Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (НЕ)"

Невесомость

Невесо'мость, состояние материального тела, при котором действующие на него внешние силы или совершаемое им движение не вызывают взаимных давлений частиц друг на друга. Если тело покоится в поле тяжести Земли на горизонтальной плоскости, то на него действуют сила тяжести и направленная в противоположную сторону реакция плоскости, в результате чего возникают взаимные давления частиц тела друг на друга. Человеческий организм воспринимает такие давления как ощущение весомости. Аналогичный результат имеет место для тела, которое находится в лифте, движущемся по вертикали вниз с ускорением a ¹ g, где g — ускорение свободного падения. Но при а = g тело (все его частицы) и лифт совершают свободное падение и никаких взаимных давлений друг на друга не оказывают; в результате здесь имеет место явление Н. При этом на все частицы тела, находящегося в состоянии Н., силы тяжести действуют, но нет внешних сил, приложенных к поверхности тела (например, реакций опоры), которые могли бы вызвать взаимные давления частиц друг на друга. Подобное же явление наблюдается для тел, помещенных в искусственном спутнике Земли (или космическом корабле); эти тела и все их частицы, получив вместе со спутником соответствующую начальную скорость, движутся под действием сил тяготения вдоль своих орбит с равными ускорениями, как свободные, не оказывая взаимных давлений друг на друга, т. е. находятся в состоянии Н. Как и на тело в лифте, на них действует сила тяготения, но нет внешних сил, приложенных к поверхностям тел, которые могли бы вызвать взаимные давления тел или их частиц друг на друга.

  Вообще тело под действием внешних сил будет в состоянии Н., если: а) действующие внешние силы являются только массовыми (силы тяготения); б) поле этих массовых сил локально однородно, т. е. силы поля сообщают всем частицам тела в каждом его положении одинаковые по модулю и направлению ускорения; в) начальные скорости всех частиц тела по модулю и направлению одинаковы (тело движется поступательно). Т. о., любое тело, размеры которого малы по сравнению с земным радиусом, совершающее свободное поступательное движение в поле тяготения Земли, будет, при отсутствии других внешних сил, находиться в состоянии Н. Аналогичным будет результат для движения в поле тяготения любых других небесных тел.

  Вследствие значительного отличия условий Н. от земных условий, в которых создаются и отлаживаются приборы и агрегаты искусственных спутников Земли, космических кораблей и их ракет-носителей, проблема Н. занимает важное место среди др. проблем космонавтики. Это наиболее существенно для систем, имеющих ёмкости, частично заполненные жидкостью. К ним относятся двигательные установки с ЖРД, рассчитанные на многократное включение в условиях космического полёта. В условиях Н. жидкость может занимать произвольное положение в ёмкости, нарушая тем самым нормальное функционирование системы (например, подачу компонентов из топливных баков). Поэтому для обеспечения запуска жидкостных двигательных установок в условиях Н. применяются: разделение жидкой и газообразной фаз в топливных баках с помощью эластичных разделителей (например, на АМС «Маринер»); фиксация части жидкости у заборного устройства системой сеток (ракетная ступень «Аджена»); создание кратковременных перегрузок (искусственной «тяжести») перед включением основной двигательной установки с помощью вспомогательных ракетных двигателей и др. Использование специальных приёмов необходимо и для разделения жидкой и газообразной фаз в условиях Н. в ряде агрегатов системы жизнеобеспечения , в топливных элементах системы энергопитания (например, сбор конденсата системой пористых фитилей, отделение жидкой фазы с помощью центрифуги). Механизмы космических аппаратов (для открытия солнечных батарей, антенн, для стыковки и т.п.) рассчитываются на работу в условиях Н.

  Н. может быть использована для осуществления некоторых технологических процессов, которые трудно или невозможно реализовать в земных условиях (например, получение композиционных материалов с однородной структурой во всём объёме, получение тел точной сферической формы из расплавленного материала за счёт сил поверхностного натяжения и др.). Впервые эксперимент по сварке различных материалов в условиях Н. и вакуума был осуществлен при полёте советского космического корабля «Союз-6» (1969). Ряд технологических экспериментов (по сварке, исследованию течения и кристаллизации расплавленных материалов и т.п.) был проведён на американской орбитальной станции «Скайлэб» (1973).

  Особенно существенно учитывать своеобразие условий Н. при полёте обитаемых космических кораблей: условия жизни человека в состоянии Н. резко отличаются от привычных земных, что вызывает изменения ряда его жизненных функций. Так, Н. ставит центральную нервную систему и рецепторы многих анализаторных систем (вестибулярного аппарата, мышечно-суставного аппарата, кровеносных сосудов) в необычные условия функционирования. Поэтому Н. рассматривают как специфический интегральный раздражитель, действующий на организм человека и животного в течение всего орбитального полёта. Ответом на этот раздражитель являются приспособительные процессы в физиологических системах; степень их проявления зависит от продолжительности Н. и в значительно меньшей степени от индивидуальных особенностей организма.

  С наступлением состояния Н. у некоторых космонавтов возникают вестибулярные расстройства. Длительное время сохраняется чувство тяжести в области головы (за счёт усиленного притока крови к ней). Вместе с тем адаптация к Н. происходит, как правило, без серьёзных осложнений: в Н. человек сохраняет работоспособность и успешно выполняет различные рабочие операции, в том числе те из них, которые требуют тонкой координации или больших затрат энергии. Двигательная активность в состоянии Н. требует гораздо меньших энергетических затрат, чем аналогичные движения в условиях весомости. Если в полёте не применялись средства профилактики, то в первые часы и сутки после приземления (период реадаптации к земным условиям) у человека, совершившего длительный космический полёт, наблюдается следующий комплекс изменений. 1) Нарушение способности поддерживать вертикальную позу в статике и динамике; ощущение тяжести частей тела (окружающие предметы воспринимаются как необычно тяжёлые; наблюдается растренированность в дозировании мышечных усилий). 2) Нарушение гемодинамики при работе средней и высокой интенсивности; возможны предобморочные и обморочные состояния после перехода из горизонтального положения в вертикальное (ортостатические пробы). 3) Нарушение процессов обмена веществ, особенно водно-солевого обмена , что сопровождается относительным обезвоживанием тканей, снижением объёма циркулирующей крови, уменьшением содержания в тканях ряда элементов, в частности калия и кальция. 4) Нарушение кислородного режима организма при физических нагрузках. 5) Снижение иммунобиологической резистентности. 6) Вестибуло-вегетативные расстройства. Все эти сдвиги, вызванные Н., – обратимы. Ускоренное восстановление нормальных функций может быть достигнуто с помощью физиотерапии и лечебной физкультуры, а также применением лекарственных препаратов. Неблагоприятное влияние Н. на организм человека в полёте можно предупредить или ограничить с помощью различных средств и методов (мышечная тренировка, электростимуляция мышц, отрицательное давление, приложенное к нижней половине тела, фармакологические и др. средства). В полёте продолжительностью около 2 месяцев (второй экипаж на американской станции «Скайлэб», 1973) высокий профилактический эффект был достигнут главным образом благодаря физической тренировке космонавтов. Работа высокой интенсивности, вызывавшая учащение пульса до 150—170 ударов в мин., выполнялась на велоэргометре в течение 1 часа в сутки. Восстановление функции кровообращения и дыхания наступало у космонавтов через 5 суток после приземления. Изменение обмена веществ, стато-кинетические и вестибулярные расстройства были выражены слабо.

  Эффективным средством, вероятно, явится создание на борту космического аппарата искусственной «тяжести», которую можно получить, например, выполняя станцию в виде большого вращающегося (т. е. движущегося не поступательно) колеса и располагая рабочие помещения на его «ободе». Вследствие вращения «обода» тела в нём будут прижиматься к его боковой поверхности, которая будет играть роль «пола», а реакция «пола», приложенная к поверхностям тел, и будет создавать искусственную «тяжесть». Создание на космических кораблях даже небольшой искусственной «тяжести» может обеспечить предупреждение неблагоприятного влияния Н. на организм животных и человека.

  Для решения ряда теоретических и практических задач космической медицины широко применяют лабораторные методы моделирования Н., в том числе ограничение мышечной активности, лишение человека привычной опоры по вертикальной оси тела, снижение гидростатического давления крови, что достигается пребыванием человека в горизонтальном положении или под углом (голова ниже ног), длительным непрерывным постельным режимом или погружением человека на несколько часов или суток в жидкую (так называемую иммерсионную) среду.

  Лит.: Какурин Л. И., Катковский Б. С., Некоторые физиологические аспекты длительной невесомости, в кн.: Итоги науки. Серия Биология, в. 8, М., 1966; Медико-биологические исследования в невесомости, М., 1968; Физиология в космосе, пер. с англ., М., 1972.

  С. М. Тарг, Е. Ф. Рязанов, Л. И. Какурин.

Невзаимозаместимости явление

Невзаимозамести'мостиявле'ние , Шварцшильда явление, заключается в том, что при прочих неизменных условиях одна и та же экспозиция Н = Et фотографического материала оказывает различное фотографическое действие при разных соотношениях между освещённостью Е на светочувствительном слое и выдержкой t. Эта невзаимозаместимость факторов интенсивности и длительности освещения фотослоя, нарушающая Бунзена – Роско закон , была впервые подробно изучена К. Шварцшильдом в 1899—1900. Н. я. имеет существенное значение для изобразительной фотографии и в особенности для фотографической фотометрии , в которой фотослой используется для количественной оценки оптического излучения .

  Вследствие Н. я. основная функциональная зависимость фотографического процесса – характеристическая кривая D = f (lg Н ) — оказывается определённой неоднозначно: её форма, крутизна и положение относительно оси экспозиций зависят от времени, в течение которого производятся экспозиции фотоматериала. Н. я. графически описывают кривыми, называемыми изоопаками. Они отображают зависимость экспозиции H_D , требуемой для создания заданной оптической плотности D, от выдержки или освещённости: lg H_D = f (lg t ) при Е = const или соответственно lg H_D =j (lg E ) при t = const. При этом предполагается соблюдение определённых условий проявления фотоматериала. Типичная изоопака (рис. 1 ) представляет собой вогнутую кривую. Два её пологих участка соответствуют приближённому выполнению закона взаимозаместимости Бунзена – Роско (при выдержках £ 10^-5сек и при выдержках ~10^-1 —3×10^-3сек ). Выдержка t на 2-м пологом участке, отвечающая минимуму lgH_D , называется оптимальной, так как при ней светочувствительность фотоматериала S = 1/H_D максимальна.

  Форма изоопаки зависит от заданной при её построении (так называемой опорной) оптической плотности D (рис. 2 ), длительности проявления, типа фотоматериала, температуры фотослоя. В то же время эта форма почти не зависит от длины волны экспонирующего излучения. Существуют негативные фотографические материалы с сильно ослабленным Н. я. в области больших выдержек, что ценно, в частности, для астрономических применений фотографии. В фотографическом действии излучении, энергия каждого отдельного кванта которых велика (рентгеновские лучи, гамма-излучение), Н. я. не наблюдается.

  Н. я. обусловлено главным образом двумя физическими факторами: 1) соотношением скоростей электронной и ионной стадий образования скрытого фотографического изображения и 2) процессом термического рассасывания (так называемой регрессии) серебряных центров этого изображения. При больших освещённостях и малых выдержках основную роль играет первый из этих факторов, при низких освещённостях и больших выдержках – второй.

  Лит.: Миз К., Теория фотографического процесса, пер. с англ., М. – Л., 1949; Гороховский Ю. Н., Левенберг Т. М., Общая сенситометрия. Теория и практика, М., 1963.

  Ю. Н. Гороховский.

Рис. 1. Типичная изоопака явления невзаимозаместимости для высокочувствительного негативного фотографического материала.

Рис. 2. Семейство изоопак одного фотоматериала, отвечающих различным опорным оптическим плотностям при одинаковом времени проявления t_пр , кружки на кривых соответствуют оптимальным выдержкам, подъём изоопак означает понижение светочувствительности материала. Сближение изоопак означает рост контрастности коэффициента g.

«Невидимый» экспорт (импорт)

«Неви'димый» э'кспорт (и'мпорт) («невидимые» статьи торговли «invisibles»), операции, совершаемые данной страной в процессе обслуживания международных экономических отношений, экспорта и импорта услуг, деятельности правительств и отдельных лиц. Характерной особенностью современных международных экономических отношений является не только абсолютный рост, но и повышение удельного веса «Н.» э. (и.) в международной торговле, который к началу 1970-х гг. достиг ² /₅ стоимости внешней торговли промышленными и сырьевыми товарами капиталистического мира.

«Невидимый» экспорт и импорт в мировой капиталистической торговле, млрд. долл.

	1961	1965	1969
поступления	платежи	поступления	платежи	поступления	платежи
Услуги	31,9	35,7	46,7	49,0	59,8	61,9
в том числе перевозки	8,8	10,2	12,1	14,4	13,0	15,1
туризм	6,8	5,5	11,0	10,2	14,6	13,4
Движение доходов по инвестициям	9,4	8,7	14,1	13,4	19,8	18,8
Частные переводы	2,7	2,4	4,0	3,9	5,0	5,4

  Среди разнородных экономических операций по «Н.» э. (и.) можно выделить три основные группы: услуги, поступление доходов от зарубежных инвестиций, частные переводы денежных сумм гражданами из одной страны в другую. На услуги приходится основная (более ³ /₄ ) часть «Н.» э. (и.) в капиталистических странах: перевозки грузов и пассажиров, др. транспортные операции, различные виды страхования, научно-технический обмен, международный туризм и др. виды услуг. Оборот по услугам более чем в 3 раза превышает оборот по доходам от инвестиций и в 12 раз – по частным переводам.

  Специфика международного разделения труда в торговле услугами на рынках труда и капитала обусловливает разницу положения отдельных капиталистических стран в «Н.» э. (и.). До 1970-х гг. в США поступления от «невидимого» экспорта превышали платежи в первую очередь за счёт значительных поступлений от зарубежных частных капиталовложений. Ряд европейских стран добился преимуществ в экспорте отдельных видов услуг: Норвегия, Швеция, Дания, Нидерланды – в судоходстве; Испания, Италия, Австрия – в туризме; Швейцария – в туризме и особенно в банковском деле, страховании и т.д. Чистые доходы Швейцарии в 1971 только от частных инвестиций за рубежом, операций по иностранному страхованию, банковских и др. финансовых посреднических операций составили около 5,7 млрд. швейцарских франков. На «невидимый» экспорт приходится более ² /₅ инвалютных поступлений Великобритании. Помимо таких крупных и известных ещё с колониальных времён источников «невидимого» экспорта, как поступления от английских капиталовложений за границей и морских перевозок иностранных грузов, доходы лондонского Сити складываются из следующих операций (по состоянию на 1971—72): страхование 380 млн. ф. ст., банковское обслуживание 53 млн., прочие посреднические финансовые операции 45 млн., брокерские сделки 50 млн., а также от Лондонской товарной биржи 10 млн., от Лондонской морской биржи 24 млн., от операций «Ллойда» по регистрации судов 6 млн. ф. ст. и т.д.

  У большинства развивающихся стран «невидимый» импорт в целом превышает экспорт и в области торговли услугами (на 3—4 млрд. долл.), и особенно в связи с большой выплатой дивидендов и процентов по иностранным капиталовложениям (более 6 млрд. долл.), что связано с неравноправным положением развивающихся стран и в этих сферах капиталистического международного разделения труда.

  Лит.: Краснов Г. А., Торговля услугами или эксплуатация?, М., 1971; Ананьев М. А., «Невидимый экспорт» и международные отношения, М., 1971.

  Г. А. Краснов.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (НЕ)"