Autonomous Spacecraft Navigation With Pulsars

An external reference system suitable for deep space navigation can be defined by fast spinning and strongly magnetized neutron stars, called pulsars. Their beamed periodic signals have timing stabilities comparable to atomic clocks and provide characteristic temporal signatures that can be used as natural navigation beacons, quite similar to the use of GPS satellites for navigation on Earth. By comparing pulse arrival times measured on-board a spacecraft with predicted pulse arrivals at a reference location, the spacecraft position can be determined autonomously and with high accuracy everywhere in the solar system and beyond. The unique properties of pulsars make clear already today that such a navigation system will have its application in future astronautics. In this paper we describe the basic principle of spacecraft navigation using pulsars and report on the current development status of this novel technology.Comment: 22 pages, 12 figures, 2 tables, to be published in the proceedings of the workshop "Relativistic Positioning Systems and their Scientific Applications", held on 19-21 Sept. 2012, Brdo near Kranj, Sloveni

Conservation and co-option in developmental programmes: the importance of homology relationships

One of the surprising insights gained from research in evolutionary developmental biology (evo-devo) is that increasing diversity in body plans and morphology in organisms across animal phyla are not reflected in similarly dramatic changes at the level of gene composition of their genomes. For instance, simplicity at the tissue level of organization often contrasts with a high degree of genetic complexity. Also intriguing is the observation that the coding regions of several genes of invertebrates show high sequence similarity to those in humans. This lack of change (conservation) indicates that evolutionary novelties may arise more frequently through combinatorial processes, such as changes in gene regulation and the recruitment of novel genes into existing regulatory gene networks (co-option), and less often through adaptive evolutionary processes in the coding portions of a gene. As a consequence, it is of great interest to examine whether the widespread conservation of the genetic machinery implies the same developmental function in a last common ancestor, or whether homologous genes acquired new developmental roles in structures of independent phylogenetic origin. To distinguish between these two possibilities one must refer to current concepts of phylogeny reconstruction and carefully investigate homology relationships. Particularly problematic in terms of homology decisions is the use of gene expression patterns of a given structure. In the future, research on more organisms other than the typical model systems will be required since these can provide insights that are not easily obtained from comparisons among only a few distantly related model species

Diagnostik arbeitsbedingter Erkrankungen und arbeitsmedizinisch-diagnostische Tabellen

Die Schwerpunkte der gesundheitlichen Probleme in der Arbeitswelt haben sich zunehmend von den klassischen Berufskrankheiten, die aufgrund der technischen Prävention immer seltener geworden sind, zu den sogenannten arbeitsbedingten Erkrankungen verlagert, die nicht als Berufskrankheit gelten. Diese Beschwerden und Erkrankungen bzw. die Mitbeeinflussung von Erkrankungen durch die Arbeitsbelastungen spielen eine immer größere Rolle. Dabei fehlte früher eine informative Zusammenstellung, die von Beschwerden des Patienten und der gestellten fachspezifischen Diagnose ausgeht. Eine ganze Reihe von beruflichen Belastungen und ungünstigen Arbeitsbedingungen kann zu zahlreichen berufsbedingten Erkrankungen und Beschwerden führen, von denen nur ein kleiner Teil als Berufskrankheit oder Arbeitsunfall anerkannt wird. Der größere, versicherungsrechtlich nicht anerkannte Teil gilt als "arbeitsbedingte Erkrankung" im engeren Sinne. Es sind Erkrankungen und Beschwerden, die beruflich verursacht, teilweise verursacht oder in ihrer Dynamik beeinflußt werden. … Während einzelne Berufskrankheiten sogar Raritäten sind, verbergen sich viele arbeitsbedingte Erkrankungen im allgemeinen Krankheitsspektrum der Bevölkerung und sind bei der hausärztlichen und klinischen Patientenbetreuung zunehmend zu berücksichtigen. Dieses gilt insbesondere für Erkrankungen der Atmungsorgane, der Bewegungsorgane, für Herz-Kreislauf- und Nervenkrankheiten, die insgesamt am häufigsten zu Arbeitsunfähigkeit oder zur vorzeitigen Berentung führen. …Die Umgestaltung der Arbeitswelt, neue Technologien, neue Arbeitsanforderungen, Personalabbau und die Zunahme von Arbeitsintensität und Verantwortung haben dazu geführt, dass als arbeitsbezogene ursächliche Faktoren in Zukunft mehr zu beachten sind: Hierzu zählen insbesondere übermäßiger mentaler und psychoemotionaler Stress, chronische exzessive Arbeitsbelastungen, Zeitdruck und ungünstige, ausufernde Arbeitszeiten, Zunahme der Verantwortung und Arbeitsmenge, berufliche Zwischenposition, fehlende Unterstützung und Anerkennung, Zunahme der fremden Kontrolle, berufsfremde Tätigkeit, Dequalifizierung, blockierte Karriere, Umgestaltung des Arbeitsbereiches und mangelnde Arbeitsplatzsicherheit. Daneben sind psychosoziale Faktoren von Bedeutung wie chronifizierte Alltagsprobleme, kritische Lebensereignisse, psychische Überforderung, fehlende oder mangelhafte soziale Unterstützung, kulturelle Entwurzelung, Persönlichkeitsstruktur, überhöhe Kontrollambitionen, Feindseligkeit gegen sich selbst, Aggression und Ärger sowie persönliche Stressaffinität. Die leicht- bis mittelgradige körperliche Belastung als protektiver Faktor für das Herz-Kreislauf-System und für die Bewegungsorgane ist in vielen Arbeitsbereichen weggefallen. An deren Stelle sind Immobilität und statische bzw. einseitige Muskelbelastungen getreten, z.B. am Bildschirmarbeitsplatz. Bei den arbeitsbedingten Erkrankungen und Beschwerden sind insbesondere Rückenbeschwerden und Stressfolgen führend. Bei einer Kombination dieser beiden Bereiche sind manigfache Symptome möglich. Arbeitsbedingte Erkrankungen können sich an einem oder an mehreren Organsystemen manifestieren. Beispiele sind: Haut: Ekzematöse Läsionen. Herz: Pectanginöse Beschwerden im Rahmen einer coronaren Minderdurchblutung, Herzinfarkt, Rhythmusstörung, Dekompensation. Kreislauf: Schwindel, Hypertonie, Schlaganfall. Atemwege: Reizung der Luftwege, chronische (obstruktive) Bronchitis. Muskulatur und Bewegungsorgane: Verspannung, Schmerzen, "Verschleiß", "Voralterung", repetitive strain injury, Muskelatrophie, umschriebene Sklerosierung. Magen und Darm: Dyspepsie, Gastritis, Ulcus. Vielfältigere Beschwerden finden sich zum Beispiel beim Sick Building Syndrom … Aufgrund unserer besonderen poliklinischen Tätigkeit haben wir über Jahrzehnte Informationen über arbeitsbedingte Erkrankungen gesammelt und im Jahr 2000 in einer ersten Form zusammengestellt und im Internet veröffentlicht. Die jetzige Fassung 2003 gehört bereits zur Pflichtlektüre unserer Studierenden, wird von uns praktisch genutzt und wird den Kollegen der jeweiligen Fachgebiete weitergegeben. In unserem Werk spiegelt sich die mehrgleisige Vorgehensweise der Arbeitsmedizin wider. Wir gehen erstens von den beruflichen Gefährdungen aus, die zu bestimmten Beschwerden und Erkrankungen führen können. Zweitens gehen wir von den Beschwerden des Patienten und der Krankheitsdiagnose aus und überprüfen diese auf externe Ursachenfaktoren aus dem Bereich der Arbeit und der Umwelt. Drittens gehen wir von dem allgemeinen Krankheitsspektrum in der Bevölkerung aus und betreiben eine differentialdiagnostische Einordnung. Unsere Darstellung ist nach den wesentlichen Organsystemen und ärztlichen Fachgebieten geordnet, so dass eine Einbeziehung unserer Diagnostik in die anderen Fachgebiete und die Kooperation mit den anderen Fachgebieten möglich ist. … Die Aktualisierung und Ergänzung ist laufend vorgesehen

A multiwavlength study of PSR B0628-28: The first overluminous rotation-powered pulsar?

The ROSAT source RX J0630.8-2834 was suggested by positional coincidence to be the X-ray counterpart of the old field pulsar PSR B0628-28. This association, however, was regarded to be unlikely based on the computed energetics of the putative X-ray counterpart. In this paper we report on multiwavelength observations of PSR B0628-28 made with the ESO/NTT observatory in La Silla, the Jodrell Bank radio observatory and XMM-Newton. Although the optical observations do not detect any counterpart of RX J0630.8-2834 down to a limiting magnitude of V=26.1 mag and B=26.3 mag, XMM-Newton observations finally confirmed it to be the pulsar's X-ray counterpart by detecting X-ray pulses with the radio pulsar's spin-period. The X-ray pulse profile is characterized by a single broad peak with a second smaller peak leading the main pulse component by ~144 degree. The fraction of pulsed photons is (38 +- 7)% with no strong energy dependence in the XMM-Newton bandpass. The pulsar's X-ray spectrum is well described by a single component power law with photon index 2.63^{+0.23}_{-0.15}, indicating that the pulsar's X radiation is dominated by non-thermal emission processes. A low level contribution of thermal emission from residual cooling or from heated polar caps, cannot be excluded. The pulsar's spin-down to X-ray energy conversion efficiency is obtained to be ~16% for the radio dispersion measure inferred pulsar distance. If confirmed, PSR B0628-28 would be the first X-ray overluminous rotation-powered pulsar identified among all ~1400 radio pulsars known today.Comment: Accepted for publication in ApJ. Find a paper copy with higher resolution images at ftp://ftp.xray.mpe.mpg.de/people/web/astro-ph-0505488_rev2.pd

Database of semantically associated and unassociated pairs of everyday objects for the study of memory in children : technical report

The present study aimed at creating a database of standardized pairs of semantically associated and unassociated everyday objects for the use in research in experimental developmental psychology. We had a large sample of 289 German school-aged children rate a set of 300 single objects, 150 semantically related, and 150 unrelated pairs. In a first step, the participants had to name the presented single objects to indicate the expe-rienced level of familiarity for each item. The second part of the study focused on the rating of association strength of the pairs of objects. Here, we used a three-point rating scale to have the participants decide on the magnitude of semantic relatedness. For each single object, a familiarity score and a naming agreement ratio were calculated to quan-tify the degree of the children\u27;s conceptual knowledge and familiarity with the selected objects. The relatedness scores computed for the pairs of objects can be used to divide the pairs into separate categories according to the strength semantic association. These rating procedures yielded a large and well controlled database of modern pictorial ma-terial for experimenters to choose from. It may be helpful for designing experiments in developmental psychology research with clinical and non-clinical populations

The anxiolytic effects of a Valerian extract is based on Valerenic acid

BACKGROUND: Valerian is commonly used for the treatment of insomnia and anxiety. Valerian extracts allosterically modulate GABA-A receptors and induced an anxiolytic activity. This activity is closely related to valerenic acid. In the present experiments it was investigated whether acetoxy valerenic acid may interfere with the anxiolytic action of valerenic acid. METHODS: Situational anxiety was measured using male CD-1 mice in the elevated plus maze test after oral administration of the test substances. In addition the body core temperature was measured. For the (3)H-GABA binding assay dissected tissue from frontal cortex of male RjHan:WI rats were used. Statistical evaluation was performed by means of the non-parametric Kruskal-Wallies H-test, followed by the two-tailed Mann–Whitney U-test. RESULTS: Adding of acetoxy valerenic acid abolished the anxiolytic action of valerenic acid. There was no effect on body core temperature. Moreover, the valerian extract did not show any affinity to benzodiazepine binding sites. CONCLUSION: The determining compound for the observed anxiolytic effect of the valerian extract is its content of valerenic acid

Automatic Identification of Structural Process Weaknesses – Experiences with Semantic Business Process Modeling in the Financial Sector

Business process reengineering (BPR) has been a core research topic for at least the last twenty years. As banks have realized the need to look on their business in a process-oriented way, they have been engaged in numerous business process reengineering projects to make their organizations more efficient. However, the success of BPR projects in banks varies significantly and it remains a challenge to systematically discover weaknesses in business process landscapes. Based on the Semantic Business Process Modeling Language (SBPML) this paper introduces a new approach for pattern-based automatic process model analysis, with a focus on identifying structural process weaknesses such as organizational process fragmentation, possibly unnecessary process complexity or multiple resource usage or other process inefficiencies. Additionally, this approach also allows for a benchmarking of different process path alternatives in the same process or among different processes. In this article, this approach is applied and evaluated in the financial sector, but it can possibly also be used in other domains. It contributes to a more efficient and more effective identification of possible weaknesses in process models in comparison to today’s manual analysis of process models