Vierzig Abiturienten sind diese Woche für Intels Science Talent Search 2010, ein Programm der Society for Science & the Public, aus dem ganzen Land nach Washington DC gereist. Während ihres Aufenthalts haben die Studenten ihre Projekte Richterrunden der Nationalen Akademie der Wissenschaften vorgestellt. Und heute Abend wird Intel bekannt geben, welche Studenten Preise gewonnen haben (darunter ein Hauptpreis in Höhe von 100.000 US-Dollar).
Ich habe kürzlich mit zwei der Finalisten über ihre Projekte gesprochen: eine über Software, mit der Raumfahrzeuge mit wenig Treibstoff durch den Weltraum fliegen können, und eine andere über die gefährlichen Auswirkungen des Brennens von Innenkerzen auf die Luftqualität.
Erika Debenedictis, Albuquerque, New Mexico: „Reisen auf der interplanetaren Autobahn: Ein autonomes Navigationssystem für Raumfahrzeuge“
Debenedictis wollte jahrelang Astronautin werden, aber als sie einen Artikel über die "Interplanetary Superhighway" las, wurde sie neugierig auf die Fahrzeuge, die Astronauten transportierten. Der Artikel erläuterte die Theorie hinter dem Interplanetary Transport Network, einer Reihe von Wegen durch den Weltraum, die es Raumfahrzeugen ermöglichen, sich mit sehr wenig Energie zu bewegen. Auf diesen Pfaden kann sich das Raumschiff mit wenig oder ohne Treibstoff im Sonnensystem bewegen. Stattdessen navigieren sie mit Hilfe der Schwerkraft und der Bewegung von Planeten in Umlaufbahnen, so wie ein Segelboot nur mit Meeresströmungen und dem Wind segeln kann.
Raumschiffe nutzten bisher energiearme Routen, um im Weltraum zu navigieren, insbesondere als Japan 1991 seine Hiten-Mondmission rettete, und auch bei der NASA-Mission Genesis, die Sonne und Erde auf einem der ITN-Wege umkreist, um Sonnenwindpartikel zu sammeln. Laut Debenedictis wurde die Methode jedoch nie speziell für Reisen zu anderen Planeten eingesetzt. Dieser Forschungsbereich hat in den letzten zehn Jahren den größten Teil seiner Mittel verloren, was bedeutet, dass die Forschung an Niedrigenergie-Routen fast zum Erliegen gekommen ist.
Ihr Ziel ist es, es wiederzubeleben.
Laut Debenedictis verwenden Satelliten häufig Strecken mit geringem Energieverbrauch, um sich durch den Weltraum zu bewegen (Methoden wie ein Ionenstrahlruder oder ein Sonnensegel, um ein Raumschiff in einer bestimmten Umlaufbahn zu halten) das gibt ihnen kontinuierlichen Antrieb durch den Raum.
Debenedictis hat ein auf diesem Konzept basierendes Softwareprogramm entwickelt. Bei der Verwendung auf einem Raumschiff könnte die Software Satelliten helfen oder Raumschiff Bleiben Sie auf einem der Wege von ITN mit wenig bis gar keinem Kraftstoff. Und basierend auf den Berechnungen von Debenedictis könnte ihr Programm der Raumfahrtindustrie Treibstoffkosten in Millionenhöhe für ihre Satelliten und Raumfahrzeuge einsparen und sogar die Zeit verkürzen, die für die Reise zwischen Planeten - etwa von der Erde zu den Monden des Jupiter - benötigt wird Hälfte.
Debenedictics unterhält sich mit der Boeing Company in der Hoffnung, ihre Software auf ihren Geräten laufen zu lassen, um zu sehen, wie Satelliten und andere Raumschiffe auf ihre reagieren würden Methoden zur Aufbewahrung von Stationen. Anstelle einer Astronautin möchte sie jetzt Luft- und Raumfahrtingenieurin werden, um ihre Forschung fortzusetzen und energiearme Umlaufbahnen zu verwirklichen.
"Niemand finanziert derzeit Niedrigenergie-Umlaufbahnen, aber denke, dies ist eine coole Gegend, die noch nicht herausgefunden wurde", sagte sie. "Dies ist eine gute Zeit für mich, um in der Nähe zu sein."
Otana Jakpor, Riverside, Kalifornien: „ Luftverschmutzung in Innenräumen : Ein Vergleich der Feinstaubemissionen (PM 2, 5) von Paraffin- und Sojakerzen.“
Viele Menschen im kalifornischen Bundesstaat Otana Jakpor haben sich Sorgen um die Luftverschmutzung im Freien gemacht. Aber sie sollten sich genauso Sorgen um die Umweltverschmutzung in ihren eigenen Häusern machen, sagt Jakpor.
Laut der Weltgesundheitsorganisation sterben jedes Jahr weltweit etwa 2, 4 Millionen Menschen an Krankheiten, die mit Luftverschmutzung zusammenhängen. Ein Großteil dieser Verschmutzung tritt in Innenräumen auf.
Inspiriert von ihrer Mutter, die an schwerem Asthma leidet, hat Jakpor mehrere Jahre damit verbracht, die Luftverschmutzung in Innenräumen zu untersuchen. Ihr jüngstes Projekt untersucht die Partikel, die von Innenkerzen aus Soja und Paraffin freigesetzt werden. Was Feinstaub wie den von Kerzen freigesetzten so gefährlich macht, ist seine geringe Größe, sagt Jakpor. Weil sie so winzige Partikel sind, wirken sie sich nicht nur auf die Atmung aus. Die Partikel können tief in die Atemwege und von dort in die Blutbahn gelangen, und verursachen Herzinfarkt und Krebs.
Mit einem Luftmonitor der University of California in Riverside testete Jakpor sowohl Paraffin- als auch Sojabohnenölkerzen in ihrem eigenen Haus. Dabei wurde die Menge an Feinstaub in der Luft gemessen, bevor Kerzen angezündet wurden, während sie angezündet wurden und nachdem sie gelöscht wurden.
Sie fand heraus, dass eine Paraffinkerze 50-mal mehr feine Partikel (PM 2, 5) produzieren kann als eine Sojakerze. Sie fand auch heraus, dass das Wachsöl der Kerzen, ein Nebenprodukt der brennenden Kerze, Ähnlichkeiten mit Dieselabgasen aufweist - ein bekanntes Karzinogen. Die nationale Luftqualitätsnorm für Partikel im Freien wie Diesel beträgt 35 Mikrogramm pro Meter, die für 24 Stunden gewürfelt werden. Die von Jakpor untersuchte Paraffinkerze setzte im gleichen Zeitraum 52 Mikrogramm pro Kubikmeter frei.
„Ich möchte nicht, dass die Leute Angst bekommen und denken, sie könnten keine Kerzen mehr kaufen, aber ich denke, dass es wichtig ist, dass die Leute Wissen und Informationen darüber haben, was sie kaufen“, sagt Jakpor.
Aber zu wissen, was Sie kaufen, ist schwierig, weil viele Kerzen keine Etiketten haben. Sogar Kerzen, die als Soja etikettiert sind, könnten Paraffin enthalten, sagt Jakpor, und es gibt mehrere andere Faktoren, die PM 2.5 beeinflussen können, wie Duftstoffe oder Metall in den Dochten.
Das sind Faktoren, die Jakpor in Zukunft studieren möchte. In der Zwischenzeit ist sie als Sprecherin der American Lung Association tätig und bezeugt bei Umweltverhandlungen ihre Forschungsergebnisse. "Ich bin gerne in der Lage, meine Stimme Gehör zu verschaffen", sagt sie.
