Fyrre gymnasiums seniorer har rejst fra hele landet til Washington, DC, denne uge til Intels Science Talent Search 2010, et program fra Society for Science & the Public. Mens de er her, har de studerende præsenteret deres projekter for runder af dommere på National Academy of Sciences. Og i aften meddeler Intel, hvilke studerende der har vundet priser (blandt dem en toppræmie på $ 100.000).
Jeg talte for nylig med to af finalisterne om deres projekter: den ene om software, der kunne give rumfartøjer mulighed for at flyve gennem rummet med lidt brændstof, og en anden om de farlige virkninger af at brænde indendørslys på luftkvaliteten.
Erika Debenedictis, Albuquerque, New Mexico: “Rejse den interplanetære motorvej: et autonomt rumfartøjsnavigationssystem”
Debenedictis ville være astronaut i årevis, men da hun læste en artikel om "Interplanetary Superhighway", blev hun nysgerrig efter de køretøjer, der transporterede astronauter. Artiklen forklarede teorien bag Interplanetary Transport Network, et sæt stier gennem rummet, der gør det muligt for rumfartøjer at rejse med meget lidt energi. Ved hjælp af stierne kan rumfartøjer bevæge sig rundt i solsystemet med lidt eller intet brændstof. I stedet navigerer de baner ved hjælp af tyngdekraft og bevægelse af planeter, ligesom en sejlbåd kan sejle kun ved hjælp af havstrømme og vinden.
Rumfartøjer har brugt ruter med lav energi til at navigere i rummet før, mest mindeværdigt, da Japan reddede sin Hiten-månemission i 1991, og også i NASAs Genesis-mission, der kredser om solen og jorden på en af ITN-veje til opsamling af solvindpartikler. Men Debenedictis siger, at metoden aldrig blev brugt specifikt til at rejse til andre planeter. Dette forskningsområde har mistet det meste af sin finansiering i det sidste årti, hvilket betyder, at forskning på ruter med lavenergi næsten er stoppet.
Hendes mål er at genoplive det.
Satellitter bruger ofte lavenergiruter til at rejse gennem rummet, siger Debenedictis, ved at bruge stationære evner (metoder som en iontruster eller solsejl til at holde et rumfartøj i en bestemt bane) der giver dem kontinuerlig fremdrift gennem rummet.
Debenedictis designet et softwareprogram baseret på dette koncept. Når det bruges på et rumfartøj, kan softwaren hjælpe satellitter eller rumfartøj ophold på en af ITNs veje med lidt til ingen brændstof. Og baseret på Debenedictis 'beregninger, kunne hendes program spare rumindustrien millioner af dollars i brændstofomkostninger for deres satellitter og rumfartøjer og måske endda skære den tid, det tager at rejse mellem planeter - siger fra Jorden til Jupiters måner - i halvt.
Debenedictics taler med Boeing Company med håb om at køre hendes software på deres udstyr for at se, hvordan satellitter og andet rumfartøj ville reagere på dets station holder metoder. I stedet for en astronaut, ønsker hun nu at være en rumfartsingeniør, så hun kan fortsætte sin forskning og gøre lavenergibane til virkelighed.
”Ingen finansierer lavenergibaner lige nu, men synes, dette er et cool område, der ikke er fundet ud endnu, ” sagde hun. ”Dette er et godt tidspunkt for mig at være i nærheden.”
Otana Jakpor, Riverside, Californien: "Indendørs luftforurening: En sammenligning af fine partikler (PM 2.5) -emissioner fra paraffin- og sojelys."
Mange mennesker i Otana Jakpors hjemstat Californien har bekymret sig for udendørs luftforurening. Men de skulle være lige så bekymrede for forurening inde i deres egne hjem, siger Jakpor.
Hvert år dør cirka 2, 4 millioner mennesker verden over af sygdomme, der er relateret til luftforurening, ifølge Verdenssundhedsorganisationen. Meget af eksponeringen for forurening sker indendørs.
Inspireret af sin mor, som har svær astma, har Jakpor tilbragt flere år med at studere indendørs luftforurening. Hendes seneste projekt undersøger de partikler, der frigives af indendørslys fremstillet af soja og paraffin. Hvad der gør fint partikler, som frigivet fra stearinlys, så farligt er dets lille størrelse, siger Jakpor. Fordi de er så små partikler, påvirker de mere end bare vejrtrækning. Partiklerne kan gå dybt ind i luftvejene og derfra ind i blodstrømmen, og forårsage hjerteanfald og kræft.
Ved hjælp af en luftmonitor fra University of California i Riverside testede Jakpor både parafin- og soja-stearinlys i sit eget hjem, og målte mængden af fint partikler i luften, før de brændte stearinlys, mens de brændte dem, og efter at de blev sat ud.
Hun fandt ud af, at et paraffinlys kunne producere så meget som 50 gange flere fine partikler (PM 2, 5) end et soja-stearinlys. Hun fandt også, at stearinlysets voksolie, et biprodukt af det brændende stearinlys, har ligheder med dieseludstødning - et kendt kræftfremkaldende stof. Den nationale luftkvalitetsstandard for partikler udendørs, som diesel, er 35 mikrogram pr. Meter i terning i 24 timer. Parafinlyset, som Jakpor studerede, frigav 52 mikrogram pr. Meter terning i samme periode.
”Jeg vil ikke have folk til at blive bange og tro, at de ikke kan købe lys mere, men jeg synes, det er vigtigt, at folk har viden og information om, hvad de køber, ” siger Jakpor.
Men det er vanskeligt at vide, hvad du køber, fordi mange lys ikke har etiketter. Selv lys, der er mærket som soja, kunne have paraffin blandet med dem, siger Jakpor, og der er flere andre faktorer, der kan påvirke PM 2.5, som duftstoffer eller metal i vægerne.
Det er faktorer, som Jakpor ønsker at studere i fremtiden. I mellemtiden er hun aktiv som talsmand for American Lung Association og vidner ved miljøhøringer om hendes forskning. ”Jeg kan godt lide at kunne gå og høre min stemme, ” siger hun.
