Наши давние знакомые — юные техники из г. Сосновый Бор Ленинградской области — в очередной раз порадовали неожиданными техническими находками. Одна из них — проект установки по добыче воды из воздуха, предложенная членом Клуба юных изобретателей 7-классником Даниилом Гасичем, вот уже много лет работающим под руководством Н.П. Колчева.

«Самая главная проблема освоения пустыни — отсутствие воды, — объяснял Даниил. — Всякий раз ее приходится добывать из-под земли с огромными трудами, роя глубокие колодцы или буря артезианские скважины».

Между тем, как ни удивительно, воду в пустыне относительно несложно получить из… воздуха. Ведь в пустыне с заходом солнца дневная жара быстро сменяется ночной прохладой. Камни быстро охлаждаются, и к рассвету на них можно заметить капельки росы, сконденсировавшейся из воздуха.

Камень Даниил предлагает заменить металлической пластинкой, согнутой пополам по диагонали и закрепленной на подставке. Сконденсировавшаяся влага будет стекать прямо к корням растений.

А когда растениям дополнительно требуется подкормка, Даниил предлагает крепить к пластине для конденсации влаги кожух, внутри которого расположена порция удобрения. Капли влаги, омывая удобрение, скатываются вниз, в приемную чашу, а затем уйдут в почву к корням растения.

Наконец, чтобы росой можно было напоить людей и животных, Д. Ганич разработал более сложное устройство с двумя металлическими створками, скрепленными между собой шарнирно. На одной из сторон створок прикреплены листы гигроскопического накопителя. В нем и задерживается влага. Периодически створки смыкаются между собой за счет действия, например, пружин из нитинола — материала с эффектом памяти. Вечером такая пружина распрямляется, раскрывая створки. А утром, постепенно нагреваясь, створки смыкает, выжимая накопленную влагу из гигроскопического материала прямо в подставленную воронку, а оттуда — в герметичную емкость.

Все три устройства оформлены как заявки на изобретения и отправлены в Роспатент.

Солнечный коллектор

По-новому использовать энергию солнца предлагают молодые авторы из Мурманского государственного технического университета. Здесь на кафедре радиотехники и телекоммуникаций группа изобретателей под руководством В.И. Милкина разработала любопытную гелиоводонагревательную установку. Вот что мне рассказали о ее особенностях представители университета Светлана Соболева и Артем Новожилов.

Обычно подобные установки ставят на крышах домов. Это удобно в сравнительно небольших строениях. Но ведь и в многоквартирных домах есть смысл использовать бесплатное солнечное тепло. В итоге и родилась идея поставить солнечный коллектор между стеклами стеклопакета в окне жилой квартиры или производственного помещения.

Работает такая установка следующим образом. Холодная вода подается в бак-аккумулятор, в котором на всякий случай предусмотрен и электронагревательный элемент (солнце в том же Мурманске, например, светит далеко не круглый год). В солнечную же погоду часть воды из бака попадает в змеевик, который проходит по соседству с полупрозрачным зеркалом, концентрирующим солнечную энергию. Нагретая до 70–80 °C вода затем поступает на кухню и в ванную.

Сифон для ГЭС

Разработка аспирантки Челябинской государственной агроинженерной академии Ольги Гусевой тоже связана с водой и с электричеством. Но предназначена она для получения энергии, можно сказать, в промышленных масштабах.

«В настоящее время Челябинская область около 18 % электроэнергии получает из других регионов, — рассказала Ольга. — Между тем, как показали расчеты, очень перспективно строительство малых ГЭС на существующих водохранилищах небольших размеров».

В самом простейшем случае устройство, предложенное Ольгой Гусевой, выглядит так. Через глухую насыпную плотину пруда или иного водохранилища перебрасывается шланг диаметром 10–15 см. В самой верхней точке, на плотине, он имеет вентиль, к которому подсоединяется вакуум-насос для создания разрежения. Как только сифон заработает и вода через плотину пойдет самотеком, вентиль перекрывают. А поток воды направляют на крыльчатку водяной турбины. Та начинает крутиться, и подсоединенный к ней генератор вырабатывает электричество.

Такая установка, например, может проработать все лето, подавая энергию для работы электродоильных агрегатов на отгонных пастбищах. А осенью, когда стада возвращаются к стойловому содержанию, установку можно разобрать и отправить на хранение до будущей весны. Идея уже проверена на практике, и даже получен патент на полезную модель.

Студенты МАИ представили очередную модификацию своего беспилотного вертолета.

Артем Атаманцев и его мусоросборщик.

Модель автомобиля с системой безопасности Андрея Тена из г. Серебряный Бор.

Гоночный автомобиль — разработка студентов МАИ.

Модель космической теплицы.

Чтобы дома не старели…

Частенько у нас бывает так, что весной на штукатурке недавно отремонтированного дома появляются темные пятна, трещины, а кое-где она и вообще отваливается. Люди ругают строителей, а виноваты суточные перепады температуры. Весной и осенью днем может идти дождь. Вода попадает в мельчайшие трещины, а ночью ударяют заморозки, и замороженная вода приводит штукатурку в негодность.

Чтобы избежать этого, группа специалистов Оренбургского государственного университета и НИИ «Строительное материаловедение» под руководством кандидата технических наук, старшего научного сотрудника НИИ С.А. Дергунова разработала сухие строительные смеси с повышенными водоотталкивающими свойствами.

Как рассказала мне представительница разработчиков, студентка 4-го курса Оренбургского госуниверситета Марина Бреднева, начальным толчком к исследованиям послужила публикация в 2009 году статьи американских специалистов, которые смогли расшифровать трехмерную молекулярную структуру гидратированного цемента.

Полученные результаты стали начальным этапом исследований наших специалистов «по атомно-молекулярному моделированию структуры гидратированных в присутствии ПАВ цементнонаполненных вяжущих».

Ну, а говоря проще, специалисты на атомно-молекулярном уровне разобрались, какие именно процессы происходят в подобных структурах и какие добавки необходимы, чтобы покрытия перестали бояться воды и суточных колебаний температуры. В итоге разработаны рецепты сухих, наиболее удобных для применения смесей, которые, если они нанесены на стену, заставляют капли воды буквально скатываться вниз.

В дополнение к вышесказанному стоит, наверное, упомянуть и еще об одной разработке, с которой я познакомился на НТТМ. Ее автор — Светлана Вдовина, студентка 5-го курса Белгородского университета кооперации, экономики и права. Ею разработана новая технология получения «защитно-декоративных покрытий и состав промежуточного слоя для металлизации, глазурования и оплавления с помощью универсальной плазменной установки УПУ-8М».

Говоря проще, Светлана придумала, как с помощью плазмы наносить на бетонные изделия тонкую, но прочную металлическую или керамическую пленку расплава, надежно защищающую эти изделия от всевозможных погодных и прочих напастей.

Сейчас эта технология проходит процесс патентования и рекомендована для широкого внедрения на всех предприятиях железобетонных изделий нашей страны. Ведь для создания покрытий годится металлолом, стеклянный бой и прочие отходы производства.

Траншеи больше не нужны?

Мы давно уже привыкли к тому, что при прокладке трубопровода непременно нужно рыть траншею. А после того, как в нее уложены трубы, траншею вновь зарывают. Но самый ли рациональный это способ?

Обойтись без траншей позволяет универсальная буровая машина для вертикального и горизонтального управляемого бурения, разработанная сотрудниками Института нефти и газа при Сибирском федеральном университете, базирующемся в г. Красноярске.

Теперь операция по прокладке трубопровода может выглядеть так. Для начала нужно будет вырыть лишь небольшой котлован, в который опустят грузовую стрелу с буром. Бур направят в нужном направлении, а вслед за ним с помощью гидравлики уходят в грунт и трубы, постепенно стыкуемые друг с другом.

За один проход гидравлическое оборудование позволяет заложить трубы на протяжении 300 м, проведя их, например, под автомагистралью, не мешая дорожному движению. Ну, а затем в промежуточной точке маршрута будет вырыт новый котлован, и операцию повторят снова и снова. Причем штатный инструмент позволяет прокладывать трубопроводы как в талых, так и в мерзлых грунтах, что для погодных условий нашей страны весьма актуально.

На этом тренажере очень удобно учиться вождению автомобиля.

Умылся сам, прибери планету…

Так, если помните, рассуждал Маленький Принц из сказки Антуана де Сент-Экзюпери. Девятиклассник Артем Атаманцев из г. Батайска Ростовской области решил, что ныне сказочные принципы пора претворять в жизнь.

«Известно, что за 60 с лишним лет, прошедшие с момента начала космических полетов, на околоземной орбите скопилось огромное количество обломков ракет, вышедших из строя спутников и прочего космического мусора, — рассуждает он. — Давно уже назрела необходимость произвести генеральную уборку». Над тем, как это сделать наилучшим образом, ныне думают специалисты во всем мире. Артем под руководством преподавателей А.В. Куделина и О.В. Котовой решил внести свою лепту в эти разработки.

Предложенный проект предназначен для сбора как крупного мусора, так и мелкого. С крупными обломками космический мусоросборщик «КРАБ» будет расправляться следующим образом. Он самостоятельно с помощью оптико-электронной камеры и бортового компьютера рассчитывает траекторию приближающегося объекта. После уравнивания скорости его захватывает манипулятор. На захваченный объект помещается небольшой дополнительный двигатель. С его помощью дается импульс либо на торможение, чтобы спутник затем сгорел в плотных слоях атмосферы, либо, напротив, на поднятие его орбиты. В работе приводятся расчеты времени перехода с одной орбиты на другую.

Для мелкого мусора Артем предлагает использовать специальные сети и электромагнитные ловушки. Собранный мусор после этого прессуется, и дальше с ним поступают точно так же, как и с мусором крупным. Причем А. Атаманцев полагает, что попросту сжигать мусор нерентабельно. Лучше сохранять его на высоких орбитах. «Рано или поздно в космосе появятся заводы по переработке такого мусора, — сказал он. — Ведь все эти обломки, как правило, изготовлены из высококачественных сплавов. Так что имеет смысл использовать их повторно»…

Нынешняя выставка не обошлась без многочисленных роботов.

СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАДИОЛОКАТОР Rescue Radar для поиска людей под завалами прошел испытания на полигоне МЧС в Ногинске. В ходе тестирования его сравнили с тремя аналогичными устройствами. Радар успешно справился с поставленными задачами и сумел обнаружить людей в четырех разных объектах, в том числе в бункерах и за многометровыми нагромождениями бетонных перекрытий.

Устройство испускает радиоволны, которые улавливают движение, будь то перемещения человека или просто небольшие колебания его грудной клетки при дыхании на расстоянии 50–70 метров. В завалах это расстояние становится меньше, обычно это 5 — 10 метров».

Устройство можно использовать не только для поиска людей, оказавшихся под завалами после землетрясения, но и, например, для обнаружения шахтеров под обвалами горной породы или сноуборд истов, накрытых лавиной. Радар отличается от зарубежных разработок компактностью и малой массой. Например, американский аналог весит около 11 кг, а вес Rescue Radar — 6 кг.

Как известно, любой материал в мире можно составить примерно из сотни атомов элементов, входящих в таблицу Д. И. Менделеева. Атом, в свою очередь, состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Ядро состоит из протонов и нейтронов, и количество протонов, нейтронов и электронов определяет тип атома и его свойства.

Размер атома — доли нанометра (нанометр — одна миллиардная доля метра, 10^-9 м). Но размер ядра в нем еще в миллион раз меньше и равен нескольким фемтометрам (10^-15 м). То есть практически все вещества состоят в основном из пустоты, в которой частицы материи связаны друг с другом ядерными и электромагнитными силами.

Развивающаяся в последние 15 лет нанотехнология занимается проектированием новых материалов из атомов и молекул. Главное ее достижение — это нанотрубки — искусственные волокна из графита, а также графен — тончайшая (в один атом) графитовая пленка. Они теоретически примерно в 10–50 раз прочнее стали. Но это предел прочности атомных материалов.

В 2008 году А. А. Болонкин разработал теорию проектирования материалов из ядер. Ядерные силы в миллионы раз больше атомных и молекулярных сил, и соответственно прочность ядерных материалов в миллионы раз выше прочности нанотрубок. Кроме того, ядерная материя как показывают расчеты, обладает удивительными свойствами, например, способностью не терять прочность при температуре в миллионы градусов.

Ядерная материя уже существует в природе на нейтронных звездах, напоминает исследователь. Но там она собрана в единый большой комок и очень тяжела. Ядерная материя профессора Болонкина, которую он еще именует АБ-материей — по первым буквам своего имени, — должна отличаться тем, что она будет производиться в виде ажурных конструкций — нитей, пленок, сеток, которые будут обладать фантастической прочностью.

«На поверхности нейтронных звезд давление равно нулю, — говорит профессор Болонкин. — Эго значит, что ядерная материя может существовать и в нашем мире. Известно, что протоны (частицы ядерной материи) ученые получают и используют в своих экспериментах. Надо научиться составлять из них ядерные конструкции…»

По мнению исследователя, ядерная материя должна также иметь почти нулевую теплоемкость и теплопроводность. Это следует из того, что обычные атомы не способны передать часть своей энергии плотной ядерной материи, как мячики пинг-понга не способны раскачать стальную стенку, ударяясь о нее. Кроме того, по его мнению ядерная материя абсолютна химически стабильна, а значит, может существовать практически вечно.

«Ядерная материя может быть практически невидимой, — добавляет профессор. — Ведь если расстояние между нитями АБ-материи в несколько раз больше, чем длина волны видимого света (400…800)х10^-9 м, свет будет беспрепятственно проходить через такую конструкцию и она станет невидимой. Если автомобиль, самолет или космический корабль будет сделан из такого материала, вы будете видеть человека, но не будете видеть корабль, в котором он летит. Вместе с тем материал будет совершенно непроницаем для газов, жидкостей и твердых тел, поскольку ячейки сетки ядерной материи меньше расстояния между атомами — 10^-10 м. Поэтому такая сетка может не только быть защитой от радиации, отравляющих газов, но также послужит надежной броней против пуль, снарядов и ракет. А кроме того, будет обладать сверхпроводимостью при обычных температурах, гигантской электрической прочностью, нулевым коэффициентом трения и многими еще удивительными свойствами.

Некоторые формы АБ-материи — нити, стержни, балки в представлении А. Болонкина.

Исходя из выше сказанного, получается, что из ядерной материи можно будет строить всевозможные механизмы, обладающие немыслимыми ныне свойствами. Так, к примеру, полагает профессор Болонкин, автомобиль, имеющий 2-граммовый маховик, сможет всю свою жизнь ездить на одной раскрутке. А самолет летать многие десятилетия, имея всего лишь 100-граммовый маховик. Космические корабли смогут развивать скорость в 10 тысяч раз больше, чем нынешние ракетные двигатели, и достигать скорости 0,1 от скорости света.

В общем, ядерная материя — практически идеальный материал, о котором можно только мечтать. Только пока неизвестно, как его можно создать. На нейтронных звездах получению такой материи способствует гигантское тяготение. Как его добиться в условиях нашей планеты?

При современном развитии науки и техники это кажется невозможным. Однако исследователь утверждает, что его задумка может быть осуществлена в скором будущем. Физики научились расщеплять ядра атомов на протоны и нейтроны, разгонять частицы до неимоверных скоростей и сталкивать их. И потому чего-то сверхъестественного при изготовлении АБ-материи не потребуется. По мнению профессора, все должно происходить примерно по той же технологии, по которой сейчас производятся микросхемы. Например, один из вариантов производства АБ-нитей и сеток может выглядеть так. «В вакуумный контейнер нужно с одной стороны поместить экран, своеобразную матрицу, в которую с противоположной стороны будут стрелять протонные и нейтронные пушки, — рассказывает профессор. — В свою очередь элементарные частицы станут дополнительно ускорять при помощи металлических сеток, на которые подадут необходимое напряжение. Оседая на матрице, протоны и нейтроны благодаря своей скорости смогут преодолеть электромагнитные силы, мешающие им сблизиться в обычных условиях. Подлетая друг к другу на минимальное расстояние, они сцепятся под воздействием ядерных сил, и уже мало что сможет их разъединить».

При этом, полагает ученый, можно будет создавать материю любого вида, достаточно только поместить перед матрицей специальную маску, пропускающую частицы в нужных местах, а в остальных — задерживающую их. Например, если производитель захочет создать материал, который сможет пропускать сквозь себя определенное вещество, то нужно сделать ячейку больше, чем молекула этого вещества. Так, мелкая рыбешка не застревает в сети, поставленной на более крупных сородичей, а проплывает сквозь нее. Единственное, что создаст преграду, — это нити, образующие сетку. И если толщину нити сделать меньше атома — например, в 100 раз, — такой материал будет очень полезен при создании сверхпрочной брони, а также для защиты от радиации.

Конечно, Александр Александрович Болонкин — личность известная. Он специалист в области авиации, космонавтики, математики и компьютерной техники. В СССР работал в самолетостроительном ОКБ имени O.K. Антонова, в ракетном ОКБ имени В.П. Глушко… После переезда в середине 80-х годов за океан преподавал в американских университетах, работал старшим научным сотрудником в НАСА, в научных лабораториях ВВС США. Он — автор более 170 научных трудов и книг, 17 запатентованных изобретений, половина из которых засекречены.

Он, к примеру, предложил теорию кабельного запуска кораблей и спутников и электростатического паруса, а также создания бессмертных Е-личностей путем объединения людей и компьютеров… Не менее интересны последние теоретические исследования профессора. Скажем, он разработал теорию получения любого количества энергии из миниатюрной черной дыры…

Что же касается экзотической ядерной материи, то сначала исследователь рассказал о ней своим коллегам по Корнеллскому университету. Физики признали идею хотя и любопытной, но спорной, годящейся пока лишь для фантастического романа.

Наши ученые тоже относятся к рассуждениям Болонкина с известной долей скептицизма. Например, по мнению доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией ядерной оптики НИИ ядерных проблем Белоруссии Виктора Тихомирова пока непонятно, как можно получать ядерную материю. Ведь ядра атомов в обычной материи соединяются в молекулы, объединяя свои электронные «облака». А как объединить одни «голые» ядра? Попытки воздействовать на них силой, то есть заставляя одни частицы сталкиваться с другими, разгоняя их в ускорителях, приводят к превращению одних атомов в другие и попутному появлению множества элементарных частиц, многие из которых живут лишь краткие мгновенья. Правда, при термоядерной реакции два ядра атома водорода могут превратиться в гелий. Но такая реакция синтеза, кроме прочего, чревата еще и термоядерным взрывом…

С тем, что процесс получения ядерной материи может оказаться сродни термоядерной реакции синтеза, согласен и доцент лаборатории фемтосекундной нанофотоники физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Сергей Магницкий. «Идея Александра Болонкина очень интересна, — полагает он. — Тем не менее, само формирование АБ-материи вызывает серьезные сомнения». Создавать ее нужно из нуклонов (протонов и нейтронов). Но известно, что в природе атомы тяжелых элементов, в которых около 100 нуклонов, очень нестабильны. Они быстро распадаются, едва успев образоваться. А профессор Болонкин предлагает делать материю из куда большего количества нуклонов. Как они смогут держаться вместе долгое время?.. Пока непонятно.

Публикацию подготовил С. СЕРЕГИН

81-ЛЕТНИЙ МАГИСТР. «Учиться никогда не поздно» — именно эту поговорку взял на вооружение старейший студент Украины, 81-летний Феофил Дорошенко. Недавно он на четверку защитил магистерскую диссертацию в Гуманитарной теологической академии при Одесском Христианском гуманитарно-экономическом университете. По словам новоиспеченного магистра, он предпринял первую попытку получить высшее образование еще в 1981 году, однако тогда доучиться не смог по семейным обстоятельствам. Во второй раз он поступил учиться уже в 2003 году в возрасте 74 лет. И наконец-то добился своего.

Многим людям приходится довольно часто перемещаться по миру. А жить все время в отелях, где все тебе чужое, как знают часто гастролирующие музыканты, певцы, много ездящие коммивояжеры, бизнесмены, — довольно утомительно. После трудового дня хотелось бы вернуться к себе домой, где все до мелочей знакомо, и отдохнуть как следует.

Теперь это желание вполне выполнимо. Состоятельные люди могут путешествовать вместе со своим жилищем. И не только по морю, на яхтах, превращенных в плавучие дворцы, или по дорогам, в передвижных домах-прицепах, но даже по воздуху.

Дом-капсула Living Roof capsule — легкий жилищный блок длиной около 10 м — предназначен для установки на плоских крышах зданий, которые есть в любом городе. Благодаря солнечным батареям, расположенным на поверхности Living Roof, и ветрогенераторам, этот блок в состоянии сам себя обеспечить достаточным количеством энергии. Система сбора дождевой воды и конденсата обеспечивает питьевую и хозяйственную воду, делая модуль практически независимым от любых внешних систем снабжения. Полная независимость модуля от местоположения делает процесс переноса максимально простым, достаточно только вызвать вертолет, и можно отправляться в путь.

Ну а чтобы в сравнительно небольшом доме жилось как можно комфортнее, внутренняя начинка Living Roof capsule использует множество уловок для того, чтобы обеспечить простор в сравнительно небольшом объеме. Так внутреннее убранство модуля можно трансформировать. К примеру, стол вечером превращается в кровать, а в случае необходимости может быть и убран совсем, освобождая место для физических упражнений.

Собственно, о том, что российская ракетно-космическая корпорация «Энергия» может организовать полет космических туристов к Луне, начали говорить еще лет пять назад. При этом сотрудники «Энергии» подчеркивали, что технически особых проблем здесь нет: ведь и «Союзы» изначально разрабатывались под лунную экспедицию, и разгонные блоки, способные эти корабли дотянуть до спутника Земли, уже существуют. Вопрос только в том, кто согласится оплатить такое мероприятие. Ведь наше государство потеряло интерес к таким полетам еще в 60-е годы прошлого столетия, вот и приходится теперь надеяться на частные инвестиции. Благо, что миллионеров и миллиардеров в мире предостаточно.

В июне 2011 года стало известно: о своем желании облететь Луну вроде бы объявил знаменитый канадский режиссер Джеймс Кэмерон, снявший фильмы «Титаник», «Аватар» и другие, что принесло ему многие миллионы. По крайней мере, такая договоренность у режиссера с компанией Space Adventures, которая поставляет Роскосмосу космических туристов, уже имеется. И дата вылета назначена — 2015 год. Разработаны даже два варианта сценария такой экспедиции.

В первом случае «Союз» с разгонным блоком облетает Луну, а затем возвращается на Землю — именно так прошел полет «Аполлона-10» в 1969 году. По времени такое путешествие займет чуть больше недели, но как перенесут его туристы — еще большой вопрос. Поэтому с точки зрения медицины предпочтительнее второй вариант: туристы сначала добираются на Международную космическую станцию, акклиматизируются там в течение нескольких дней. Лишь затем их корабль стыкуется с разгонным блоком и отправляется в лунную инспекцию. Общая продолжительность такой экспедиции — 17 суток. В любом случае для такого полета понадобятся две ракеты. Одна — «Союз» — вывозит на орбиту корабль с космонавтами. Другая — «Протон» — выведет разгонный блок.

Стоить все это будет немало. За экскурсию на орбиту туристы платят сейчас от 20 до 40 млн. долларов. Кэмерон вроде бы готов заплатить за полет к Луне и обратно 150 млн. долларов. Учитывая сложность экспедиции и необходимость изготовить для нее ракеты, разгонный блок и сам лунный корабль — это не так уж много. Поэтому в Space Adventures не исключают, что туристов может быть двое. Полетят они с российским командиром-космонавтом, который и будет управлять кораблем. Кто этот второй, пока не известно. Но, видимо, такой же сорвиголова, как и сам Кэмерон. Ведь сам режиссер собирается в космос уже второй раз. Первый вояж должен был состояться на станцию «Мир» в 2000 году. Тогда Кэмерон даже прошел медицинское обследование в Институте медико-биологических проблем РАН. Но потом затея была отложена. По официальной версии потому, что сначала на станции прошла череда аварий, а потом было принято решение о ее затоплении. Тогда режиссер переключился на подводные спуски.

Итогом его многочисленных погружений к затонувшим судам «Титаник» и «Бисмарк», лежащим на глубине двух километров, стал фильм, который считается одним из самых кассовых за всю историю кинематографа. Причем, создавая художественный фильм «Титаник», Кэмерон попутно снял несколько документальных картин о подводном мире и запатентовал несколько глубоководных кинокамер. В августе 2010 года он также погружался на дно Байкала на российском глубоководном аппарате «Мир-1».

Потом он снова обратил внимание на космос. В течение нескольких лет Кэмерон снимал трехмерный фильм «Аватар» про заселение других планет, попутно уговаривая NASA установить запатентованные им камеры для получения объемного изображения на марсоходах нового поколения.

Компания Space Adventures — тоже не новичок в организации космического туризма. Фирма основана в 1998 году. Первым туристом, которого она отправила в космос, был бизнесмен Дэннис Тито. В 2001 году он заплатил почти 20 млн. долларов, чтобы провести 8 дней на орбите в компании российских космонавтов. С тех пор фирма организовала полеты еще 7 туристов.

Так что, по идее, у затеи Кэмерона есть шансы на успех. Однако, как считает аналитик журнала «Космический вестник» Джефф Фоуст, все далеко не столь просто, как полагают инициаторы этого проекта.

В свое время, когда СССР собирался послать космонавта А.А. Леонова на Луну, облет естественного спутника нашей планеты совершили 5 кораблей, замаскированных под маркой «Зонд», и не все они закончились благополучно. А потому, хотя на «Зонде-5» две черепашки благополучно облетели Луну и приводнились в Индийском океане, послать космонавтов тогда так и не решились.

Если почти полвека спустя начинать все заново, то перед посылкой двух туристов с командиром-профессионалом придется повторить всю цепочку испытаний. На это потребуется время. И деньги, причем очень большие.

Публикацию подготовил И. ЗВЕРЕВ

АВТОМАТ ДЛЯ ЧИПСОВ создан сотрудниками фирмы «Гудинг» в Кардиффе (Англия). В это небольшое устройство, напоминающее электромясорубку, закладывают сырую очищенную картофелину, а через минуту на выходе появляются тонкие ломтики жареной картошки. Прибор сам нарезает картофель тонкими ломтиками, которые проходят через ванну из масла, нагретого до 165° Цельсия.

Любопытно, что многие детали устройства изготовлены не из металла, а из жаростойких пластмасс, что позволяет не опасаться короткого замыкания. Из пластика сделан даже нож, нарезающий чипсы.

РУЧКА ДЛЯ ШПИОНОВ. В наши дни, как мы уже рассказывали, профессиональные видеоролики можно снять на цифровой фотоаппарат. А вскоре вполне вероятно, что мы увидим и 30-видеоролики, съемки которых были сделаны с помощью… авторучки. Только, конечно, не совсем обычной. Ручка «New Generation II Slim Pen Camcorder» позволяет снимать видео с разрешением 1280x960 пикселей с частотой до 30 кадров в секунду. Устройство имеет 8 гигабайт интегрированной памяти. Емкость аккумулятора 150 мА/ч, что хватает на 7–8 часов работы. Зарядка батареи и передача информации осуществляются с помощью miniUSB. Ручкой можно воспользоваться и в качестве веб-камеры.

НЕПОДВИЖНЫЙ ТРАНСПОРТЕР создан в ФРГ. Его лента не движется, тем не менее, по ней несутся один за другим чемоданы и прочие вещи пассажиров. А все дело в том, что верхняя поверхность неподвижной несущей плоскости транспортера покрыта частичками пьезоэлектрического металла. Когда через нее пропускают электрический ток, возникает невидимая вибрация с частотой 70 000 колебаний в секунду. В итоге ящики, чемоданы, сумки, попавшие на эту поверхность, движутся по ней в заданном направлении.

СТЕРИЛЬНУЮ УПАКОВКУ ДЛЯ ПРОДУКТОВ, которая не даст бактериям испортить еду, изобрела группа израильских и российских ученых. Зловредные микробы будут нейтрализованы наночастицами серебра, антибактериальные свойства которого известны с глубокой древности. Ученые выяснили: чем мельче частицы серебра, тем эффективнее их обеззараживающее действие. Проблема в том, как нанести их на ткань или бумагу, чтобы нанопокрытие сохранялось долго. Исследователи использовали ультразвуковые волны, которые и «впечатывают» наночастицы серебра в бумагу на глубину микрометра.

Испытания новой упаковки прошли успешно: нанесенные на бумагу кишечные палочки и золотистые стафилококки — возбудители пищевых отравлений — погибли в течение 3 часов.

ВЕЛОСИПЕД-КОЛЕСО. Компания Volkswagen специализируется не только на выпуске автомобилей, но и оригинальных велосипедов. Одна из новых моделей этого транспортного средства работает от электричества и имеет складной механизм, что позволяет компактно складывать его и перевозить, к примеру, в багажнике автомобиля. В сложенном состоянии велосипед напоминает запасное колесо.

ПОЧТИ ВОЗДУШНЫЕ ЗАМКИ предлагает строить шведский изобретатель Бьерн Ларссон. Им разработана технология создания древесно-пластиковых балок для малоэтажного строительства. Две детали из прочного дерева соединены в одно целое охватывающим их монолитным блоком из пенополистирола и полиуретановым клеем. Таким образом удается экономить до 65 % деловой древесины, а полученные балки при той же прочности, что и из цельного дерева, весят втрое меньше. Это, кстати, позволяет экономить и на подъемно-монтажных работах. Двое рабочих свободно поднимают и монтируют такую балку без помощи строительного крана.

Когда последние слова отчета растворились в мерцании экрана, Бобров тяжело вздохнул и подошел к окну. Поверхность планеты обезображивали разбросанные тут и там каменные глыбы. Если человеку пришлось бы разглядывать подобный пейзаж годами, он был бы почти обречен на депрессию. Вот в чем одно из преимуществ станций-автоматов, которым безразлично, что находится за окном!

Инспектор считал, что не зря ест свой хлеб, но сейчас не отказался бы от помощников. Из отчета следовало, что взрыв повредил энергетическую установку. Защита не дала станции взлететь на воздух, но радиация проникла в командный отсек. Мозг наверняка выведен из строя.

— Мне нужна радиационная картина по всем отсекам, — обратился Бобров к информатору. — И самое главное — в каком состоянии Мозг?

Когда-то все были помешаны на нанотехнологиях. Казалось, еще чуть-чуть — и проблема искусственного интеллекта будет решена. Но свет в конце туннеля забрезжил лишь после того, как синтезировали витапласт. Это вещество давало ключ к созданию новой формы жизни — небелковой. Первичные ячейки витапластовой структуры — органеллы — могли выполнять те же функции, что и нейроны человеческого мозга. Это помогло создать искусственный разум, освоивший ряд профессий, включая управление огромными автоматическими системами. Такими, как эта станция…

Убедившись, что информатор выполнил приказ, Бобров снова уселся перед экраном. Вроде бы не все так плохо: кроме энергетического, область повышенной радиации захватила только командный отсек. И на том спасибо…

Экран мигнул, затем вспыхнул снова. По нему побежали длинные колонки символов и цифр. У Боброва отлегло от сердца: Мозг жив! Хотя… Он пробежал глазами столбики и ничего не понял. Таких значений просто не могло быть!

— Покажи командный отсек! — приказал Бобров.

На экране возникла знакомая картина. Центр помещения занимал Носитель — большой коричневый кристалл, соединенный с ним множеством питающих трубок. Внутри оболочки, наполненной полупрозрачной стекловидной массой, покоился сам Мозг. Изображение увеличилось, затем коричневая броня растаяла, и на экране появились два угольно-черных шара, между которыми тянулась поросль тончайших, еле заметных нитей.

Такого потрясения Бобров давно не испытывал. Два Мозга вместо одного — это было немыслимо!

Несколько мгновений он лихорадочно соображал, пытаясь объяснить увиденное. Затем вспомнил, что Мозг, раз уж он уцелел, может сам дать ответ, и связался с командным отсеком.

— Мозг, ты меня слышишь? Это инспектор Бобров.

Ответом ему было молчание.

Бобров поскреб подбородок. Если Мозг игнорирует человека, значит, он неисправен. Что ж, придется идти в командный отсек…

Скафандр радиационной защиты был громоздок, и Боброву пришлось повозиться, прежде чем он в него влез. Уже подходя к свинцовой плите, которую защитная система воздвигла у входа в «резиденцию» Мозга, инспектор насторожился. Что-то было не так.

В следующее мгновение, преграждая ему путь, из темноты выступил массивный ремонтный кибер.

— В чем дело? — удивленно спросил Бобров. — Отойди.

Ремонтник — невероятно! — не подчинился. Металлическое чудовище продолжало возвышаться перед человеком, и в самой его неподвижности было что-то зловещее. Бобров повернулся и зашагал обратно.

Утром шаров было уже четыре!

Бобров не хотел конфликта с Мозгом, тем более что в этой дикой ситуации не ясно было, кто победит.

«Придется действовать тоньше», — решил инспектор и включил связь.

— Мозг, ответь мне.

Ни звука.

— Молчание неразумно, — продолжал Бобров. — Предлагаю все обсудить. Подай хотя бы знак, что ты готов к диалогу!

«Итак, — подумал инспектор, безрезультатно прождав минут пятнадцать, — придется действовать. Во что бы то ни стало надо проникнуть в командный отсек».

Вспомнил стерегущего дверь кибера, но выбора не было. Он облачился в жесткие, как надкрылья жука, голубовато-серые доспехи, отстегнул от пояса миниатюрный излучатель и взвесил его на ладони. Мощность короткой ребристой трубки была невелика, но ремонтник не устоит.

Бобров сунул руку с излучателем в карман и стиснул рукоятку. Что ж, если у него не будет другого выхода…

Он вышел в коридор. Ремонтник, как и вчера, неожиданно возник перед самым входом в командный отсек.

— Пропусти, — приказал Бобров.

Кибер медленно стал поднимать одну из своих шести рук — ту, что заканчивалась лазерным резаком, и Бобров нажал на спуск излучателя. Ослепительное лезвие луча вспороло корпус кибера. Он накренился и рухнул на пол.

Бобров потрогал испорченный карман скафандра — там зияла дыра с неровными обугленными краями. На душе было муторно.

Он обогнул искореженный корпус ремонтника и, подойдя к щиту, встроенному в стену, отключил блокировку командного отсека. Тяжелая защитная плита уползла в сторону. При взгляде на дверь отсека Бобров чуть не выругался: она была заварена. Энергии излучателя не хватило бы на то, чтобы прорезать отверстие нужных размеров.

Что-то шевельнулось под ногами. Он посмотрел вниз.

«Черепашка». Кибер, каких полно на станции. На выпуклом панцире красовалась большая тройка.

— Номер три, вскрой командный отсек!

«Черепашка» продолжала ползти куда-то по своим делам. Это уже никуда не годилось!

Присев на корточки, Бобров бесцеремонно перевернул «черепашку» на спину, сдвинул центральную брюшную пластину и отключил канал связи с Мозгом. Теперь робот-малютка подчинялся только человеку.

«Черепашка» включила присоски и поползла по стене. Заработал вибронож, и вскоре вырезанный металлический прямоугольник вывалился в коридор.

Бобров шагнул в проем и тут же наткнулся на странную сиреневую паутину, затянувшую отсек от пола до потолка. Он попытался ее порвать, но непонятная субстанция не поддавалась. Выхватив излучатель, Бобров стал стрелять в одну точку — до тех пор, пока не кончился заряд. Никакого результата!

За сиреневой пеленой смутно виднелись фигуры работающих киберов. Бобров постоял у преграды и вернулся к информатору. Числа на экране были ни с чем не сообразными, но теперь оставалось одно — искать выход.

Паутина… Это было что-то новое, не известное земной науке. Вещество? Поле? Мозгу понадобилась надежная защита — и он ее получил. Вероятно, он поумнел настолько, что решил проблему, к которой человечество еще и не подступалось.

Итак, Мозг сделался Супермозгом. Почему в земных условиях этого не происходило? Очевидно, дело не просто в количестве компонентов. Нужно еще соединить их связями таким образом, чтобы образовалось не несколько равных разумов, а один, но зато какой! Мозг, претерпев мутацию, нашел гениальное решение этой задачи. Похоже, витапласт обладает, кроме известных людям, какими-то совершенно особыми свойствами. Но откуда берется энергия на все эти чудеса?

— Мне нужны данные о состоянии реактора, — сказал Бобров.

Ответ информатора его ошарашил: энергетический отсек был восстановлен! Армия ремонтников под руководством Мозга сработала фантастически быстро. С одной стороны — небывалые способности, глубокое постижение тайн материи, а с другой — пренебрежение человеческой жизнью! Как это увязать?

«Мы сами виноваты, — подумал Бобров. — Станция стала колыбелью удивительного младенца, подрастающего не по дням, а по часам. Чем все закончится?»

Информатор редко использовали для серьезных расчетов, но вот такой момент настал. Бобров перечислил ему все свои наблюдения и велел на их основе предсказать будущее искусственного разума.

Ответ был потрясающим. Согласно одному из крайних, пессимистичному, варианту через некоторое время Мозг мог достичь высочайшего уровня развития, замкнуться в себе и стать философом. Если же верить другому варианту, он, получив доступ к энергии звезд, мог стать безгранично могуществен. Между этими двумя крайностями уместилось еще множество прогнозов.

От перспектив у Боброва захватило дух. Да, этот Мозг явно не в себе, но при других условиях человечество могло бы получить в помощники всесильного джинна, только не сказочного, а вполне реального. С его помощью для человечества не осталось бы ничего невозможного, оно, словно детскими игрушками, смогло бы играть планетами, звездами и целыми Галактиками.

Утро принесло новые неожиданности. В воздухе появились странные цветные ручейки. Они непрерывно струились в различных направлениях и ловко уклонялись от попыток их потрогать. Под самым потолком кружились, не падая, яркие золотистые блестки. А выход в коридор закрывала знакомая паутина.

Боброва было трудно вывести из себя, но тут он наконец выругался. Итак, во-первых, его замуровали. А во-вторых, перемена декораций наводила на мысль, что Мозг начал забавляться с пространством и временем.

Как быть? Ждать звездолета еще двое суток? Мозг в любое время может выкинуть что-нибудь такое, от чего он, Бобров, распадется на атомы…

Другую новость ему сообщил информатор. Носитель, благодаря стараниям «черепашек», разросся уже в половину отсека. Шаров, опутанных густой сетью черных капилляров, стало восемь, и не было никаких признаков того, что этот процесс когда-нибудь прекратится.

«Что же он, черт возьми, замышляет? — подумал Бобров. — Много бы отдал, чтобы узнать… А вообще-то…»

Одна из служб станции выполняла функцию контроля. Особый прибор — транслятор — позволял прослушивать команды, которые Мозг отдавал автоматике.

Отыскав нужный блок, Бобров включил его. По экрану поползли светящиеся строчки:

«Спутнику «Альфа» перейти на восьмую орбиту… Зондам 7 и 13 приготовиться к изменению метрики в секторе Е5С19… Энергетической службе перевести реактор в режим номер два… Вспомогательному энергоагрегату возбудить гиперонное поле в секторе Б11И9…»

Бобров поднялся и нервно зашагал вдоль сиреневых стен.

«Затевается что-то серьезное, — думал он. — Режим номер два… Небывалая вещь! А гиперонное поле, искривление пространства… Что за этим кроется? Всетаки стоит попытаться еще раз поговорить с этим сверхразумом. Неужели он не понимает, как опасны такие эксперименты? И первой жертвой может оказаться звездолет, который прилетит за мной!»

Он стал вызывать Мозг. Тот молчал. Через час, исчерпав все попытки привлечь к себе внимание, Бобров выключил блок связи. Что ж, на войне как на войне…

В комплектацию информатора входил запасной энергетический блок — компактный, но очень мощный. Его можно было превратить в оружие.

Отыскав знакомую «черепашку» под номером 3, которой еще вчера велел не отлучаться, Бобров привлек ее к работе. К вечеру они закончили. Инспектор надел скафандр и нацелил изготовленный аппарат на дверь. Сейчас смертоносная струя раскаленной плазмы, сметая паутину, хлынет в коридор, затопит командный отсек, выжжет его содержимое…

Бобров включил прибор. И… ничего не произошло. Мозг опередил человека. В сущности, вывести аппарат из строя можно было десятком способов — не ахти какая задача для сверхразума…

Бобров выполз из скафандра, опустился на пол и обхватил руками колени. Рядом, словно не желая покидать хозяина в трудную минуту, пристроилась «черепашка».

Ночь, как всегда, кончилась внезапно. Где-то вдали возникло голубоватое свечение. Затем планета вытолкнула из своих недр ослепительно белый солнечный шар. Бобров подошел к экрану информатора и запросил обзор командного отсека.

Шаров внутри Носителя заметно прибавилось. «Шестнадцать», — подумал Бобров. — Можно и не пересчитывать».

Он огляделся. Красные лоскутья вяло шевелились под потолком. Паутина поблекла, обвисла. Бобров подошел к выходу и рванул сиреневое полотнище, загораживающее дверь. Со странным звуком, напоминающим писк, паутина разъехалась в стороны.

В первый момент Бобров даже не обрадовался. «Случилось что-то серьезное, — тревожно подумал он, подсаживаясь к транслятору. — К добру ли эта перемена?»

Экран покрылся строчками. Бобров вгляделся и, как вчера, опять ничего не понял.

«…Система уравнений нулевая орбита кибер пять прекратить пульсацию зачем неверное решение нет контроля… Решение системы органеллы распадаются почему турбулентный поток выхода нет топологический вариант каким образом вызвать номер семь распад дайте выход…»

Что за белиберда? Поколдовав с настройкой, Бобров зафиксировал на экране новый текст. Еще не лучше:

«…Пропускная способность чернота режим замкнутого цикла вопросы вопросы вопросы второй заход девятый тебя не слышу органеллы в тупике задержать распад задержать распад задержать распад…»

Теперь Бобров знал, что произошло. Очевидно, количество связей между компонентами нельзя было бесконтрольно увеличивать. Существовал определенный критический уровень, а Мозг не смог вовремя остановиться. Удвоившись в очередной раз, он превысил этот уровень. И… Если бы Мозг был человеком, о нем сказали бы, что он сошел с ума. Мысль заблудилась в лабиринтах чудовищно разросшейся коммутационной системы. Распад…

Не зря о нем упоминалось в тексте. Видимо, органеллы в самом деле, не выдержав нагрузки, стали отказывать. Найдет ли гибнущий гигант силы, чтобы повернуть процесс вспять?

Задавая этот вопрос информатору, Бобров снова напрягся. Правда, ненадолго: из ответа следовало, что изменения в веществе Мозга необратимы. Джинн так и не смог выбраться из своей бутылки. А это значило, что никто не сделает за человека его работу.

В этом выпуске ПБ мы поговорим о том, как лучше всего убирать опавшие листья, почему не болит голова у дятла, для чего нужны наномышцы, как сделать, чтобы в доме было светло и тихо, а также о том, какая польза от ударной волны.

ПОЧЕТНЫЙ ДИПЛОМ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ  УБОРКИ ОПАВШЕЙ ЛИСТВЫ

Осень — горячая пора для дворников. Им то и дело приходится убирать упавшую листву. Обычно это делают по старинке — с помощью метлы, граблей, а то и просто руками. Семиклассник Владислав Жуков из г. Сосновый Бор Ленинградской области, где он участвует в работе клуба «Юный изобретатель», которым уже много лет руководит давний друг нашего журнала Николай Петрович Колчев, решил помочь дворникам.

Начал Владислав свою работу с того, что провел обстоятельное исследование на тему «Надо ли вообще убирать опавшую листву?». И пришел к выводу, что все зависит от конкретных условий. Например, в лесопарках опавшую листву убирать не стоит, поскольку она является дополнительным теплоизолятором и не позволяет почве глубоко промерзать зимой. А по весне перепревшая листва становится еще и своеобразным органическим удобрением. Иное дело — тротуары, подъездные пути, зеленые газоны… Тут листву приходится убирать хотя бы для того, чтобы сохранить опрятный вид территории вокруг жилых домов.

За рубежом для подобных целей довольно часто используют промышленные пылесосы, которые втягивают в себя опавшие листья и переправляют их затем в накопительные пластиковые мешки. Однако такие механизмы довольно сильно шумят, да и обходится такая уборка в копеечку…

Тогда Владислав решил взять пример с… ежа.

В мультфильмах ежи носят грибы и яблоки, накалывая их на свои иголки. Так родилась конструкция устройства, состоящего из вращающегося барабана с набором игл, на которые в процессе работы нанизывается листва. Управление осуществляется с помощью ручки, которая через штангу жестко связана с осью вращения барабана. С помощью специального рычажного механизма углы время от времени можно втягивать внутрь барабана, чтобы сбросить собранную листву в определенном месте.

Владислав собрал и опробовал действующий макет устройства, подтвердив таким образом возможность успешного использования предложенной конструкции.

Разберемся, не торопясь…

ПОЧЕМУ НЕ БОЛИТ ГОЛОВА У ДЯТЛА?

«Вы как-то писали о том, к каким хитростям приходится прибегать создателям «черных ящиков», чтобы уберечь содержимое этих самописцев в случае аварии самолета. А теперь вот поговаривают, что подобные «черные ящики» начнут ставить и на автотранспорте. Полагаю, что можно будет намного удешевить производство подобных контейнеров, если воспользоваться патентами природы. Взять, к примеру, грецкий, а еще лучше — кокосовый орех.

Весит кокосовый орех килограмма полтора, падает с высоты 30–40 м. И все ему нипочем — никогда не разбивается. А попадет в воду — может плавать месяцами. Устроен же он довольно просто: под прочной кожурой есть амортизирующая прокладка. А в сердцевине есть еще и молоко, то есть жидкость. А все для того, чтобы семя оставалось в целости и сохранности и могло дать росток при первом же удобном случае. Если мы сделаем аналог такого «ореха» из негорючего материала, сохранив конструкцию и основные пропорции, то за судьбу записей на самописцах можно будет не волноваться».

Такое вот письмо пришло в редакцию от Олега Шаповалова из г. Красноярска. Согласитесь, идея у Олега неплохая. Но не единственная в своем роде. Оказывается, у природы есть и еще более удивительные конструкции. Например, исследователей давно интересовало, как это без потрясений переносит огромные перегрузки мозг дятла, который может день-деньской без устали долбить какой-нибудь сук. Исследования показали, что голова дятла испытывает нагрузку в 1200 g, а стучит он по дереву до 22 раз в секунду. Для сравнения: люди часто получают тяжелые сотрясения мозга при кратковременных перегрузках от 80 до 100 g.

И вот недавно за дело взялись Санг-Хи Юн и Сангмин Парк из Университета Калифорнии, Беркли. Они привлекли к исследованиям самую современную технику, включая скоростную видеосъемку и компьютерную томографию. В результате им удалось выяснить, что в голове дятла есть по крайней мере четыре структуры, которые отлично поглощают механические удары.

Прежде всего, сам клюв. Он тверд и в то же время эластичен. Если из подобного материала сделать, например, ручки для перфоратора или отбойного молотка, работа на них стала бы гораздо менее вредной.

Далее, под языком у дятла имеется упругая жилистая структура, которая тоже оберегает череп от сотрясений. Губчатые кости самого черепа опять-таки обладают отличными амортизирующими свойствами. И наконец, подавлению вибраций способствует еще и спинномозговая жидкость.

Разобравшись, почему не болит голова у дятла, исследователи стали подбирать аналоги природных структур, чтобы создать эффективные амортизирующие системы защиты микроэлектроники. И кое-чего добиться им уже удалось.

Роль клюва или, если хотите, жесткой оболочки кокосового ореха взял на себя многослойный металлический корпус из прочного, но эластичного сплава. Аналогом подъязычной области стал слой пенорезины, а функции губчатых структур и спинномозговой жидкости выполняют алюминиевые губчатые структуры и плотно упакованные миллиметровые стеклянные сферы, хорошо гасящие вибрации.

Испытания показали, что новая система защиты способна сохранить микроэлектронные схемы при ударе силой до 60 000 g. Сегодня же бортовые самописцы могут выдержать удары всего до 1000 g. Кроме того, на основе патентов дятла конструкторы и дизайнеры теперь намерены создать шлемы для мотоциклистов, танкистов.

Рационализация

СВЕТ ЕСТЬ, ШУМА НЕТ

«Сегодня для того, чтобы не слышать уличного шума, обитатели многих квартир ставят в окна стеклопакеты. Однако это довольно дорогое удовольствие. Кроме того, насколько мне известно, большая часть материалов, используемых в строительстве — например, бетон и стекло, — классифицируется в справочниках как «акустически жесткая», то есть отражающая звуковые волны и непригодная для снижения уровня шума.

Именно поэтому на окна довольно часто вешают еще и плотные шторы. С одной стороны, вечером они закрывают обитателей квартиры от чересчур любопытных глаз соседей, с другой — снижают уровень проникающего с улицы шума. Однако днем шторы приходится раздвигать, иначе в комнате круглые сутки должен гореть свет. А шумного транспорта на городских магистралях в дневное время еще больше, чем ночью.

Вот я и предлагаю вместо обычных тюлевых занавесок вешать на окна шторы из более плотного, но прозрачного материала, обладающего хорошими звукопоглощающими свойствами. Наверное, химикам и текстильщикам вполне по силам создать такие…»

Наташа Огородникова из г. Воронежа, письмо которой вы прочитали, смогла взглянуть, что называется, в самый корень проблемы, над которой ныне бьются специалисты многих стран. В частности, сотрудники Швейцарских федеральных лабораторий по испытанию и исследованию материалов с помощью дизайнера Анетт Дуглас уже разработали светопроницаемую ткань на основе полиэфира, которая обладает высоким коэффициентом звукопоглощения.

Кстати, оказалось, что создание такой ткани — довольно сложная инженерная задача, которую пришлось решать с помощью компьютерного моделирования. Сначала компьютер выбрал из нескольких вариантов оптимальные плотность и структуру материала. Затем Анет Дуглас изготовила опытные образцы тканей, задействовав несколько разнотипных полиэфирных нитей. И наконец, эти образцы были протестированы в так называемой реверберационной камере. В итоге выбрана ткань, штора из которой снижает уровень шума примерно вдвое. Правда, и стоит такая ткань на 40 % дороже обычной.

Есть идея!

НАНОМЫЩЦЫ ДЛЯ СУПЕРКОНСТРУКЦИЙ

«Вы как-то писали, что для плавных движений человекоподобных роботов исследователи начали использовать искусственные силиконовые мышцы. Я полагаю, что для роботов в экстремальных случаях могли бы пригодиться и сплавы с памятью. Пружины и стержни, управляемые, скажем, электрическими импульсами, могли бы стать аналогом искусственных мышц. А вы как думаете?»

Сергей Королев из г. Витебска, приславший это письмо, рассуждает вполне логично. Сейчас уже есть искусственные мышцы, которые представляют собой приводы, работающие на основе деталей из особых материалов — металлических сплавов и полимеров, которые могут при определенных условиях сокращаться или менять форму.

Однако у них есть два недостатка — они обладают не очень большой силой и довольно медлительны. Поэтому сотрудники из Института нанотехнологий при Техасском университете в Далласе предлагают взамен искусственные мышцы, которые в 100 раз сильнее обыкновенных природных. Для этого ученые использовали необычный материал — пряжу из углеродных нанотрубок.

В ходе работы, проводившейся под руководством Рея Баумана, были выращены плотно расположенные нанотрубки длиной около 100 нанометров, которые затем скрутили в длинные тонкие нити. Их толщина всего 2 % толщины человеческого волоса, невооруженным глазом не увидеть, — зато длина достигает целого метра. Причем нити оказались очень прочными — они в 150 раз прочнее бумаги из нанотрубок.

Намотан на ус…

КАКОЙ ПРОК ОТ УДАРНОЙ ВОЛНЫ?

Обычно люди, завидев быстро несущийся поезд, стараются отойти подальше от края платформы. А то, не ровен час, сшибет воздушной волной…

Обратить вред на пользу решили китаец Цзян Цян и итальянец Алессандро Леонетти Лупарини. Ими создана установка Т-Box для использования энергии ветра от проходящих поездов. За основу были взяты модели ветрогенераторов, производимые нидерландской компанией Hetronix, и доработаны соответствующим образом. Т-Box помещается в углубление между шпалами — на поверхности остаются только воздухозаборники. Внутри самого бокса расположена турбина, которая, вращаясь, и преобразует ветер в электричество. По расчетам изобретателей, поезд, разогнавшийся до 240 км/ч, создает поток воздуха, движущийся со скоростью 15 м/с, что соответствует 7 баллам по шкале Бофорта. На километре пути можно разместить 150 Т-Box. Если 200-метровый поезд пройдет этот участок со скоростью 300 км/ч, суммарная мощность полученной энергии составит 2,6 кВт.

Вертолет Ка-62 стал первым вертолетом конструкторского бюро «Камов», выполненным по одновинтовой схеме с рулевым винтом в вертикальном оперении. Разработка вертолета началась в 1990 году, когда стало ясно, что народному хозяйству страны нужен средний многоцелевой вертолет. При проектировании вертолета инженеры стремились добиться высокой крейсерской скорости, малого удельного расхода топлива и высокой грузоподъемности. Для этого Рыбинское КБ моторостроения разработало двигатели нового поколения с характеристиками на уровне лучших зарубежных образцов.

Первый опытный вертолет Ка-62 был продемонстрирован на авиационно-космической выставке МАКС-95 в г. Жуковском.

Технические характеристики:

Диаметр несущего винта… 13,5 м

Длина фюзеляжа… 15,64 м

Ширина… 13,25 м

Высота… 3,0 м

Двигатели… РД-600В

Взлетная мощность… 2x1300 л.с.

Масса пустого вертолета… 3730 кг

Нормальная взлетная масса… 6000 кг

Максимальная взлетная масса… 6250 кг

Максимальная скорость… 300 км/ч

Крейсерская скорость… 260 км/ч

Динамический потолок… 5000 м

Статический потолок… 3000 м

Скороподъемность… 702 м/мин

Запас топлива… 1100 л

Боевой радиус… 720 км

Экипаж… 1–2 чел.

В основу компактного кроссовера Juke японской компании «Nissan» положен концепт Nissan Qazana, представленный в 2009 году на Женевском автосалоне. Автомобиль построен на платформе Nissan V и будет производиться в Англии (завод Nissan в Сандерленде) и в Японии (Оппама). Атмосферные бензиновые двигатели машины уже применялись ранее на Nissan Note, Tiida, Qashqai и других моделях. При этом двигатель подвергся небольшой модернизации и стал несколько мощнее и экономичнее. Также представлен новый, более мощный бензиновый двигатель с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива. Доступны две механические КПП (пяти- и шестиступенчатая) и два вариатора.

Технические характеристики Nissan Juke 1.6 190hp 2WD MT:

Привод… передний

Длина автомобиля… 4,135 м

Высота… 1,570 м

Ширина… 1,765 м

Клиренс… 180 мм

Колесная база… 2,530 м

Снаряженная масса… 1172 кг

Допустимая полная масса… 1645 кг

Объем двигателя… 1618 см³

Мощность… 190 л.с.

Максимальная скорость… 215 км/ч

Разгон до 100 км/ч… 8 с

Усилитель руля… электрический

Диаметр разворота… 10,7 м

Объем багажника… 251/830 л

Расход топлива в городе… 9,1 л/100 км

Расход топлива на трассе… 5,6 л/100 км

* * *

ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ!

Если вы решите выписать «Юный техник» на I полугодие 2012 года, напоминаем: подписная кампания уже в разгаре. При желании вы можете воспользоваться купоном, напечатанным ниже, вписав туда количество номеров (с 1-го по 6-й), свою фамилию, адрес и индекс «ЮТ». При подписке по каталогу агентства «Роспечать» индекс журнала — 71122, в Объединенном каталоге «Пресса России» наш индекс — 43133, по каталогу «Почта России» — 99320. Надеемся на встречи в новом полугодии.

ПРОБКА-ПОПРЫГУНЧИК

Расположите сосуд так, чтобы его горлышко находилось перед вашим ртом на расстоянии 20 сантиметров. Аккуратно положите пробку в горлышко сосуда, так чтобы она не провалилась внутрь. Сильно дуньте прямо на пробку, пытаясь загнать ее внутрь сосуда.

Удивительное дело: пробка, вместо того чтобы попасть в сосуд, напротив, выскакивает из горлышка.

Дело в том, что, направляя поток воздуха на пробку, вы тем самым увеличиваете его давление в сосуде. Процесс выравнивая давления заставляет воздух из сосуда выйти наружу, увлекая при этом с собой пробку, которая в результате не падает внутрь, а, наоборот, выпадает из сосуда. Если же взять для опыта бумагу или кусочек ткани, которые легче пробки, они покинут сосуд еще быстрее.

Видоизмените опыт, взяв вместо пробки кусочек ткани или шарик из бумаги. Подуйте в сосуд с большего расстояния. Посмотрите, что получается в итоге. Объясните суть происходящего.

ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА

Для опытов вам понадобятся: карманный фонарик, старое пластмассовое ведро, тарелка, сверло, вода.

Проделайте сверлом дырку в ведре. Положите рядом с ведром включенный карманный фонарик, направив его луч в отверстие. Поставьте под отверстие в ведре перевернутую вверх дном тарелку. Погасите в комнате свет. Налейте воду в ведро так, чтобы она вытекала из отверстия. При этом постарайтесь, чтобы отверстие в ведре имело ровные края, тогда и струя воды будет ровной. А чем ровнее струя воды, тем нагляднее опыт.

Вы увидите, что, когда струйка воды из отверстия в ведре встречается с дном перевернутой тарелки, кажется, что свет тоже «льется». Эффект движения света вместе с движением воды возникает потому, что свет отражается в слоях и воды, и воздуха. Вода вытекает из ведра по дуге, свет следует по той же дуге и «встречается» с дном тарелки в том же самом месте, что и струйка воды. Этот феномен используют в волоконной оптике, на основе которой, например, создаются медицинские приборы, а также линии связи для Интернета и других целей.

БУТЫЛОЧНЫЙ КОЛЛАПС

Вам понадобятся: пластиковая бутылка с крышкой и жестяная банка из-под кофе.

Открутите крышку с бутылки. Подержите бутылку под горячей водой из-под крана в течение 3 минут. Быстро закрутите крышку на бутылке. Ополосните бутылку в холодной воде. Посмотрите, что при этом происходит.

Когда бутылка находится под горячей водой, воздух в ней увеличивается в объеме и выходит из бутылки. Если закрутить крышку, воздух окажется запертым. При охлаждении его объем опять уменьшится, а так как стенки пластиковой бутылки эластичные, они деформируются.

Продолжим эксперимент. Поместите бутылку опять под горячую воду и посмотрите, как она теперь выглядит. Повторите опыт с жестяной банкой с плотно закрытой крышкой.

В итоге вы убедитесь, что, если поместить бутылку опять под горячую воду, она приобретет нормальный вид.

То же самое произойдет и с жестяной банкой, только банка будет деформироваться более резко, с щелчком. Попробуйте сами понять и объяснить, почему так происходит.

НАДУВАЕМ ШАРИК

Для опыта вам нужны: холодильник, воздушный шарик, пластиковая бутылка, водопроводный кран, нитки.

Положите пустую бутылку объемом 0,5 литра в морозильную камеру на 5 минут. Затем достаньте бутылку и быстро наденьте на ее горлышко воздушный шарик, прочно закрепив его нитью. Поставьте бутылку на несколько минут под горячую воду.

Охлажденный воздух в бутылке при нагревании расширяется в объеме. Ему не хватает места, и он заполняет воздушный шарик, тем самым надувая его. Если положить бутылку с надутым шариком вновь в холодильник, произойдет обратный процесс: объем воздуха уменьшится и шарик сдуется.

Продолжим эксперимент. Поместите бутылку с надутым шариком обратно в морозильную камеру. Проведите опыт с различными по объему бутылками. Обратите внимание, как меняется объем воздуха в шарике в зависимости от величины бутылки.

БЕСПОКОЙНАЯ МОНЕТА

Для эксперимента вам понадобятся: домашний холодильник, стеклянная бутылка, монеты в 1 или 2 рубля, вода.

Положите пустую бутылку на несколько минут в морозильную камеру. Когда она немного остынет, достаньте бутылку и смочите водой ее горлышко. Прижмите к горлышку бутылки монету, взятую по величине с таким расчетом, чтобы она не провалилась внутрь. Поставьте бутылку на стол, затем обхватите ее руками, чтобы согреть. И вы увидите, как монета начнет подпрыгивать на горлышке бутылки.

Дело в том, что воздух в холодной бутылке холодный. При нагревании он увеличивается в объеме. Так как монетка выполняет роль крышки, она мешает воздуху выйти из бутылки. Он подталкивает монетку, и она подпрыгивает.

Если продолжать нагревать бутылку, монетка будет подпрыгивать до тех пор, пока не выровняется давление воздуха внутри и снаружи бутылки.

АПЕЛЬСИНОВЫЙ ФАКЕЛ

В опыте участвуют: кухонная мойка, апельсин, свеча, спички.

Очистите апельсин. Поставьте на кухонную мойку свечу и зажгите ее. Поднесите апельсиновую корку на небольшое расстояние к горящей свече. При этом действуйте осторожно, чтобы не обжечься. Сожмите корку пальцами, так чтобы на огонь брызнул сок, и вы увидите, как пламя ярко вспыхнет.

Объяснение этому «фокусу» такое. Апельсиновая корка содержит эфирные масла. Эти летучие масла с сильным запахом, содержащиеся во многих растениях, содержат горючие вещества с низкой температурой воспламенения. Когда вы сжимаете апельсиновую корку, то выдавливаете масло, которое попадает на горящий фитиль и сразу вспыхивает.

Продолжить эксперимент можно, используя кожуру других цитрусовых — лимона, мандарина или грейпфрута. Посмотрите, что получается при этом.

Интерференция наблюдается на любых волнах: акустических, гравитационных и т. д. На фотографии (рис. 1) показан участок водной поверхности, где интерферируют две системы водяных волн, приходящих с двух разных направлений.

Рис. 1. Интерференция ветровых волн на воде.

Волны на воде распространяются медленно, и невооруженным глазом видно, где в каждый данный момент находятся максимумы и минимумы колебаний. Их положение непрерывно меняется, поскольку частоты (периоды и длины волн) разные.

У электромагнитных волн природа другая. Распространяются они со скоростью света. Поэтому максимумы и минимумы можно наблюдать (в случае света — глазами, а в случае радиоволн — с помощью радиоприемника) только в том случае, если частоты интерферирующих волн строго одинаковы. Такие волны называют когерентными.

Интерференция — это наложение двух или более когерентных волн. Результат зависит от взаимной разности фаз приходящих в данную точку наблюдения волн. Если фазы совпадают (рис. 2а), то происходит сложение амплитуд колебаний (усиление света, улучшение радиоприема). Если же фазы противоположны (рис. 2б), то происходит вычитание амплитуд, свет ослабевает, радиоприем ухудшается.

На рисунке амплитуды колебаний (сигналов, как говорят радисты) S₁ и S₂ одинаковы, поэтому амплитуда суммарного сигнала SS при синфазных сигналах удваивается, а при противофазных становится равной нулю, т. е. сигнал вообще пропадает!

Сдвиг фаз между синфазными сигналами равен нулю, а между противофазными — π.

Трудно представить, что два независимых радиопередатчика могут создавать когерентные волны, если только они не синхронизированы от какого-либо независимого источника, например, Государственного эталона частоты и времени. Но этого и не требуется — интерференция в подавляющем большинстве случаев возникает между двумя или более волнами от одного передатчика, но пришедшими в точку приема разными путями.

Один путь — прямой — очевиден: это прямая линия, проведенная от антенны передатчика к антенне приемника (рис. 3).

Вторая волна — отраженная — приходит к антенне приемника, отражаясь от поверхности земли. При очень пологих углах отражения, как обычно и бывает, если расстояние до радиостанции намного больше высоты антенн h₁ и h₂, коэффициент отражения близок к единице, точне говоря, к -1, поскольку фаза отраженной волны изменяется на обратную. Это приводит к резкому ослаблению сигнала, направленного на горизонт, так как в удаленной приемной антенне прямая и отраженная волны оказываются в противофазе.

По мере увеличения высоты антенн отраженная волна будет проходить все больший путь, и, когда разница путей прямой и отраженной волн достигнет половины длины волны, сигналы окажутся синфазными, и мы получим максимум приема. Здесь напомню, что фаза распространяющейся волны набегает на 2π при прохождении расстояния, равного длине волны, следовательно, фаза волны меняется на обратную при прохождении пути в пол волны.

Дальнейшее увеличение высоты даст новый минимум, а потом снова максимум… Это иллюстрирует диаграмма направленности (ДН) простой дипольной передающей антенны, расположенной на высоте трех длин волн над поверхностью земли (рис. 4).

Диаграмма построена с помощью программы компьютерного моделирования антенн MMANA для длины волны 20 м, высоты подвеса антенны 60 м и параметров земли (проводимости и диэлектрической проницаемости), примерно соответствующих городской застройке. Она показывает, какая относительная мощность сигнала излучается под заданным углом. Ось X направлена на горизонт, ось Z — в зенит. Если бы Земли не было (антенна в свободном пространстве), ДН представляла бы собой окружность. В радиовещательном диапазоне УКВ ДН станет еще более изрезанной.

В теории распространения радиоволн исходят из моделей идеально гладкой сферической Земли, в которой получается монотонное убывание сигнала с расстоянием в пределах прямой видимости антенн. Дальность же прямой видимости вычисляют по формуле:

D = 3,8 ((h₁₎^1/2 + (h₂₎^1/2).

Высоты антенн берутся в метрах, дальность получается в километрах. Формула выводится из геометрического построения на сфере, при этом точное значение коэффициента — 3,57. Его немного увеличивают до 3,8 для учета средней рефракции волн в нижней тропосфере, искривляющей луч вниз к земле. Легко сосчитать, что дальность прямой видимости с Останкинской башни, например, равна примерно 100 км. На границе прямой видимости уровень уже слабого сигнала зависит и от погоды, которая, в свою очередь, влияет на рефракцию.

Лишь в последние десятилетия, с развитием УКВ-связи, в том числе и сотовой телефонии, стали обращать внимание на чрезвычайно сложный характер распространения УКВ в городе. Рисунок 5 заимствован с сайта http://www.ssp-7.ru/georegion.html, где делаются первые, робкие попытки точного расчета напряженности поля УКВ, а следовательно, и зон покрытия сотовых станций.

Слева с краю находится станция (сотовая, УКВ-и FM-вещательная, или ТВ — все равно). Приемник в середине картинки находится в зоне прямой видимости, тем не менее, к нему приходят, по меньшей мере, три волны, или луча: 1 — прямой, 2 — отраженный от земли, 3 — отраженный от стены соседнего здания.

Для приемника справа, находящегося в тени, ситуация еще хуже: кроме отраженного луча 3 есть луч 4, дифрагировавший на крыше затеняющего здания (дифракция — это огибание волной препятствия), и луч 5, частично ослабленный стенами. Такое распространение создает пеструю интерференционную картину, и уровень сигнала может изменяться в сотни раз при перемещении антенны на расстояние, сравнимое с длиной волны, а на УКВ это всего единицы метров.

Вывод: решающее значение имеет место ее установки!

Телезрители, пытающиеся посмотреть желаемый канал на комнатную антенну на первых этажах железобетонного здания, давно это поняли — уж как только они ни переставляют свою телескопическую антенну, пытаясь добиться четкой картинки. Кстати, глядя на экран и измерив расстояние от основного до повторного контуров изображения (в долях ширины экрана), удается вычислить задержку отраженного сигнала относительно прямого.

Если в телевидении отраженные сигналы «смазывают» картинку, то в диапазонах УКВ, где применяют частотную модуляцию, ЧМ или FM (что одно и то же), из приемников раздается хрип, поскольку изменяется частота сигнала в соответствии со звуковым сигналом, а значит, и длина волны. Тогда интерференционная картина начинает «дышать» в пространстве в такт со звуком, и антенна приемника может несколько раз за период звукового сигнала попасть то в максимум, то в минимум. Отсюда и искажения. Как правило, их больше в тех местах расположения антенны, где сигнал слаб.

Представление о том, как изменяется уровень сигнала УКВ-радиостанции в помещении, дает рисунок из книги «Receptia emisiunilorde televiziune in UIF» (Editura tehnica, Bukuresti, 1972). На нем уровень сигнала изменяется в пределах дома более чем в 200 раз и радиоволны проникают в дом преимущественно через окна и двери. Подобное распределение уровней сигнала наблюдается в каждой квартире.

Чтобы найти место, где сигнал максимален, нужен индикатор поля. Им может служить любой приемник, оборудованный S-метром — указателем силы сигнала. К сожалению, таких приемников выпускают крайне мало, поэтому здесь есть где развернуться радиолюбительскому творчеству.

При приеме мощных сигналов от близко расположенных станций большую помощь могут оказать индикаторы, описанные в «Юном технике» № 4 и 6 за 2008 г.

В.ПОЛЯКОВ, профессор

Вопрос — ответ

Что такое «небоскреб»? Если скажете, что это высотное здание, то будете правы. Но не совсем. Очень немногие знают, что первоначально английским словом skyscraper обозначали прежде всего самые верхние паруса на кораблях-парусниках. С палубы и в самом деле казалось, что они «скребут» небо.

Что же касается зданий, то первые высокие дома начали строить в центре Чикаго, когда там резко поднялись цены на землю. Именно здесь 1 мая 1884 г. началось строительство первого высотного здания для страховой компании. Хотя какое оно было высотное, если имело всего лишь 10 этажей? Но в то время это было самое высокое здание в мире. К тому же позднее его надстроили еще на два этажа, и оно стало высотой в 54,9 м.

В немалой степени строительству высоток способствовали также еще как минимум три обстоятельства. Во-первых, автор проекта первого небоскреба — американский архитектор Уильям Лe Барон Дженни — предложил новаторскую технологию строительства, при которой впервые был использован стальной несущий каркас. Традиционно роль несущей конструкции выполняли внешние стены, но, поскольку удельная прочность стали примерно в 10 раз выше, чем у самого качественного бетона и каменной или кирпичной кладки, благодаря несущему каркасу вес зданий удалось уменьшить почти на треть.

Еще одним архитектурным элементом, без которого невозможно представить себе современный небоскреб, является использование лифта. Впервые лифты в офисном здании появились в 1870 году в Эквитабл Лайф Билдинг в Нью-Йорке.

И наконец, развитию индустрии небоскребов в немалой степени способствовали американские… индейцы. Их охотно брали в монтажники-высотники, потому что представители коренных национальностей Америки обладают отличной координацией движений и приучены подавлять свой страх. В итоге сегодня в мире насчитывается почти 2400 небоскребов высотой более 150 м, из них 52 — сверхвысокие.

Наши традиционные три вопроса:

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 5 — 2011 г.

1. Железы кожи пальцев выделяют жир и пот. Поэтому наши пальцы и оставляют следы на стекле, металле и других предметах. А поскольку папиллярные узоры индивидуальны, этим пользуются криминалисты, чтобы узнать, кто оставил отпечатки.

2. Плавать легче на Луне, поскольку человек там будет иметь вес в 6 раз меньший, а сила мышц у него остается прежней.

3. Принцип действия микроволновки таков: электромагнитные волны высокой частоты, проникая в глубь продукта, заставляют колебаться его молекулы, а это и есть нагрев.

* * *

 _{А почему? Какие существа выносливее всех на Земле? Как российский изобретатель XVIII века Иван Ползунов построил паровой двигатель? Чем запомнились игры первой Олимпиады нового времени, прошедшие в 1896 году? Кто подсказывает птицам, что наступает пора улетать в теплые южные края? 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 в дом-музей художника Василия Поленова.}

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

 _{ЛЕВША Об уникальном снегоболотоходе «Урал-5920» с четырьмя широкими гусеницами вы узнаете в очередном номере журнала и сможете выклеить для своего музея бумажную модель этого вездехода, созданного для освоения Сибири и Крайнего Севера. Любители действующих моделей по нашим рекомендациям изготовят аэроглиссер, способный с большой скоростью скользить по водной глади.}

_{Юные электронщики соберут индикатор влажности, чтобы уберечь квартиру от случайных протечек воды, а любителям головоломок Владимир Красноухов предложит новые задачи.}

_{И как всегда, вы найдете в «Левше» несколько полезных советов.}

* * *