Текст книги "Юный техник, 2008 № 07"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 5 страниц)

ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
Меткие стрелки из мира животных

Для охоты они используют не только зубы и когти. Есть в их арсенале и оружие похитрее…

Хамелеон знаменит не только тем, что способен мимикрировать, то есть окрашивать свое тело под цвет окружающей среды, а также смотреть двумя глазами одновременно в разные стороны, но и способом своей охоты. Заметив добычу – какую-нибудь муху или козявку, – хамелеон наводит на нее уже оба глаза. Стереоскопическое зрение работает как дальномер, и, оценив дистанцию, хамелеон метко стреляет… собственным языком. Причем на расстояние, в 3–4 раза превышающее длину собственного тела.

Хамелеон – известный снайпер.

«Технологию такой стрельбы, – рассказывает биолог из университета Южная Каролина, США, Майкл Ричардсон, – удалось понять лишь после того, как сцена охоты была снята видеокамерой, а затем внимательно просмотрена кадр за кадром»…

При этом выяснились любопытные подробности. Оказалось, что «стреляет» хамелеон языком за счет мгновенного сокращения особых кольцеобразных мышц. Причем его ротовая «катапульта» способна развивать ускорение в 50 g. Такой перегрузки не выдержит ни один, даже самый тренированный, пилот или космонавт. А на конце языка – присоска, к которой и прилипает добыча. Затем хамелеон почти столь же быстро втягивает свой язык назад и принимается за еду.

Житель морских вод – каракатица тоже способна менять окраску. Вот только пользуется она своим умением в противоположность хамелеону не для маскировки. Напротив, своей яркой окраской каракатица привлекает к себе любопытных морских обитателей. Возможно, она даже завораживает их пробегающими по коже разноцветными волнами.

Как только привлеченная бесплатным «представлением» рыбешка приблизится на расстояние «выстрела», каракатица выбрасывает на несколько десятков сантиметров пару щупалец, оснащенных присосками, а то и стрекательными окончаниями. Щупальца вылетают с ускорением в 25 g и тоже безошибочно попадают в цель. Конечно, скорости и ускорения здесь поменьше, чем у хамелеона, но ведь и стрелять приходится не в воздухе, а в воде – среде в 800 раз более плотной, чем атмосфера.

Каракатица готовится к атаке.

«Небольшие многоножки – аникофоры – вообще не кажутся какими-то особенными, пока не увидишь, как они охотятся, – продолжает свой рассказ ученый. – Аникофора, тщательно прицелившись, набрасывает на свою жертву своеобразное лассо: в воздух, на расстояние до 1 м стремительно вылетают струйки клейкого вещества. В воздухе оно загустевает, и на добычу попадают уже клейкие нити, которые лишают ее подвижности.

После этого аникофора может не спешить – насекомое, на которое она охотилась, никуда от нее не денется.

Небольшая рыбка-брызгун способна выплевывать струйки воды на расстояние в несколько метров и сбивать насекомых, которым вздумалось присесть на ветвях кустарника или деревьев, нависающих над водой. Прицельный залп, словно из водяного пистолета, – и вот уже муха падает в воду, где становится легкой добычей брызгуна.

Еще одна рыбка – морской клоун – получила свое название за свой пестрый наряд. Именно он и привлекает любопытных морских обитателей. Но за любопытство им приходится дорого платить. Рыба-клоун мгновенно – всего за 1/6000 долю секунды – разевает свой огромный рот, и образовавшийся водоворот увлекает зазевавшегося малька или иную мелочь прямо в пасть, увеличивающую свой объем в этот момент в 12 раз. Морскому клоуну остается лишь закрыть рот.

Сосед морского клоуна – рак-щелкун – тоже не случайно получил свое название.

Вы умеете щелкать пальцами? Вот так примерно поступает и рак. Он как бы взводит пружину, отводя назад одну половинку своей большой клешни. А потом в нужный момент с силой ударяет ею по другой половинке. Получается настолько громкий щелчок, что оглушенная жертва попадает на обед щелкуну.

Кстати, говорят, что подобным акустическим оружием пользуются также дельфины и даже киты, точнее – кашалоты. Дельфины в нужный момент просто увеличивают до предела мощность своего ультразвукового сонара, с помощью которого они обычно ориентируются и выслеживают свою добычу даже в мутной воде, и гиперимпульсом глушат рыбу. Ну, а кашалоты время от времени делают то же, с силой ударяя по воде своим огромным хвостом. И это еще далеко не все хитрости природы, которые ученым удалось разгадать в последние годы. Охота за секретами продолжается.

С. НИКОЛАЕВ

Кстати…

ИДЕАЛЬНЫМ ОХОТНИК

Так, пожалуй, можно назвать болотную или водяную бурозубку ( Sorex palustris), считают биолог Кеннет Катанья из Университета Вандербильта (США), а также его коллеги Джеймс Хаар и Кевин Кэмпбеллу из Университета Манитобы (Канада).

Мало того, что бурозубки способны в полной темноте по запаху обнаружить жертву под водой. Как выяснилось совсем недавно, они еще могут молниеносно атаковать ее, обнаруживая передвижение по завихрениям жидкости.

В этом исследователи убедились при помощи высокоскоростной инфракрасной видеокамеры. Съемки показали, что эффективность охоты бурозубки одинакова и днем и ночью. Одной пятидесятой доли секунды им достаточно, чтобы начать атаку на обнаруженную жертву.

По мнению ученых, комбинация методов рыбешки (она весит всего 13 граммов) практически не оставляет добыче шансов уцелеть. «Если она замрет на месте, то бурозубка обнаружит ее по запаху, а если решит уплыть – по движению воды», – говорит Кеннет Катанья.

СОЗДАНО В РОССИИ
Живое кино

Так называют систему создания стереоизображений, изобретенную в Екатеринбурге.

В скором времени зритель сможет выбирать, смотреть ли ему кино в плоском варианте или в стереоформате. Причем для этого будет достаточно нажать кнопку на пульте, подобно тому как включают и выключают стереозвук в магнитофоне или плеере. Разработчики «живого» кино утверждают, что с помощью технологии «Феномен-ЕВА» можно любой фильм, переведенный в цифровую копию, сделать объемным.

Автор идеи, режиссер Михаил Пайкин, – сам большой поклонник стереокино. Поэтому, когда кинотеатров, показывающих стереофильмы, практически в нашей стране не осталось, он задумался: а нельзя ли подобную технологию внедрить в домашних условиях?

«Хороший кадр в кино уже имеет свою глубину, – поясняет Михаил. – Всмотритесь, и вы увидите, что он имеет ближний план, средний и дальний. Остается лишь усилить этот эффект».

Подобные системы, позволяющие сделать стереопару из любой плоской фотографии, уже существуют. При этом исходное изображение сканируется, а затем в компьютере обрабатывается по специальной программе, превращаясь в два – одно для правого глаза, другое для левого. Они чуть-чуть отличаются друг от друга. И, глядя через стерео-очки каждым глазом на свое изображение, вы теперь видите изображение объемным.

Однако существующие для этого алгоритмы тратят около часа времени на обработку одной-единственной фотографии. Понятное дело, такая скорость для кино, транслирующего 24 кадра в секунду, явно не годилась.

Пайкину удалось найти более скоростной алгоритм преобразования. Однако одно дело теория и совсем другое – разработка подобной системы на практике.

В этом Михаилу помог руководитель частной компании, доктор физико-математических наук Д. Л. Гайнанов, который поверил в идею и помог довести ее до практической реализации, поручив одному из своих сотрудников, Фариду Нигматулину, директору отделения математических методов контроля фирмы-разработчика, вплотную заняться проектом.

«Технология основана на том, что с каждым кадром осуществляют 7 последовательных геометрических преобразований. При этом нам удалось достичь весьма впечатляющего стереоэффекта, – говорит Нигматулин. – Причем для такого преобразования не требуется специфического оборудования. Можно производить преобразования как по ходу трансляции фильма в реальном масштабе времени, так и делать такие стереокопии заранее».

Технология, к сожалению, пока существует лишь на стадии промышленного образца. Нужны дополнительные ассигнования, чтобы сделать разработку массовой. А она того стоит. Ведь обращаться с ней столь просто, что сделать это сможет каждый у себя дома.

В. ВЛАДИМИРОВ

НОВАЯ ЖИЗНЬ СТАРЫХ ИДЕЙ
Город-дом, город-государство…

Мне нравится читать «Юный техник». В нем я нахожу много полезного для себя. Особенно меня привлекает «Патентное бюро». Я семь лет занимался на Станции юных техников. Моя модель буровой качалки даже заняла третье место на областном конкурсе технического творчества. Посылаю вам проект дома-города, который, по-моему, решит многие проблемы современных жителей.

Данил Мельчаков,

г. Оха Сахалинской области

Такое вот письмо пришло по электронной почте в наше «Патентное бюро». Письмо как письмо, в «ПБ» таких приходят десятки. Но в этот раз 9-классник с Дальнего Востока прислал нам целую научную статью на 11 страницах, снабженную математическими выкладками.

Публикуем краткое изложение работы Данила с нашими комментариями.

«Зимы у нас в России, как известно, холодные, – пишет Данил. – А потому приходится и теплой одеждой запасаться, и дома отапливать. Причем на отопление, как известно из практического опыта, для частного дома средних размеров нужно не менее 3,5 т дров либо тонны две угля. Считая мощность печи равной 5 кВт, получается, что за год расходуется 77,7 ГДж энергии». Это очень много, полагает наш корреспондент. На чем можно сэкономить?

В домах делают толстые стены и используют теплоизоляцию, в окна ставят стеклопакеты. А выход делают через тамбур с двойными дверьми, чтобы не выпускать тепло на улицу. Но этого недостаточно, полагает Д. Мельчаков. Надо еще уменьшить контакт жилых помещений с окружающей средой. Как это сделать?

Строить многоквартирные дома. В жилой комнате такого дома лишь одна наружная стенка контактирует с окружающей средой, а три остальные, пол и потолок на улицу не выходят. (За исключением, конечно, угловых помещений.) Такие многоквартирные дома и отапливаются обычно с помощью центрального отопления, что опять-таки экономнее, чем если топить в каждой комнате печку.

Тем не менее, нынешнее устройство жилья Мельчаков полагает все еще далеким от совершенства. Нужно, считает он, объединить вместе еще и все дома.

Были у нас когда-то такие проекты – перекрыть северные города куполами, изолирующими не только дома, но и улицы, микрорайоны от сурового климата Заполярья.

В Лас-Вегасе уже появились первые дома-пирамиды.

Но Данил Мельчаков и такое решение полагает лишь полумерой. Он предлагает сделать следующий шаг и начать строительство сразу домов-городов. «В одном таком доме поместится сразу все население города», – пишет он. И видит в таком проекте решение сразу многих проблем.

Во-первых, все население разместится компактно, значит, высвободится территория, занимаемая сегодня городскими улицами и площадями. Во-вторых, горожан перестанут донимать транспортные пробки – вместо автомобилей они смогут пользоваться лифтами. В-третьих, наружная площадь такого дома-города будет в несколько раз меньше, чем при обычной застройке. Так что жилые помещения не нужно будет отапливать, а, напротив, придется охлаждать – люди и окружающие их механизмы и бытовые приборы станут выделять столько тепла, что его излишек можно будет направить, например, на обогрев оранжерей и парников, которые снабдят тех же жителей цветами, овощами и фруктами.

Так представляли себе в 30-е годы XX века город-дом российские архитекторы.

И последнее. Такой компактный город-дом можно будет размещать не только на суше, но и на воде. «В свое время вы писали о проекте города-острова, предложенном российским изобретателем В.М. Шушиным (см. также «ЮТ» № 9 за 2001 г. и № 7 за 2003 г. – Ред.), – напоминает Данил. – Так вот если построить город-дом на плавучем основании, то на зиму можно будет вообще откочевывать в теплые края, словно перелетные птицы»…

Согласитесь, интересный проект. А самое главное, наш читатель, что называется, словно в воду глядел. В свои 14 лет он самостоятельно пришел к тому же заключению, что и ведущие дизайнеры мира.

Знаете ли вы, например, что в последние годы своей жизни классик мультипликации Уолт Дисней работал над проектом города будущего? Этот город должен был представлять собой сообщество примерно из 20 тысяч человек, живущих под стеклянным колпаком. У города будущего имелось вполне официальное название ЕРСОТ ( Experimental Prototype Community of Tomorrow– экспериментальный прототип общества будущего).

ЕРСОТ планировался как сердце гигантского « Disney World», общая площадь которого около 70 кв. км. Город должен был представлять собой правильный круг, сверху покрытый стеклянным куполом, который предназначался для защиты от влияния погоды и окружающей среды.

После кончины Уолта Диснея за осуществление его мечты взялся его брат Рей. И 1 октября 1982 года состоялась торжественная церемония открытия ЕРСОТа.

На этом рисунке представлен многослойный вариант пирамиды Мега-Сити.

В нем поселились сотрудники « Walt Disney Company». Но до масштабов первоначального проекта Диснея нынешний «стеклянный город» далеко не дотягивает. Наверное, потому свой вариант города-дома разработали недавно сотрудники японской строительной корпорации Shimizu. Они мечтают возвести в токийской бухте «Пирамиду Мега-Сити» – пирамидальный город на 750 тысяч человек.

По разным вариантам, высота пирамиды должна составить от 700 до 2004 м. Общая площадь его ярусов составит несколько квадратных километров. Так что здесь будет, где разместить жилые комплексы, офисы, культурные центры и прочую инфраструктуру, необходимую обычному городу. Его транспортными артериями должны стать огромные трубы, соединяющиеся в шарообразных узлах. Внутри наклонных труб – лифты и эскалаторы, а в горизонтальных – бегущие дорожки. Так что узлы послужат не только соединению конструкции в прочную систему, но станут также и пересадочными станциями.

Очевидно, такая система должна амортизировать толчки при землетрясении. Также весь каркас рассчитан на устойчивость к цунами и ураганам. Даже если отдельные части строения будут повреждены во время стихийных бедствий – вся пирамида в целом сохранит устойчивость.

Так должен был выглядеть город Диснея.

Ведь ее главные элементы будут изготовлены даже не из прочной стали или титана, а углеродного композита на основе нанотрубок. Именно из такого материала, напомним, предполагается сделать несущий трос для космического лифта. Прочнее его на нашей планете пока нет.

Тут нужно добавить, что город должен быть снабжен солнечными батареями, ветровыми электростанциями и прочими «зелеными» элементами. А осуществление проекта намечено где-то к середине нынешнего века.

Еще одним из удивительных проектов XXI века является строительство плавающего города под названием «Корабль свободы». Планируется, что жители этого города-корабля никогда не будут сходить на берег, ибо у них «на борту» будет все необходимое.

На «Корабле свободы» 25 палуб, длина его – более километра, а ширина – приблизительно 300 метров. На борту постоянно будут находиться около 70 тысяч человек, из них 50 тысяч «островитян», владеющих недвижимым имуществом на корабле, и 20–25 тысяч персонала, включая службу безопасности и небольшую армию. В общем, корабль будет не только городом, но даже своеобразным маленьким государством.

К услугам его граждан библиотека, университет, компьютерные залы с доступом в Интернет, колледж с углубленным изучением новых технологий, медицины и всевозможных наук, больница, банки, рестораны, стадионы, корты, бассейны, гостиницы, несколько предприятий и аэропорт. Кроме того, выделено 200 акров под парки и сады, где собаководы смогут гулять со своими питомцами.

На корабле будут ездить модифицированные электромобили, троллейбусы и трамваи. Кроме того, в распоряжении граждан корабля – небольшие самолеты, прогулочные подводные лодки, катера и паромы.

Так что, как видите, Данил Мельчаков попал своим проектом, как говорится, в точку.

Публикацию подготовил И.ЗВЕРЕВ

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

КТО ПОМОГ МАРСИАНСКИМ СКИТАЛЬЦАМ?Этот факт потряс всех специалистов, сообщает журнал «Нью сайентист». Два марсохода, рассчитанные на срок работы в три месяца каждый, функционируют уже 4 года! «Такого не может быть, – разводят руками ученые. – Тем не менее, аппаратура продолжает работать»…

Аппарат «Спирит», напомним, опустился на поверхность Марса 4 января 2004 года, а через три недели к нему присоединился «Оппортьюнити». Им отводилось 90 дней, чтобы собрать на Марсе как можно больше научных данных. На большее время работы ученые не рассчитывали, поскольку именно на этот срок была запрограммирована бортовая аппаратура.

Интересна и загадочна такая деталь. Через несколько месяцев после посадки мощность солнечных батарей снизилась вдвое. Эксперты предположили, что главной причиной этого стала пыль, покрывшая панели батарей. Но затем, к изумлению инженеров, следящих за работой аппаратов, мощность батарей стала расти и вернулась к норме!

Специалисты до сих пор не могут понять, каким образом батареи очистились от пыли во время марсианской ночи. Причем такое ведь случалось не однажды. Команда исследователей, управляющих с Земли работой аппаратов, сообщает, что, по крайней мере, четыре раза за шестимесячный период сила батарей за одну ночь возрастала на 5 процентов. Эксперты считают маловероятной версию, что пыль сдувают марсианские ветры или она стряхнулась сама собой во время движения аппарата по неровностям марсианской почвы.

Таким образом, остается проверить версию, выдвинутую одним фантастом. Он пошутил, что за марсоходами присматривают местные детишки, которым очень понравились инопланетные игрушки.

УГРОЗА ДЛЯ ПОДРОСТКОВ. Ряд широко используемых сейчас промышленностью пищевых красителей, вкусовых добавок и консервантов способны вызывать негативные изменения в поведении детей и школьников – таков вывод экспертов британского правительственного Агентства по пищевым стандартам. Эти добавки, используемые в напитках, печенье, конфетах и мороженом, ведут к гиперактивности, быстрой утомляемости и импульсивности. При этом больше всего страдает способность учиться, в первую очередь – читать.

ЧЕЛОВЕЧЕСТВО НАНЕСЛО УРОН МИРОВОМУ ОКЕАНУ. Более 40 % акватории морей и океанов уже серьезно пострадали от хозяйственной деятельности человека и лишь 4 % все еще сохраняют природную чистоту. К такому выводу пришла международная комиссия ученых.

По мнению экспертов, наибольший урон нанесен районам Северной Атлантики и западной части Тихого океана, Карибскому и Средиземному морям, Южно-Китайскому и Восточно-Китайскому, Берингову и Красному морям, а также Персидскому заливу.

ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
Немецкий школьник против NASA. Кто прав?

Нико Марквардт, 13-летний немецкий школьник, считает, что Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) ошибочно занизило в 100 раз вероятность столкновения астероида Апофис (Apophis) с Землей в 2029 году.

Суть скандала, о котором просят нас рассказать многие читатели, такова. Как ранее рассчитали баллистики NASA, 13 апреля 2029 года Апофис приблизится к Земле на опасное расстояние около 32,5 тыс. км. Причем если при этом астероид попадет в особую зону тяготения, образованную Землей и Луной, или, говоря иначе, пройдет через так называемую «гравитационную замочную скважину» (диаметр ее около 400 м), то он изменит свою траекторию и может упасть на Землю уже при следующем сближении с планетой в 2036 году.

Американские астрономы подсчитали, что вероятность этого события составляет не более 0,002 %. Однако, согласно расчетам Марквардта, которые признали верными многие европейские эксперты, действительная вероятность равна 0,2 %.

Откуда столь существенная разница? А потому, что школьник учел еще одну тонкость, на которую не обратили внимания специалисты NASA. А именно, он предположил, что в случае, если астероид пройдет достаточно близко от Земли, окружающие планету искусственные спутники, которых на геостационарной орбите уже на сегодняшний день около 40 000, могут повлиять на движение космического тела. В особенности, если астероид столкнется с одним из них. При такой ситуации Апофис может изменить траекторию и упасть на нашу планету, когда вновь вернется к Земле в 2036 году.

Специалисты NASA после проведенной проверки поначалу согласились с данными Нико Марквардта. Однако несколько дней спустя представитель NASA Д. Браун сказал, что агентство настаивает на правильности своих первоначальных выводов. По его словам, специалисты из Лаборатории реактивного движения в Пасадене (Калифорния) не сомневаются в своих расчетах.

«Руководство программы околоземных объектов не меняло своих оценок вероятности (1:45000) столкновения астероида Апофис-99942 с Землей в 2036 году», – заявил Браун. Он также назвал не соответствующими действительности сообщения о том, что NASA призналось европейскому космическому агентству (ESA) в том, что расчеты германского школьника верны. «В 2029 году астероид не будет проходить рядом с главным поясом геостационарных спутников, и шанс столкновения чрезвычайно мал», – подчеркнул Браун.

Специалисты признают, что на сегодняшний день Апофис-99942 является самым опасным для Земли астероидом. В поле зрения ученых он попал в декабрю 2004 года. Тогда же стало известно, что есть высокая вероятность столкновения его с Землей в 2029 году. Более точные вычисления, однако, показали, что столкновения в 2029 году не произойдет. Тем не менее, 13 апреля 2029 года Апофис на самом деле пройдет примерно в 40 тыс. километров от Земли; то есть примерно на той же высоте, где летают геостационарные спутники Земли.

Однако многие, в том числе и российские, ученые не очень верят в возможность катастрофы. Так член-корреспондент Российской академии космонавтики Александр Железняков полагает, что даже при столкновении астероида со спутником вероятность изменения траектории астероида весьма ничтожна. Ведь он весит сотни тысяч, а то и миллионы тонн, в то время как масса спутника не более 3–4 тонн.

Иное дело, если во время своих странствий астероид где-то на окраинах Солнечной системы столкнется с другим небесным телом примерно такой же массы. Тогда в самом деле столкнувшиеся тела поменяют свои траектории движения, словно бильярдные шары на столе. Однако ученые оценивают вероятность такого столкновения тоже близкой к нулю.

Возможные места падения астероида в зависимости от его скорости.

По оценкам астрономов, астероид имеет неправильную вытянутую форму, его размеры от 270 до 415 метров в диаметре, масса – около 46 млн. тонн. И эксперты, и школьник сходятся во мнении, что, если Апофис столкнется с Землей, планета ощутит удар, превосходящий по силе взрыв атомной бомбы в Хиросиме почти в сто тысяч раз. Возникнет гигантское цунами, которое затопит большую часть побережий и внутренние территории прибрежных стран. Кроме того, поднимется плотное облако пыли, которое заслонит солнечный свет более чем на год.

Именно поэтому еще в декабре 2006 года международное Планетное общество объявило о призе в 50 тыс. долларов за лучший проект исследования Апофиса и оценки угрозы. Недавно британская компания «Астриум» спроектировала аппарат «Апекс», который может помочь предотвратить вероятную катастрофу. Согласно проекту, аппарат может приблизиться к Апофису в 2014 году и передать на Землю уточненные данные как о массе астероида, так и о параметрах его орбиты.

Тогда мы и узнаем, насколько в самом деле реальна предстоящая угроза, и будем думать, как ее предотвратить. Время для этого у нас еще есть.

Г. МАЛЬЦЕВ