Текст книги "Юный техник, 2001 № 04"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 4 апрель 2001

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ПАМЯТЬ
Знаете, каким он парнем был?

Утром 12 апреля 1961 года радио оповестило голосом Левитана страну; весь мир: «Человек в космосе!»

Мир затаил дыхание: как ему там, в неизведанной – черной вышине? А он к тому времени уже стоял на вспаханном поле под Саратовом, отстегивая лямки парашюта. И говорил, улыбаясь, окружившим его колхозникам: «Да вы не бойтесь, я – свой!»

Он действительно оказался своим парнем. И мгновенная мировая слава, не знавшая границ, его не испортила. Космонавт № 1 оставался добрым, отзывчивым человеком, всегда готовым прийти на помощь, до самого конца своей жизни.

И ушел он от нас на самом взлете, во время очередной тренировки, готовясь к новой экспедиции в космос. Говорят, он мог спастись, катапультироваться из падавшего на лес самолета. Но не покинул своего друга и наставника в том полете – Ю.С. Серегина.

И как показал анализ их последнего полета, летчики боролись до конца. Им не хватило всего лишь 2 секунд, чтобы выйти из смертельного пике.

Уходя, Юрий Алексеевич Гагарин оставил нам в наследство славный праздник – День космонавтики, который вот уже 40 лет отмечают в тот самый весенний день 12 апреля, когда человек впервые за всю историю человечества взлетел на космическую орбиту.

Полет длился всего 108 минут, но память о нем переживет века.

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
На МКС началась жизнь

После 7 лет прогнозов, споров, взаимных упреков в плохой работе, удачных и сорванных пусков Международная космическая станция (МКС) перестала быть мертвой грудой железа, вращающейся на орбите. Самое сложное космическое сооружение XX века открыло свои люки для первых обитателей. Что предстоит им сделать? Какие проблемы их ожидают?..

Так МКС выглядит в настоящее время.

Первые шаги

Первый раз люди ступили на борт МКС в декабре 1998 года. Это были американский астронавт Роберт Кабана и российский космонавт Сергей Крикалев. Они прилетели на американском корабле многоразового использования «Индевор» и, согласно договоренности, одновременно прошли внутрь МКС. В течение последующих месяцев на орбитальную станцию были доставлены инструменты и оборудование. Так, в мае 1999 года американские астронавты Дэниэл Барри и Тамара Джениган установили на поверхности комплекса подъемные краны, предназначенные для дальнейшего монтажа МКС.

Когда взошла «Звезда»

В июле 2000 года к станции в автоматическом режиме был пристыкован российский служебный модуль «Звезда». Он имеет три герметичных отсека и 14 иллюминаторов, некоторые из которых предназначены для фотографирования Земли. Внутри модуля оборудованы спальные места для астронавтов, есть кухня и холодильник. Кроме того, здесь расположены спортивные тренажеры, в том числе беговая дорожка и рабочий стол.

В течение нескольких месяцев на борту блока «Звезда», который имеет массу 19 т, будут также находиться системы жизнеобеспечения, электроснабжения, обработки данных и управления полетом.

Именно этот модуль стал первой квартирой первой длительной экспедиции на МКС. Общее руководство ею возложено на Билла Шеперда, командиром корабля «Союз» и пилотом МКС стал Юрий Гидзенко, а функции борт-инженера возложены на Сергея Крикалева. Члены экипажа прибыли на борт комплекса в начале ноября 2000 года и должны пробыть на борту три месяца. Затем их сменит новая экспедиция. После этого новый экипаж планируется присылать каждые полгода.

Астронавты ведут монтажные работы в открытом космосе.

Блок-схема, на которой указаны основные этапы формирования станции в полном объеме.

Интернационал в космосе

Первое время в состав команды будут входить преимущественно россияне и американцы, которые займутся пусконаладочными работами. Впрочем, представители Европейского космического общества тоже готовятся к приключениям на орбите.

Европа собрала команду из 16 астронавтов. Среди них итальянцы, французы, немцы. Они начнут свою работу после того, как на орбиту доставят европейскую лабораторию «Колумб». Этот модуль весом почти в 10 т имеет длину 6,5 м и диаметр 4,5 м. В его 10 отсеках можно будет проводить до 500 экспериментов в год.

Впрочем, это не единственный вклад Европы в один из самых дорогостоящих проектов. Многие предприятия Старого Света выполняют ныне космические заказы. При этом около 40 процентов общего объема приходится на долю ФРГ. В Европе строятся два присоединительных узла для МКС. Немцы создают также манипулятор, который будет использоваться при монтаже солнечных батарей.

Впрочем, многие модули и оборудование конструируются и изготовляются совместными усилиями нескольких стран. Скажем, немцы поставили компьютер на российский модуль «Звезда», а наши специалисты принимают участие в создании транспортного модуля, управление которым будет осуществляться через французский центр в Тулузе.

Общий вид станции после окончания строительства будет таким.

Теория и практика

Почему же государства решились потратить столько денег на проект, который не сулит сиюминутной коммерческой выгоды? Во-первых, они надеются, что выполнение заказов для космоса позволит стимулировать развитие наукоемких технологий в других областях производства. Во-вторых, участники программы намерены вплотную заняться вопросами коммерческого использования космоса. Поэтому исследования, проводимые на борту МКС, будут носить в первую очередь прикладной характер.

По ходу дела программы строительства все время корректируются в зависимости от конкретных условий. Кроме того, решено заменить стыковочный модуль на коммерческий. Его разрабатывает корпорация «Энергия» в сотрудничестве с фирмой «Спейс Хап». Запуск этого модуля, названного «Энтерпрайз», планируется на 2003 год. Руководство корпорации «Энергия» надеется, что с его помощью можно будет заработать дополнительные средства, которые используют затем для строительства, например, космических кораблей.

Уже сегодня, не дожидаясь окончательного монтажа лаборатории, члены первой длительной экспедиции приступили к проведению экспериментов, так сказать, в полевых условиях.

Например, на российском модуле «Звезда» установлен прибор, названный для простоты радиочасами. Он будет посылать на Землю сигналы, с помощью которых можно не только сверять время, но и определенным образом воздействовать на некоторые электронные приборы. Это позволит, например, блокировать управление угнанными автомобилями, оснащенными специальными противоугонными системами. Или проследить распространение того или иного специально маркированного товара по планете.

Практическую направленность имеют исследования и в области медицины. Так, в невесомости легко моделируется процесс старения. Кроме того, на орбите значительно проще провести анализ протеинов, который необходим для создания новых лекарств.

Фундаментальная наука тоже не будет забыта. При помощи астрономических наблюдений астронавты попытаются раскрыть принципы расширения Вселенной. Планируется проследить также влияние гравитации на молекулярные структуры, провести наблюдения за изменениями свойств различных материалов в условиях невесомости.

Техническая база для проведения подобных экспериментов будет создана в течение 4–5 лет. Для этого на орбиту, кроме «Колумба», будет доставлено как минимум еще два научно-исследовательских комплекса. Первый из них – JIBM, что при расшифровке и переводе означает «японский экспериментальный багажный модуль». Главное его преимущество – наличие выдвижных панелей, которые позволят проводить исследования, в том числе и за бортом станции. Еще одна лаборатория родом из США. Внутри этого самого крупного модуля будут смонтированы 33 специальные камеры для проведения различных экспериментов.

Начало положено

Однако крупномасштабные исследования – дело будущего. Ныне на орбите находятся всего три модуля – один американский и два российских. И экипаж порой жалуется на тесноту.

Впрочем, космонавты понимают, что это явление временное. В скором времени к комплексу будет пристыкован второй жилой модуль, построенный в США. После этого внутренний объем помещений МКС значительно превысит размеры пассажирского салона двухпалубного «Боинга-747». Исследователям будет где развернуться.

В настоящее время они смонтировали систему жизнеобеспечения «Электрон», которая вырабатывает кислород из воды.

Решена и проблема энергоснабжения станции с помощью четырех солнечных батарей, доставленных «шаттлом» «Эндевер».

МКС облетает Землю за 90 минут. Из них в течение часа она освещается солнцем. За это время солнечные паруса, общая поверхность которых составляет 4500 кв. м, вырабатывают почти 80 кВт. ч электроэнергии. Вдобавок комплекс оборудован и водородно-гелиевыми батареями.

Если все пойдет по плану, то станция будет полностью смонтирована к 2005 году. Тогда на высоте 400 км над нашей планетой будет парить конструкция, длина которой превысит 100 м, а ширина – 80, общей массой – 500 т. В хорошую погоду ее можно будет увидеть с Земли даже невооруженным глазом.

Эксплуатировать МКС будут как минимум до 2013 года. Средний гарантийный срок работы модулей – 15 лет.

PS. Пока эта статья готовилась к печати, на МКС произошло одно знаменательное событие. 9 февраля к ней причалил космический корабль «Атлантис». Пять прилетевших астронавтов во главе с командиром «шаттла» Кеннетом Кокреллом обняли трех членов первого постоянного экипажа МКС и передали им подарки с Земли. «Мы везем им шоколад и другие сладости, а также письма и подарки от родных», – сообщил непосредственно перед стыковкой Кокрелл. «Атлантис» также доставил на орбиту первый лабораторный модуль «Дестини» стоимостью 1,4 млрд. долларов, воду и другие необходимые припасы, одежду и примерно 20 компактных дисков с кинофильмами для постоянного экипажа.

Затем астронавты вышли в открытый космос и осуществили монтаж 15-тонного модуля «Дестини». Махина длиной 8,5 м и диаметром 4,25 м была извлечена из грузового отсека «шаттла» с помощью 15-метровой механической «руки-манипулятора». После этого астронавты Том Джонс и Роберт Кербим соединили все необходимые кабели между «Дестини» и МКС.

Таким образом общая масса станции возросла до 112 тонн, и постоянному экипажу теперь уж не придется жаловаться на тесноту.

Уже известно: «Атлантис» благополучно вернулся на Землю, а МКС продолжает свой полет.

Олег СЛАВИН

НАШ КУРЬЕР
Прощание с «Миром»

«23 марта 2001 года завершился беспрецедентный эксперимент по сооружению и эксплуатации уникального космического поселения».

В переводе на обыденный язык с официального эта фраза означает, что более долгоживущего сооружения в космосе, чем орбитальная станция «Мир», мировая космонавтика не знает. Комплекс, рассчитанный на 5 лет работы в космосе, просуществовал ровно втрое больше.

Увы, ничто не вечно… Эксперимент завершен. Но как!

Огромный 130-тонный космический комплекс, маневры которого весь мир с тревогой отслеживал буквально по секундам, наши специалисты во главе с руководителем полетов Владимиром Соловьевым сняли с орбиты с ювелирной точностью.

Прежде чем дать команду на торможение, кстати, баллистики не 10, не 100 – 50 000 раз! – провели и перепроверили все расчеты. Все это было, как говорится, за кадром. А в кадре…

Станция фейерверком пронеслась над планетой и приводнилась в точно заданном месте. Только высоким мастерам под силу превратить печальное событие в яркую победу российской науки. А раз они у нас есть, значит, будут и новые эксперименты.

МИФЫ XXI ВЕКА
Качается земная ось – и что же?

Северный полюс за 200 лет отодвинулся от наших широт в сторону Канады на 9 м, причем за два последних года – сразу на полметра! Отчего это происходит? Оказывается, по мнению некоторых исследователей, во всем виновата… земная ось.

Художник Ю. САРАФАНОВ

Как всегда – все открылось на кончике пера

Феномен этот, как бывает в науке, сначала был предсказан теоретически. Сделал это еще в 1765 году один из самых– знаменитых ученых XVIII столетия – швейцарско-российско-немецкий математик, физик, механик и астроном Леонард Эйлер.

Не было, казалось, ни одной отрасли знания, которой бы он не интересовался. И в каждой из них, будь то кораблестроение или теория музыки, он сумел сказать свое слово.

И вот однажды, задумавшись над формой земного шара, который ему скорее представлялся эллипсоидом, Эйлер пришел к выводу, что ось вращения такого тела непременно должна слегка раскачиваться, подобно тому, как раскачивается вращающаяся юла. Однако юла качается потому, что поверхность, на которой она вращается, не идеально ровная. Земная же ось ни на что не упирается.

И тем не менее, тоже колеблется. Почему?

Есть предположение, что тому причиной некоторая асимметричность нашей планеты. Она ведь на самом деле вовсе не шар, а потому при вращении ее и поводит…

Величину этих качаний (или, говоря научным языком, амплитуду нутаций) впервые удалось замерить в 1891 году, когда американский астроном-любитель Сед Карло Чандлер-младший подытожил свои наблюдения.

Оказалось, что земная ось раскачивается сравнительно медленно и не очень сильно. Каждые 14 месяцев она склоняется – то в одну, то в другую сторону примерно на 6 м.

Давление, давление, давление… со всех сторон

Американский геофизик Ричард Гросс и его коллеги из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадине (Калифорния) полагают, что, кроме асимметрии формы нашей планеты, чандлеровское раскачивание обусловлено также ритмическими переменами давления, суммирующего давление атмосферы на земную поверхность и давление воды на океанское дно.

Первым эту идею в 1998 году высказал один из ведущих геофизиков Гарварда, профессор Рои Понте.

В журнале «Нейчур» опубликована его статья, в которой отмечается, что в чандлеровском раскачивании давлению атмосферы и океана принадлежит даже главенствующая роль. А Ричард Гросс вычислил, что две трети воздействия приходится на колебания океанских вод, а остальное – на атмосферу и изменения гравитационного притяжения Солнца и Луны.

Результаты вычисления, сделанные с помощью компьютерных моделей, полностью совпали с астрономическими наблюдениями последних лет.

Ричард Гросс и Джон Уорр, профессор физики Колорадского университета, обсудив эту проблему, пришли к выводу, что, кроме теоретического, у явления есть и практический аспект. Скажем, если космонавигаторы будущего не будут учитывать это раскачивание, то возможны ошибки в сверхдальней радиосвязи.

«Кроме того, полученные результаты помогут геологам внести поправку в теорию внутреннего строения Земли, – отмечают исследователи. – Ведь на раскачивание могут влиять также перемещения жидкой магмы внутри самой планеты».

Насколько велика опасность?

Итак, как было сказано выше, за 200 лет земная ось сместилась на 9 м. Кроме вышеназванных причин, полагают исследователи, свою лепту внесли и арктические льды. Но словно и вправду, как в известной песенке, белые медведи трутся о земную ось.

Впрочем, речь тут идет о том, что льды последнего ледникового периода могли сместить центр нашей планеты, скопившись на одной ее стороне. Отсюда и смещение оси. Когда же льды растаяли, ось вращения планеты по идее должна выровняться. Ученые надеются на это. Поскольку в противном случае нас может ждать весьма неприятная перспектива.

Научные сайты Интернета сегодня пестрят докладами о вселенском катаклизме, который, по расчетам некоторых экспертов, ожидает нас уже в середине 2001 года. Под одним из таких прогнозов подписался даже сам Томас Хаттон – руководитель геофизической программы правительства США.

Тут надо, наверное, отметить, что обеспокоенность ученых смещением земной оси и проскальзыванием коры нашей планеты по раскаленной внутренней ее части зрела довольно давно. Участившиеся электромагнитные бури, активизация вулканов и землетрясений, заметное усиление цунами и ураганов – все говорило о том, что в ядре Земли происходят тектонические процессы грандиозной силы. И если они вдруг выплеснутся на поверхность, это грозит немалыми последствиями.

«Большая перестановка» для пугливых

В журнале «Научные записки о Земле и планетах» ученые из Израиля и Франции Бени Маламуд и Дэвид Туркотт пишут, что сейчас в земной мантии вместо традиционных 2–3 тыс. тепловых потоков действуют не менее 5000. И это при том, что число вулканов не увеличилось. Стало быть, у нас под ногами «подземная печка» перешла на более интенсивный режим работы.

Вообразите, что с нами будет, когда тепловые потоки мантии разогреют земную кору, словно сковородку… И тогда либо на полюсах весь лед растает, либо вулканы начнут работать беспрерывно, либо Землю станет трясти, как в лихорадке. А возможны и все три «удовольствия» в полном наборе.

Французские ученые Куртильо и Бесе утверждают, что активизация энергетических термальных потоков приводит к вибрации Земли во время вращения (а вращается планета постоянно) и как следствие – к массовым аномалиям земной и околоземной поверхности. Продолжая эту мысль, можно предположить, что, вот так покрутившись и повибрировав одновременно, недра выпарят из сильно нагревшейся мантии всю воду, которая там присутствует. А поскольку воды в земной мантии в 10 раз больше, чем во всем Мировом океане, жизнь у нас станет словно в сауне.

Впрочем, и это еще не все…

Чтобы понять весь ужас грозящей катастрофы, нужно вспомнить, насколько тонка оболочка, отделяющая нас от ада – причем не мифического, а реального, геофизического. При диаметре планеты от 12 756 км на экваторе до 12 710 км на полюсах усредненная толщина земной коры – а на ней и располагаются океаны, горы, города… – всего 30 км! А под нею – солидный слой мантии, обволакивающей жидкое ядро Земли.

Внутри же этого ядра, имеющего диаметр чуть меньше 5 тыс. км, с бешеной скоростью вращается еще одно – твердое ядро Земли величиной примерно в 2000 км.

Но твердое ядро – не перпетуум-мобиле. Оно претерпевает изменения. А вместе с ним изменяются и условия жизни на поверхности Земли.

Причем весьма существенно. Скажем, 5 млн. лет назад на нашей планете не было смены времен года. Означает это, что земная ось в ту пору была перпендикулярна орбите Земли. А 20 тысяч лет назад мамонты в Сибири за Полярным кругом, судя по всему, питались зеленой травой. На Аляске нашли кораллы. Выходит, там когда-то были тропики.

Неужто нас в скором будущем ждет подобная «большая перестановка»?

По мнению Томаса Хаттона, о котором мы уже упоминали, такое не исключено. Впрочем, успокаивает он, человечество отделается относительно «легким испугом». Ну уйдет под воду европейская часть суши, скроются под водой Канада, Корея и Япония. Ну расколется западная часть США и восточная часть Китая. Ну покроются льдами Южная Африка и юг Южной Америки.

Ну будут около полугода на земном шаре полыхать пожары, и из-за дыма не будет видно ни Солнца, ни Луны, ни звезд…

Зато, по Хаттону, появятся новые земли в Атлантике и в Северном Ледовитом океане, который, кстати, станет теплым. Восстановятся участки суши между Австралией и Индокитаем. Расширится территория Средиземного моря…

Согласитесь, для полноты счастья только этого и не хватало! Хорошо еще, что цена всем этим предсказаниям ничуть не больше, чем тем астрологическим гаданьям, что каждую неделю печатают многие газеты и журналы.

ИНФОРМАЦИЯ

ОБЩЕСТВО ТОЖЕ ТРЯСЕТ. Методы предсказания землетрясений, разработанные в России, можно применять для прогноза экономических кризисов и социальных катастроф. Об этом заявил 23 января на заседании Президиума РАН академик Владимир Кейлис-Борок. Его доклад назывался «Прогнозы критических явлений в сложных системах». Именно к таким системам относится земная кора, процессы в которой приводят к землетрясениям. Больших успехов в предсказании таких природных катаклизмов добились ученые Международного института теории прогноза землетрясений и математической геофизики. Последний впечатляющий результат российских специалистов был достигнут в рамках российско-американского эксперимента. Ученые предсказали сильное землетрясение на Суматре в середине прошлого года.

По словам В. Кейлиса-Борока, в институте создана новая система понимания критических явлений и новые возможности их прогнозов. Ведь человеческое общество, экономика отдельного государства и тем более мировая экономика – тоже сложные системы. Как сообщил ученый, новые методы уже дали хорошие результаты, например, в предсказании замедления темпов развития в экономике США, составлении прогнозов состояния безработицы в европейских странах. С очень большой точностью уже более десяти лет предсказываются результаты выборов в сенат США. Как считают специалисты, этот метод может найти применение в различных областях – от исследования материалов в критических состояниях до предсказания, а значит, и предупреждения катастроф, подобных чернобыльской.

БЫТЬ ЛОПОУХИМ – ХОРОШО?! Российские ученые разработали метод, позволяющий определить творческие способности человека еще в раннем возрасте. Они провели исследования и установили, что творческие способности человека напрямую зависят от размера его… ушей. Так, владелец более длинного левого уха может добиться больших успехов в точных науках. А обладатель увеличенного правого – прирожденный гуманитарий. Разница в размерах ушей может составлять всего 2–3 миллиметра. И все же если ее найти, можно определить ведущее полушарие головного мозга и уделить внимание развитию талантов ребенка уже в детстве.

МИКРОБЫ ИЗ КОСМОСА оказались вполне полезны на Земле. К такому выводу пришли специалисты Института биохимии имени Баха и биофака МГУ. Им пришло в голову проанализировать микробный состав конденсата, который образуется на панелях приборов орбитальной станции «Мир» в результате жизнедеятельности экипажа. В итоге удалось обнаружить бактерию, которая способна усваивать такое токсичное для человека вещество, как этиленгликоль. Тот самый, что входит в состав антифризов и тормозных жидкостей…

Проведя опыты с бактериями-«космонавтами», исследователи обнаружили, что они обладают удивительной способностью поглощать вредный этиленгликоль и перерабатывать его в безвредные вещества. Как именно эти бактерии оказались на борту космической станции, выяснить пока не удалось. Однако ученые полагают, что если поискать, то там отыщется еще немало полезных микроорганизмов…