rymdfärder

i 2020 loppet till rymden bytte redskap. Maj lanseringen av SpaceX vehicle Crew Dragon var första gången ett privat fordon hade levererat astronauter till den internationella rymdstationen (ISS)., Det var djupt imponerande, men också featureless … elegant, vita innerväggar ersatte de komplexa instrumentpaneler av gamla, och det var uppenbart att de två testpiloter ombord var mestadels passagerare, utan direkt kontroll över flygningen. I November blev Crew Dragon Den första privata rymdfarkosten helt certifierad av Nasa för att transportera människor till ISS och senare den månaden levererade fyra astronauter till orbiting station. Den här taxin kanske inte är billig, men den är här för att stanna och det är en spelväxlare.

frågan om vem som äger himlen är också i ett kritiskt ögonblick., I April 2020 fanns det 2,666 satelliter i omloppsbana runt jorden. Men åldern på mega-konstellationen gryr. Elon Musks Starlink-projekt nådde 955 satelliter i år, med antingen 11 000 eller 41 000 fler förfallna under de kommande sex åren. Dessa mega-konstellationer erbjuder stora fördelar: bättre internetanslutning på avlägsna platser, jämnare tillgängliga datatjänster och mer., Men eftersom detta nät av satelliter omger jorden, måste vi kämpa med en ständigt ökande risk för kollisioner, rymdskrot, bandbredd störningar som kommer att påverka jordbaserade teleskop och ljusföroreningar. En av de mest slående vinnarna av årets Royal Observatory Greenwich Astronomy Photographer of The Year tävling kallades Prison of Technology, som visar en fantastisk natthimlen överlagrad av satellitspår. Frågan om vem som bestämmer, och om reglering kan hålla jämna steg med verkligheten, kommer att bli allt högre år 2021., Helen Czerski

Helen Czerski är en fysiker, oceanograf och programledare i tv

> Protein prediktorer

Tänk dig att läsa noter, och veta vad en låt låter som, men inte har mycket av en aning om hur man spelar instrumenten., Det var där vi var i biologi, tills förra månaden, när artificiell intelligens företaget DeepMind svepte in och, genom ren beräkningskraft, knastrade ett annars svårhanterligt problem.

noterna här är grunderna i genetiken. Gener är gjorda av DNA, och kodar proteiner, och allt liv är tillverkat av eller av proteiner. Vi kan läsa den genetiska koden lätt, och vi kan översätta en gen till grundproteinet. Men proteiner arbetar i tre dimensioner, exakt vikta upp i klumpar och blobbar., Dessa är de enzymer som smälter, de strukturer som bygger ben och muskler och hjärna – det är prestanda. Detta avgörande steg är det vi kämpade med-att förstå hur du skapar ett 2D-protein i sin 3D-funktionella version. Deepminds AlphaFold-program validerades i November och slog alla andra kända tekniker för att förutsäga proteinstrukturer händer ner.

det är fantastiskt arbete. När det gäller att utforma droger, eller helt enkelt förstå hur ett protein fungerar – eller går fel i en sjukdom – är det viktigt att förstå proteinet i tre dimensioner., Tänk på att eftersom detta är en AI-lösning, vi fortfarande inte riktigt förstår processen, men åtminstone kan vi förutsäga hur det kommer att utvecklas. Min förutsägelse är att detta kommer att bli det första Nobelpriset för en AI. Adam Rutherford

Adam Rutherford är programledare för Radio 4 inom Vetenskap och författare till Hur man kan Argumentera Med Rasistiskt

Genomet-redigering teknik

slutligen Detta år såg Nobelpriset i kemi delas ut till Emmanuelle Charpentier och Jennifer En Doudna för deras upptäckt av Crispr/Cas9 genomet-redigering teknik. Crispr / Cas9 var ursprungligen ett bakteriellt immunsystem, detekterar och förstör specifika genetiska sekvenser som överförs av virus som infekterar bakterier.,

Efter den första beskrivningen av Charpentier och Doudna 2012 insåg forskare runt om i världen snabbt systemets revolutionerande potential: i stället för att rikta in viralt DNA kan Crispr / Cas9 återanvändas till exakt hem på vilken plats som helst i genomet hos nästan vilken organism som helst, speciellt skärning och modifiering av genomet för ett allt mer varierat antal applikationer., Mångsidigheten och användarvänligheten av denna teknik gjorde det möjligt för genetiskt modifierade organismer som länge varit otillgängliga för de traditionella verktygen för genetisk manipulation.

i år har t.ex. verktygslådan Crispr / Cas9 utökats för att möjliggöra en hög precision genomförändring av grödor som ris och vete., Eftersom Crispr – baserade metoder inte lämnar ärr eller främmande genetiskt material i växtgenomet, är detta tillvägagångssätt optimalt för att införa gynnsamma egenskaper, till exempel med hjälp av sekvenser från traditionella sorter för att producera torka toleranta, insektsresistenta och andra högpresterande grödor.

naturligtvis har Crispr / Cas9 också tagit sig in i kliniken för behandling av mänskliga sjukdomar. Till exempel har 2020 sett de första kliniska prövningarna för Crispr-baserad omprogrammering av humana blodkroppar för att bekämpa annars oåterkalleliga cancerformer.,

och slutligen Crispr / Cas9-tekniken har kommit hela cirkeln, tillbaka till sina rötter som ett immunsvar för virusförstöring: flera forskargrupper undersöker möjligheten att införa ett Crispr/Cas9-system i mänskliga celler, särskilt i lungens epitelfoder, för att förstöra det genetiska materialet för invaderande respiratoriska virus. Eriko Takano

Eriko Takano är professor i syntetisk biologi, Manchester University

ta itu med fattigdom, minska avskogning

decennier av erfarenhet har gjort dem av oss som arbetar i tropiska skogen bevarande skeptisk till ”win-wins” (där rädda miljön bidrar också till att minska fattigdomen). En överraskande ny studie har visat att ett system som är utformat för att minska fattigdomen, som en bieffekt, avsevärt har minskat avskogningen.,

många lägre-och medelinkomstländer gör välfärdsbetalningar till fattiga hushåll beroende av att de ser till att deras barn går i skolan, går på hälsokontroller etc. Tanken är att förutom att höja inkomsterna bidrar dessa ”villkorliga kontantöverföringar” till att bryta fattigdomscykeln.

forskare tittade på införandet av Indonesiens villkorliga kontantöverföringssystem i mer än 7 000 landsbygdsförtrodda byar. De fann att betalningarna (som inte har något att göra med miljömålen) minskade avskogningen med cirka 30%., Detta skulle vara ett imponerande resultat om systemet syftade till att undvika avskogning.

att ta itu med den globala fattigdomen och bromsa tropisk avskogning är två av de största utmaningar vi står inför. Även om det inte är ett universalmedel, ger denna studie hopp om att, åtminstone under vissa omständigheter, lindra fattigdomen kan bidra till att bromsa avskogning-avgörande om vi ska undvika katastrofala klimatförändringar och minska förlusten av biologisk mångfald., Julia PG Jones

Julia PG Jones är professor i naturvårdsvetenskap vid Bangor University

netto noll utsläpp av växthusgaser

i juni 2019, när den brittiska regeringen passerade sitt mål för utsläpp av växthusgaser 2050 netto noll i lag, skulle du ha blivit förlåten för att undra om denna senaste gasp-lagstiftning från Theresa Mays regering skulle göra skillnad. Men det gjorde det. Styrelserum, borgmästare och regeringar började inte bara sätta upp mål utan utarbetade planer för hur man skulle komma dit. I februari visade analysen att nästan hälften av världens BNP täcktes av noll nettomål., Sedan, i September, förklarade Kina ett netto nollmål, med Japan och Sydkorea efter hot på sina klackar. Dessa mål informeras av den senaste klimatvetenskapen, som under samma period har kunnat fasta upp förutsägelser om framtida uppvärmning och detaljera de ständigt ökande risker Vi står inför när världen värmer. Detta har gjort net zero en global imperativ: det är inte längre en fråga om om, det är en fråga om när. Nästa strid kommer att vara med våra bilar; vi kommer inte att vinna genom att bekämpa bensinhuvudena, vi måste helt enkelt göra små elbilar och cyklar den accepterade normen., Det är en strid världen inte har råd att förlora, och den här gången är det personligt. Piers Forster

Piers Forster är professor i fysisk klimatförändring och chef för Priestley International Centre for Climate vid University of Leeds

nytt hopp för PTSD-behandling

Barndomsmisshandel är dåligt för vuxen psykisk hälsa., Men vad betyder mest: vad händer med oss som barn,eller vad vi minns händer? En longitudinell studie med en unik kohort i USA Mellanvästern gav överraskande resultat i 2020: barn som missbrukades eller försummade, vilket bekräftades av samtidiga domstolshandlingar, hade bara sämre psykisk hälsa senare om de återkallade trauman i vuxen ålder. Och vuxna som återkallade barndomsmisshandel hade lika förhöjda risker för depression, ångest, PTSD och drogmissbruk oavsett om det fanns objektiva bevis för att missbruk eller försummelse inträffade., De barn som drabbades av misshandel men inte minns det när de tillfrågades ungefär 20 år senare hade ingen större risk för psykiatriska problem än barn som aldrig misshandlade eller försummade.

kunde återkallandet av barndomsmisshandel vara resultatet, snarare än orsaken, av dålig vuxen psykisk hälsa? En deprimerad person kan känna sig negativ om sitt liv och vara partisk att komma ihåg dåliga händelser. Men författarna, professorerna Danese och Widom, fann att deras resultat stod upp om de uteslöt dem med psykiatriska svårigheter vid tidpunkten för återkallandet.,

även om det är överraskande, erbjuder det starka sambandet mellan subjektivt återkallande av misshandel och dålig psykisk hälsa nytt hopp om behandling. Våra uppfattningar och minnen, som formar hur vi tänker på oss själva och andra, kan själva formas – som i behandlingar för PTSD. I slutändan säger professor Danese att detta arbete visar att unga människor inte definieras av sina negativa livserfarenheter – ett budskap som är viktigare idag än någonsin., Francesca Happé

Francesca Happé är professor i kognitiv neurovetenskap, karolinska institutet, och chef för MRC Sociala, Genetiska och Utvecklande Psykiatri Centrum vid King ’ s College London

Är det liv på Venus?

min favoritvetenskapliga berättelse om året kom i September, med tillkännagivandet av upptäckten av fosfin, en giftig gas, i atmosfären av Venus. Detta orsakade en stor uppståndelse bortom planetariska vetenskapssamhället, eftersom fosfin kan vara en indikator på livets närvaro. Ingen hade allvarligt underhöll möjligheten till främmande liv på Venus-det är en sådan hemsk plats (för oss jordbor ändå)., Fosfin behöver inte nödvändigtvis ha producerats av levande organismer-trots allt finns det fosfin på Jupiter, där temperaturen och trycket är tillräckligt höga för att det ska produceras av vanliga gamla (icke-biologiska) kemiska processer. Men Venus är inte tillräckligt massiv för att sådana processer ska inträffa, därmed spänningen.

i November analyserades de ursprungliga uppgifterna och mängden fosfin (i delar per miljard) reviderades nedåt, men det är fortfarande där och det är fortfarande förbryllande., Trots detta är de smarta pengarna inte på det som produceras av Venusier, men mer mundanely från fosforbaserade föreningar gjorda på ytan av geologiska processer, som sedan kan bilda fosfin, när de stiger upp i atmosfären.

även om denna nyhet inte bekräftar förekomsten av utlänningar, är det troligt att om och när vi upptäcker livet någon annanstans i universum kommer det att vara på detta sätt: genom att analysera ljus som passerar genom och interagerar med så kallade ”biosignature” kemikalier i exoplanets atmosfärer., Jim Al-Khalili

Jim Al-Khalili är presentatör av Life Scientific och professor i teoretisk fysik och ordförande i det offentliga engagemanget i vetenskap vid University of Surrey

svarta forskare avancerar

efter George Floyds död kommer 2020 att vara år som världen hörde orden ”Black Lives Matter!”Rasism har sina konsekvenser., De statistiska jättarna Karl Pearson och Ronald Fisher firas över hela det vetenskapliga samfundet över hela världen. Men deras verk är baserade på eugenik, vars förutsättning är att svarta människor är intellektuellt sämre.

vissa har hävdat att Pearson och Fishers rasistiska åsikter inte spelar någon roll, men George Floyds död tvingade världen, inklusive det vetenskapliga samfundet, att ta en ordentlig titt på sig själv. Pearson och Fishers arv är att svarta forskare måste fortsätta att bevisa sig värdiga trots studier som visar att de ofta är mer innovativa., Dessutom har rashygienområdet gått in på det politiska området, som nyligen avslöjats av en Boris Johnson-rådgivare som tror att ras och intelligens är kopplade.

trots utmaningarna och Pearson / Fisher-arvet har det varit framgångar. Prof Christopher Jackson kommer att bli den första svarta forskaren att ge den kungliga institutionen Julföreläsning i nästan 200 år. När det gäller mig blev jag Den första svarta presidenten för Institutet för matematik och dess tillämpningar. Säg det högt, Jag är svart och stolt., Nira Chamberlain

Dr Nira Chamberlain är ordförande för Institutet för matematik och dess tillämpningar och en besökande Karl vid Loughborough University

Lab-odlat kött

i mitten av århundradet kommer det att finnas 9 miljarder människor på jorden., Hur kan de näringas ordentligt, utan att inkräkta på den biologiska mångfalden och utan att använda för mycket energi? Redan finns det mer biomassa i kycklingar och kalkoner än i alla världens vilda fåglar. Och biomassan i djuren vi äter är mer än 10 gånger den hos vilda däggdjur.

kostinnovationer behövs. Några av dem är genomförbara utan ”gräns” vetenskap: till exempel omvandlar insekter – mycket näringsrika och proteinrika – till välsmakande mat och gör konstgjort kött från vegetabiliskt protein., När det gäller den senare har” beef ” hamburgare (gjorda huvudsakligen av vete, kokosnöt och potatis) sålts sedan 2015 av ett Kaliforniskt företag som heter Impossible Foods. Det kommer att ta ett tag, men innan dessa hamburgare kommer att tillfredsställa köttätande gourmands för vilka rödbeta juice är en dålig ersättning för blod.

men biokemister har gjort genombrott. Det är möjligt att ”odla” kött genom att ta några celler från ett djur och sedan stimulera tillväxten med lämpliga näringsämnen. Bara förra månaden godkände Singapores Food regulatory agency försäljningen av detta” odlade ” kött, utvecklat av US startup Eat Just., Acceptabla köttsubstitut skapar en godartad förändring i hur vi matar oss själva. De är en ekologisk fördel – och för många av oss också ett etiskt framsteg; framtida generationer kommer att se tillbaka i skräck på de ”fabriksodling” tekniker som råder idag. Vi kan vara optimistiska om snabba framsteg på detta område. Martin Rees

Martin Rees är en astrofysiker och astronomen royal

den första rumstemperatur supraledare

ända sedan El togs i bruk har en stor vetenskaplig helig graal varit strävan efter en superledare vid rumstemperatur. Supraledare är material som uppvisar noll elektriskt motstånd, vilket kan öppna dörren till lågförlustströmledningar eller levitera Maglev-tåg. Men dessa material visar vanligtvis bara denna anmärkningsvärda egenskap vid extremt kalla temperaturer – mer än 50C under rumstemperatur.,

i oktober kom den spännande rapporten från den första rumstemperaturen supraledare från ett team ledd av Ranga Dias vid University of Rochester i upstate New York-bygga på arbetet i gruppen ledd av Mikhail Eremets vid Max Planck Institute for Chemistry i Mainz.

men det finns en allvarlig fångst. Med hjälp av en diamant städcell behövdes extremt höga tryck på cirka 270 gigapascals – mer än 2m gånger jordens atmosfär – för att pressa en förening av kol, svavel och väte för att visa supraledning., Även om sådana extrema påtryckningar innebär att vi inte kan ryckas med några praktiska tillämpningar, är denna upptäckt fortfarande en viktig vetenskaplig prestation.

det här ämnet tar mig tillbaka i tiden – jag har fina minnen av att studera kopparoxids supraledare i slutet av 1980-talet som en fräsch postdoktoral forskare vid Eastman Kodak Labs, även i Rochester. Genombrottet i år är en viktig milstolpe, och hoppet är nu att en rumstemperatur supraledare vid mycket lägre tryck kommer att hittas inom en snar framtid., Saiful Islam

Saiful Islam är professor i materialkemi vid University of Bath

• Dela på Facebook
• Dela på Twitter
• dela via e-post
• Dela på LinkedIn
• Dela på Pinterest
• Dela på WhatsApp
• Dela på Messenger