СНОВА НА ЛУНУ? Роскосмос планирует объединить имеющиеся в стране наработки по освоению Луны с помощью автоматических космических аппаратов и планы пилотируемых экспедиций к спутнику Земли в единую программу, сообщил журналистам руководитель Федерального космического агентства Владимир Поповкин. По его мнению такое объединение целесообразно, поскольку необходимо «посадить оба направления на единую технологическую базу.

В. Поповкин напомнил, что в ближайшие годы государство выделяет на космонавтику рекордные суммы: 150 млрд. рублей в 2012 году, 175 млрд. руб в 2013 и 200 млрд. рублей в 2014 году, и задача наших специалистов — использовать эти средства с наибольшей эффективностью.

Когда в начале XX века в море стали выходить первые серийные подводные лодки, перед специалистами была поставлена задача обеспечить с ними надежную связь. Причем не только в те моменты, когда подлодка находится на поверхности, но и в подводном положении.

Задача была непростая. Держать радиосвязь с подлодкой более-менее удается, пока ее приемная антенна находится над водой. В этом убедился еще один из сподвижников А.С. Попова — инженер Балтийского судостроительного завода Р.Г. Ниренберг. В 1909 году он предпринял попытку связи по радио между подлодкой «Карп» и броненосцем «Три Святителя». При этом выяснилось, что принимать радиосигналы лодка могла, только находясь на поверхности; радиоволны, хорошо распространяющиеся в атмосфере, практически не проникали под воду.

Поэтому на подводном флоте начали интенсивно развивать гидроакустический вид связи. Одним из первых свойство звуковых волн хорошо распространяться в воде использовал английский физик Томас Грин Фессенден. В 1912 году он разработал весьма своеобразное устройство — электромагнитный «колокол», который позволил осуществлять связь между подводными судами с помощью азбуки Морзе.

Звуковые волны стали использовать и для создания навигационных приборов. Подводная навигация невозможна, например, без эхолота, прибора, созданного в 1913 году немецким физиком Альфредом Бемом.

Изобретатель воспользовался тем обстоятельством, что звук в воде распространяется приблизительно со скоростью 1500 метров в секунду и отражается от дна. Если знать время между моментом излучения звука и возвращением эха, можно определить глубину моря.

Любая современная подводная лодка, кроме прочего, обязательно имеет на днище ультразвуковой передатчик и приемник, соединенный с самописцем, который непрерывно вычерчивает на бумажной ленте профиль морского дна под килем.

Каких высот или, если хотите, глубин достигла ныне способность современных атомных субмарин ориентироваться в морских глубинах с помощью эхолокаторов, как они поддерживают связь друг с другом и с берегом, подробно рассказано, например, в детективном техноромане американского литератора Тома Клэнси «Охота за «Красным Октябрем».

Современные субмарины и в самом деле способны обнаруживать друг друга за многие мили. Клэнси только не сказал, что во многом своему «прозрению» подводники обязаны… дельфинам. Именно наблюдения за ним и позволили исследователям в области подводной навигации, узнать, как эти животные ориентируются даже в мутной воде. Оказалось, что дельфины могут производить своеобразные вибрирующие движения головой, излучая при этом до 200 ультразвуковых импульсов в минуту. По сути, каждый дельфин имеет в личном пользовании уникальный природный гидролокатор, который помогает ему не только бесперебойно добывать пропитание, но и передавать информацию.

Аналогичные локаторы теперь стоят и на подводных лодках. Но новая проблема не заставила себя долго ждать. Хотя в морях-океанах и существуют особые акустические каналы или коридоры, позволяющие иной раз транслировать ультразвуковые сигналы от одного берега океана до другого, таким способом невозможно пользоваться для связи с командованием на берегу.

Пришлось снова обратиться к радио. Проведя серию исследований на разных частотах, инженеры нашли возможность использования для связи с субмаринами сверхдлинных радиоволн. Но длинные волны требуют и антенн больших размеров. Для этого, говорят, на суше устраивают огромные антенные поля, а сами подлодки в случае необходимости выпускают и тянут за собой длиннейшие буксирные антенны.

Еще один способ связи — с помощью сине-зеленых лазеров, луч которых меньше всего ослабевает в воде. Так ныне осуществляется связь между подлодками и спутниками, висящими над ними.

И все же главным способом передачи подводникам указаний с берега по-прежнему остается радиосвязь на сверхдлинных радиоволнах. И здесь есть свои сложности. Одна из них заключается в том, что наряду с совершенствованием конструкции самих субмарин, средств связи с ними быстрыми темпами совершенствуется и технология охоты за субмаринами. Если раньше с самолета с помощью магнитометра и иными средствами удавалось засечь подлодку на глубине 100 м, то ныне безопасная глубина возросла до и более 200 м. А экипаж подлодки может чувствовать себя более-менее безопасно, пока она не обнаружена.

И вот сотрудники Морской академии вместе с их коллегами из Полярного геофизического института РАН разработали «Способ двухсторонней связи с подводным объектом» по патенту № 2361364 от 10 июля 2009 года.

Суть его заключается в том, что в качестве приемной антенны используется вся поверхность субмарины. Для этого непосредственно к внешней оболочке подлодки подключают особые устройства, превращающие саму обшивку в своего рода активный вибратор-антенну.

Когда антенной по существу стала вся лодка, дальность и надежность подводной связи на частотах 50 — 100 Гц существенно увеличилась. Но и это еще не все.

При проведении испытаний подводники заметили, что в определенных точках Мирового океана связь намного лучше, чем в других. А чем эти точки отличаются от прочих?

В поисках ответа на этот вопрос, подводники обратились за помощью к геологам и геофизикам. Быть может, связь лучше потому, что в данных точках морского дна имеются некие геоаномалии? Геологи сравнили данные подводников со своими картами и выяснили, что именно в этих районах на морском дне обнаруживаются своеобразные разломы земной коры. А они, эти разломы, в свою очередь, служат своеобразными указателями на наличие в данных точках природных кладовых углеводородов — то есть нефти и газа.

А поскольку каждая подлодка, как уже сказано, во время плавания непрерывно вычерчивает профиль морского дна под килем, то, получив в свое распоряжение после возвращения подводников с очередного задания распечатки бортового «черного ящика», геологи заодно получают и представление, где стоит искать кладовые полезных ископаемых, а где нет.

Антенна на подлодке:

_{1 — корпус,}

_{2 — перемычка,}

_{3 — носовая точка,}

_{4 — кормовая точка,}

_{5 — трансформатор,}

_{6, 7 — вход и корпус радиоприемника,}

_{8 — второй трансформатор,}

_{9, 10 — выход и корпус радиопередатчика.}

В середине прошлого века зародилась наука бионика, призывавшая инженеров использовать в своих конструкциях «разработки» природы. Так появились телебашни, в какой-то мере копировавшие строение стеблей пшеницы и ржи, подлодки, похожие на обитателей морских глубин, самозатачивающиеся резцы, построенные по подобию зубов грызунов, и многое другое.

И вот сейчас, похоже, специалисты близки к решению еще одной проблемы. А началось все вот с чего.

Всем известно, что южноамериканским рыбам пираньям, живущим в реке Амазонке, на пути лучше не попадаться. Налетит стая — и через считаные минуты даже от быка останутся только кости.

Но есть, оказывается, в той же Амазонке обитатели, которые даже пираньям не по зубам. Одним из таких исключений является арапаима (Arapaima gigas) — двухметровая хищная рыбина, вес которой может достигать 100 кг, а то и более.

И знаете, почему арапаима не боится пираний? Она покрыта словно бы броней. Ее чешуя, состоящая из прочных костяных чешуек, успешно противостоит зубам пираний.

Этим феноменом заинтересовалась группа исследователей из Калифорнийского университета Сан-Диего. Цель ученых, изучающих особенности строения «брони» арапаимы — создать по ее образцу и подобию бронежилеты для солдат и спецагентов.

Профессор Марк Мейерс заинтересовался особенностями строения чешуи арапаимы несколько лет назад. Для начала он испытал прочность чешуек этой рыбы под гидравлическим прессом и удивился — по характеристикам оказалась сравнима с керамической броней.

Так выглядит одна из чешуи защитной брони арапаимы.

В своих экспериментах ученые использовали гидравлический пресс, на котором был закреплен один из самых больших зубов пираньи.

При внимательном рассмотрении под микроскопом выяснилось, что чешуя арапаимы имеет весьма сложную структуру. Внешняя ее оболочка состоит из чрезвычайно твердого минерального вещества, слои которого чередуются со слоями более мягкого и вязкого белкового покрытия. Зубы пираньи могут проникнуть только сквозь первый внешний слой покрытия. Попадая во второй слой, они просто в нем вязнут, а сталкиваясь с третьим, опять-таки твердым, слоем, они попросту начинают крошиться.

Такая прочность достигалась за счет того, что слои чешуи, составляющие этот «штабель», были уложены природой в разных направлениях, подобно слоям фанеры.

Помимо этого, верхний прочный слой не являлся гладким, его поверхность получается как бы гофрированной, благодаря чередующимся утолщениям. Такая структура позволяет внешнему слою брони-чешуи деформироваться в допустимых пределах без повреждений.

Теперь Мейерс с его коллегами планируют на основе своих знаний разработать технологию создания прочнейшей упругой керамики, которая найдет применение не только для создания непробиваемых бронежилетов и других средств индивидуальной защиты. Еще материал может использоваться для создания непробиваемых топливных баков военной техники, для внешней защиты космических аппаратов от ударов космического мусора и микрометеоритов, а также в иных случаях, когда требуется прочная и легкая защита.

Строение чешуи арапаимы.

Кстати…

ПО ПРИМЕРУ СКОРПИОНА

Покрытие «броня скорпиона» позволит защитить машины от песчаной эрозии. В результате испытаний отобран образец покрытия, обеспечивающий максимально возможную защиту, сообщает материаловедческий журнал Langmuir.

Техника в пустыне, как правило, служит не долго. Мельчайшие частицы песка быстро находят путь к движущимся, трущимся частям механизмов, из-за чего турбины, двигатели, элементы трансмиссии и другие узлы техники быстро приходят в негодность. И вот, чтобы избежать дорогостоящих последствий песчаной эрозии, ученые начали изучать особенности строения существ, постоянно живущих в пустыне. Наиболее впечатляющим оказался пример желтого толстохвостого скорпиона.

Организм скорпиона защищен от пагубного влияния окружающей среды «гофрированной» оболочкой, поверхность которой не так проста, как кажется с первого взгляда. Специальные структуры на поверхности «брони» скорпиона изменяют направления воздушных потоков таким образом, что песчинки попросту не долетают до поверхности, их сметает в сторону.

Исследователи тщательно изучили образцы поверхности покрытия скорпиона. Полученные формы были введены в компьютерную модель, которая рассчитывала динамику движения потоков воздуха. А изготовленные позже образцы искусственного покрытия были подвергнуты испытаниям в аэродинамической трубе.

Наибольшую эффективность показало покрытие с небольшими углублениями, наклоненными под углом 30° к направлению движения потока воздуха. Машины, поверхность которых защищена такой «гравировкой», будут служить существенно дольше машин с гладкой поверхностью, обещают исследователи. А там, глядишь, ученые и для защиты трущихся частей что-то подсмотрят, придумают. Ведь в пустыне не один только скорпион живет…

ГЕН ЭМОЦИЙ И… СВОБОДЫ? Его обнаружили ученые из американского Северо-Западного университета штата Иллинойс.

В ходе исследований научная группа установила, что существует особый ген, регулирующий активность серотонина — химического вещества, осуществляющего в головном мозге передачу электрических импульсов. Именно серотонин влияет на эмоции и настроение человека.

Американские ученые обнаружили, что данный ген характерен для представителей народов, которые создали современные демократические общества в Европе и в Северной Америке. В результате они сделали вывод о генетической природе свободомыслия.

Задумывались ли вы когда-нибудь, что произойдет, если через растение пропустить ток высокого напряжения? А вот американец Роберт Бьюлтман задумался и провел ряд экспериментов. Он помещал растения на алюминиевый лист, заливал жидким силиконом и подавал напряжение в 80 киловольт. Правда, сила тока (ампер) была крайне мала. В результате получался эффект, когда растения начинали светиться. У нас он носит имя супругов Кирлиан, американцы же считают, что этот эффект открыл Тесла.

По сути же, на этих фотографиях мы видим усиленное в тысячи раз естественное токосвечение всех живых существ — так называемую ауру.

СВЕРХМАХОВИКИ испытывает британская компания Ricardo. Инженерам этой компании удалось создать накопитель кинетической энергии, который может вытеснить традиционные аккумуляторы в гибридном транспорте.

Супермаховик, составляющий главную часть установки Kinergy, весит всего 4,5 кг и имеет диаметр 23 см. Тем не менее мощность установки 30 кВт, поскольку маховик вращается со скоростью 60 тыс. оборотов в минуту в вакуумном кожухе.

Вначале Kinergy пройдет полный цикл испытаний на автобусах-челноках, перевозящих пассажиров в аэропорту. Экономия топлива, по расчетам инженеров, должна составить не менее 13 %. Если все пройдет успешно, такие же автобусы выйдут и на городские маршруты.

СМАРТФОН ПОМОЖЕТ СВАРИТЬ РИС. Инженеры японской компании Panasonic предлагают контролировать процесс приготовления риса с помощью смартфона. Устройство SR-SX2IH Jar Rice Cooker Series обладает всеми функциями современной рисоварки, при этом его работу можно дистанционно контролировать со смартфона благодаря беспроводной технологии NFC.

Чтобы запустить в работу рисоварку через мобильное приложение, предназначенное для аппаратов на программе Android, пользователю необходимо указать тип риса, время варки и нужную температуру.

Все, казалось бы, замечательно. Вопрос только в том, стоит ли платить за все это 600 долларов, когда рис без особого труда и мудреных советов можно сварить за полчаса в обыкновенной кастрюльке?

ПАМЯТЬ-КРИСТАЛЛ создана в Японии. Физически оптическая память для компьютера представляет собой фотонный кристалл, то есть тело, в котором коэффициент преломления периодически меняется. В работе использовались кристаллы из сплава индия и фосфора с полостью, внутри которой располагалась частица кристалла с добавлением галлия и мышьяка. Частица представляет собой один бит памяти, в то время как окружающий кристалл служит световодом и теплоотводом.

Пока ученым удалось получить четыре бита памяти.

Как показали тесты, такой бит способен хранить данные без подзарядки в течение порядка 10 секунд (в прежних системах этот показатель составлял примерно 250 наносекунд). Кроме того, фотонная память потребляет около 25 нановатт, что на несколько порядков меньше показателей аналогичных устройств.

Мыс Канаверал, США.

5.09.1977 г. 12:56:00 UTC

Полковник с волнением посматривал на поле космодрома, где техники готовили к старту 722-килограммовый автоматический зонд, укрепленный на носителе «Титан IIIE-Центавр». Из центра управления полетами люди казались крошечными, не крупнее муравьев. Они деловито и сосредоточено копошились на стартовых лесах, в сотый раз проверяя правильность работы оснастки и приборов.

По сравнению с миниатюрными человечками ракета-носитель казалась настоящим гигантом.

Глава ЦУП не мог оторвать от зонда восторженного взгляда. Агрессивный дизайн, хищные обводы… Зонд строился для изучения Юпитера, Сатурна, его колец и больших спутников обеих планет. Его полет был спланирован так, чтобы использовать редкое расположение планет, которое позволяло совершить космический тур с минимумом топлива и затраченного времени.

Из выкладок специалистов полковник знал, что такое расположение изучаемых планет складывается один раз в 175 лет, так что не воспользоваться таким шансом было бы непростительно. Специалисты подсчитали, что притяжение Юпитера должно изменить траекторию движения так, что корабль сравнительно быстро попадет к Сатурну. Были просчитаны более 15 тысяч различных вариантов траекторий, из которых выбрали две оптимальные. Общая стоимость проекта приближалась к миллиарду долларов, и это означало, что рисковать полковник не имел права. Он знал, что за ошибку с него спустят не менее трех шкур.

Впрочем, полковник старался об этом не думать. Он знал, что всему свое время. Сделай, что положено, не отвлекаясь на посторонние мысли, — а потом уже думай о чем угодно. Сейчас главным было не выпустить ход важной операции из-под контроля. Русские и так наступают на пятки, постоянно пытаются вырваться вперед.

А терять пальму первенства Соединенные Штаты не могли — весь мир пристально следил за противостоянием двух сверхдержав, решая, к какому лагерю примкнуть.

Полковника, откровенно говоря, не очень интересовали необитаемые планеты. Да, основной задачей «Вояджера-1» считалось изучение Юпитера, Сатурна, Титана и Ио, но полковник был одним из немногих, кто знал, что автоматический зонд имеет особое дополнительное задание.

На его борту находилась позолоченная титановая пластина, на которую в закодированном виде было нанесено 115 микрофотографий и звуковая дорожка, на которой были записаны приветствия на 55 языках мира, шум трактора, звук поцелуя, лай собаки, песня кита, плач ребенка, голоса птиц и зверей и многое, многое другое.

За ними следовала музыкальная подборка, в которую вошли классические, народные и популярные произведения народов мира, а также звуковое представление электромагнитных волн, излучаемых мозгом писательницы и продюсера Энн Друйан.

С помощью слайдов получатель «посылки» мог обучиться земной арифметике, поскольку на титане были записаны единицы измерения основных физических величин. Там же были помещены кадры с изображением основных сведений о Солнечной системе и схемы строения химических элементов, лежащих в основе земной жизни. Заканчивалась запись обращением президента США.

На обратной стороне пластинки инопланетянам — а именно им предназначалось послание — была выгравирована инструкция по расшифровке данных. В специальный футляр также были упакованы особая фонографическая капсула и игла для воспроизведения записи.

Ученые возлагали на пластинку большие надежды — многие в Америке, да и в мире, с нетерпением ждали контакта с внеземной цивилизацией. Человечество было буквально переполнено желанием встретить братьев по разуму, горело жаждой почувствовать, что оно не одиноко во Вселенной. «Визитная карточка» землян имела обратный адрес на случай, если чужая раса решит навестить нашу планету.

Люди испокон веков страстно желали понять свое предназначение и смысл бытия. Звезды давали им этот шанс. Одним из значимых результатов проникновения человека в космос стало то, что наука начала утрачивать свой первоначальный геоцентрический характер.

Границы изведанного мира за короткие сроки существенно раздвинулись. Люди получили возможность непосредственно познавать внеземные тела и процессы.

Пластинка была приглашением к знакомству гипотетическим внеземным цивилизациям от маленького далекого мира. Все звуки, формулы и изображения призваны были рассказать как можно больше об отправителях посылки. Земляне верили, что рано или поздно настанет день, когда все проблемы будут решены, и человечеству предстоит присоединиться к галактической цивилизации и познать неведомые ранее тайны мироздания. Инопланетный разум мыслился при этом исключительно высокоразвитым и миролюбивым.

Техники у ракеты-носителя наконец закончили приготовления и начали освобождать стартовую площадку.

— Сэр, мы готовы к запуску, — доложил полковнику один из военных специалистов.

— Отлично, — кивнул полковник. — Начинаем по моей команде.

Рука полковника легла на кнопку активации. Он невольно подумал о том, что стоит только утопить красный кружок, и вековая мечта человечества превратится в реальность, а звезды станут ближе. Полковник заметил, что руки у него слегка дрожат. Что ж, это было простительно. Все-таки не каждому выдается свершить нечто, что может изменить жизнь целой планеты. А ведь это было действительно так.

Сколько важных открытий, касающихся законов развития материи вообще и живой материи в частности, могло принести людям обнаружение и изучение процессов жизни на других планетах, пусть даже они не достигли высших ступеней развития!..

И вот сегодня он, полковник ВВС, своей рукой приближает вселенскую гармонию.

Диспетчерский зал был полон народу. Ученые, техники, гости, охранники. Для всех сигара ракеты-носителя являлась воплощением тяги человека к постижению мироздания.

Операторы внимательно следили за бесконечными столбцами данных, ползущими по экранам компьютеров. Время от времени сообщали руководителю проекта получаемую информацию. Пока все шло по плану.

Полковник промокнул платком лоб. До старта ракеты-носителя оставалось совсем немного, и нервное напряжение нарастало.

Полковник усилием воли справился с волнением. Он откашлялся и решительно придвинул к себе микрофон.

— Внимание персоналу! Приступаем к предстартовой процедуре. Тестирование всех систем…

В зале сквозь гул вентиляторов послышалось щелканье клавиш пультов — подчиненные одну за другой запускали программы проверки различных узлов. Спустя несколько минут отовсюду начали доноситься доклады о готовности к старту.

— Превосходно! — кивнул руководитель проекта, когда проверка была закончена. — Объявляю минутную готовность. Начинаю отсчет времени. Шестьдесят секунд… пятьдесят девять… пятьдесят восемь… пятьдесят семь…

Тем временем поддерживавшие ракету-носитель фермы начали плавно расходиться в стороны.

— Доложите об общем состоянии! — приказал полковник.

— Давление в норме… — отозвался диспетчер. — Продувка завершена. Мачта питания отошла. Есть отсоединение штуцеров. Подтверждаю переход на внутренний источник энергии. Давление в баках полетное. Телеметрия включена. Гидравлические системы отключены. Запущен главный двигатель…

Волнение все нарастало и нарастало. Казалось, центр управления полетами тонет в тяжелых густых волнах.

Полковник неотрывно следил за стремительным бегом секундной стрелки. Как только она приблизилась к заветной цифре 12, нажал кнопку.

Рокот двигателя «Титана IIIE-Центавра» был слышен даже на многокилометровом расстоянии. Мелко задребезжало стекло. Закачались плафоны.

Полковник перевел взгляд на летное поле. Ракету окутали густые клубы дыма. Сквозь него выбивались яркие вспышки реактивных струй, бьющие из сопел.

Зал взорвался оглушительными аплодисментами и криками восторга. Специалисты вскочили, начали обниматься, поздравлять друг друга. Равнодушным не остался никто. Даже чопорные гости и те не скрывали улыбок.

Полковник растянул губы в усмешке, а затем сказал в микрофон:

— Поздравляю вас, парни! Мы сделали это!

Ответом руководителю проекта были вопли торжества, сквозь которые с трудом пробивался голос диспетчера:

— Десять секунд. Полет нормальный… Двадцать секунд. Без изменений. Главный двигатель работает на мощности восемьдесят процентов от максимальной. Все системы функционируют без сбоев…

Полковник посмотрел вслед ракете. Космический корабль уже походил на мелкую соринку, которая живо исчезала, растворялась в небе. Полковник не был сентиментален, тем более при подчиненных, но, если бы он был один, возможно, прошептал бы:

— Счастливого пути! Пусть все получится!

* * *

Звезда АС+79 3888. Созвездие Змееносца.

40 000 лет спустя

Оператор Матрикс-45 недовольно оторвался от кружки горячего ароматного кофе и утренней газеты. На пульте слежения багровел тревожный сигнал, подвывала сирена.

На самом деле, на планете, вращающейся вокруг звезды АС+79 3888, где родился Матрикс-45, принято было пить не кофе, а совсем не похожий на него напиток, а читали такое, в чем землянин никогда бы не смог признать газету, но нам приходится пользоваться привычными словами, тем более что суть событий от этого не меняется.

Итак, оператор Матрикс-45 оторвался от кружки горячего ароматного кофе и утренней газеты. На пульте слежения багровел тревожный сигнал. Это означало, что в магнитно-энергетическую ловушку что-то попало.

Оператор отставил кружку. Вытащив из височного разъема шунт, отключился от информационной сети и вывел на центральный монитор изображение — какой-то странный продолговатый предмет, увенчанный не менее диковинным безобразным наростом. Гадая, что это может быть, Матрикс-45 вызвал рабочую команду.

— Парни, у нас появилась работа, — сказал он; спецы переглянулись: за последнюю тысячу лет эти слова они слышали нечасто. — Нужно смотаться к четырнадцатой ловушке и вытащить из нее какую-то хреновину.

Предупреждаю личный состав о соблюдении всех мер безопасности. Возможно заражение.

— Принято, сделаем, — заверил Алгрекс-567, командир рабочей команды.

Спустя четвертую долю универсальной временной фазы закованные в энергетические скафандры, усиленные наномолекулярным торсионным полем, мусорщики посыпались в открытый космос.

Оператор внимательно следил за действиями членов рабочей команды, готовый в случае необходимости их подстраховать. Парни неспешно приблизились к ловушке. При помощи захватов освободили ее, а затем поместили необычный объект в сверхпрочную капсулу.

— Готово, — доложил командир мусорщиков.

— Отлично. Тащите находку в шлюз, — распорядился Матрикс-45.

После того как загадочный предмет прошел карантин, оператор внимательно его просканировал. Компьютерный анализатор показал, что находка состоит из металла с небольшими вкраплениями иных материалов, от которых осталась лишь труха. Ничего интересного, за исключением миниатюрного диска.

— Что это может быть? — спросил Алгрекс-567.

— Не знаю, — постучав щупальцами, ответил Матрикс-45. Затем вытащил находку из капсулы и попробовал рассмотреть. — Нет, не могу понять его предназначения… У тебя есть какие-нибудь соображения?

— У меня нет, — нетерпеливо отозвался командир рабочей команды, поиграв роговым наростом на шее.

— Что будешь делать? Ведь скоро футбол…

Здесь стоит сказать, что Матрикс-45 и его друзья о настоящем земном футболе не имели ни малейшего понятия, но у них была другая игра, вызывающая столько же эмоций, как футбол у наших соотечественников, так что будем и дальше использовать это название.

_ По инструкции, следовало бы сообщить о находке Главному, а он пусть разбирается, — сказал оператор.

— Ты что, переработал? — выпучил глаза Алгрекс- 567. — Процедура затянется на три доли Универсальной временной фазы. А футбол — через одну и три десятых. Давай просто спишем находку.

— Что значит спишем?

— Ну, не знаю. Напишем, сто это спам.

Матрикс-45 почесал щупальцами то, что можно но было бы назвать головой. Спама приходило много. Его приходило так много, что он уже всех взбесил. Правда, он обычно приходил по радио- или компьютерным сетям. А на диске, судя по всему, были записаны какие-то данные. Техника до такой степени архаичная, что во всех секторах универсума вряд ли нашлась аппаратура для воспроизведения записи. Правда автор послания заботливо оставил ключ…

— Давай, думай быстрее, — проговорил старшин мусорщик. — Если хочешь ковыряться с этой ерундой несколько универсальных временных фаз, — дело твое, а я пойду смотреть финал.

— Подожди, — остановил товарища оператор. — Я с тобой…

— Вот это другое дело, — удовлетворенно констатировал Алгрекс-567, глядя, как товарищ одним нажатием клавиши утилизирует странную находку и ее носитель. — Спам, он и есть спам, а финал превыше всего…

Как уже сказано, это случилось спустя 40 0000 лет после запуска зонда с посылкой, так что полковник и его коллеги ничего не узнали. Это, наверное — хорошо. Плохо то, что так ничего и не узнали их далекие потомки. Хотя с планетами, на которых живут такие разгильдяи, как Матрикс-45 и его коллега Алгрекс-567, дружить смысла нет.

ЕСЛИ В КОСМОСЕ ПОЖАР…

«Всем известно, какой огромный ущерб ежегодно наносят народному хозяйству пожары. Горят леса, торфяники, строения… Но, пожалуй, наибольшую опасность представляют пожары на нефтяных платформах, кораблях, подводных лодках, самолетах и космических кораблях. Здесь людям отступать некуда. И если они не победят огонь, то погибнут. Причем применять воду, как это бывает при тушении пожаров на открытых пространствах, в закрытых помещениях бывает далеко не всегда удобно — влага может вызвать короткие замыкания в электрооборудовании, испортить ценное имущество.

Тогда в ход идут пенные, порошковые и газовые огнетушители. Но и они не эффективны в космосе, где царит невесомость. Тот же порошок может зависнуть облаком в воздухе космической станции, забить дыхательные пути космонавтов…

И тогда я вспомнил: на уроке физики наш учитель Андрей Юрьевич как-то сказал, что пламя представляет собой плазму. А плазма, как известно, это полностью или частично ионизированный газ. На ионы же можно воздействовать электромагнитным полем. Так что если создать направленное поле, то с его помощью можно оторвать пламя с поверхности горящего предмета. Оказавшись без топлива, огонь погаснет…»

Вот такое предложение получили мы от Алексея Калашникова из г. Калуги. Что можно сказать по его поводу? Алексей нащупал весьма актуальную проблему.

Одно из самых драматических происшествий, выпавших на долю многострадальной станции «Мир», был пожар на ее борту, случившийся 23 февраля 1997 года. Экипажу с большим трудом удалось справиться с огнем, накрыв горящие шашки для выработки кислорода плотной тканью. Но с той поры ни сами космонавты с астронавтами, ни специалисты, обслуживающие их полет, не забывают о такой опасности и ведут эксперименты по изучению поведения пламени в условиях невесомости.

Недавно исследователи из группы профессора Джорджа М. Уайтсайдса из Гарвардского университета провели серию опытов, в ходе которых убедились, что частицы сажи, находящиеся в пламени, и в самом деле имеют электрические заряды, что, в свою очередь, заставляет пламя терять стабильность при появлении сильных магнитных полей.

Гарвардское устройство представляет собой генератор электромагнитных волн мощностью 600 Вт, подключенный к специальной антенне, которая дает направленное излучение определенной частоты. Стоит направить излучатель на очаг пламени, и оно погаснет. Однако пока созданное устройство требует серьезной доработки, прежде чем оно сможет заменить обычный огнетушитель. А потому на борту Международной космической станции ведут дополнительные исследования в рамках программы Flame Extinguishment Experiment (FLEX). Их целью является поиск ответов на вопросы, почему пламя в условиях космоса ведет себя совершенно иначе, чем на Земле, и как с ним бороться.

Идет подготовка к очередному опыту. Вверху-справа: картина горения в невесомости заметно отличается от той, что мы привыкли видеть на Земле.

К примеру, на Земле продукты сгорания удаляются вверх от пламени за счет сил гравитации — нагретые газы становятся легче и поднимаются вверх, а на их место поступает свежий воздух, поставляющий кислород, необходимый для горения. Уберите силу тяжести — и горячие газы не смогут подниматься вверх. В этом случае горение поддерживается за счет диффузионного притока кислорода, процесса, который протекает в сотни раз медленней, чем это происходит на Земле. Но при этом оказалось, что пламя в космосе может гореть в присутствии меньшего количества кислорода и при более низких температурах, поэтому покрывала, используемые для гашения пламени, должны иметь более высокую плотность.

Следующий этап исследований — испытания прототипа системы мгновенного подавления открытого пламени (Instant Fire Suppression) с использованием электромагнитных полей.

Так что Алексей Калашников не только четко определил актуальность данной проблемы, но и нашел правильный подход к ее решению. За что и получает почетный диплом.

Есть идея!

КАК СДЕЛАТЬ ДОЖДЬ?

«Довольно часто можно услышать, как самолеты рассыпают специальные порошки, позволяющие уничтожить дождевые тучи, не дают непогоде испортить праздник, — пишет нам из Майкопа Наталья Калинина. — Но у нас на юге довольно часто возникает иная проблема: нужен дождь, а его все нет и нет. Приходится использовать дождевальные установки на полях. Однако они все-таки довольно плохая замена настоящим дождям.

«Дождеделательные» установки.

Вот я и подумала: «Можно ли помочь природе образовывать дождевые тучи там, где они нужны?»

И придумала вот что. Все мы знаем про круговорот воды в природе. Вода, вылившаяся из дождевой тучи, постепенно испаряется с поверхности земли. Пар затем в верхних слоях атмосферы, где холодно, снова конденсируется в дождевые капли, которые опять-таки выпадают на землю…

Количество водяного пара в атмосфере можно увеличить, усовершенствовав дождевальные машины. Предлагаю в особо жарких местах устраивать искусственные фонтаны, посылающие струи в небо. А каждому фонтану пусть помогает ветряк, который своими лопастями разбивает водяные капли, превращает их в мельчайший аэрозоль. Такой водяной туман частично будет сразу опускаться на землю в виде влаги, а частично подниматься в небо,

где послужит своеобразным катализатором к образованию дождевых облаков. Как вам моя идея?..»

Идея замечательная. Ее единственный недостаток в том, что Наташа не пишет подробно, где именно должны стоять такие «дождеделательные» установки.

Этот недостаток устранил инженер из Эдинбургского университета Стивен Солтер. Не так давно он предложил идею плавучего ветряка, который бы поднимал водяные испарения высоко над морем и нагонял на сушу дождевые облака. Для этого Солтер предлагает использовать конструкцию, известную в технике как турбина Даррьеуса. Она похожа на огромную взбивалку для яиц. Ветер вращает лопасти турбины вокруг вертикальной оси.

Согласно замыслу изобретателя, трубы, встроенные в лопасти турбины, будут забирать морскую воду из океана. Установленные на выходе из труб форсунки — превращать ее в аэрозоль и подбрасывать на сотни метров.

Солтер полагает, что эти капельки заметно увеличат количество воды, которая способна перейти в парообразное состояние. Турбина также поможет преодолеть одно из основных препятствий на пути океанского испарения. Ведь на поверхности воды имеется тончайший слой застойного влажного воздуха, который не позволяет молекулам воды отрываться от основной массы.

По расчетам Солтера, при скорости воздушного потока 8 м/с каждая «распылительная турбина» способна поднимать около 1 куб. м. воды в секунду. Если в жарких районах мира разместить сотни, а то и тысячи таких установок, то они смогут полностью устранить угрозу засухи.

Рационализация

ЧТОБЫ ВОВРЕМЯ ЗАМЕТИТЬ РАДИАЦИЮ

«Чернобыль и Фукусима показали, что многим людям на нашей планете неплохо было бы иметь при себе индикаторы радиации, — пишет Виктор Некрасов из Мурманска. — Вот я и предлагаю наладить, например, выпуск значков, которые бы меняли свой цвет или сигнализировали бы светодиодами о наличии поблизости источников радиации».

Идея хорошая. Неплохо бы взять ее на вооружение нашим промышленникам. Можно также позаимствовать и зарубежный опыт. Например, недавно немецкий дизайнер Ниле Фербер придумал оригинальный дозиметр под названием «тарелка Фукусима».

Разработка представляет собой на первый взгляд обычную тарелку белого цвета. Уникальность ее в том, что в нее встроен небольшой микрочип для измерения радиации. Если пища не радиоактивна, то тарелка останется белоснежной. Если в еде присутствуют следы радиации, то загораются светодиодные кольца, расположенные по краям посуды.

Новый дозиметр показывает три уровня опасности. Когда горят два внутренних кольца, это означает, что в продуктах радиация хоть и есть, но еще не превысила опасного для человека уровня. Если горит последнее красное кольцо, то пища опасна для жизни.

Новый прибор уже смогли протестировать японцы, для которых вопрос об экологической чистоте пищи встал особо остро после аварии на атомной станции «Фукусима-1».

«Тарелка Фукусима».

Новая жизнь старых идей

ТРАНСПОРТ БУДУЩЕГО

Идея питания транспорта ВЧ-энергий была предложена ленинградским профессором Г. Бабатом еще в начале 40-х годов XX века. Но тогда дело не пошло дальше лабораторных экспериментов из-за больших потерь энергии при передаче.

А недавно к ней решили вернуться вновь. В Сеуле (Южная Корея) запустили первую дорогу с беспроводной подзарядкой электромобилей. Под днище каждой машины вмонтированы приемные устройства. Сама подзарядка осуществляется периодически, на остановках транспорта. Это позволяет экономить энергию при передаче.

Эксперты полагают, что такая схема может оказаться перспективной для общественного транспорта, который обычно ходит по одним и тем же маршрутам, делая остановки в строго определенных местах.

Опыт с помидором.

Какое же электричество удалось открыть в растениях ботаникам, а точнее — биофизикам, взявшимся за гальванометры, в начале «века пара и электричества»?

Рассмотрим в качестве примера опыт, поставленный в 1912 году И. Бейтнером и К. Лебом. Объектом этого опыта было… обыкновенное яблоко. Исследователи разрезали его пополам и вынули сердцевину. Затем они убедились, что если оба электрода гальванометра приложить к яблоку с наружной стороны — к кожуре, то прибор не фиксирует никакой разности потенциалов.

А вот если же один электрод приложить к мякоти, гальванометр отметит появление тока. При извлечении части мякоти от центра к периферии величина потенциала долгое время не изменяется и начинает падать лишь после удаления последних слоев мякоти, прилегающих изнутри к кожуре.

Схема опыта Бейтнера и Леба с яблоком.

Впоследствии выяснилось, что некоторая разность электропотенциалов существует и между различными элементами неповрежденных растений. Убедиться в этом можете и вы сами, проведя серию довольно несложных экспериментов.

Для первого опыта вам понадобятся: лимон, медная и цинковая пластинки, гальванометр, два провода с зажимами-крокодильчиками.

Покатайте лимон ладонью по столу, чтобы несколько размять его, разрушить некоторые клетки, содержащие лимонный сок. Вставьте две металлических полоски в лимон, стараясь, чтобы они не касались друг друга. С помощью гальванометра (можно использовать тестер) измерьте напряжение, возникающее между двумя пластинками. Оно должно составлять около 1 вольта. Этого уже достаточно, чтобы обеспечить питание, например, электронных часов и термометра с ЖК-дисплеем.

Как работает такая батарея? Атомы меди (Сu) способны притягивать электроны сильнее, чем атомы цинка (Zn). В нашем опыте непосредственного контакта между пластинами нет. Электрическую проводимость обеспечивает лимонный сок, который мы использовали в качестве электролита.

Как и любая батарейка, наша имеет ограниченный срок службы. Электроды подвергаются химическим реакциям, которые блокируют поток электроэнергии.

Электродвижущая сила уменьшается, и батарея через какое-то время перестает работать.

Вы можете самостоятельно выяснить, какая «батарея» мощнее и дольше работает, проведя аналогичные эксперименты, например, с томатом и яблоком.

Причем не надо думать, что растительные батарейки так уж маломощны. Индийский исследователь Дж. Бос как-то соединил внешнюю и внутреннюю части зеленой горошины с гальванометром и затем нагрел ее до 60 °C.

При этом был зарегистрирован электрический потенциал 0,5 В. Ученый полушутя-полусерьезно прокомментировал полученный результат следующими словами:

«Если 500 пар половинок горошин собрать в определенном порядке в серии, то конечное электрическое напряжение составит 500 вольт, что вполне достаточно для гибели не подозревающей об этом жертвы. Хорошо, что повар не знает об опасности, которая ему угрожает, когда он варит гороховый суп, и, к счастью для него, горошины сами по себе не соединяются в упорядоченные серии».

Схема использования камеры-обскуры. Старинная гравюра.

Первые упоминания о камере-обскуре встречаются еще в IV веке до н. э. — последователи китайского философа Мо Ди оставили дошедшие до наших дней описания, как возникает перевернутое изображение на стене затемненной комнаты. Чуть позднее упоминания о камере-обскуре встречаются и у Аристотеля, жившего примерно в то же время.

Принцип действия камеры-обскуры впервые объяснил арабский физик и математик X века Ибн ал-Хайсам, или Альхазен. При этом он сделал вывод, что общепринятая в те годы теория распространения света, согласно которой лучи света исходят из глаз и как бы «ощупывают» объект, не соответствует действительности.

Одним из первых использовал камеру-обскуру для зарисовок с натуры итальянец Леонардо да Винчи, подробно описавший ее в своем «Трактате о живописи».

В 1686 году немец Йоганнес Цан спроектировал портативную камеру-обскуру, оснащенную зеркалом, расположенным под углом 45° и проецировавшим изображение на матовую горизонтальную пластину; так художникам было куда удобнее фиксировать изображения пейзажей на бумаге. Многие живописцы — например, Ян Вермер — стали использовать камеру-обскуру не только для создания эскизов окружающей природы, но портретов, бытовых зарисовок.

Для получения более четкого изображения в некоторых камерах вместо простого отверстия стали использовать и объектив в виде линзы.

Камеру-обскуру художники использовали для изображения городских пейзажей.

Время от времени и современные фотографы используют так называемые «стеноскопы», или «пинхолы» — фотоаппараты с маленьким отверстием вместо объектива. Изображения, полученные при помощи таких камер, отличаются мягким рисунком, идеальной линейной перспективой и большой глубиной резкости.

Так, в конце XX века американец Абелардо Морелл решил воспроизвести опыты Леонардо да Винчи, сообщает журнал National Geographic. В 1988 году он преподавал вводный курс фотографии в одном из художественных колледжей Бостона. И вот однажды солнечным днем он вместе со своими учениками закрыл окна черной полиэтиленовой пленкой, так что в классе стало темно. А затем проделал в пленке дырочку размером с монетку.

И к удивлению присутствующих, противоположная белая стена класса превратилась в некое подобие киноэкрана. На ней появились расплывчатые очертания людей и машин на Хантингтон-авеню, где расположен колледж. Правда, изображение было перевернутым: небо лежало у пола, мостовая оказалась под потолком.

Позднее Морелл усовершенствовал свою разработку и стал фотографировать полученные на стене изображения с помощью широкоформатной камеры, установленной на штативе. Выдержка порой длилась до 8 часов, почти весь световой день, зато у него получались весьма своеобразные изображения пейзажей за окном. «Я чувствовал себя так, словно сам заново изобрел фотографию», — вспоминал Морелл.

В 90-е годы прошлого века Абелардо Морелл создал серию оригинальных и запоминающихся работ, запечатлев самые разные виды — от панорам Нью-Йорка до итальянских пейзажей. Навострившись, он даже стал делать цветные фото вместо черно-белых.

Нечто подобное вы можете сделать и сами в своей комнате. Далее в этой статье мы расскажем, как сделать самому камеру-обскуру.

Возьмите бумажный или пластиковый непрозрачный стаканчик, кусок кальки и круглую резинку. Калькой закройте верх стаканчика и закрепите края бумаги резинкой. Затем аккуратно иголкой проделайте в центре дна стаканчика крохотную дырочку. Поверните дно стаканчика к окну или к электрической лампочке. На кальке, словно на экране должно появиться изображение окна или лампочки.

Поэкспериментируйте с диаметром отверстия, постепенно расширяя его, чтобы получить наиболее четкое изображение.

Получив первый опыт, вы можете приступить к сооружению камеры-обскуры больших размеров. За ее основу можно взять, например, обувную коробку.

В крышке коробки вырежьте прямоугольное отверстие, закройте его опять-таки калькой, закрепив ее по периметру скотчем. В дне коробки по его центру аккуратно проделайте отверстие той же иголкой. Закройте коробку крышкой и поверните ее отверстием к свету. На кальке опять-таки должно появиться изображение, причем перевернутое вверх дном.

Наконец, вы можете превратить в некое подобие камеры-обскуры всю свою комнату. Окна в ней опять-таки надо закрыть черной пластиковой пленкой, как это делал А. Морелл. В одной из пленок проделайте дырочку. Причем для получения более четких изображений Дж. Карбони советует вставить в проделанное отверстие объектив в виде простой очковой линзы с фокусным расстоянием, равным расстоянию между окном и противоположной стеной в вашей комнате. Чтобы понять, линза во сколько диоптрий вам понадобится, воспользуемся формулой: D = 1/FL, где D — величина диоптрий, a FL — фокусное расстояние объектива (то есть расстояние от окна до стены в метрах). Кроме того, помните, что вам нужна плюсовая, то есть собирающая, линза, а не рассеивающая.

Схема получения изображения на стене комнаты.

Схема устройства в комнате более сложной камеры-обскуры.

Один из вариантов креплений в пластиковой шторе очковой линзы в качестве объектива.

Настольная камера-обскура.

Кстати, изображение можно проецировать не только на стену, но и на бумажный экран, который вы можете разместить на любом расстоянии от окна. Это облегчит вам подбор линзы с нужным фокусным расстоянием (например, для расстояния в 0,5 м потребуется линза в +2 диоптрии, а для расстояния в 4 м — плюс 0,25 диоптрии). Перемещая экран, можно попробовать увеличить резкость изображения.

Самое трудное — это найти достаточное количество плотной пластиковой пленки, чтобы хорошенько закрыть окна в вашей комнате от света. В одном полотнище примерно посредине проделайте отверстие по величине чуть меньше, чем диаметр вашей линзы. Линзу проще всего прикрепить к пластику скотчем.

Эта технология не так уж нова, как может показаться. Помните, в «Пятнадцатилетием капитане» Жюля Верна моряки пытаются усмирить волны, вылив в море несколько бочек жира. Поверхностное натяжение воды при этом увеличивается, и волнение стихает. Технологи ВМС США в данном случае пошли иным путем. Их идея состоит в создании систем, которые позволят справиться с вертикальными движениями волн, раскачивающими суда и затрудняющими их движение.

Обычно океанская вода разделяется на несколько слоев. Верхний слой легче и теплее, а нижний — плотней и холоднее. Пульсации, возникающие между этими слоями, приводят к образованию поверхностных волн, преодолевая которые корабль затрачивает дополнительную энергию.

По мнению американских ученых, есть возможность разработать защиту кораблей от колебаний воды, «погасив» волны на поверхности.

Применяя компьютерное моделирование, им удалось представить процессы, формирующие волны вдоль дна океана и у носовой части судна. Передача энергии от океанского дна вверх приводит к образованию своего рода «волнового вектора», на который можно влиять.

По расчетам ученых, оказывая воздействие на волновой вектор можно направить энергию водных колебаний в глубь океана, что позволит разгладить море вокруг корабля. Правда, пока исследователи не сообщили, каким именно способом они собираются воздействовать на этот самый волновой вектор. Говорят, это военная тайна…

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 4 — 2012 г.

1. Основное преимущество больших колес заключается в том, что они, как правило, обеспечивают автомобилю большой клиренс. А кроме того, большая покрышка лучше деформируется при движении на низком давлении и имеет большое пятно контакта. Сцепление с дорогой будет лучше, а значит, выше и проходимость машины.

2. В условиях невесомости постирать белье практически невозможно, поскольку вода тут же разлетится по всему отсеку круглыми каплями. Придется изобретать какую-то капсулу с закрытым верхом, принудительным потоком воды… Словом, это будет уже не ручная стирка.

3. Предположительно предками птиц были мелкие динозавры, например, велоцираптер и овираптор.

* * *

Поздравляем с победой Павла ТРИЛЯ из г. Анапы.

Близки были к победе Виктор Котельников из п. Новопавловка Забайкальского края и Михаил Бородин из п. Среднесибирский Алтайского края.

* * *

_{А почему? Чем полезно обитателям океана извержение подводных вулканов? Кто сумел первым в мире подняться в стратосферу? Чем может удивить самое обыкновенное растение — клубника? На эти и многие другие вопросы ответит очередной выпуск «А почему?».}

_{Школьник Тим и всезнайка из компьютера Бит продолжают свое путешествие в мир памятных дат. А читателей журнала приглашаем заглянуть в город Нижневартовск, одну из «столиц» западносибирского нефтяного края.}

_{Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.}

_{ЛЕВША Как конструкторы Третьего рейха пополняли свой ассортимент дорогих, но малопригодных военных машин, вы узнаете в следующем номере и сможете выклеить модель противоминного «тралящего танка».}

_{Как быстро смастерить шлем древнеримского легионера для показательных военно-исторических выступлений, вы прочтете в рубрике «Вместе с друзьями».}

_{Любители действующих моделей найдут описание «летающего танка», а электронщики приступят к следующему этапу постройки робота.}

_{Для проведения досуга Владимир Красноухов уже подготовил для вас новые головоломки, к тому же в журнале вы найдете необходимые полезные советы.}

* * *