Veertig middelbare scholieren zijn van het hele land naar Washington, DC gereisd, deze week voor Intel's Science Talent Search 2010, een programma van de Society for Science & the Public. Terwijl hier, hebben de studenten hun projecten gepresenteerd aan ronden van rechters aan de National Academy of Sciences. En vanavond maakt Intel bekend welke studenten prijzen hebben gewonnen (waaronder een hoofdprijs van $ 100.000).
Ik sprak onlangs met twee van de finalisten over hun projecten: een over software waarmee ruimtevaartuigen met weinig brandstof door de ruimte konden vliegen en een andere over de gevaarlijke effecten van het branden van binnenkaarsen op de luchtkwaliteit.
Erika Debenedictis, Albuquerque, New Mexico: "De interplanetaire superhighway reizen: een autonoom navigatiesysteem voor ruimtevaartuigen"
Debenedictis wilde jaren astronaut worden, maar toen ze een artikel las over de 'Interplanetary Superhighway', werd ze nieuwsgierig naar de voertuigen die astronauten vervoerden. Het artikel legde de theorie uit achter het Interplanetary Transport Network, een reeks paden door de ruimte waarmee ruimtevaartuigen met zeer weinig energie kunnen reizen. Met behulp van de paden kan ruimtevaartuigen zich rond het zonnestelsel verplaatsen met weinig of geen brandstof. In plaats daarvan navigeren ze banen met behulp van de zwaartekracht en de beweging van planeten, zoals een zeilboot kan varen met alleen oceaanstromingen en de wind.
Ruimtevaartuigen hebben eerder energiezuinige routes gebruikt om door de ruimte te navigeren, het meest memorabel toen Japan zijn Hiten-maanmissie in 1991 redde, en ook in de Genesis-missie van NASA, die rond de zon en de aarde draait op een van de ITN-paden om zonnewinddeeltjes te verzamelen. Maar Debenedictis zegt dat de methode nooit specifiek is gebruikt om naar andere planeten te reizen. Dit onderzoeksgebied heeft het afgelopen decennium het grootste deel van zijn financiering verloren, wat betekent dat onderzoek naar energiezuinige routes bijna tot stilstand is gekomen.
Haar doel is het nieuw leven in te blazen.
Satellieten gebruiken vaak energiezuinige routes om door de ruimte te reizen, zegt Debenedictis, door gebruik te maken van stations (methoden zoals een ionenschroefinstallatie of zonnevaart om een ruimteschip in een specifieke baan te houden) dat geeft hen voortdurende voortstuwing door de ruimte.
Debenedictis ontwierp een softwareprogramma op basis van dit concept. Bij gebruik op een ruimtevaartuig zou de software satellieten kunnen helpen of ruimtevaartuigen blijf op een van de paden van ITN met weinig tot geen brandstof. En op basis van de berekeningen van Debenedictis kan haar programma de ruimtevaartindustrie miljoenen dollars besparen aan brandstofkosten voor hun satellieten en ruimtevaartuigen en kan het zelfs de tijd verkorten die nodig is om tussen planeten te reizen - bijvoorbeeld van de aarde naar de manen van Jupiter - in voor de helft.
Debenedictics praat met de Boeing Company in de hoop haar software op hun apparatuur te laten draaien, om te zien hoe satellieten en andere ruimtevaartuigen zouden reageren op methoden voor het bijhouden van stations. In plaats van een astronaut wil ze nu een ruimtevaartingenieur worden, zodat ze haar onderzoek kan voortzetten en energiezuinige banen kan realiseren.
"Niemand financiert momenteel energiezuinige banen, maar denk dat dit een cool gebied is dat nog niet is uitgezocht, " zei ze. "Dit is een goed moment voor mij om in de buurt te zijn."
Otana Jakpor, Riverside, Californië: "Luchtvervuiling binnenshuis : een vergelijking van emissies van fijne deeltjes (PM 2.5) door paraffine- en sojakaarsen."
Veel mensen in de thuisstaat Californië van Otana Jakpor maken zich zorgen over buitenluchtvervuiling. Maar ze moeten zich net zo zorgen maken over vervuiling in hun eigen huis, zegt Jakpor.
Elk jaar sterven volgens de Wereldgezondheidsorganisatie ongeveer 2, 4 miljoen mensen wereldwijd aan ziekten die verband houden met luchtvervuiling. Veel van die blootstelling aan vervuiling vindt binnenshuis plaats.
Geïnspireerd door haar moeder, die ernstige astma heeft, heeft Jakpor verschillende jaren besteed aan het bestuderen van luchtvervuiling binnenshuis. Haar meest recente project onderzoekt de deeltjes die vrijkomen door indoor kaarsen gemaakt van soja en paraffine. Wat fijne fijnstof, zoals dat vrijkomt uit kaarsen, zo gevaarlijk maakt, is het kleine formaat, zegt Jakpor. Omdat het zulke kleine deeltjes zijn, beïnvloeden ze meer dan alleen ademen. De deeltjes kunnen diep in de luchtwegen en van daar in de bloedstroom gaan, en hartaanvallen en kanker veroorzaken.
Met behulp van een luchtmonitor van de Universiteit van Californië in Riverside, testte Jakpor zowel paraffine- als sojakaarsen in haar eigen huis, waarbij de hoeveelheid fijne deeltjes in de lucht werd gemeten voordat kaarsen werden verbrand, terwijl ze werden verbrand en nadat ze waren gedoofd.
Ze ontdekte dat één paraffinekaars maar liefst 50 keer meer fijne deeltjes (PM 2, 5) kon produceren dan een sojakaars. Ze ontdekte ook dat de wasolie van de kaarsen, een bijproduct van de brandende kaars, overeenkomsten heeft met dieseluitlaat - een bekend kankerverwekkend middel. De nationale luchtkwaliteitsnorm voor fijnstof in de buitenlucht, zoals diesel, is 35 microgram per meter gedurende 24 uur. De paraffinekaars die Jakpor bestudeerde, gaf gedurende dezelfde periode 52 microgram per kubieke meter vrij.
"Ik wil niet dat mensen bang worden en denken dat ze geen kaarsen meer kunnen kopen, maar ik vind het belangrijk dat mensen kennis en informatie hebben over wat ze kopen, " zegt Jakpor.
Maar weten wat je koopt is lastig omdat veel kaarsen geen labels hebben. Zelfs kaarsen die als soja worden geëtiketteerd, kunnen paraffine met zich vermengen, zegt Jakpor, en er zijn verschillende andere factoren die PM 2.5 kunnen beïnvloeden, zoals geuren of metaal in de wieken.
Dat zijn factoren die Jakpor in de toekomst wil bestuderen. In de tussentijd is ze actief als woordvoerder van de American Lung Association en getuigt ze tijdens milieuhoorzittingen over haar onderzoek. "Ik vind het leuk om te kunnen gaan en mijn stem te laten horen, " zegt ze.
