…На полях Краснодарского края, в сумерках летних вечеров не раз замечали странные красные лучи. И если верить тому, что местные жители не раз замечали НЛО, поневоле задумаешься…

— Инопланетяне здесь ни при чем, — улыбнулся моему вопросу генеральный директор научно-производственной фирмы «Биолазер» П.С.Журба. — Лазером мы повышаем урожайность посевов…

Из разговора выяснилось, что луч лазера низкой интенсивности с длиной волны 632–670 нанометров краснодарские механизаторы применяют для улучшения роста растений.

— Раньше для этой цели обычно обрабатывали посевы гербицидами, разбрасывали удобрения, — пояснил Журба. — Мы же используем безопасные для механизатора и окружающей среды физические методы стимуляции посевов.

Есть смысл производить и лазерную обработку плодов перед закладкой их на хранение, — продолжал А.С.Журба. — Причем, если яблоки и другие фрукты обрабатывают прямо на деревьях, пропуская трактор с лазерной установкой по междурядьям, то картошку лучше обрабатывать в буртах, ящиках или контейнерах уже непосредственно в хранилище.

Выгоды при этом таковы. Обработка за счет повышенной всхожести семян дает возможность уменьшить нормы высева на 10–15 %, повышает урожай до 10 %, резко снижает количество заболеваний растений на корню, повышает сахаристость сахарной свеклы на 1,5 % и уменьшает потери плодов при хранении в 2–3 раза.

К этому стоит добавить и тот факт, что одна установка на тракторе или машине позволяет обработать до 100 га за час. А стоимость обработки составляет всего 270 рублей за гектар — в 5 раз дешевле, чем химикатами с воздуха.

Установка для лазерной обработки посевов, смонтированная на тракторе «Беларусь».

«Стрельба» по болезням

Конструкторское бюро приборостроения (КБП) стрелкового вооружения — старейшее в стране. Оно было создано еще в 1927 году при Тульском оружейном заводе. И ныне оно известно прежде всего зенитными ракетными комплексами «Тунгуска» и «Панцирь-С1». Менее известно, что КБП не только успешный экспортер оружия, но и производитель уникальных лазерных хирургических аппаратов.

Недавно его сотрудники совместно с коллегами из Института проблем лазерных и информационных технологий (ИПЛИТ) РАН разработали медицинскую систему «Ланцет-6». В ее работе используются как хирургические, так и диагностические свойства лазерного излучения.

Лазерный дальномер-высотомер и примеры его использования.

По словам руководителя разработки Валерия Ульянова, в одном устройстве теперь синтезированы полезные свойства сразу двух. В оптическую и микропроцессорную схемы управления лазерного аппарата КБП интегрирована система оптической диагностики, разработанная в ИПЛИТе. И «Ланцет» во время операции не только режет ткани, но еще и исследует их по отражению луча.

Это позволяет перестраивать характеристики излучения в зависимости от того, по какой именно ткани или границе между тканями (например, мышца — кость, кожа — подкожный жир, зубная эмаль — дентин и т. д.) проходит разрез в данную миллисекунду.

Лазерная сварочная установка.

Потомки гиперболоидов

С тех пор, как писатель А.Н.Толстой придумал гиперболоид, которому не могли противостоять ни броня, ни горные породы, инженеры долгое время старались превратить его фантазию в реальность. В 90-е годы прошлого столетия нашим специалистам удалось создать лазер, способный сбивать военные спутники на орбите. И когда членам конгресса США было доложено о «сверхсекретном русском чуде» — СО₂-лазере мощностью 1 МВт, программа «звездных войн», как известно, была свернута. А сам лазер, созданный специалистами Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ) при участии сотрудников ряда других организаций, стал основой серии лазерных технологических комплексов.

Так, например, излучение лазера МЛТК-50 способно на расстоянии в десятки метров, сквозь дым и пламя, быстро срезать, например, нефтяную вышку, если на промыслах вдруг случится пожар. Пригоден он также для утилизации старых кораблей и подлодок (луч режет корабельную сталь толщиной до 120 мм с расстояния в 30 м), разделки скального массива в каменоломнях, выжигании пленки нефти, разлитой по поверхности акватории.

Лазерная шоу-система и результаты ее работы.

МЛТК-5 — комплекс с мощностью в 10 раз меньшей, чем у его старшего собрата — решает производственные задачи. С его помощью, например, можно восстановить истершийся вал турбины электростанции. После лазерного напыления вал, по словам старшего научного сотрудника ТРИНИТИ Г.В. Смирнова, становится как новый. А не будь лазера, турбину пришлось бы разбирать и везти на ремонт. А весит она, между прочим, около 200 т!

Наконец, лазерный комплекс МЛТК-2 с мощностью излучения 2,1 кВт используется для сварки и резки металлов, подводных работ и даже для уничтожения прямо в полете стай саранчи.

НА ФОБОС ВМЕСТЕ С КИТАЙЦАМИ. Группа ученых из Политехнического университета Гонконга примет участие в разработке оборудования для доставки на Землю образцов реликтового вещества с одного из спутников Марса — Фобоса в рамках российского проекта «Фобос-Грунт». Китайско-российское соглашение о взаимодействии в исследовании космоса было подписано наряду с другими документами в ходе визита председателя КНР Ху Цзиньтао в Россию.

Программа изучения Фобоса предполагает запуск непилотируемого космического аппарата, посадку, забор грунта и доставку в 2009 году образцов на Землю. На российском аппарате установят, в частности, китайский мини-спутник, который будет доставлен на околомарсианскую орбиту.

Гонконгские специалисты отвечают за разработку миниатюрного прибора для забора и дробления образцов грунта до крошек объемом в 1 куб. мм. Ученые из китайского Гонконга уже имели опыт взаимодействия с Россией в развитии ее космической программы, однако оно прервалось после затопления орбитальной станции «Мир» в марте 2001 года.

Ракету можно зарядить и антенной. При взлете репитер-ракеты осуществляется пакетная радиосвязь на дальнее расстояние — уже на тысячи километров. Особенно может пригодиться такая возможность, например, разведгруппам, ведущим поиск террористов в горах, где обычная связь возможна не всегда.

И, наконец, внутрь такого же осветительного патрона для ручной ракетницы может быть помещена миниатюрная телекамера. Спускаясь с высоты на парашюте, она успевает передать на переносной монитор всю картину окрестностей, позволяя оператору своевременно заметить группы разведчиков потенциального противника, террористов, замаскированную военную технику. Причем с помощью современной инфракрасной камеры все это отчетливо видно даже в темноте.

А в мирное время такую систему можно использовать при поиске людей, заблудившихся в лесу, рыбаков на оторвавшейся от берега льдине… Причем наши отечественные разработки получились весьма надежными и менее дорогими, чем аналогичная зарубежная техника.

В. ЧЕРНОВ

Как известно, ныне водный транспорт — самый дешевый и самый крупнотоннажный. Но он же и самый медленный. А потому почти все пассажирские суда превратились сегодня в плавучие отели для туристов. Да и те используются преимущественно лишь в курортный сезон.

Между тем существует настоятельная необходимость переброски людей и грузов через водные пространства в любое время года и суток и при всякой погоде, когда уж и самолеты не летают.

Кстати, пассажирам, следующим на сравнительно небольшие расстояния, например, из Италии на Корсику или из Франции в Англию, и нет смысла пользоваться самолетом — поездка в аэропорт, стояние в очередях на досмотр отнимают времени намного больше, чем сам полет. Поэтому многие в таких случаях предпочитают морские паромы — на нем можно пересечь водное пространство даже вместе со своим автомобилем. Так ныне многие ездят, например, из Дании в Швецию или из Франции в Англию. Но паром ходит по расписанию, и его иной раз приходится довольно долго ждать. Кроме того, и здесь погода может внести свои коррективы.

Например, паромная переправа на Балтике или между Сахалином и материком не работает в шторм и зимой, когда море замерзает.

В таких случаях, конечно, гораздо удобнее мост или тоннель, такой, например, как проложили в свое время под Ла-Маншем. Однако вспомним: первые попытки построить это весьма дорогое сооружение относятся еще к наполеоновским временам. А когда, наконец, в XX веке тоннель построили, оказалось, что прибыли от него придется ждать еще долгие годы.

«Поэтому в наши дни есть проект прокладки тоннеля между Италией и Сицилией, — говорит Александр Леонидович Яковенко. — Причем прокладывать его собираются не под морским дном, как на Ла-Манше, а над ним».

Металлическую трубу соответствующего диаметра закрепят на якорях на такой глубине, чтобы не мешала судоходству, и пустят по ней железнодорожные составы. Как показывают расчеты, такое сооружение обойдется примерно на порядок дешевле, чем если бы туннель прокладывать под морским дном.

«Трасса будет составлена из автономных секций диаметром до 8 м и длиной до 200 м, почти полностью укомплектованных внутренними деталями и конструкциями, — поясняет автор. — Секции по окончании сборки закроют с обеих сторон герметичными заглушками, превращающими каждую секцию в своеобразную подлодку, и в таком виде отбуксируют по воде к месту монтажа. Затем с помощью плавучих кранов и собственной балластной системы все секции притопляют на заданную глубину и состыкуют друг с другом». Причем, по мнению разработчика, поскольку глубина размещения трассы невелика, то монтажники могут работать в легководолазном снаряжении, а сама их база сможет располагаться в одной из уже готовых секций. Выход и вход обеспечат специальные шлюзы, к которым затем будут пристыкованы аварийно-спасательные батискафы. Они обеспечат выход пассажиров из туннеля на поверхность в случае непредвиденных, аварийных ситуаций.

Схема монтажа подводного туннеля.

_{Цифрами обозначены: 1 — очередная секция монтируемого туннеля; 2 — уже смонтированная часть туннеля; 3 и 4 — постоянные и временные якоря, 5 — монтажно-аварийный батискаф.}

Если первый опыт эксплуатации такого тоннеля окажется успешным, то подобные переправы распространятся по всему миру.

Есть, например, даже идея в будущем расширить столичное метро за счет новых линий, проложенных по фарватеру Москвы-реки. Ведь, кроме всего прочего, московская земля уже напичкана всевозможными коммуникациями, частью совсем забытыми, и это сильно затрудняет и удорожает строительство обычного метро.

Еще более выгодным может оказаться проект акваметро для Санкт-Петербурга, где, кроме Невы, есть еще множество каналов, а грунты под городом такие, что подземные туннели приходится опускать на большую глубину. А это, как сами понимаете, стоит дополнительных денег и трудов. В дальнейшем можно также подумать о прокладке подобных линий, скажем, между Азией и Америкой, в районе Аляски. А там дело может дойти до устройства подводных переправ через Балтику и Атлантику.

Методику же строительства можно отработать при прокладке подводных трубопроводов для транспортировки нефти, газа, пресной воды. Их, оказывается, тоже выгоднее подвешивать в воде, а не укладывать на дно.

Кстати, подобные водоводы можно использовать и для доставки кратчайшим путем питьевой воды, например, из Антарктиды в Африку или из Гренландии в Европу.

Разрез туннеля:

_{1 — батискаф; 2 — отсек служебных коммуникаций, кабелей и системы жизнеобеспечения 3 — балласт; 4 — якорная лебедка; 5 — железная дорога.}

Публикацию подготовил В. ВЛАДИМИРОВ

…Демонстрация этого устройства выглядит, как цирковой трюк. В обычную пробирку наливают обычную морскую воду, чиркают спичкой — и над пробиркой появляется голубое пламя.

Горит, конечно, не вода, а выделяющийся из нее водород. И ничего бы странного в том не было, но водород выделяется без обычного в таких случаях электрического тока и электродов. Так что же все-таки сделал изобретатель? Давайте попробуем разобраться. Тем более что радиоинженер Джон Канзиус из городка Эри в Пенсильвании честно признается, что открыл феномен совершенно случайно.

Главной целью его работы было создание особого высокочастотного генератора радиоволн, который, как надеялся изобретатель, поможет в лечении ряда раковых заболеваний. Сам Канзиус в том кровно заинтересован, поскольку в 2002 году заболел лейкемией и немало испытал, проходя курс химиотерапии.

Тогда он и задумался: нельзя ли как-то облегчить страдания людей, попавших в такую же беду? Уже через год был готов прототип аппарата разрушения раковых клеток с помощью радиоволн. Действует он так.

В больные ткани вводятся наночастицы металлов, например золота, которые свободно проходят сквозь здоровые клетки, но задерживаются в пораженных. Затем при облучении ВЧ-генератором металл разогревается и разрушает очаги болезни.

Испытания устройства Канзиуса в медицинских центрах Техасского и Питсбургского университетов дали многообещающие результаты. В настоящее время ведется тестирование метода на пациентах. Но это не все.

Во время одной из демонстраций прибора кто-то из присутствующих обратил внимание Канзиуса на то, что на дно пробирки выпадает осадок. Инженер догадался, что, вероятно, под воздействием ВЧ-излучения выделяются соли. Получалось, аппарат, возможно, пригоден для опреснения соленой воды. Инженер провел соответствующие опыты и убедился, что его догадка верна. Вот в одном из экспериментов от случайной искры вода в пробирке, находившаяся под воздействием радиоволн, вспыхнула!

Тут уж Канзиус возликовал: получалось, что он нашел простой способ получения водорода из воды.

Проблемы проблем

В самом деле, было от чего радоваться. Водород, как известно, самый распространенный элемент Солнечной системы. Одно только наше светило сжигает его около 600 млн. т в секунду! И на Земле его невообразимо много — по крайней мере, треть Мирового океана, а это порядка 100 млрд. т!

Водород прекрасно горит, его можно использовать в автомобильных моторах и авиационных турбинах практически без их переделки. А вместо выхлопа получается дистиллированная вода.

Почему же до сих пор водород не используется столь же широко, как нефтепродукты? Причин тому две. Во-первых, нужно решить проблему простого и дешевого получения водорода из той же морской воды. Во-вторых, полученный водород надо как-то хранить до его использования. Рассмотрим обе проблемы по порядку.

Получают водород чаще всего разложением воды на ее составляющие с помощью электролиза. Однако электролиз требует электричества. И если использовать ту энергию, что дают тепловые электростанции, овчинка получается не стоящей вычинки. В конце концов, какая разница, загрязняют атмосферу сами автомобили или тепловые электростанции?

Пробовали использовать для получения водорода энергию ветра. Экономист Эндрю Освальд из Уорвикского университета (Великобритания) подсчитал, что перевод всех транспортных средств на водород только в США потребует включения в работу 1 млн. ветряных электростанций; для их размещения потребуется территория размером с пол-Калифорнии. Да и ветры дуют далеко не всегда и не повсюду…

Лучше обстоит дело с солнечными батареями. Наши исследователи из МГУ, например, предлагают разместить их прямо на поверхности океана и, черпая из него воду, тут же превращать ее в водород.

Такой подход более рационален. Прикрыть солнечными батареями пустынные участки океана вполне реально. А если сделать батареи полупрозрачными, то и обитатели моря не пострадают. Более того, огромные поля солнечных батарей площадью в сотни квадратных километров не позволят и ветрам устраивать штормы нынешней силы…

Но куда девать полученный газ? Его нужно сжимать или даже сжижать и на танкерах развозить потребителям. И вот здесь начинаются проблемы.

Дело в том, что водород очень текуч. Он способен проникать в мельчайшие отверстия, даже сквозь поры в структуре некоторых материалов. Исследователи из Калифорнийского технологического института подсчитали: если мы не уменьшим нынешний процент утечек (от 10 до 20 %), то глобальное применение водорода, кроме всего прочего, увеличит его содержание в атмосфере в 4–8 раз. И ни к чему хорошему это не приведет.

В любом случае, коренным образом придется пересматривать конструкции всех газовых баллонов и топливной аппаратуры. А это задача чуть ли не планетарного масштаба.

Хлопоты с баллонами

Экспериментальное использование водорода на авто- и авиационном транспорте уже показало: баллоны с водородом даже под давлением 200 бар слишком громоздки, для них приходится предусматривать места на крышах автобусов и специальных надстройках на фюзеляжах авиалайнеров. Более того, газовый баллон под таким давлением — это фактически бомба, при любом происшествии она может взорваться.

Потому сотрудники Технического университета в Дрездене разработали баллоны, которые способны при тех же габаритах и давлении вмещать большее количество газа. А для этого они… заполнили весь баллон особым порошком.

«Это особый высокопористый порошок, — поясняет профессор Стефан Карстен. — Поры диаметром около одного нанометра активно поглощают газ. В результате смесь в баллоне приобретает некое квазижидкое состояние, что позволяет в том же объеме разместить примерно вдвое больше газа. При этом давление в баллоне не 200, а всего 20 атмосфер».

Поглощают водород и материалы с так называемыми металлокаркасными структурами. Каждый такой молекулярный каркас из цинка и кислородосодержащих соединений металлов способен удержать до девяти молекул водорода, однако это число может быть увеличено в 4 раза, если добавить в структуру дополнительные углеродные кольца.

Еще одно преимущество: баллон низкого давления может быть той же формы, что и обычный бак. Да и вообще емкости для газа можно разместить в любом более-менее подходящем месте автомобиля.

Впрочем, это пока теория. Все заправки рассчитаны на давление газа в баллоне 200 бар. А при таком давлении металлокаркасные структуры, как ни странно, позволяют увеличить емкость баллона всего на 20 %, что не такой уж большой выигрыш. Масса же баллона с порошком на 50–80 кг больше, чем масса пустого.

Есть и еще одна проблема. Баллоны с порошком при заправке газом сильно нагреваются, и это требует специальных мер предосторожности.

Как «связать» газ?

Именно потому многие исследователи предлагают хранить водород в так называемом связанном состоянии. Наиболее перспективны для этого металлические гидриды, полагает руководитель программы по исследованию водорода из Ок-Риджской национальной лаборатории США, доктор Тимоти Армстронг. «Водород входит в гидрид металла и занимает межузлие в его кристаллической структуре», — говорит он.

Однако и здесь свои проблемы. Когда водород входит в металл, выделяется тепло и баллон сильно нагревается. Когда же нужно высвободить водород, то приходится подогревать уже сам баллон. А на это опять-таки приходится расходовать дополнительную энергию. Да и количество водорода в такой структуре не так уж велико — до 10 % от общего объема.

Поэтому специалисты стараются отыскать новые способы удержания водорода до поры до времени в некой «ловушке». Очередной шаг сделали наши специалисты из ООО «Энвайрокет». В.И. Богдан и его коллеги в 2004 году получили патент на каталитический композитный материал для хранения водорода. Более того, они нашли еще способ хранения газа на основе реакций гидрирования-дегидрирования органических соединений.

Говоря проще, вместо того, чтобы применять, скажем, гидрид магния или дорогостоящие комплексы иридия, а также платиновые катализаторы, наши специалисты предлагают использовать полимеры на основе полистирола или полиацетилена. Они образуют в смеси с водородом некий органический субстрат, который прекрасно хранится в порах, скажем, того же активированного угля. Получается эффективно и дешево.

Первые автомобили на водороде уже ездят.

Наконец, недавно группа исследователей из университета штата Миссури и их коллеги из Исследовательского центра г. Канзас придумали, как хранить газ в… кукурузных початках! Точнее, использовать сердцевины початков, которые обычно используют разве что в качестве топлива. Оказывается, если их подвергнуть обработке по специальной рецептуре, то можно опять-таки получить углеродные брикеты — аналог активированного угля — с порами-отверстиями величиной в нанометры, куда можно закачивать газ.

При этом, как показали опыты, брикеты способны аккумулировать метан или водород, объем которого в 180 раз превышает собственный объем брикета! Причем для хранения используется давление в 7 раз меньше, чем в стальных баллонах — около 35 бар вместо обычных 200.

Почти вечный двигатель?

И вот, когда все эти работы идут полным ходом, словно по заказу, появляется изобретение Канзиуса, благодаря которому вообще отпадает надобность в каких-либо баллонах. Казалось бы, заправляй бак водой, разместив под капотом небольшой ВЧ-генератор и — поехали!

К сожалению, попытки заправлять автомобиль водой делались уже неоднократно и всякий раз кончались ничем.

Лет десять тому назад, например, индийский химик Рамар Пиллаи объявил, что построил катер, работающий на «травяной нефти» — особом наборе кипящих в воде трав. Стоимость смеси — 3 цента за литр. Однако при внимательном рассмотрении выяснилось, что химик просто мошенничал, добавлял в смесь горючее.

Похожая история случилась и в США. Некий Стэнли Мейер в штате Огайо клялся, что готов дать всем желающим дешевую и не загрязняющую среду энергию, и — понятное дело — просил денег на доведение своей идеи до ума. В итоге в 1996 году Мейер сел в тюрьму за мошенничество в особо крупных размерах.

Ну а в данном случае единственное независимое испытание детища Канзиуса недавно прошло в лаборатории исследований металлов при университете штата Пенсильвания под наблюдением доктора химических наук Растама Роя.

По словам ученого, Джон Канзиус на самом деле продемонстрировал возможность своего изобретения расщеплять жидкий солевой раствор в морской воде на водород и кислород. Замеры при этом показали, что Канзиус научился достигать температуры горения выше 1600 градусов по Цельсию. Делается это, похоже, не только с помощью ВЧ-излучения, но и специальных присадок-катализаторов, добавляемых в морскую воду.

Больше ничего узнать никому не удалось, поскольку изобретатель в данный момент ведет патентование своего изобретения. А потому наиболее серьезные эксперты, как за рубежом, так и у нас в стране, воздерживаются от окончательных суждений по этому поводу.

Более того, сотрудник журнала Nature Филипп Болл, автор книги «Н₂О: биография воды», довольно категоричен в своих суждениях. «Вода не может быть горючим, — заявил он. — Ведь согласно законам термодинамики невозможно получать энергию извлечением водорода из воды с последующим его сжиганием при положительном балансе. Это попахивает очередным рецептом вечного двигателя»…

«При протекании тока в соленой воде может иметь место процесс электролиза — разложения воды на кислород и водород, — полагает Андрей Жук, заместитель директора Объединенного института высоких температур РАН. — Однако КПД высокочастотных генераторов электромагнитного поля находится на уровне 10 %. В то же время КПД традиционных электролитических установок, широко используемых для получения водорода и кислорода, сейчас составляет около 70 процентов. Чем же тогда предлагаемый метод лучше традиционного?»

…К сказанному остается добавить, что сам Канзиус относится к кипению страстей довольно прохладно. Он ведь выявил эффект «горящей воды» случайно. И, получив патент, намерен продать его какой-нибудь компании, занимающейся водородной энергетикой. А сам бы хотел вложить полученные деньги в усовершенствование своего аппарата для борьбы со злокачественными опухолями. Эта проблема для него важнее, чем ответ на вопрос, когда же наконец наступит эра водорода?

С. НИКОЛАЕВ

В СУТКАХ — 25 ЧАСОВ. Такой станет продолжительность одних суток на Земле в XXIII веке. Об этом сообщило японское представительство Международного союза электросвязи. Связисты хотят отменить международное правило прибавления к году одной секунды, которое было введено в 1972 году для синхронизации атомных часов с астрономическим временем. Частая коррекция времени создает неудобства для телекоммуникационных компаний и сопряжена с опасностью различных сбоев в работе электронных приборов.

Теперь вместо прибавления високосной секунды предлагается дождаться, когда атомный хронометр опередит реальное время на один час, и после этого увеличить продолжительность одних суток в году до 25 часов. По мнению специалистов, произойти это может примерно через два столетия. Новые правила, как ожидается, будут согласованы уже к 2008 году, а окончательно отказаться от високосной секунды предполагается в 2010 году.

В советские годы в подмосковных Химках был построен центр, который местные жители называли «санаторием для макак». Здесь и жили основные участники программы «Бион». Обезьянам были созданы прямо-таки сказочные условия. Специальная кухня, самые совершенные тренажеры, даже компьютерный класс.

Персональные компьютеры в те годы были редкостью даже в научных учреждениях, а хвостатым ученикам предоставили самое современное оборудование.

Конечно, нужно отдать обезьянам должное. Снабженные датчиками, вживленными в разные части тела, в том числе в мозг, они крутились на центрифугах, нажимали ногами на педали, вращали головой специальную платформу…

Сейчас эта программа свернута. Последними слетали в космос макаки Лапик и Мультик. Потом в прессу просочились сообщения: Мультик погиб после возвращения из полета. Официальное объяснение было таким: во время послеполетного обследования при взятии биопсии он получил дозу наркоза, которая оказалась для него смертельной…

Как такое могло случиться?

По слухам, ошибка стала возможной потому, что из полета он вернулся не тем Мультиком, который отправлялся на орбиту. Обследование, проведенное после смерти испытуемого, показало, что в его организме по непонятным причинам произошли кардинальные изменения.

Помните, в фантастическом романе «Солярис» на орбитальной станции начинают появляться хорошо знакомые экипажу станции персоны? И лишь исследование на молекулярно-генетическом уровне показывает, что пришельцы — вовсе не люди, а их искусные копии, выполненные по неизвестной технологии.

Некоторые специалисты считают, что подобное произошло с Мультиком и Лапиком. Исследователи же дали Мультику обычную дозу наркоза, которая оказалась для него неприемлемой.

С Лапиком были осторожнее. Говорят, он сейчас жив, здоров, обитает в Адлере, в питомнике Института медицинской приматологии РАМН. Он сам и все его потомство находится под неусыпным наблюдением специалистов. И они находят, что потомство Лапика обладает куда более высоким коэффициентом интеллекта, чем прочие их сородичи.

Почему? Ответа на эти и многие другие вопросы пока нет.

Максим ЯБЛ0К0В

Этот фокус по силам каждому. Отрежьте от газетного листа длинную узкую полоску бумаги и склейте ее концы, предварительно перекрутив их на 180 градусов так, чтобы лицевая сторона полоски была соединена с тыльной. У вас получится лента Мёбиуса, названная так по имени профессора Лейпцигского университета математика и астронома Августа Фердинанда Мёбиуса (1790–1868), поскольку была описана им в 1827 году, то есть 180 лет назад.

Эта геометрическая фигура замечательна уже тем, что имеет только одну поверхность. В самом деле, если вы проведете по ней линию, не отрывая кончика карандаша, то убедитесь, что смогли пометить сразу обе стороны ленты. И это лишь одно из замечательных свойств поверхности Мёбиуса, которая оказалась востребованной во многих областях — от цирка до космологии.

Ведь ленту можно закручивать на один, два, три полуоборота, можно разрезать ее вдоль, и тогда получившиеся две ленты оказываются вдеты одна в другую (это один из популярных цирковых фокусов).

Чудесные свойства этого простого и в то же время загадочного листа бумаги в разных странах породили множество научных трудов, изобретений (и полезных, и нереальных), а также многочисленные фантастические рассказы, повести и романы.

Согласно теориям и фантазиям, одна из моделей нашей Вселенной — это трехмерный лист или лента Мёбиуса. Модель соответствует теории относительности Эйнштейна и его предположению, что космический корабль, все время летящий прямо, может вернуться к месту старта, подтвердив тем самым неограниченность и конечность Вселенной. Но астронавты, совершив путешествие по ленте Мёбиуса и оказавшись в исходной точке, превратятся в своих зеркальных двойников — сердце у них будет справа, а правши станут левшами.

Кстати, создать математический аппарат для описания простейшей односторонней плоскости долгое время не удавалось никому. Решить задачу в уходящем, 2007 году смогли математик Евгений Старостин и его коллега Герт ван дер Хейден из Университетского колледжа в Лондоне (Великобритания). Самое интересное, что для этого им не понадобились ни сверхсложные формулы, ни сверхмощные компьютеры. «Обошлись уравнениями, которые я вывел лет 25 тому назад», — пояснил Старостин.

Теперь, как считают специалисты, станет проще изучать биологические молекулы, синтезировать сложные лекарства, проектировать углеродные нанотрубки. А сама лента Мёбиуса уже находит применение в практике. Придуманы и воплощены в жизнь: бесконечная шлифовальная лента, работающая обеими сторонами; фильтр непрерывного действия для жидкостей; особые кассеты в магнитофоне, в которых лента соединена в кольцо и перекручена, их не надо снимать и менять местами… С помощью ленты Мёбиуса и эффекта сверхпроводимости можно также создать электрический двигатель, который будет работать если не вечно, то очень и очень долго. И много что еще.

Например, для детей придумана замечательная забава: игрушечная электрическая железная дорога, полотно которой представляет собой ленту Мёбиуса. И локомотив с разбегу выделывает головокружительные трюки.

В общем, недаром детищу немецкого профессора поставлен памятник перед входом в Музей истории и техники в Вашингтоне, где медленно вращается на пьедестале стальная лента, перекрученная на полвитка.

ПЛЮНЬ — И ВСЕ ДЕЛА. Новый оригинальный способ выявления пьяных за рулем разработан в США. Теперь дорожная полиция может попросить водителя плюнуть в специальную трубочку. И уже через несколько секунд портативный индикатор покажет концентрацию алкоголя, а также следы кокаина, марихуаны, экстази, амфетаминов и еще полдюжины наиболее популярных наркотиков.

СЕТИ ДЛЯ ЛОВЛИ КОНТРАБАНДИСТОВ начали применять специалисты Береговой охраны США. Теперь, чтобы остановить скоростной катер нарушителей, в него выстреливается специальная ракета, из которой по ходу ее полета вываливается и разворачивается металлическая сеть с острыми шипами. Она опутывает катер контрабандистов и, наматываясь на винты, заставляет его остановиться. Заодно такая сеть надежно упаковывает и самих нарушителей, находящихся на корабле, а на любую попытку разрезать сеть отвечает ударами электротока.

ОБНАРУЖЕН двухголовый «дракон», сообщает китайское информационное агентство Синьхуа. Правда, не живьем, а в виде отпечатка на камне, которому примерно 135 — 65 млн. лет. Судя по тому, что отпечаток этот длиной всего около 7 см, ученые пришли к выводу, что это двухголовое существо так и не выросло.

По предположениям исследователей, взрослая особь могла иметь длину около 1 м. Причем вряд ли существовала особая порода двухголовых «драконов», полагают исследователи. Это всего лишь аномалия.

Возможно, подобные «ошибки» природы и породили некогда мифы и сказки о многоголовых чудищах. Такие предания есть в фольклоре народов многих стран.

ПОЧТИ СКАЗОЧНЫЙ ДОМ, который умеет поворачиваться, словно избушка на курьих ножках, создали японские архитекторы. Ими разработан проект цилиндрического дома, каркас которого держится на центральной оси. А та, в свою очередь, опирается на подшипники. Как утверждают авторы проекта, такой дом не только сделает все квартиры солнечными в каждой квартире за день, но еще будет обладать повышенной сейсмостойкостью.

РЕАКТИВНЫЙ ЧАЙНИК изобретен в Британии. В отличие от обычных, вскипающих в среднем примерно за 2–3 минуты, этот доводит воду до кипения всего за… 3 секунды!

А вся хитрость в том, что в данном чайнике греется не вся налитая в него вода, а лишь ее часть — порция в 220 мл. Этого как раз хватает на чашку чая или кофе. Казалось бы, невелика хитрость, но, по подсчетам экспертов, на одних только Британских островах с помощью новых чайников можно сэкономить столько энергии, что ее хватит для работы уличного освещения всей страны.

НЕОБЫЧНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ НА ЦЕНТРИФУГЕ провели в Научно-техническом центре Аквитании (Франция). В качестве испытуемых в данном случае выступали образцы загрязненной почвы. С помощью искусственной силы тяжести, превышающей природную в десятки раз, исследователям удалось выяснить, как именно те или иные загрязнения с поверхности проникают в глубь почвы. Всего за несколько минут удалось проследить особенности миграции ядовитых отходов, которая в природе будет длиться не менее 400 лет.

Бионика, вы, наверное, помните — это раздел науки, изучающей возможности использования в технике принципов, которыми одарила природа живые организмы. После первого всплеска в 70-е годы прошлого столетия бионика на некоторое время оставалась в тени, но сейчас в связи с развитием нанотехнологий, можно ждать новых достижений в этой области. Во всяком случае, группе исследователей из Австралийского национального университета совместно с сотрудниками НАСА, занимающимися созданием летательных аппаратов нового поколения, наконец-таки удалось раскрыть тайну полета пчелы. Более того, они сумели скопировать технику полета насекомого, создав робот-махолет. Как показали испытания, беспилотный «микролет», оснащенный современной видеоаппаратурой, можно использовать для сбора разведданных во время боевых действий.

А боевой робот размером не более шершня, созданный в Израиле, кроме разведки, способен неотступно преследовать цель в любых практически условиях и даже наносить точечные удары. На испытаниях такие «наношершни» уверенно обнаруживали тщательно замаскированные ракетные пусковые установки «террористов» и выводили их из строя.

В восстании против власти кардинала Мазарини (1648–1653) принимали участие и крестьяне, и принцы. Денег у восставших было маловато, и вместо артиллерии приходилось применять камнеметательные машины — фрондиболы (за это и все восстание стало называться фрондой). В то время пушки, пригодные для осады крепостей, делали всего 1–2 выстрела в день каменными ядрами по 100 кг, летевшими на 200–300 м.

Фрондибола же могла метать десятки пудовых (16 кг) камней в час на расстояние 100 шагов (80 м). На изготовление пушки уходил год работы уникальнейших мастеров. Сделать же фрондиболу бригада плотников могла всего за неделю. Вот как была устроена эта машина.

В основе механизма — закрепленный на оси рычаг с неравными плечами. На конце длинного плеча в специальной сумке размещался боевой груз (камни, сосуд с зажигательной смесью, а то и бочка с ядовитыми змеями). На коротком плече был привязан приводной груз. При помощи каната и лебедки рычаг ставили в горизонтальное положение, закрепляли при помощи защелки, после чего канат отцепляли (см. рис. 1). В таком состоянии готовую к выстрелу фрондиболу наводили на цель. Оставалось выдернуть защелку, чтобы метательная машина взмахнула своим рычагом и снаряд полетел к цели.

Фрондибола, подготовка к выстрелу.

Приводной груз опускался медленно, но эта скорость умножалась при помощи длинного плеча рычага. Дальность полета снаряда, как известно, пропорциональна квадрату его скорости. Так, чтобы бросить камень на 80 м, ему нужно сообщить скорость не менее 28 м/с.

Как ее получить? Если приводной груз готовой к выстрелу фрондиболы поднят на 2 метра от земли, то, опускаясь, он разовьет скорость 6,2 м/с. Для того чтобы получить нужные 28 м/с, требуется сделать длинное плечо рычага в 4,5 раза больше короткого.

Добавим к этому любопытную деталь, о которой, вероятно, догадывались в древности. Дальность полета тел, летящих по инерции, сильно зависит от сопротивления воздуха. Так, например, пуля, выпущенная из ружья со скоростью 1000 м/с, при отсутствии атмосферы пролетела бы 102 км. Сопротивление воздуха уменьшает дальность ее полета всего до 5 км…

Но для шарообразных тел определенного размера и скорости существует «коридор», при котором сопротивление воздуха ничтожно. Пудовые камни фрондиболы как раз попадали в этот коридор. За время полета они теряли не более 6 % своей кинетической энергии, производя при падении огромные разрушения.

На войну со своей фрондиболой

Проверить всю эту нехитрую алгебру можно, если сделать настольную модель фрондиболы с рычагом из легкой и прочной метровой деревянной линейки, закрепленной на оси так, чтобы был возможен поворот на 45° (см. рис. 2). Тогда снаряд пролетит максимальное расстояние под самым выгодным углом к горизонту.

Модель фрондиболы из деревянной линейки метровой длины.

Расстояние от оси до точки крепления приводного груза равно 140 мм. Опускаясь, он разовьет скорость 1,4 м/с. Снаряд же, помещенный на длинном конце линейки в 860 мм от оси, разовьет скорость 8,6 м/с и пролетит около 8 м.

Для повышения дальности можно увеличить длину рычага. Но не следует забывать, что и сам рычаг при выстреле движется с большой скоростью, а после должен быть заторможен. При этом возникает удар по специально предназначенной для этого поперечной перекладине.

Как выяснили при испытании фрондиболы французские любители старины, удар этот быстро разрушает машину.

Чтобы избежать увеличения массы рычага, древние конструкторы на конце его прикрепляли пращу — кусок кожи с парой веревок. Под действием центробежной силы веревки натягивались, рычаг как бы удлинялся и дальность камнеметания резко возрастала. Воспользуемся этим способом и мы. Это позволит довести дальность броска примерно до 15 м.

Добавим, что на камни, выпущенные при помощи модели фрондиболы, «коридор малых сопротивлений» не распространяется. За время полета они теряют четвертую часть своей энергии.

Второе рождение полипаста

Полиспаст — система из подвижных и неподвижных блоков — изобретен Архимедом. С тех пор он чаще всего применяется для подъема тяжестей. В полиспасте вес поднимаемого груза равномерно распределяется по веревкам, делится между ними. Потому, чтобы при помощи полиспаста удержать или поднять какой-либо груз, достаточно приложить силу, равную лишь небольшой части его веса.

Этим однажды воспользовался Архимед в «рекламных», можно сказать, целях. Он закрепил полиспаст на берегу, а его подвижную часть привязал к галере, на которой находился царь и 40 человек свиты, и потянул за свободный конец веревки полиспаста. Архимед не только вытащил галеру из воды, но и долго еще тащил ее по земле.

Для увеличения дальности стрельбы к длинному плечу рычага фрондиболы прилаживали пращу.

Поднимая груз полиспастом, мы во столько же раз проигрываем в пути и скорости, во сколько выигрываем в силе. Однако, если выпустить веревку из рук, то она помчится вверх со скоростью, намного превышающей скорость опускания груза. На это редко обращали внимание. Но в конце 1970-х годов в Англии был создан блочный спортивный лук. По концам дуги лука крепилась ось подвижных блоков. Проходящая по блокам веревка играла роль тетивы, толкающей стрелу. В отличие от обычной тетивы концы ее закреплялись на стержне, укрепленном у середины дуги.

Пара блоков могла увеличить скорость стрелы вдвое. Казалось бы, увеличивая число блоков, можно довести скорость стрелы чуть ли не до скорости пули. Однако этому мешает недостаток энергии дуги лука, да и сами блоки утяжеляют дугу. Она начинает выпрямляться медленнее, и скорость повышается всего на 10–20 %. Но и это немало, когда речь идет о рекордах спортивной стрельбы.

Лук Робин Гуда

Некое подобие блочного лука можно сделать быстро и просто. Распилите старую деревянную лыжу вдоль на две одинаковые части. Соедините их вместе — и лук почти готов. Для соединения возьмите кусок твердого дерева бука или дуба, например, кусок старой паркетной доски.

Просверлив в каждой половинке лука по два отверстия, смажьте клеем и плотно стяните 6-мм болтами с гайками весь центральный узел (применять саморезы не следует, они при натягивании лука могут расколоть древесину).

Далее туго обмотайте место соединения толстой суровой ниткой с клеем. Клей следует выбирать только водорастворимый: ПВА, столярный, а еще лучше казеиновый. Нитка обязательно должна быть хлопчатобумажной, а во время намотки — слегка сырой. После высыхания она туго натянется и возьмет на себя те немалые силы, что возникают при натяжении лука.

Блочный лук можно сделать из старой лыжи.

Обрежьте дугу по своему росту, приладьте тетиву, и у вас получится дальнобойный английский лук. Историки отмечают, что именно он позволил Англии отстоять свою независимость и стать великой державой. Из этого же лука стрелял и знаменитый разбойник Робин Гуд.

Имея в своем распоряжении блочный лук, он бы совершил еще и не такие подвиги! Вы их можете совершить в своих играх от его имени. Добавьте лишь к луку пару блоков.

Современный блочный спортивный лук снабжается двумя некруглыми колесиками особой формы по концам. Сделать их в домашних условиях сложно. Однако ощутимый результат дадут и круглые дюралевые ролики, закрепленные с наружной стороны дуги при помощи легких стальных накладок. Концы тетивы присоедините к стержню на середине дуги лука.

Скорость стрелы увеличивают блоки, укрепленные на концах лука при помощи стальных накладок.

Центральный узел лука. При стрельбе на него действуют силы в несколько сотен кг. Для получения необходимой прочности этот элемент должен быть хорошо склеен, стянут болтами и нитками.

А.ИЛЬИН

Рисунки автора

Эти странные стеклышки называются поляроидами. Дело в том, что световые волны колеблются в самых различных плоскостях. Поляроид же пропускает те из них, колебания которых лежат только в одной плоскости. Такой свет называется поляризованным.

Если поляроиды повернуты так, что их плоскости совпадают, то свет проходит беспрепятственно. Если же они взаимно перпендикулярны, то световой луч ослабляется почти в тысячу раз.

Но интересные эффекты можно наблюдать и держа в руках всего лишь один поляроид. Подойдите к застекленной витрине. Очень часто в ней отражается улица и то, что находится за стеклом, видно плохо. Немного поверните поляроид, и отражение если не все полностью, то в значительной мере исчезнет.

Каждому рыболову интересно узнать, есть ли в реке рыба. Но вода хоть и прозрачна, а дно увидеть нельзя. Мешает все то же отражение, на сей раз от волн. Посмотрите на воду через поляроид, и дно станет видно значительно лучше. Дело в том, что свет поляризуется, отражаясь от поверхности стекла или воды. Поворачивая поляроид, мы отфильтровываем этот мешающий нам свет. Этим свойством пользуются фотографы-профессионалы, ставящие на объективы своих аппаратов поляризационные фильтры.

Одиночный поляроид может заменить вам даже часы и компас. Посмотрите на небо в пасмурную погоду. В том месте, где должно быть солнце, вы увидите маленькую синюю восьмерку, окруженную желтой каймой (рис. 2). Причина этого явления нам неизвестна, так что мы охотно опубликуем ваши объяснения.

Поляроиды из набора снабжены специальными оправами для установки в универсальный проектор, и с ними можно проделать ряд красивых и занимательных опытов.

Поставим поляроиды на проектор и развернем так, чтобы свет через них не проходил. После этого в промежуток между ними внесите кусок обычного стекла, на экране появится его светлое, слегка окрашенное изображение. Объясняется это тем, что свет, пройдя через стекло, изменил наклон плоскости поляризации, и это позволяло ему пройти через скрещенные поляроиды.

Казалось бы, повернув второй поляроид, мы снова добьемся полного затемнения. Но нет, с обычным стеклом этого не получится. Вот если взять кусок специального оптического стекла, то после поворота второго поляроида оно уже видно не будет. Особенно яркая радужная картина получается, если поместить между поляроидами кусок смятого целлофана.

Обе картины объясняются двойным преломлением лучей. Очень многие твердые вещества способны один и тот же луч света разделить на две части, идущие немного в разных направлениях (рис. 3).

Фазы световых волн и плоскости поляризации в этих лучах оказываются немного сдвинуты относительно друг друга, но частоты полностью совпадают. Благодаря этому в них происходит интерференция, приводящая к яркой игре красок.

Способность к двойному преломлению лучей обычного оконного стекла без поляроидов никому не заметна и не мешает. Но из такого стекла невозможно изготовить хорошую линзу. (Вместо изображения одной точки может получиться две.)

Возникает же эта способность в стекле при его быстром неравномерном охлаждении в процессе изготовления. Отдельные его участки оказываются неравномерно растянуты в различных направлениях и по-разному преломляют свет. Поэтому лучшие сорта оптического стекла после отливки длительно, порою до полугода, охлаждают. Вот почему за некоторые фотообъективы приходится платить большие деньги.

Но двойное преломление лучей бывает и полезно.

Возьмите кусок полиэтилена, надрежьте его и, поместив между затемненными поляроидами, потяните. В районе надреза появятся радужные линии (рис. 4).

При усилении натяжения полиэтилен начнет рваться, а радужные разводы усилятся. Все эти линии есть не что иное, как линии распределения сил (процесс можно отчетливо видеть на экране).

Мост или крыло самолета всегда начинают разрушаться в каком-то одном месте, где происходит опасная концентрация сил. Стараясь заранее определить и усилить опасное место, проектировщики делают модель из прозрачного материала, помещают ее между двух поляроидов и подвергают нагрузке. Возникающий узор раскрывает картину распределения сил, а измерение яркости отдельных участков ее позволяет найти величину этих сил. Работа эта кропотлива, но ее результаты очень важны.

Точно определить содержание сахара во фруктовом соке нелегко. Выручит все та же поляризация. Поместите между поляроидами прозрачную кювету с плоскими стенками, создайте темное поле и налейте в нее раствор сахара. Кювета тотчас же станет видна. Прошедший через раствор сахара свет немного повернул плоскость поляризации. Если второй поляроид повернуть, поле снова сделается темным. Концентрация сахара оказывается пропорциональна повороту анализатора.

Кстати, раз уж здесь зашла речь о сахаре… В XIX веке он стоил очень дорого. Ученые приложили немало сил, пытаясь синтезировать его из угля или нефти, но — к счастью! — успеха не добились: процесс получался сложным и дорогим. Правда, оказалось, что если слить два сильнейших яда — раствор синильной кислоты и формалина, — то в колбе со временем появляется сахар. Его химическая формула полностью совпадает с формулой лучшего тростникового сахара. Вот только плоскость поляризации он вращает не так, как обычный сахар, а в противоположную сторону. Оказалось, что его молекула по форме зеркальна молекуле обычного сахара. Этот «зеркальный» сахар был сладок, но организмом не усваивался.

Способность вращать плоскость поляризации имеют очень многие вещества. Еще знаменитый физик Майкл Фарадей обнаружил, что магнитное поле способно вращать плоскость поляризации света, проходящего через вещество. Вот один из его экспериментов.

В катушку с большим числом витков помещалась кювета с жидкостью. Вдоль нее пропускался луч поляризованного света. При включении тока положение плоскости поляризации света значительно изменялось.

В своих опытах Фарадей использовал катушку длиной около 0,5 м и внутренним диаметром 40 мм. Она содержала 150 витков изолированной проволоки диаметром 5 мм и работала от батареи напряжением 48 В. Изготовить такую катушку несложно, а питаться она может от выпрямителя. Но можно использовать катушку от набора по электромагнетизму и конденсатор емкостью 100 мкФ. Внутрь катушки следует поместить кювету с плоскими стенками, склеенную из оргстекла. Опыты следует проводить только в присутствии учителя!

А. ВАРГИН

Рисунки автора

ОТ РЕДАКЦИИ. Чтобы подключить метелочную антенну к радиоприемнику, между ней и «землей» нужно включить резистор с сопротивлением несколько мегом, как показано на схеме.

Параллельно резистору в целях предотвращения неприятностей при грозовом разряде включена неоновая лампа. Несмотря на это, вашу антенну перед грозой нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО отключить.

Вопрос — ответ

Наши традиционные три вопроса:

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 7 — 2007 г.

1. Склеивание происходит при улетучивании растворителя и полимеризации молекул клея. Образующиеся молекулярные цепочки и связывают детали в единое целое.

2. Заглянув в учебник физик, можно отыскать формулу, связывающую период колебаний маятника с его длиной. А длина, в свою очередь, зависит от теплового расширения материала.

3. Электрическая дуга является источником электромагнитных волн различной длины. Отсюда и помехи в радиоприемнике.

* * *

Поздравляем с победой 5-классника Андрея ФИЛИМОНОВА из Одессы. Он получит приз — Web-камеру Philips.

Правильные ответы также прислал в очередной раз чемпион нашего конкурса Владислав ДИДЕНКО из Краснодара и Вячеслав ПРОКОПЕНКО из Москвы.

* * *

_{А почему? Кто из писателей за два века до Жюля Верна предсказывал полеты на Луну? Как забава атлетов античных времен превратилась в вид спорта — тяжелую атлетику? Какой музыкальный инструмент можно считать родоначальником всех остальных? 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 один из самых знаменитых художественных музеев мира — Миланскую пинакотеку.}

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

_{ЛЕВША — В рубрике «Музей на столе» «левша» расскажет вам о самом известном немецком танке времен Второй мировой войны. О достоинствах и недостатках этого танка, который, по мнению специалистов вермахта, был лучшим в своем классе, вы узнаете из статьи, а также сможете выклеить бумажную модель «Тигра».}

_{— Юные механики построят движущуюся модель катера с паровой турбиной, а электронщики смонтируют дистанционный регулятор мощности для бытовых электроприборов.}

_{— Владимир Красноухов представит новую оригинальную головоломку. И, как всегда, вы узнаете о результатах конкурса «Хотите стать изобретателем?» и получите новые задания.}

* * *