나 주유소 관련 직종이 상당부분 사라지고 완벽한 주행 통제가 가능해지면 차량 보험 관련 업종도 급격히 줄어들 수 있습니다. 예측은 항상 어렵지

(Calculated speed adaptation scores for various dinosaurs. (From left) Guaibasaurus was an early dinosaur with a low score typical of primitive forms; despite its pop culture status, Velociraptor is revealed to be among the least swift of the carnivorous dinosaurs; the Jurassic predator Allosaurus was large and moderately adapted for speed; despite its bulk, Tyrannosaurus scores high on the speed charts; the controversial species Nanotyrannus was the bipedal dino best adapted for speed—the Usain Bolt of its era.)​ ​ ​  보통 공룡 영화에서 거대한 초식 공룡들은 느릿느릿하게 움직이는 반면 주인공을 덮치는 육식 공룡이 매우 빠르게 움직입니다. 상식적으로 생각하면 당연히 육식 공룡이 초식 공룡보다는 빨랐겠지만, 공룡이 달렸던 정확한 속도를 알아낸다는 것은 매우 어려운 일입니다.  ​ ​  적어도 발자국 화석으로부터 공룡이 처음 상상했던 것처럼 도마뱀처럼 꼬리를 끌고 다니진 않았다는 건 분명하지만 얼마나 빨리 달렸는지는 공룡의 종류만큼이나 많은 가설이 존재합니다. ​ ​  앨버타 대학의 스콧 퍼슨(University of Alberta paleontologist Scott Persons)과 그의 동료들은 전세계 박물관에 보관된 육식 공룡 50여 종의 화석을 분석해서 공룡들의 상대적인 달리기 적합도를 구했습니다. 이들이 채택한 방식은 무릎 아래와 위의 다리 골격의 비율입니다. 빨리 달리는 동물일수록 무릎 아래 부분이 더

(스미스 구름의 이동 궤도.  The trajectory of the Smith Cloud coming into the Milky Way galaxy. Credit: NASA and ESA  )   1960년대 과학자들은 그린뱅크 전파 망원경(Green Bank Telescope (GBT))을 이용해서 우리 은하에서 빠른 속도로 이동하는 스미스 구름(Smith Cloud)라는 거대한 분자 구름을 발견했습니다. 스미스 구름에 대해서는 이제까지 많은 연구가 있었지만, 이 분자 구름이 어디서 기원했는지는 여전히 미스터리입니다. ​ ​  스미스 구름은 적어도 태양같은 별 200만개는 만들 수 있는 거대한 가스 구름으로 초속 73 ± 26km의 속도로 우리 은하 쪽을 향해 움직이고 있습니다. 대략 9800광년 x 3800광년 정도의 크기로 만약에 눈으로 볼 수 있다면 보름달 20배 크기에 달할만큼 큰 분자 구름입니다. 물론 대부분 구성 물질은 수소와 헬륨, 그리고 기타 원소들입니다. ​ ​  스미스 구름은 우리 은하의 헤일로에서 현재 디스크 쪽으로 들어오는 중이며 은하 중심에서는 대략 4만 광년 정도 떨어져 있습니다. 은하 디스크와 충돌하는 지점은 페르세우스 팔이 될 것으로 예상되고 있습니다. 막대한 가스가 있는 만큼 우리 은하와 충돌하면 여기서 수많은 별이 탄생하게 될 것으로 생각됩니다. ​ ​  노트르담 대학의 니콜라스 레너(University of Notre Dame astrophysicist Nicolas Lehner)와 그의 동료들은 허블 우주 망원경에 설치된 Cosmic Origins Spectrograph 를 이용해서 스미스 구름의 화학적인 구성을 처음으로 밝혔습니다. ​ ​  만약 스미스 구름이 은하 사이의 공간에서 기원한 분자 구름이거나 혹은 별이 없는 특수한 형태의 은하라면 대부분 수소와 일부 헬륨으로 구성되어 있을 것입니다. 반면 우리 은하에서 기원했거나 혹은 다른 은하에서

(Raw data is transformed into the pixel super-resolution image. Credit: Ozcan Lab) ​ ​  염색을 하지 않고 세포를 현미경으로 관찰하게 되면 흐릿한 세포의 윤곽만 볼 수 있을 것입니다. 병리학자와 미새물학자들은 다양한 조직 및 세포 염색 방법을 개발해 세포와 조직의 구조를 연구해왔는데, 이런 전통적인 방법을 대신할 새로운 광학 현미경 기술이 개발되었다는 소식입니다. ​  UCLA의 캘리포니아 나노시스템 연구소(California NanoSystems)의 과학자들은 여러 개의 파장을 동시에 디지털로 분석해 재구성하는 새로운 기술을 통해 세포의 모습을 생생하게 재구성하는 새로운 기술을 선보였습니다.   UCLA의 아이도간 오즈칸(Aydogan Ozcan) 교수가 이끄는 연구팀은 파장 스캐닝 화소 고해상도(Wavelength scanning pixel super-resolution)이라는 새로운 기술을 통해서 기존의 재래식 광학 현미경 이미즐 한 단계 더 끌어올렸다고 발표했습니다. (사진 참조) ​ ​  한 가지 흥미로운 가정은 이 방식이 미래에 인지 기술과 합쳐지는 경우입니다. 앞으로 디지털 기술을 이용해서 자동으로 슬라이드 이미지를 입력한 후 이를 컴퓨터가 판독해 병변을 더 빠르고 정확하게 진단할 수 있을지 모릅니다. 의사의 판독을 대신한다는 의미가 아니라 사람이 놓칠지도 모르는 부분을 잡아내 정보를 제공하는 목적이죠. ​ ​  물론 이 방식이 기존의 전통적인 현미경 판독보다 더 나은 방법인지는 앞으로 많은 연구가 필요할 것입니다. 앞으로 현미경을 이용한 진단 분야에 더 혁신적인 기술이 도입되기를 기대합니다. ​ ​  참고 ​ ​ ​ http://phys.org/news/2016-01-technique-greatly-digital-microscopy-images.html

( Credits: NASA/JHUIAPL/SwRI )  과학자들은 뉴호라이즌스가 명왕성 표면에 도달하기 이전에 이미 이 왜행성이 암석의 핵과 얼음의 지각을 지닌 천체라는 사실을 알고 있었습니다. 목성 보다 먼 궤도에서 물이 얼은 얼음(water ice, 이 단어는 메탄, 질소, 이산화탄소 등 다른 물질이 얼어서 된 얼음과 구분하기 위한 것)을 다량으로 포함한 천체는 흔하기 때문이죠. 태양계의 대형 위성에서 얼음은 지구의 맨틀과 비슷한 역할을 하고 있습니다.  뉴호라이즌스의 Ralph/Linear Etalon Imaging Spectral Array (LEISA)는 108,000km 떨어진 지점에서 명왕성의 표면에 얼마나 많은 물의 얼음이 있는지를 측정했습니다. 그 결과 물의 얼음이 생각보다 광범위하게 퍼져있다는 것이 밝혀졌습니다.  기본적으로 명왕성의 얼음 지각은 물의 얼음으로 되어 있습니다. 하지만 그 위에 물보다 낮은 온도에서 녹거나 기화되는 메탄, 질소, 일산화탄소의 얼음이 덮힐 수 있습니다. 이는 마치 지구의 지각 위에 물이 고여 지구 표면의 대부분이 바다인 것과 비슷한 경우이죠. 표면온도가 매우 낮은 명왕성에서는 물의 얼음이 지각의 기능을 대신한다고 생각하면 이해가 쉽습니다.  위이 이미지에서 한 가지 특이한 점은 스푸트니크 평원이라고 이름붙은 하트 모양의 지대엔 물의 얼음이 거의 없다는 것입니다. 이는 메탄과 질소 등 다른 형태의 얼음이 표면을 덮고 있기 때문이죠. 아마도 지질활동이 그 이유로 생각되고 있습니다. 다만 정확한 이유에 대해선 앞으로 많은 연구가 필요합니다. ( Credits: NASA/JHUIAPL/SwRI )   LEISA는 동시에 적외선 파장 (1.25 - 2.5 마이크로미터)에서 명왕성의 대기를 관측했습니다. 명왕성의 대기는 매우 희박해서 사실 명왕성 표면에서 하늘을 보면 그냥 우주가 보이겠지만, 실제로는 대

(Todd Griffith shows a cross-section of a 50-meter blade, which is part of the pathway to the 200-meter exascale turbines being planned under a DOE ARPA-E-funded program. The huge turbines could be the basis for 50-megawatt offshore wind energy installations in the years ahead. Credit: Randy Montoya )​ ​ ​  풍력 발전에서 가장 중요한 요소는 결국 얼마나 많은 바람을 지속적으로 받느냐 입니다. 이를 위해서는 위치 선정도 중요하지만, 풍력 터빈 자체의 크기가 클 수록 더 많은 바람을 받게 됩니다. 50m지름 터빈에 비해서 100m 지름 터빈은 2배가 아니라 4배의 바람을 받을 수 있죠. 더욱이 더 높은 곳에서 바람을 받게 되기 때문에 사실 그보다 더 큰 전력을 생산할수도 있습니다. ​ ​  이런 이유로 풍력 발전 회사들은 더 거대한 풍력 발전기를 건설해서 지금은 지름 100m급 풍력 발전기도 그렇게 드물지 않은 존재가 되었습니다. 물론 크기가 커지는 만큼 설치가 힘들어지거나 제조가 힘들어지는 문제가 같이 발생하지만, 엔지니어들은 계속 그 한계를 극복해왔습니다. ​ ​  미국 에너지부 산하의 산디아 국립 연구소(Sandia National Laboratory)​의 토드 그리피스(Todd Griffith)와 미국내 여러 대학의 공동 연구팀은 블레이드 한 개의 길이가 100m에 달하는 (즉 지름 200m 급) 초대형 풍력 발전기를 개발 중에 있습니다.   현재 미국은 해상 풍력 발전에 대한 투자가 많이 이뤄지지 않았지만, 사실 다른 유럽 국가와 마찬가지로 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. 그런데 바다에 풍력 발전기를 설치하면 비싸기 때문에 경제적인 전력 생산을 위해서는 풍력 발

(출처: Drone Racing League) ​ ​  드론을 이용한 레이싱 경기에 대해서는 이전에도 소개드린 바 있지만, 미국에서는 실제 리그가 열릴 가능성이 높아졌습니다. US Drone Racing National Championship을 비롯해서 다양한 경기가 실제 상금을 걸고 열리고 있기 때문입니다. ​ ​  드론 레이싱 리그는 상상속의 경기가 아니라 2월 22일 NFL의 썬 라이프 경기장(Sun Life Stadium)에서 개최될 예정이라고 합니다. 방식은 경기장을 정해진 위치를 따라 드론이 비행하는 것입니다. 파이럿은 가상 현실 기기를 이용해서 드론과 시야를 같이 하면서 조종합니다. 어떤 방식인지는 동영상을 보면 쉽게 이해가 가능할 것 같습니다. ​ ​ ​ (동영상) ​ ​  드론의 작은 크기를 고려하면 파일럿은 짜릿한 경험을 하겠지만, 직접가서 보는 건 아마도 큰 도움이 되지 않을 듯 하네요. 성패 여부는 중계를 어떻게 잘 하느냐가 아닐까 생각합니다. 과연 새로운 e 스포츠로 발돋움 할 수 있을지 미래가 기대되네요. ​ ​  참고 ​ ​   http://www.gizmag.com/drone-racing-league-inaugural-season/41533/ ​

( Using a new catalyst, researchers have demonstrated that up to 79% of the carbon dioxide captured from the air can be converted into methanol. Credit: Gregory Heath, CSIRO )  대기 중 이산화탄소 농도가 높아지면서 지구 평균 기온은 지속적으로 상승하고 있습니다. 이는 현대 사회가 직면한 가장 큰 위기 가운데 하나입니다. 이를 해결하기 위한 기술들이 우후죽순처럼 선보이는 가운데 한 가지 주목을 받는 기술은 이산화탄소를 다른 유용한 물질로 변환시키는 기술입니다. 아직은 널리 상용화되었다고 보기는 어렵지만, 이전에 전해드린 것처럼 시험적인 수준의 연료 생산은 진행 중에 있습니다.   참고 :  http://jjy0501.blogspot.kr/2015/04/Audi-e-diesel.html  이산화탄소를 화학적으로 변환시켜 연료나 기타 유용한 물질로 바꾸는 일은 기술적으로는 어렵지 않지만, 그 과정이 사실 복잡했습니다. 보통은 피셔-트롭쉬 공정을 변형시키는 방식으로 진행되는데, 높은 고온에서 일어나는 반응을 사용하는데다 이산화탄소를 일산화탄소로 변형시킨 후 다시 수소 등과 반응을 시키는 복잡한 공정이 필요했기 때문입니다.   그런데 남 캘리포니아 대학의 슈리아 프라카쉬 교수( G. K. Surya Prakash, a chemistry professor at the University of Southern California )가 이끄는 연구팀이 공기 중의 이산화탄소를 한 단계로 메탄올로 바꿀 수 있는 새로운 촉매 반응 공정을 개발해  Journal of the American Chemical Society 에 발표했다는 소식입니다.  이전에 나온 변환 촉매들은 반응이 일어나는 온도인  150 °C에서 쉽게 파괴되거나 활성을 잃어버리는 문제를 가지고 있었다고 합니다.