A repülésbiztonság növelése érdekében a HUN-REN SZTAKI Rendszer- és Irányításelméleti Kutatólaboratóriumában (SCL) a Számítógépes Optikai Érzékelés és Feldolgozás Kutatólaboratóriummal (COSP) együttműködve ezen a hiányosságon dolgoznak: céljuk, hogy a repülőgépek kamerák és intelligens képfeldolgozó algoritmusok segítségével érzékeljék környezetüket, és képesek legyenek reagálni is rá.

A HUN-REN SZTAKI kutatói olyan képalapú technológiákat fejlesztenek, amelyek lehetővé teszik, hogy a légi járművek ne csak navigáljanak, hanem észleljék és értelmezzék is környezetüket, sőt külső beavatkozás nélkül reagáljanak a változó helyzetekre – sokszor olyan esetekben, amikor a hagyományos szenzorok már nem nyújtanak megoldást.

„A saját helyzetünk és mozgásunk ismerete csak a történet egyik fele – magyarázza Bauer Péter, az SCL kutatója. – Környezetérzékelés nélkül még a legpontosabban navigáló repülőgép is vak lehet a közvetlen veszélyekkel szemben.”

A nagy utasszállító repülőgépek esetében ezt részben ellensúlyozza a légiforgalmi irányítás és a fedélzeti ütközéselkerülő rendszerek, amelyek segítségével a repülőgépek megosztják egymással pozíciójukat, magasságukat és sebességüket. Az alacsonyabb légtérben azonban – különösen ott, ahol kisebb repülőgépek és drónok repülnek – ezek a rendszerek gyakran hiányoznak, vagy használatuk nem kötelező. A drónok például egyre gyakrabban találkozhatnak más drónokkal vagy könnyű repülőgépekkel, amelyek nem láthatók a légiforgalmi irányítás számára, és fedélzeti jeladóval sem rendelkeznek. Ilyen környezetben a biztonság nagyrészt a megfelelő környezetérzékelésen múlik.

A HUN-REN SZTAKI egyik úttörő fejlesztése éppen erre a problémára kínál megoldást.

„Egy drónra szerelt kamera segítségével teljesen autonóm módon észlelni tudjuk a másik légi járművet, meg tudjuk állapítani, hogy veszélyt jelent-e, és időben végre tudjuk hajtani az elkerülő manővert”

– mondja Bauer Péter.

A projekt különlegessége, hogy minden döntést maga a jármű hozott meg: nem vett részt benne emberi kezelő, és a számításokat sem egy felhőben működő nagy teljesítményű számítógép végezte.

„A kis drónok mérete, tömege és energiaigénye erősen korlátozott, ezért minden olyan megoldás, amely helyben képes működni, rendkívül fontos”

– teszi hozzá a kutató.

A gépi látás a repülés más területein is hasznos lehet. A SZTAKI kutatói több projektben is vizsgálták, miként lehet a kamerákat tartalék szenzorként használni abban az esetben, ha a hagyományos rendszerek meghibásodnak vagy megbízhatatlanná válnak.

Az Európai Unió által finanszírozott, az ONERA francia kutatóközpont vezetésével megvalósult VISION kutatási programban az SCL és a COSP feladata az volt, hogy kameraképek alapján határozza meg a repülőgép futópályához viszonyított helyzetét leszállás közben. A műszeres leszállító rendszerek rádiójelekkel vezetik a repülőgépeket a futópályákhoz, és egyre gyakoribbak az ezt kiegészítő GPS-alapú megoldások is. Mindkét módszer azonban érzékeny lehet külső zavarokra: interferencia, váratlan objektumok vagy akár szándékos jelzavarás is befolyásolhatja működésüket. Ilyenkor a képalapú navigáció tartalékként és ellenőrzési mechanizmusként működhet.

„A GPS-jelek megzavarásával a repülőgép eltéríthető a tervezett útvonalról, miközben az autopilóta azt hiheti, hogy minden rendben van – mondja Bauer Péter. – A képfeldolgozás ebben az esetben valóságellenőrzést végez: a kamera képét összeveti azzal, aminek a környezetben lennie kellene, így a rendszer észlelheti az eltéréseket.”

Nemrég a HUN-REN SZTAKI kutatói egy másik problémára is innovatív megoldást találtak. Az úgynevezett tanúsított drónokra vonatkozó európai előírások szerint a jármű irányítórendszerének akkor is biztonságosan kell működnie, ha az egyik szenzor meghibásodik. A hagyományos megoldás több szenzor és GPS-vevő alkalmazása, gyakran hármas redundanciával: ha a három szenzor közül az egyik hibás adatot ad, a másik kettő egyező mérését tekintik helyesnek.

„De mi történik akkor, ha csak két szenzor marad, és azok eltérő adatokat szolgáltatnak? Honnan tudja a rendszer, melyik hibás?”

– veti fel Bauer Péter.

„A mi megközelítésünk egyszerű és praktikus: a drónokon általában amúgy is van kamera, ezért ilyenkor ezt használjuk harmadik szenzorként. Így a rendszer képes feloldani az ellentmondást, és biztonságosan tovább működni.”

A megoldás annyira újszerű, hogy várhatóan hamarosan szabadalmi oltalmat is kap.

A környezet pontos érzékelése mindig kulcsfontosságú volt a repülésben. A képfeldolgozás és a gépi látás terén elért legújabb eredmények azonban már azt is lehetővé teszik, hogy a gyorsan terjedő kis légi járművek – drónok és könnyű repülőgépek – is érzékeljék környezetüket, és önállóan reagáljanak a váratlan helyzetekre.

„Ami öt évvel ezelőtt még megvalósíthatatlannak tűnt, ma már elérhető – mondja Bauer Péter. – A fedélzeti eszközök kisebbek, könnyebbek és energiatakarékosabbak lettek, miközben a kameratechnológia is rengeteget fejlődött. Ezek a változások olyan kutatásokat tesznek lehetővé, amelyek alapvetően növelik a repülés biztonságát.”

Forrás: HUN-REN SZTAKI

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Amikor a repülőgép látni is kezd appeared first on Műszaki Magazin.

Az űrgazdaság már nem csak rakétákról szól

Az elmúlt évtizedben az űripar jelentősen átalakult. A műholdas kommunikáció, a navigációs rendszerek, a földmegfigyelés, valamint az adatfeldolgozásra épülő szolgáltatások mára a digitális gazdaság alapvető infrastruktúrájává váltak.

A globális trendek azt mutatják, hogy az űrtechnológiák egyre szorosabban kapcsolódnak a mesterséges intelligenciához, az adatgazdasághoz és a kritikus infrastruktúrák védelméhez. A földmegfigyelési adatok például kulcsszerepet játszanak a klímamodellezésben, a mezőgazdasági optimalizálásban és a katasztrófakezelésben.

Ebben a környezetben az űrgazdaság Magyarországon is egyre inkább stratégiai kérdéssé válik.

„Az űr ma már nem csupán a csillagászatra korlátozódik, hanem a világgazdaság egyik leggyorsabban növekvő pályája. Az űrkutatás kulcsszerepet játszik a mesterséges intelligencia fejlesztésében, az adatvagyon hasznosításában vagy a kritikus infrastruktúrák védelmében. A vezető gazdaságok számára ezért az űrkutatás egyszerre technológiai, gazdasági és szuverenitási kérdés – az OECD adatai szerint minden űrkutatásba fektetett egy euró átlagosan hat–hét euró gazdasági megtérülést hoz. Ez tehát nem költség – hanem az egyik legmagasabb hozamú befektetésünk. A HUN-REN célja, hogy a kutatók számára megteremtse azt a tudományos és technológiai környezetet – nemzetközi együttműködésekkel és a mesterséges intelligencia eszköztárával –, amely ma már a hatékony és versenyképes kutatás elengedhetetlen feltétele” – tette hozzá Jakab Roland, a HUN-REN vezérigazgatója.

Az űrkutatás gazdasági megtérülése egyre fontosabb szempont

A nemzetközi tapasztalatok szerint az űripari beruházások multiplikátorhatással működnek: a fejlesztések nemcsak közvetlen technológiai eredményeket hoznak, hanem beszállítói hálózatokat, spin-off vállalkozásokat és új iparágakat is generálnak.

Az űrkutatásból származó innovációk gyakran más szektorokban jelennek meg:

• precíziós szenzortechnológia az egészségiparban,

• fejlett anyagtudományi megoldások az autóiparban,

• nagy adatfeldolgozó rendszerek az energetikában.

A hangsúly ezért egyre inkább azon van, hogy az alapkutatási eredmények miként fordíthatók le piacképes technológiákra. A hazai kezdeményezés deklarált célja éppen az, hogy a széttagolt kutatási kapacitásokat összehangolt stratégiába szervezze, és mérhető gazdasági hasznosulást érjen el.

Magyarország helye a nemzetközi űripari értékláncban

Magyarország 2015 óta teljes jogú tagja az Európai Űrügynökségnek (ESA), ami lehetőséget teremt hazai kutatóintézetek és vállalkozások számára, hogy bekapcsolódjanak nemzetközi projektekbe. Az elmúlt években több magyar fejlesztés jelent meg műholdas és űreszközös programokban.

A következő időszak egyik kulcskérdése az lehet, hogy a magyar szereplők nemcsak beszállítóként, hanem fejlesztési partnerként is meg tudnak-e jelenni a nemzetközi együttműködésekben. Ehhez összehangolt kutatás-fejlesztési struktúrára, stabil finanszírozásra és ipari integrációra van szükség.

Űrtechnológia és mesterséges intelligencia: új metszéspont

Az űrgazdaság egyik leggyorsabban fejlődő területe az adatalapú szolgáltatások piaca. A műholdak által gyűjtött hatalmas mennyiségű adat feldolgozása ma már elképzelhetetlen fejlett mesterségesintelligencia-megoldások nélkül.

A jövőben azok az országok lehetnek versenyképesek, amelyek nemcsak hardverfejlesztésben, hanem adatfeldolgozási és algoritmikus kompetenciákban is erősek. Ez a fókusz jól illeszkedik a magyar kutatási ökoszisztéma több területéhez, különösen az informatikai és matematikai alapkutatásokhoz.

Hosszú távú építkezésben gondolkodik a hazai űrszektor

Az űrkutatás sajátossága, hogy eredményei nem rövid távon jelentkeznek. Egy-egy program tervezése és megvalósítása gyakran években vagy akár évtizedekben mérhető.

Magyarország az elmúlt években több stratégiai lépést tett az űrszektor megerősítésére, és a most bejelentett program azt jelzi, hogy a fókusz egyre inkább az űrgazdaság strukturált fejlesztésére kerül.

A kérdés már nem az, hogy jelen van-e Magyarország az űrkutatásban, hanem az, hogy milyen pozíciót tud elfoglalni a globális űripari ökoszisztémában – és mennyire képes az űrtechnológiákból származó tudást a hazai gazdaság versenyképességének javítására fordítani.

„Az űr mindig a jövőről szól. Arról, hogy merünk-e nagyban gondolkodni, és képesek vagyunk-e hosszú távon építkezni, és ennek során együttműködni más kutatókkal, szervezetekkel, országokkal. A HUNOR program egyik óriási értéke, hogy közösen dolgozhattunk a világ vezető űrhatalmai közé tartozó Egyesült Államok és India szakembereivel, űrhajósaival. A HUN-REN űrkutatási programja számomra azt jelenti, hogy ez az együttműködés folytatódik, és a magyar kutatók, mérnökök következő generációi is aktívan alakíthatják azt a világot, amely az űrtechnológiákra épül” – fejtette ki Kapu Tibor kutatóűrhajós.

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Az űrgazdaság erősítése került fókuszba – új szintre léphet a magyar űrkutatás appeared first on Műszaki Magazin.

A repüléshez használt jelenlegi üzemanyagok – elsősorban a kerozin – nagy mennyiségű üvegházhatású gázt juttatnak a légkörbe, ezért elengedhetetlen a fenntarthatóbb alternatívák keresése. A repülés dekarbonizációja, károsanyag-kibocsátásának csökkentése felé a hidrogén az egyik legígéretesebb út – a hidrogén a vízből kinyerhető, és elégetésekor széndioxid nem szabadul fel.

Az Európai Unió szorgalmazza – és például adópolitikájával is támogatja –, hogy a légitársaságok a hidrogénmeghajtás felé mozduljanak el. A megoldás azonban csak akkor működhet, ha ebben a világ más meghatározó gazdasági térségei, legfőképpen Ázsia és az Egyesült Államok is lépéseket tesznek.

Technológiai kihívások és eredmények

A hidrogén alacsony energiasűrűsége miatt ugyanakkora táv megtételéhez nagyobb üzemanyagtárolókra van szükség, és a repülőgépekben használt jelenlegi üzemanyagtankok egyébként sem alkalmasak a hidrogén elraktározására. A nagy repülőgépgyártók már aktívan dolgoznak a megoldáson: egy Airbus A380-at kísérleti célból már felszereltek hidrogénmeghajtású hajtóművel és tárolórendszerrel. A cél az, hogy a töltésben, tárolásban és a tartályok elöregedésének vizsgálatában minél több tapasztalatot gyűjtsenek.

A hidrogén használata – egyelőre legalábbis – különösen a hosszú- és középtávú repülésnél indokolt, rövid távolságra a teljesen elektromos meghajtásé a jövő. Prototípus szinten léteznek már 10–20 fős hidrogénmeghajtású gépek, illetve például Norvégiában teljesen elektromos gépek, ahol két fjord között kis távolságokra szállítanak utasokat, a magyar Magnus Aircraft pedig pilótaképzéshez gyárt kisebb elektromos gépeket.

A hidrogénhez kapcsolódó repülőtéri infrastruktúra és ellátási lánc kialakítása szintén megoldandó feladat. Az Airbus a hidrogénmeghajtású utasszállítók sorozatgyártásának céldátumát a közelmúltban módosította 2050-re – nem műszaki okok miatt, hanem mert a repülőterek és a légitársaságok egyelőre nem tudják követni a gyártók fejlesztéseit.

Hidrogénalapú hajtás – dróntól az utasszállító repülésig

A hidrogén közvetlenül is elégethető, de üzemanyagcellák segítségével is átalakítható villamos energiává. A drónok hibrid meghajtással működnek: az üzemanyagcella nem képes gyorsan, hirtelen nagy teljesítmény leadására – amire például felszállásnál van szükség –, ezért ehhez akkumulátorral kell kombinálni. A cél: megtalálni az ideális kombinációt az akkumulátor, az elektromos hajtás és az üzemanyagcella között. Ha előre ismert a repülési pálya, akkor a rendszer előre tartalékolhat energiát a fel- vagy leszálláshoz, amivel a hatékonyság javítható.

A HUN-REN SZTAKI SCL hidrogénhajtású drónokkal és kisebb járművekkel foglalkozik – a kutatólabor reptetett elsőként hidrogénmeghajtású drónt Magyarországon.

„Szakembereink a drónszinttől építkezve dolgoznak azon, hogy a technológia kiterjeszthető legyen nagyobb járművekre, hajtóműves nagygépekre is – mondta el Vanek Bálint, a HUN-REN SZTAKI SCL vezetőhelyettese. – Az ilyen esetekben a drónok, kisebb járművek tulajdonképpen repülő laborként működnek, amelyeken modellezhető a nagy gépek viselkedése.”

Egy 1:10 arányú maketten – azaz a 30 méteres nagy gép esetében egy 3 méteres modellen – így meg lehet vizsgálni a felszállás, a repülés és a leszállás fázisait, illetve ezek energiaigényét. Ez alapján lehet optimalizálni, milyen energiát – áramot vagy hidrogént – használjunk.

A megoldás kidolgozásához szoros együttműködés szükséges az üzemanyagcella gyártójával. A kutatás-fejlesztési és innovációs tevékenységeket finanszírozó Tématerületi Kiválósági Program által támogatott magyar védelmi projekt keretében a HUN-REN SZTAKI SCL a cellák angol gyártójával dolgozik együtt: egyik fő feladatuk az üzemanyagcella matematikai modellezése és annak finomítása.

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Hidrogénmeghajtás a repülésben – magyar kutatók írják a légiközlekedés jövőjét appeared first on Műszaki Magazin.

A magnetometria, vagyis a mágneses mezők nagyságának és irányának mérése a természetben és a modern világban is sokfelé felbukkan: szükséges a vándormadarak és a méhek tájékozódásához, ahogy a nukleáris tengeralattjárók és az űrrepülőgépek számára is nélkülözhetetlen. Ennek megfelelően a mágneses mező érzékelésére szolgáló eszközök fejlesztése és a pontos mérést lehetővé tevő új fizikai elvek vizsgálata fontos kutatási irány.

Ugyanakkor az alkalmazások változatossága sokféle igényt támasztott, ezért különböző célokra optimalizált, egyéb szempontokból kompromisszumos megoldások születtek a mágneses tér mérésére.

© HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont Hidegatom-csapdarendszer.

A HUN-REN Wigner kutatói által fejlesztett V-MAG (Vector light enhanced atomic magnetometry) egy új típusú magnetométer, amely a térben formázott fény és atomok közötti kölcsönhatáson alapul. A V-MAG általános, minden elvárásnak egyszerre megfelelő „legjobb” megoldást kínál a mágneses tér mérésének kihívásaira.

„Nem csupán egy kiválasztott követelménynek felel meg, hanem egyszerre univerzális, minden igénynek megfelelő, széles körben alkalmazható mérőeszköz. Az új típusú magnetométer sikeres kifejlesztése után a későbbi kereskedelmi forgalmazása is elképzelhető” – mondta Clark Thomas, a nemzetközi együttműködésben a hazai projekt vezető kutatója.

A projekt arra a felfedezésre épül, hogy a vortex vektoros fénysugár (a terjedés irányára merőleges síkmetszetben a fény polarizációja örvényszerű mintázatot mutat) nemcsak az atomok kvantumállapotainak befolyásolására használható. A konzorcium egyik partnere kimutatta, hogy a mágneses mező térbeli, háromdimenziós elrendezése egyszerűen kikövetkeztethető egy egyetlen irányban terjedő, vortexet tartalmazó nyaláb elnyelési profiljából. Ez a 2021 végén publikált munka alapozza meg a V-MAG koncepcióját.

Az alkalmazhatóság szempontjából súlyos korlátozást jelent az, hogy a javasolt mérési eljárás megvalósításához bonyolult vákuumrendszer szükséges.  A mérési eljárás elvének demonstrálását célzó, ultranagy-vákuum rendszerben, hideg atomokkal végzett kísérletek mellett a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont a konzorciumban egy új javaslat kidolgozására is törekszik, amely lehetővé teszi a mágneses mező mérését ultranagy vákuum nélkül.

Üvegcellába zárt, szobahőmérsékletű atomos gőzökben tervezik a lézerfény-nyaláb polarizációs profiljának módosulásából meghatározni a mágneses tér vektorának jellemzőit.

„Így a háromdimenziós mágneses mező teljes körű, laborkörnyezeten kívül is alkalmazható mérésének lehetőségét fogják megvizsgálni” – tette hozzá a HUN-REN Wigner kutatója.

Forrás: HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Kvantumtechnológia a mágneses mező mérésében: új eszközt fejlesztenek magyar kutatók appeared first on Műszaki Magazin.

A HUNOR-program keretein belül Kapu Tibor a HUN-REN Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet (FI) számára végzett el földmegfigyelési kísérletet tudományos küldetése részeként. A magyar kutatóűrhajós a Földünk éjszakai féltekéjén zajló felsőlégköri elektromos aktivitásokat fényképezett.

A kísérlettel elsősorban a villámaktivitást és az ezzel összefüggésben levő, zivatarfelhők felett megjelenő, elektromos eredetű fényfelvillanásokat (ún. FEF jelenségeket) kívánták megfigyelni. Bór József, a HUN-REN FI kutatója elmondta, hogy a küldetés során rögzített videók előzetes minőségellenőrzése során már találtak két gyűrűlidérc típusú fényjelenséget. Ezek az első felhők feletti elektromos eredetű felvillanások, amelyeket az UHU Földmegfigyelési kísérlet keretében figyeltek meg és azonosítottak. Hozzátette, hogy számos felvételhez később kapnak hozzáférést, de a meglévőkben is számítanak további FEF jelenségekre a részletesebb átnézés után. Az UHU kísérlet már nem zárul eredménytelenül, hiszen a gyűrűlidérceken kívül sok villámfény is egyértelműen látható a képkockákon. Az űrből készült felvételek egyebek mellett várhatóan a földi villámészlelő hálózatok észlelési hatásfokának ellenőrzésére, valamint a zivatarok elektromos aktivitásának az éghajlatkutatásban való felhasználására is alkalmasak lesznek.

A HUN-REN Rényi Alfréd Matematikai Kutatóintézetnek egy új nyomkövetési módszerrel kapcsolatos méréseket végzett az űrben Kapu Tibor. Kornyik Miklós, a projekt vezetője, a kutatóintézet munkatársa elmondta, hogy az alapkísérleten felül egy hosszabb mérésre is volt lehetőség, amelyben 2 teljes orbit alatti kalibrációs  adatot mentett le az applikációjuk. „Mindkét esetben az adatbázist sikeresen feltöltötte Tibor az Axiom felhőjébe. Az adatok egyelőre a NASA-nál vannak. Előzetes eredményekre az adatok hozzáférését követő néhány hétben lehet számítani” – tette hozzá a HUN-REN kutatója.

A Nemzetközi Űrállomáson a HUNOR-program keretében tesztelt nyomkövetési módszert a gyógyászatban, a robotikában, de még a videójátékokban is használják. A kísérlet alapján fejleszthető algoritmusok különösen hasznosak lehetnek az űrbeli navigációban, űreszközök együttes koordinálásában, dokkoláskor, valamint a karbantartási munkálatok elvégzésekor.

Kapu Tibor továbbá foglalkozott a HUN-REN-BME Morfodinamika Kutatócsoport alkalmazott matematikusainak 2024-es felfedezésével, a lágy cellákkal. Ennek a különleges, sarkok nélkül a háromdimenziós teret kitölteni képes téridomcsaládnak egy nevezetesen szimmetrikus tagját vitte magával a világűrbe a kutatóűrhajós, hogy két, csak súlytalanságban elvégezhető demonstrációval hívja fel a figyelmet az alakzat fontos és szemléletes jellemzőire. Egyrészt a lágy cella formájában víztesteket hozott létre, kihasználva, hogy az elméleti konstrukció ún. minimálfelületekre vezet; másrészt több lágy cellából összefüggő alakzatot épített, demonstrálva, hogy ezek a téridomok egymásba szokatlan módon, igen stabilan kapaszkodnak.

Domokos Gábor, a kutatócsoport vezetője és a lágy cellák egyik feltalálója lenyűgöző látványnak nevezte a leérkező képeket, és bízik benne, ezek a felvételek olyan szellemi szikrát vetnek valahol a világban, ami ennek a nagyon friss elméleti vívmánynak a közvetlen hasznosulásához vezet akár a közeljövőben.

A HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont kristálykémiai szakemberei, a HUNOR (Hungarian to Orbit) Programmal és a központi japán űripari vállalattal, a JAMSS-szel együttműködésben egy hónapon át új szerves vegyületből növesztettek egykristályokat a Nemzetközi Űrállomáson (a korábbi SpaceX CRS-32 rakományszállító küldetéssel, a Kirara-6 részeként). Súlytalansági körülmények között rendezettebb és ezért jobban vizsgálható kristályszerkezetek érhetőek el, mint bármelyik földi laboratóriumban.

A sikeres kísérlet új kapukat nyithat meg a kémiai kutatásban és a vegyipari alkalmazásban, mivel ez az első hidrogénhíd-kötéssel felépülő vázszerkezet, amit valaha súlytalanságban kristályosítottak. A hidrogénhíd a korábban alkalmazott vázkötéseknél gyengébb kölcsönhatás, ezért a kristály sérülékenyebb, de cserébe a felhasználás során kisebb energiabefektetéssel vihetők végbe kémiai folyamatok, valamint a kísérlet elméleti megalapozást is szolgáltat a jövő kutatásaihoz.

A szerkezet pontos feltérképezését Dr. Bombicz Petra és kutatócsoportja végzi az Űrállomásról a rázkódás ellenére épségben visszatért kristályon. A rekonstrukcióhoz az angliai Diamond Light Source sugárforrásnál gyűjtöttek mérési adatokat a napokban. A tudományos közösség nem csak ennek, az első hidrogénkötéses vázszerkezetnek, hanem a budapesti kutatóintézetben a létrehozásához kidolgozott új, gőzabszorpciós eljárásnak a publikációját is élénk érdeklődéssel várja.

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Sikeresek voltak a HUN-REN-es űrkísérletek appeared first on Műszaki Magazin.

A kutatók szerint a problémakör több szempontból is érdekes. Egyrészt a napelemes energiatermelés globális elterjedése miatt fontos az időjárásfüggő megújuló energiaforrások bizonytalanságával foglalkozni, valamint vizsgálni kell az egyre gyakoribb szaharai porviharok hatásait is. Ezek ugyanis alapvetően befolyásolják a termelést és a besugárzási viszonyok területi ingadozásában is nagy szerepük van.

Azért, hogy a porviharok hatását jobban meg lehessen ismerni, és ezeket be lehessen építeni a termelés tervezésébe, a kutatók a 2020-2023-as időszakban azonosított 46 szaharai porvihar alapján fogalmaztak meg tanulságokat. Kiemelik, mivel a légköri porszemcsék közvetlen és közvetett hatással vannak a napenergiával termelt villamosenergiára, a termelés és a fogyasztás folyamatos egyensúlyban tartásához mindenekelőtt pontos előrejelzések kellenek.

„A legfőbb problémát az okozza, hogy a légköri pornak a teljes sugárzási mérlegben betöltött szerepe előre nehezen számszerűsíthető” – magyarázzák a kutatók.

Egy-egy porfelhőben többféle anyagú – például kvarc, kalcit, gipsz, agyagásványok, csillámok – és többféle alakú egyedi ásványi szemcse, valamint aggregátum található, melyek más és más optikai tulajdonságokkal rendelkeznek. A sötétebb színű szemcsék – például hematit, goethit – több sugárzást nyelnek el, lokálisan fűtő hatásúak, míg a világosabbak esetében a hőmérséklet-csökkenést eredményező visszatükrözés (pl. sókristályok) és szórás (pl. kvarc) a domináns.

A légköri por finom szemcséi a légkörbe jutva a felhőképződéshez szükséges kondenzációs magként is viselkedhetnek, amelyek nélkül nem alakulhatnának ki a felhőket felépítő cseppek. A kondenzációs magvak számának növekedése adott vízgőztartalom mellett több, de kisebb méretű felhőcsepp kialakulásához vezet, így a felhő színe világosabb lesz, tehát több sugárzást ver vissza. A kisebb cseppek másik tulajdonsága, hogy légköri tartózkodási idejük viszonylag hosszú, következésképpen a felhő radiatív, azaz a földi sugárzás egyensúlyára gyakorolt hatását hosszabban fejti ki, illetve a csapadék valószínűsége csökken, ami így nem fogja a napelempaneleket lemosni.

A kutatók hangsúlyozzák: a pontos előrejelzések érdekében a számításokba naprakész porterhelési adatokat és megfelelő felhőfizikai összefüggéseket kell beépíteni. Az éghajlatváltozás és az éghajlati rendszer természetes változékonysága miatt az előrejelzések egy instabil hidrometeorológiai és légköri rendszerben készülnek, ami mindig bizonytalanságokat hordoz magában. Ezek a hibák a napelemes-kapacitás növekedésével valószínűleg egyre jelentősebbek lesznek, így kezelésükhöz az egyre pontosabb előrejelzések mellett a villamosenergia-tárolási kapacitás bővítésére is szükség lesz – állapítják meg a kutatók.

Alapvető probléma, hogy a porviharok során a besugárzás csökken, ez pedig együtt jár az energiatermelés csökkenésével – ennek mértékét nemcsak az ellátásbiztonság miatt, hanem gazdasági okok miatt is fontos lenne ismerni és előrejelezni. A jelenleg használt modellek sok paramétert nem vesznek figyelembe, vagy rosszul paramétereznek bizonyos folyamatokat, a korábbi adatok pedig a jelenleg zajló klímaváltozás miatt lényegében használhatatlanok – hívják fel a figyelmet a kutatók. Ha a porviharok miatt a besugárzás a vártnál kisebb lesz, kevesebb villamos energiát lehet termelni, mint amennyire a menetrendezők számítottak. Bár a kieső villamosenergia mennyiséget a viszonylag gyorsan üzembehelyezhető gázturbinás erőművekkel jellemzően ki lehet egyenlíteni, ez azonban nagyon költséges, sőt extra károsanyag-kibocsátással jár, magyarázzák a kutatók.

„Egy-egy porvihar hatására a kiesés többszáz MW-nyi, olykor 1 GW-nyi is lehet, de nem csupán a por miatt, hanem a porviharos esemény kialakulásához vezető meteorológiai helyzet felhőzete miatt is” – magyarázza Varga György, a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földrajztudományi Intézetének kutatója. „Ennek a felhőzetnek a tulajdonságait módosítja a légköri por, még nagyobb kiterjedésű felhőtakarót eredményezve. A menetrendek ezeket jelzik a legrosszabban előre. A legkisebb napelemes termelések a téli hidegpárnás időszakokban fordulnak elő. Ehhez képest a porviharos események besugárzáscsökkentő hatása elmarad, de mégis jelentős. Különösen amiatt okoz a gondot, hogy a jövőben egyre több poros helyzetre van kilátás az éghajlatváltozás következtében.”

Forrás: HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post A szaharai porviharok miatt kevesebb energiát termelhetnek az itthoni napelemek appeared first on Műszaki Magazin.