Ionospheric Turbulence Near the Upper Hybrid Layer: Theory and Experiment

The thesis presents experimental results, simulations, and theory on turbulence excited in magnetized plasmas near the ionosphere’s upper hybrid layer. The results include: The first experimental observations of super small striations (SSS) excited by the High-Frequency Auroral Research Project (HAARP) The first detection of high-frequency (HF) waves from the HAARP transmitter over a distance of 16x10^3 km The first simulations indicating that upper hybrid (UH) turbulence excites electron Bernstein waves associated with all nearby gyroharmonics Simulation results that indicate that the resulting bulk electron heating near the upper hybrid (UH) resonance is caused primarily by electron Bernstein waves parametrically excited near the first gyroharmonic. On the experimental side we present two sets of experiments performed at the HAARP heating facility in Alaska. In the first set of experiments, we present the first detection of super-small (cm scale) striations (SSS) at the HAARP facility. We detected density structures smaller than 30 cm for the first time through a combination of satellite and ground based measurements. In the second set of experiments, we present the results of a novel diagnostic implemented by the Ukrainian Antarctic Station (UAS) in Verdansky. The technique allowed the detection of the HAARP signal at a distance of nearly 16 Mm, and established that the HAARP signal was injected into the ionospheric waveguide by direct scattering off of dekameter-scale density structures induced by the heater. On the theoretical side, we present results of Vlasov simulations near the upper hybrid layer. These results are consistent with the bulk heating required by previous work on the theory of the formation of descending artificial ionospheric layers (DIALs), and with the new observations of DIALs at HAARP’s upgraded effective radiated power (ERP). The simulations that frequency sweeps, and demonstrate that the heating changes from a bulk heating between gyroharmonics, to a tail acceleration as the pump frequency is swept through the fourth gyroharmonic. These simulations are in good agreement with experiments. We also incorporate test particle simulations that isolate the effects of specific wave modes on heating, and we find important contributions from both electron Bernstein waves and upper hybrid waves, the former of which have not yet been detected by experiments, and have not been previously explored as a driver of heating. In presenting these results, we analyzed data from HAARP diagnostics and assisted in planning the second round of experiments. We integrated the data into a picture of experiments that demonstrated the detection of SSS, hysteresis effects in simulated electromagnetic emission (SEE) features, and the direct scattering of the HF pump into the ionospheric waveguide. We performed simulations and analyzed simulation data to build the understanding of collisionless heating near the upper hybrid layer, and we used these simulations to show that bulk electron heating at the upper hybrid layer is possible, which is required by current theories of DAIL formation. We wrote a test particle simulation to isolate the effects of electron Bernstein waves and upper hybrid layers on collisionless heating, and integrated this code to work with both the output of Vlasov simulations and the input for simulations of DAIL formation.

2C-Cas9: a versatile tool for clonal analysis of gene function.

CRISPR/Cas9-mediated targeted mutagenesis allows efficient generation of loss-of-function alleles in zebrafish. To date, this technology has been primarily used to generate genetic knockout animals. Nevertheless, the study of the function of certain loci might require tight spatiotemporal control of gene inactivation. Here, we show that tissue-specific gene disruption can be achieved by driving Cas9 expression with the Gal4/UAS system. Furthermore, by combining the Gal4/UAS and Cre/loxP systems, we establish a versatile tool to genetically label mutant cell clones, enabling their phenotypic analysis. Our technique has the potential to be applied to diverse model organisms, enabling tissue-specific loss-of-function and phenotypic characterization of live and fixed tissues.

Operacionalização, no contexto da Força Aérea, de um Sistema Aéreo Autónomo Não-Tripulado Classe II para Vigilância Marítima e Busca e Salvamento

Os sistemas de aeronaves não-tripuladas (UAS-Unmanned Aircraft Systems) são uma realidade nos mais distintos cenários, especialmente nos militares. Atualmente, qualquer força armada credível possui sistemas de armas deste tipo ou planeia adquiri-los a curto prazo. Os militares encontram nesta nova valência do poder aéreo uma forma de ultrapassar alguns desafios colocados, essencialmente, por problemas de restrições económicas, humanas e técnicas. O aumento da mobilidade no transporte marítimo e no transporte aéreo, sobre os oceanos leva a que a zona económica exclusiva possa estar ameaçada, especialmente, a costa portuguesa, justificando-se assim, a existência dos meios necessários à sua vigilância de forma eficiente e eficaz. Para isso o país conta com o apoio Força Aérea Portuguesa, que pretende integrar no seu dispositivo nacional UAS Classe II (peso máximo à descolagem entre os 150kg e os 600kg) e desta forma levar a cabo, juntamente com as outras Unidades Aéreas já existentes, missões de Vigilância Marítima e Busca e Salvamento. Não obstante da capacidade já existente, torna-se relevante que sejam estudadas soluções que possam complementar a missão por ela levada a cabo visando, assim, uma otimização de recursos se possível. Tendo em conta esta moldura enquadradora, a presente dissertação, através de um estudo teórico, tem por objetivo geral analisar a potencial operacionalização de um UAS do tipo Classe II, no contexto das missões da Força Aérea. Para a elaboração deste estudo investigou-se e recolheu-se informações sobre a missão VIMAR e SAR. Para a recolha de dados foram elaboradas entrevistas a alguns militares experientes da organização. Os dados recolhidos possibilitaram a criação e respetiva análise de uma matriz SWOT, assim como tipificar missões, no âmbito da Vigilância Marítima e Busca e Salvamento, nas quais a integração do UAS com as aeronaves tripuladas se revelaria fulcral para o sucesso das operações aéreas. Provado o potencial, termina-se com a enumeração de diversas tarefas, sensores, equipamentos e requisitos que poderão servir de referência aos responsáveis pelo desenho e conceção do UAS.

Revolução Tecnológica no séc. XXI: Vulnerabilidades e Potencialidades

Esta dissertação procura analisar o fenómeno da revolução tecnológica no séc. XXI, e as suas vulnerabilidades e potencialidades. Em particular os desafios internacionais associados à crescente utilização de armamento autónomo pelos atores internacionais, tomando como caso de estudo o emprego, por parte dos Estados Unidos da América, de UAS, no combate ao terrorismo no Paquistão. Para isso, numa primeira fase analisou-se a evolução do sistema internacional, da estratégia militar e do poder aéreo, em articulação com a revolução tecnológica, particularizada nos UAS, contextualizando e enquadrando o seu aparecimento e desenvolvimento. Numa segunda fase, buscou-se a caracterização desta tipologia de armamento, analisando-se as principais questões legais e éticas aplicáveis, para aferir as suas vulnerabilidades e potencialidades. Na fase seguinte, procurou refletir-se sobre a relação desta tecnologia com o sistema internacional, com o objetivo de serem tecidas algumas considerações sobre a forma como a sua existência, comercialização e utilização poderá influenciar as relações entre atores internacionais, estatais e não estatais. Numa quarta e última fase, efetuou-se um estudo de caso, para analisar, em termos concretos, a utilização de UAS num cenário real – explorando as causas e consequências resultantes da sua utilização, os resultados obtidos e as tendências futuras – para, deste modo, melhor poder percecionar as suas potencialidades e vulnerabilidades. Com esta investigação chegou-se à conclusão que o percurso evolutivo dos UAS apresenta bastantes semelhanças com o da aviação tripulada. Para além disso constatou-se que, por se constituir numa tecnologia tão disruptiva, a utilização de UAS apresenta desafios éticos e legais, ainda que os mesmos não se apresentem, a priori, como ilegais ou antiéticos. Por fim, chegou-se à conclusão que, pelas suas características, e com o aumentar da sua proliferação, os UAS podem tornar-se num fator potenciador de conflitos, ainda que possam ter um efeito positivo na diminuição da sua dimensão e intensidade.

Aplicação do EMAR 66 a Sistemas de Aeronaves Não Tripuladas

Este trabalho de investigação tem como objetivo aferir quais as tarefas e valências específicas necessárias para a manutenção permanente de UAS, em contraste com os requisitos preconizados nos regulamentos de aeronavegabilidade permanente de aeronaves militares. A aeronavegabilidade consiste na avaliação e certificação de uma aeronave voar de acordo com os padrões de segurança estabelecidos. Esta é dividida em aeronavegabilidade continuada, que avalia a condição de uma aeronave após a sua construção, e a aeronavegabilidade permanente, que estabelece as ações de manutenção necessárias para manter os níveis de aeronavegabilidade pretendidos durante a sua operação. Para assegurar que os UAS atingem os padrões aeronáutica atuais, é importante perceber como os regulamentos podem ser adaptados para responder à sua especificidade. Para aferir quais as tarefas e valências de manutenção específicas para UAS, é desenvolvido um modelo qualitativo e indutivo fazendo uso da análise de literatura e dados recolhidos através de entrevistas estruturadas a pessoal de manutenção de UAS. As dimensões consideradas seguem o modelo SHELL preconizado pela ICAO para a análise de fatores humanos em sistemas aeronáuticos. A partir do modelo gerado, é sintetizado um conjunto de conteúdos curriculares como proposta para adequação a UAS dos conteúdos requeridos no EMAR 66. Abstract: This research work has the objective of assessing which specific tasks and skills are necessary for the continuous maintenance of UAS, in contrast with the requirements recommended in the rules and regulations for continuous airworthiness of militar aircrafts. Airworthiness consists on the evaluation and certification of the capability of an aircraft to fly in compliance with the established safety standards. It is divided in initial airworthiness, which evaluates the condition of na aircraft after its construction, and the continuous airworthiness, which establishes what are the necessary maintenance actions in order to keep the desired airworthiness levels during operation. In order to assure that UAS meet the current aeronautics standards, it is paramount to understand how the rules and regulations can be adapted to cope with its specific features. In order to understand which are the specific maintenance tasks and skills specific for UAS, it is developed a qualitative and inductive model taking into consideration a literature analysis and structured interviews to UAS maintenance personnel. The dimensions considered follow the SHELL model recommended by ICAO for the analysis of human factors in aviation. From the developed model, it is synthesized a set of learning topics that serves as a proposal for extending the basic skills required by the EMAR 66.

As ruturas epistemológicas na cultura aeronáutica resultantes da emergência da guerra aérea remota

A evolução tecnológica e a necessidade operacional de Unmanned Aircraft Systems (UAS) ditarão, a curto trecho, a sua expansão funcional à quase totalidade das áreas de missão tipicamente reservadas às plataformas tripuladas. Talvez a maior barreira à adoção dos UAS de forma plena, pela United States Air Force (USAF) em particular, e por extensão a outras Forças Aéreas que partilhem de valores semelhantes, será a alteração da cultura organizacional, no sentido de promover a aceitação dos sistemas não tripulados como capacidades idênticas às providenciadas pelas aeronaves tripuladas. Este artigo pretende explorar algumas das forças dissociativas que resistem à integração dos UAS na estrutura de força de uma instituição, tomando como exemplo a USAF enquanto maior utilizadora destes sistemas e influenciadora das tendências futuras do Poder Aéreo. Para melhor percebermos os desafios culturais que despontam do emprego em larga escala de UAS de combate, teremos de percorrer o processo de independência da USAF e a validação estratégica do Poder Aéreo enquanto instrumento militar preferencial

Unmanned Aerial Vehicle: tecnologie e prospettive future

Partendo dalla definizione di UAV e UAS, arrivando a quella di drone, nella tesi saranno definiti i termini precedenti, ossia un sistema aereo senza pilota a bordo, la nascita del termine drone e le tendenze attuali. Dopo una precisa classificazione nelle quattro categorie principali (droni per hobbisti, commerciali e militari di me- dia grandezza, militari specifici di grandi dimensioni e stealth da combattimento) saranno descritti gli ambiti di utilizzo: da un lato quello militare e della sicurezza, dall’altro quello civile e scientifico. I capitoli centrali della tesi saranno il cuore dell’opera: l’architettura dell’UAV sarà descritta analizzando la totalità delle sue componenti, sia hardware che software. Verranno, quindi, analizzati i problemi relativi alla sicurezza, focalizzandosi sull’hacking di un UAV, illustrandone le varie tecniche e contromisure (tra cui anche come nascondersi da un drone). Il lavoro della tesi prosegue nei capitoli successivi con un’attenta trattazione della normativa vigente e dell’etica dei droni (nonché del diritto ad uccidere con tali sistemi). Il capitolo relativo alla tecnologia stealth sarà importante per capire le modalità di occultamento, le tendenze attuali e i possibili sviluppi futuri degli UAV militari da combattimento. Il capitolo finale sugli sviluppi futuri esporrà le migliorie tecnologiche e gli obiettivi degli UAV negli anni a venire, insieme ad eventuali utilizzi sia militari che civili. La ricerca sarà orientata verso sistemi miniaturizzati, multiple UAV e swarming.

Analysis of Needs and Resources

The initial aim of the CareMan project was to develop a joint degree programme that combined and utilised the strengths of the five collaborating universities that were already involved in delivering social and health care management education. Because the project was to be implemented in collaboration between education- al institutions, the collaboration had to be based on a detailed understanding of the national and institutional specifics of each of the individual academic enti- ties. During this process it was recognised that, due to a number of regulation issues, achieving the original aim would not be possible; ultimately, following a series of analytical works, which are presented below, it was decided that a set of three master’s level modules should be developed. One of the reasons was that the Finnish law on master’s degrees at universities of applied sciences (UAS) stated that the requirement for entry to a UAS master’s programme was a bachelor degree from a UAS or equivalent, plus a minimum of three years of work experience in an appropriate field. The three years’ work experience is also required from international students. In practice this meant that the participating Finnish UASs, Lahti and HAMK, could not award a diploma for foreign students without this work experience. The other European universities do not have the work experience requirement, although some take it as a bonus for admission (FHS UK). There were also other differences in law (e.g., requirements for mini - mum standards in Social Work education at FHS UK) that could not have been overcome during the period of project realisation. Consequently, the outcome was the development of only three common educational modules, each for 10 ECTS, which were developed, delivered and assessed during the lifetime of the project. The intention was that these would be integrated into the current masters’ level provision in each of the universities

Summary and Conclusion

This monograph outlines the process and results of development of a common educational programme at masters level in health and social care management, which was supported by the Erasmus Life Long Education project CareMan (Cul- ture and Care Management). The CareMan project brought together university partners actively involved in educating social and health care professionals in leadership and management at master’s level in Europe. The five partners of the consortium were Lahti University of Applied Sciences – Lahti UAS (administra- tive and academic coordinator, Finland), Charles University – CU (the Czech Republic), Edinburgh Napier University – ENU (Scotland), Hammeline University of Applied Sciences – HAMK (Finland), and University of Évora – UoE (Portugal). The objectives of the project were to achieve lower -level educational goals that included the development through education cultural and value -driven leadership, quality of care and quality management to effectively manage an integrated health and social care service. Through mapping the situation in the field and comparing curricula of all participating universities the overall aim was to develop a joint masters programme in social and healthcare management. After the detailed understanding of national and institutional specifics of each of the individual academic entities it was recognised that, due to a number of regulation issues, the original aim was not achievable. Following subsequent analytical work, it was decided to develop a set of three master’s level modules. At the end of the project it was intended that all created modules would be available virtually to the participating programmes and would contribute some added value to existing curricula. In the future these ready -to -use modules are intended to be taught in cooperation with the participating universities or as a separate module in each university. The chosen theoretical framework of the project that underpinned the devel- opment, management and evaluation of the inter -cultural educational provision relied on the combination of two learning theories – ‘cooperative collaborative and social learning’ and ’transformational’ (Mezirow, 2009). This theoretical framework helped to align with European collaborative policy and its application on all levels of implementation of the project.

Rasgos del semblante docente y su impacto en el aprendizaje: Una mirada desde la subjetividad del alumno

Recibido 13 de octubre de 2011 • Aceptado 23 de febrero 2012 • Corregido 23 de marzo de 2012   Este trabajo forma parte de una investigación más amplia que analiza aquellos rasgos del semblante docente que promueven o inhiben el deseo de aprendizaje de estudiante. Tiene como referente teórico el psicoanálisis y los datos empíricos de estudiantes del grupo 602, de la Facultad de Psicología de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS), en México, del ciclo escolar 2009-2010. Se analizan solo las características o rasgos del semblante que promueven el deseo de aprender de los estudiantes. El objetivo es conocer si el deseo de los estudiantes y las estudiantes de Psicología por aprender los contenidos de una asignatura es despertado cuando estos se identifican con el semblante de su docente, desde la premisa de que este posee rasgos o cualidades que permiten al estudiante identificarse con el llamado semblante docente. Se utiliza el enfoque cualitativo y el método fenomenológico. Las técnicas de recolección de datos fueron el cuestionario y la entrevista en profundidad. La principal conclusión fue que un mismo docente no impacta de la misma manera a sus estudiantes.