Юный техник, 2001 № 03

Журнал «Юный техник»

Популярный детский и юношеский журнал.

 

РЕПОРТАЖ

Снег в Раменском был только в радость

Рев мощных моторов, взмах зеленого флажка — и двадцать снегоходов срываются с места, окутав стартовую площадку облаком снежной пыли. Все это можно было наблюдать 11 февраля в Раменском, к что под Москвой, где начались финальные заезды юных спортсменов снегоходного кросса на первом этапе чемпионата России.

Несколько лет назад наш журнал писал об инициативе российских спортсменов — ветеранов снегоходного спорта возродить кросс на отечественных машинах. Тогда мы и не подозревали, что она положит начало нынешнему чемпионату.

Столица снегоходного спорта сегодня в России — Новый Уренгой. Местный климат благоволит этому виду спорта. Только московские поклонники снежных мотоциклов не хотят мириться с таким положением — ведь спорт этот зарождался в Подмосковье!

За прошедшее время отечественный производитель снегоходов — Уфимское моторостроительное объединение — поставил на поточное производство новые машины. Взамен устаревших «Буранов» на снежные просторы вышли новинки с двумя лыжами и одной гусеницей. Спортсмены получили своих долгожданных «стальных коней».

Одногусеничная «Рысь» с двумя рулевыми лыжами стала гораздо резвей старенького двухгусеничного «Бурана». И под капот приятно заглянуть: карбюраторный двухтактный двухцилиндровый движок объемом 430 кубических сантиметров тянет на 40 лошадиных сил! Для полета со скоростью более 100 км/ч по снежному насту более чем достаточно.

Первый этап чемпионата России состоялся в начале февраля на Раменском республиканском ипподроме. Трассу построили во внутреннем кольце бегового трека. Виражи спрофилированы специальным образом — безопасность гонщика прежде всего! Острых ощущений хватает и так: 6 трамплинов, прыжок с которых достигал нескольких метров.

Российская « Рысь » не только «прекрасна наружно, но и душой красива» — 40 лошадиных сил!

Пилот Павел Губанов : — В этом спорте — всё.

— Трасса снегоходного кросса, — объясняет главный организатор, директор клуба «Полярный круг» Андрей Поликарпов, — строится согласно строгим правилам — Положению соревнований. В Раменском трасса имеет протяженность около 900 метров, 6 трамплинов, ширина трека — от 6 до 9 метров.

С трудом верилось, что все это безопасно — тяжелые снегоходы весом около 250 кг прыгали по снегу, как кузнечики. Да и скорость немалая — на трассе 60–80 км/ч. Вот и приходится механикам команды заниматься «колдовством» — порой всю конструкцию изобретать. И зачастую она потом внедряется в серийные заводские образцы.

— Что может быть лучше полета по снежным просторам? — восторженно делится с нами впечатлениями пилот сборной команды Москвы Павел Губанов. — Куда там урокам физкультуры! Там мы зимой — только на лыжах с горки катаемся — это разве скорость! А на своей «Рыси» я могу на ту же горку мигом взлететь!..

— А не страшно?

— На тренировках страха вообще нет.

Правда, и соперников рядом тоже. А вот на старте собираются 20 гонщиков, и каждый хочет приехать первым. Тут уже приходится думать — как ехать: кого пропустить на вираже, а кого обогнать!

— А что привело тебя на снегоходный кросс? — интересуемся у юного спортсмена.

— Да ведь интересно, — застенчиво улыбаясь, объясняет Паша. — В этом спорте — все. И в железках надо уметь покопаться, а потом — на машине, доведенной своими руками, выйти на трассу. Это непередаваемое ощущение! — А в спорт привела, вы мне не поверите, статья в вашем журнале! Прочитал и подумал: а не рискнуть ли? Приду в клуб, попрошусь на занятия…

— И что, неужели взяли?

— Не сразу, конечно, наш московский клуб «Полярный круг» как раз набирал юношескую команду. И мне повезло — приняли. Начались серьезные тренировки, занятия по техчасти. И в прошлом году удалось показать неплохие результаты.

На трассе острых ощущений хватает — трамплины, виражи…

…но безопасность гонщика — прежде всего! Вот и механики команды всегда наготове.

Все-таки немного, но уступают наши снегоходы импортным.

Вот и проводятся все главные российские чемпионаты на иноземных «Бомбардье», «АРТИККЭТах» и «Полирисах». Российская техника — пока на обочине…

— А потому цель нашего чемпионата, — твердо объясняет свою позицию Анатолий Берлизев, председатель комитета снегоходного кросса города Москвы, — поддержать отечественного производителя. Чтобы на российских соревнованиях выступали российские машины, спорт был доступен для многих, и конечно, для молодежи.

Сегодня ситуация, к счастью, меняется. Технические клубы приобретают новые снегоходы, на трассы выходят новые спортсмены. И что особенно приятно, среди них — читатели нашего журнала.

Андрей СИДНЕВ , наш спец. корр.

Фото Е. РОГОВА

 

ИНФОРМАЦИЯ

СЕРА-СВЕРХПРОВОДНИК?! Обнаружены сверхпроводящие свойства у обыкновенной серы. Исследование проводилось совместно учеными Института физики высоких давлений Российской академии наук и их американскими коллегами из Геофизической лаборатории Института Карнеги. Впервые в мировой практике были достигнуты давления более полутора миллионов атмосфер. Экспериментальная часть исследования проводилась на уникальном оборудовании Института физики высоких давлений Российской академии наук. В итоге выяснилось, что обыкновенная сера при сверхвысоких давлениях становится металлическим сверхпроводником. Чтобы доказать этот экспериментальный факт, ученым потребовалось целое десятилетие.

ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО БЕНЗИНА теперь измеряет самый точный в мире прибор, созданный в Сибирском НИИ метрологии. Принцип действия устройства совершенно иной, чем у аналогичных приборов, применяемых в США. По словам одного из разработчиков, начальника отдела физико-химических свойств веществ и материалов Андрея Михайленко, прибор практически без погрешностей определяет качество и марку бензина по степени его электропроводности. Оказывается, чем больше октановое число, а стало быть, и длиннее молекулы бензина, тем электропроводность выше. Эта особенность и положена в основу действия отечественного прибора. Американцы же определяют октановое число по оптическим показателям, а именно по преломлению в бензине светового луча. Такой способ менее точен. Да и стоит такой прибор в 100 раз дороже отечественной новинки.

НОВОЕ СРЕДСТВО ПРОТИВ РАЗЛИВОВ НЕФТИ разработали специалисты международного фонда «Конверсия» под руководством профессора Михаила Ананянца. Оно представляет собой порошок, который, соприкасаясь с нефтепродуктами, превращает их в гель. Такой способ обладает рядом достоинств. Гель легко собрать с места аварии. А кроме того, нефтепродукты в гелеобразном состоянии можно перевозить в пластиковых мешках. При этом резко уменьшается опасность взрыва, поскольку практически нет испарения. Гель устойчив к воздействию температур от —120 °C до +80—100 °C. А превратить его обратно в жидкость и затем разделить на компоненты весьма просто — достаточно добавить немного воды.

ГОТОВИТСЯ К ПОЛЕТУ новый космический самолет, созданный совместными усилиями российских и немецких инженеров. Базой для нового многоразового транспортного средства станет космический аппарат «Фрегат», который уже использовался в полетах в качестве разгонного модуля. Теперь он уже не будет сгорать в атмосфере, как это было ранее, а сможет совершать рейсы по маршруту Земля — орбита — Земля.

Немалую роль в продлении срока службы «Фрегата» сыграет новое термическое покрытие, разработанное германскими специалистами. Оно способно без особого напряжения выдерживать температуры более 1000 °C. Стоимость космического запуска космосамолета, по оценке экспертов, будет составлять 100–200 млн. немецких марок, в то время как сегодня американский «шаттл» обходится в 950 млн. марок.

 

СЕНСАЦИИ НАШИХ ДНЕЙ

Галактическая торпеда движется на Землю?

Недавно британские ученые поведали сенсационную новость. Как сообщил один из них, астроном Родриго Ибата , «в процессе просмотра компьютерных изображений звездного неба несколько дней назад была выявлена галактика, способная уничтожить не только все живое на Земле, но и саму Землю, Солнце и тысячу-другую соседних звездных систем».

Новая карликовая эллиптическая галактика была обнаружена в результате радиоастрономических наблюдений, которые заметили искажения плоскости диска нашего Млечного Пути. Раньше это приписывали приливным воздействием Магеллановых Облаков — двух сравнительно небольших (до 6 млрд. масс солнца) соседних галактик. Однако с помощью сверхмощного радиотелескопа и сложнейшего компьютерного анализа британские специалисты из Института астрономии в Кембридже установили, что вокруг нашего Млечного Пути вращается еще одна галактика. Она удалена от Земли на расстояние 260 000 световых лет и состоит, по предварительным данным, из 50 млн. звезд.

Открытое звездное скопление получило имя «Карлик Сагитариуса». Название совершенно точно определяет его размеры. Действительно, наша родная галактика — Млечный Путь — во много раз больше обнаруженной «соседки»: примерно 250 млрд. масс солнца против ее 250 млн. Тем не менее, «Карлик» нацелился на нашу звездную систему, словно торпеда на авианосец.

Но так ли все это страшно?

Начнем с того, что, собственно, сама «торпеда» была открыта еще в 1994 году. Лишь недавно, после тщательных исследований, нашлись достаточные основания, чтобы заподозрить ее в опасных намерениях. Как нам рассказали в Институте космических исследований РАН, в результате сложных расчетов выяснилось, что «Карлик» вращается вокруг нашей Галактики по вытянутой орбите с периодом примерно в один миллиард лет.

И все бы ничего, но вращается он так, что пронзает Млечный Путь насквозь!

Сейчас по синему смещению спектра «Карлика Сагитариуса» уточняется скорость его сближения с нами. Однако на данный момент трудно вычислить место, по которому придется основной удар, — ведь наша Галактика вращается. Ударит ли «торпеда» по нашей родной спиральной ветви (Рукаву Ориона), то есть там, где находится наша Солнечная система, или зацепит другие ветви — это пока никому не ведомо.

Далее, никто толком не знает, что из такого столкновения выйдет. Недавно американские ученые на суперкомпьютере попытались было промоделировать, как может выглядеть процесс столкновения двух галактик — Млечного Пути и Туманности Андромеды, которые тоже движутся навстречу друг другу.

И выяснили: скорее всего процесс «столкновения» для наших отдаленных потомков обернется всего лишь… увеличением количества звезд на ночном небосклоне. Слишком уж далеко находятся друг от друга отдельные небесные тела, слишком велики расстояния между ними, чтобы произошло действительно лобовое столкновение.

Аналогична ситуация и в случае с «Карликом Сагитариуса». Тот же астроном Ибата говорит: «Представьте себе: на тучу дробинок налетает другая их тучка. Они просто пройдут друг сквозь друга… или наш Млечный Путь, как более массивная галактика, просто поглотит карликовое скопление, присоединит его звезды к своим владениям…»

Правда, такие варианты развития событий исключают один другой. Если «скопление поглотится», то ударов и столкновений отдельных звезд не избежать. А раз так, то никакие бомбоубежища уже не помогут…

Но главное, что озадачивает астрономов: «Карлик» же не распадается! Под воздействием нашей галактической громадины он должен бы уже раствориться в ней, как сахар в воде.

А он существует. Поэтому ученые предполагают, что внутри его находится какое-то очень массивное тело, которое и удерживает галактику в компактном состоянии. Но что будет, когда это массивное тело войдет в наш мир?

И все же… За время существования нашей Вселенной «Карлик Сагитариуса» уже должен был не менее 10 раз пересечь Млечный Путь.

И, как видим, ничего. Кое-кто, правда, полагает, что, возможно, именно он стал причиной жуткой земной катастрофы примерно 250 млн. лет назад, когда на нашей планете вымерло до 90 процентов живых существ! Но привычнее все-таки винить в гибели динозавров залетевший астероид…

И наконец, главное — галактическая «торпеда» находится от нас на чудовищном расстоянии.

Так что в любом случае столкновение наших галактик случится не раньше, чем через десятки, а то и сотни миллионов лет. А каким будет человечество через миллионы лет — да и будет ли оно вообще существовать на Земле — сейчас даже трудно представить.

Вадим ЧЕРНОБРОВ

Заметки по поводу

КТО ПОСТРОИЛ ГАЛАКТИЧЕСКИЙ МОСТ?

Отдельные галактики обычно являются изолированными звездными системами. Но некоторые из них, расположенные недалеко друг от друга, взаимно влияют одна на другую. Такие галактики называются взаимодействующими. В атласе известного астрофизика Б.А.Воронцова-Вельяминова насчитывается около 1000 таких объектов.

Формы взаимодействия галактик крайне разнообразны. Среди них нет ни одной похожей. Здесь и звездные перемычки, и цепочки из пяти-шести галактик, и какие-то дугообразные структуры. Но пока не существует теории, объясняющей это явление.

Например, академик В.А.Амбарцумян считает, что двойные системы появились в результате общего происхождения галактик. Потом они отдаляются друг от друга, и тогда между ними возникают перемычки и мосты. Однако другие ученые, промоделировав процесс взаимодействия галактик на компьютерах, считают, что видимые явления объясняются случайной их встречей. Но тут вмешивается теория вероятностей: процент взаимодействующих звездных систем составляет 5 — 10 % от их общего числа, а даже в галактических скоплениях вероятность такого события не достигает, по оценкам А.В. Засова, и 0,01 %. А что ж тогда говорить о 5–6 галактиках?

Словом, ни одна из предложенных гипотез и моделей не в состоянии объяснить этот космический феномен. Ясно лишь, что здесь действуют какие-то явления совершенно иной природы, нежели гравитация и магнетизм. Но какие?..

Как ни странно, самое разумное объяснение сегодня — самое экзотическое: «мосты» между галактиками строят разумные расы, стоящие на невероятно высоких ступенях развития. Ибо в этих образованиях слишком высок «коэффициент искусственности» — понятие, вводимое для явлений, не подчиняющихся не только законам природы (мы не все их знаем), но даже принципам, на которых построены эти самые законы.

Рисунки Ю. САРАФАНОВА

 

УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ

В природе все поет. Надо только научиться слушать

Художник Ю. САРАФАНОВ

…Это походило на фокус. Обыкновенный зеленый огурец поместили в светонепроницаемый футляр, закрыли, щелкнули парой тумблеров — и в лаборатории зазвучала странная мелодия.

— Это так поет огурец, — пояснил старший научный сотрудник Института прикладной математики Николай Наумов. — Слышите, голос его оптимистичен и весел. Стало быть, огурец свеж…

Суть «фокуса» оказалась вполне реалистичной. Оказывается, о том, что самый обыкновенный огурец, яблоко, любой цветок или даже шкаф могут звучать, исследователям известно как минимум полвека.

Вспомним эпизод из давнего рассказа Виктора Драгунского.

«Да он живой, он светится!» — воскликнул некогда потрясенный Дениска, герой рассказа, впервые увидев светлячка.

Но думается, и писателю, и его герою было невдомек, что светиться могут не только светлячки, гнилушки, некоторые породы рыб, но и вообще любое живое существо. Вот только свечение это не так-то просто заметить…

Как ни странно, но впервые его зафиксировали отнюдь не биологи, а… астрономы.

Заполучив в начале 1950-х годов свое распоряжение спектрометр и фотоумножитель, они из любопытства направляли окуляры приборов не только на свет далеких звезд, но часто и на земные объекты. И однажды перед объективом, привыкшим ловить по ночам мерцание далеких звезд, оказался растущий корешок гороха.

Перо регистратора дрогнуло — корешок светился!

Более слабого излучения трудно было найти в природе — подсчитали: грамм корешков светит в десятки, тысячи раз слабее известного всем Иванова светлячка. Невидимые глазу лучи так и назвали — сверхслабым свечением.

Такой свет испускают клетки любого органа, и, самое главное, для этого не требуется никакого фермента, обязательного для биолюминесценции. Более того, характер свечения во многом зависит от состояния живой клетки.

Попросту говоря, чем хуже ее самочувствие, тем свечение слабее.

Ну, свет — это электромагнитное излучение. И чтобы считать фотоны, излучаемые клеткой, оказалось удобным перевести свечение в акустические сигналы. Так в группе Наумова впервые и услышали «голоса» живых клеток.

И перед исследователями открылись удивительные картины. Удалось, например, установить, что яблоко пищит очень жалобно, монотонно. Стали думать, отчего это оно, бедное, жалуется. То ли на то, что его скоро съедят, то ли, наоборот, на то, что осталось невостребовано?..

Расшифровать полностью эти жалобы пока не удается — исследования «голосов», по существу, только начались.

Но уже сейчас ясно — «озвучить» можно практически любой плод. Достаточно поместить его в камеру, датчики которой улавливают излучаемые фотоны — элементарные частицы электромагнитного поля. Все показания записываются очень чувствительным прибором. Каждой волне соответствует определенный звук, нота. Так и рождается музыка. Невидимое становится слышимым. А «мелодии света» дают возможность контролировать состояние того или иного живого существа, диагностировать нарушения в самом зародыше.

Озвучить можно даже молекулы ДНК. Так что с нашими генами тоже можно общаться. А это значит, что исследователи получили возможность еще с одной стороны подступиться к разгадке одной из самых великих тайн природы. А там, глядишь, научатся и исправлять недостатки еще в процессе «проектирования» будущего организма.

3. СЕМЕНОВА

 

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ

Оптика третьего тысячелетия

В электронике меньше чем за половину столетия элементная база сменилась несколько раз: лампы, транзисторы, интегральные схемы первого поколения, второго…

В оптике ситуация иная. Главный элемент оптики — линза появилась две тысячи лет назад (первая из них называлась «Глаз Нерона».

Это был отшлифованный кусок горного хрусталя, сквозь который грозный император разглядывал собеседника), и лишь в последние десятилетия появились элементы с неоднородным распределением показателя преломления. С их помощью оказалось возможным делать такие приборы, какие иным способом сделать просто нельзя.

Начнем с медицины.

Несмотря на наличие рентгена и прочих физических способов, врач предпочитает заглянуть внутрь организма собственным глазом. Для этой цели давно уже создаются эндоскопы.

Первоначально они представляли собой металлическую трубку с системой линз и давали очень четкое изображение, но имели серьезный недостаток — большой диаметр. Это делало их во многих случаях неприменимыми. Затем появились гибкие, значительно более тонкие волокнистые эндоскопы, состоящие из регулярно уложенных гибких светопроводящих волокон. Чем больше волокон, тем выше четкость изображения, наблюдаемого врачом. Это удобнее врачу, но эндоскоп становится толще и травмирует больного.

Противоречие удалось разрешить при помощи градиентной оптики. Десятки линз или сотни оптических волокон могут заменить всего два стержня с радиальным распределением показателя преломления (рис. 1).

Первый стержень выполняет функции объектива. Он строит изображение объекта на своем торце. Но поскольку оно получается перевернутым, нужен второй, оборачивающий изображение.

На рисунке 2 изображен градиентный эндоскоп отечественного производства марки Ци-ВС-01 диаметром всего 1,9 мм и длиною до 160 мм.

Рис. 2

Отметим, что эндоскоп жесткий, но для большинства случаев его применения это не помеха. На первый план выходят достоинства: высокое качество изображения и очень малый диаметр.

Завершая медицинскую тему, скажем несколько слов об очках. На смену тяжелым очкам с толстыми стеклами, ограничивающим поле зрение, да и не слишком красивым, пришли контактные линзы. Они незаметны и обеспечивают хорошее поле зрения. Но такие линзы должны быть легкими, иначе их нельзя долго держать на глазах. Градиентная оптика выручает и здесь. Если обычная контактная линза +10 диоптрий весит 27 мг, то выточенная из материала с перепадом показателя преломления 0,05 весит 18,5 мг и в два раза тоньше, да еще дает более высокое качество изображения.

Теперь о технике. Без ксероксов и другой копировально-множительной техники наша жизнь уже немыслима. Во многих таких аппаратах узкая полоска оригинала проецируется на светочувствительный барабан. На первых множительных аппаратах задача решалась при помощи обычной оптики, и в результате получался аппарат размером с письменный стол.

А вот как компактно и просто делает это оптика градиентная (рис. 3).

Рис. 3

Если на переднем торце градиентного стержня с радиальным распределением показателя преломления, имеющего длину, равную периоду траектории луча в нем, находится предмет, то его изображение находится на заднем торце. Это изображение прямое и в натуральную величину. Для передачи изображения стержни надо выстроить в одну-две линии. Но есть тонкости. Стержни не могут касаться оригинала и тем более нестойкого к царапинам и износу светочувствительного барабана, который зачастую бывает покрыт слоем полированного селена.

Поэтому стержни делают несколько короче периода траектории луча. Поле зрения стержня при этом расширяется, а увеличение остается прежним, равным единице. Вышедшие из стержня лучи снова сходятся в плоскости изображения (рис. 4).

Рис. 4

Блок градиентных стержней используется и в лазерном принтере. Он обеспечивает фокусировку излучения линейки миниатюрных полупроводниковых лазеров (рис. 5) на поверхность светочувствительного барабана.

Рис. 5

Важно отметить, что если бы здесь передача излучения производилась при помощи обычной оптики, то потери были бы крайне велики, и лазерный принтер в современной его форме оказался бы невозможен.

Напомним, что градиентный стержень не обязательно должен быть коротким. Есть градиентные стержни длиною в сотни и тысячи метров, только они называются оптическими волокнами. В них распределение показателя преломления происходит так, что траектория луча проходит относительно далеко от поверхности волокна. Благодаря этому он и не уходит вовне через всегда существующие на поверхности волокна шероховатости. (Оптические волокна первых поколений были основаны на полном внутреннем отражении луча от поверхности. Поэтому получались огромные потери света через поверхностные дефекты и дальность передачи сигнала по таким волокнам не превышала нескольких метров.)

Сегодня по градиентным оптическим волокнам сигналы передаются на десятки тысяч километров. Такие линии связи надежно защищены от помех и подслушивания и, как полагают специалисты, способны значительно потеснить спутниковую связь. Однако при создании волоконно-оптических систем связи возникают специфические проблемы соединения линий между собой. Вот одна из них, казалось бы, очень простая — передать сигнал из одного волокна в другое. Для обычной электрической линии дело решается при помощи паяльника.

Здесь такое невозможно. Свет из оптического волокна, обычно имеющего диметр 0,02 — 0,05 мм, выходит расходящимся пучком с углом 10–20 градусов. Поэтому при передаче его непосредственно в другое волокно потери энергии будут огромны. На помощь приходят те же градиентные стержни.

На рисунке 6 изображена схема разъемного соединителя оптических волокон.

Волокна приклеиваются к торцам двух одинаковых градиентных стержней. Пучок света, пройдя через первый стержень, становится параллельным. Войдя в торец второго, он на противоположном его конце соберется в точку и почти без потерь попадет в следующую оптическую линию. Между торцами стержней можно иметь большой воздушный промежуток. А при необходимости ослабить сигнал можно установить светофильтр. Такое устройство называется аттенюатором.

Иногда по нескольким оптическим линиям передают сигналы с разной длиной волны. Настроиться и поймать нужную волну, как это делает радиоприемник, в оптическом диапазоне не просто. Когда-то для этого пытались делать приемники, содержавшие гетеродины, фильтры, смесители и прочие элементы, аналогичные тем, что применяются в радиодиапазоне.

Получалось громоздко и сложно. А вот как изящно и просто эта задача решается градиентной оптикой. На рисунке 7 — схема демультиплексора, предназначенного для разделения единого потока излучения с разными длинами волн на два отдельных потока.

Рис. 7

Волокно со смешанным потоком и приемные волокна приклеены к градиентной стержневой линзе. Смешанный поток проходит через линзу, лучи становятся почти параллельными и попадают на отражательную дифракционную решетку (зеркало, покрытое множеством штрихов — до нескольких тысяч на 1 мм). От нее лучи разных длин волн отражаются под разными углами. Пройдя через стержневую линзу, каждый из них сходится в свою точку и попадает в соответствующий оптический канал. Просто, не правда ли?

О градиентной оптике можно еще говорить много. Но в заключение сравните, как выглядит объектив для видеокамеры на обычных (рис. 8) и градиентных элементах (рис. 9).

Рис. 8

Рис. 9

Тем, кто хочет стать специалистом в этой области, сообщаем, что курсы по градиентной оптике читаются в С.-Петербургском государственном техническом университете студентам кафедры «Прикладная физика и оптика твердого тела» (радиофизический факультет).

Автор благодарит С.Ю. Дьякову (ТОО «ВНИИМП-ОПТИМЕД»), В.Г. Ильина , Н.В. Ремизова («Гринекст»), Т.С. Ровенскую (МГТУ им. Н.Э. Баумана), И.А. Аброяна (СПбГТУ) и европейское представительство NIPPON SHEET COMPANY , оказавших большую помощь при подготовке данной статьи.

Р. ИЛЬИНСКИЙ , кандидат технических наук

 

КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА

ПОДЕЛИСЬ ДОБЫЧЕЮ СВОЕЙ…

Человек издревле полагал, что столь благородные качества, как стремление помочь ближнему или поделиться с ним куском хлеба, присущи только его натуре. Однако ученые установили, что и обезьяньему племени не чуждо благородство.

Исследователям удалось выяснить, что не только такие «интеллектуалы», как, например, шимпанзе, но и куда менее одаренные представители семейства цепкохвостых — капуцины — в сложных ситуациях демонстрируют взаимовыручку и готовность поделиться с собратом последним бананом.

В ходе экспериментов, проведенных в США, перед двумя капуцинами, разделенными сеткой, позволяющей им видеть друг друга, ставили поднос с двумя чашками. В одной из них лежали кусочки яблока, а вторая была пустой. Ни одна из обезьянок самостоятельно подтащить к себе поднос не могла, но если они брались за дело сообща, то желанная чашка с яблоками оказывалась через некоторое время перед одной из обезьян. И далее начиналось самое важное и удивительное: в большинстве случаев та обезьяна, которой доставалась призовая чашка, делилась кусочками яблока с помогавшей ей напарницей.

Экспериментаторы были поражены не только той скоростью, с которой обезьянки учатся работать сообща, но и главным образом тем, что они делятся пищей и ради ее получения способны на взаимовыручку.

Естественно, у ученых возник вопрос: что же заставляет капуцинов поступать столь по-человечески? Как сочли ученые, желание поделиться вкусным куском, возможно, является отражением столь сложных психологических процессов, как стремление продемонстрировать свою благодарность. Получается, человеческая мораль не является каким-то уникальным или взявшимся ниоткуда феноменом.

На следующем этапе экспериментов ученые собираются расширить круг участников и выяснить, каким образом капуцины будут выбирать из группы собратьев именно того, кто сможет помочь в работе и на чье плечо можно опереться в трудную минуту.

В ПОЛЕТ, МАХОЛЕТ?!

Первый в мире пилотируемый полет на «орнитоптере» — самолете, который держится в воздухе за счет взмахов крыльев, — планирует осуществить этим летом группа канадских авиаконструкторов под руководством профессора Джеймса де Лорье.

Для Джеймса де Лорье, профессора торонтского Института аэрокосмических исследований, создание «летательного аппарата тяжелее воздуха, который будет летать за счет взмахов крыльев», поначалу было простым увлечением, но затем стало целью всей жизни.

Решению этой проблемы он посвятил более 20 лет. «Еще в конце XIX века, — говорит он, — было множество разработок в этом направлении, но в воздух смогли подняться только аппараты с жестко закрепленными несущими поверхностями». Возможность всерьез заниматься разработками конструкций «орнитоптеров», по его словам, появилась в конце XX столетия, когда были разработаны легкие, но высокопрочные и пластичные материалы.

В 1991 году канадский профессор уже провел испытания радиоуправляемой модели своего «орнитоптера». В первый раз летательный аппарат продержался в воздухе около полутора минут, а при второй попытке — чуть более трех минут.

Испытания «полномасштабного орнитоптера» начались в 1996 году. Минувшей осенью машина развила на взлетной полосе скорость 90 км/ч, но одна из несущих конструкций крыльев сломалась, не выдержав нагрузки.

Сейчас группа энтузиастов во главе с Джеймсом де Лорье завершает ремонт и доводку летательного аппарата, чтобы он смог взлететь с пилотом на борту в самое ближайшее время. Этот «орнитоптер» весит 330 кг, размах его крыльев составляет 12 м. Его полетом, как планируется, будет управлять женщина: вес пилота не должен превышать 42 кг. Первый пилотируемый полет, как сообщил авиаконструктор, будет осуществлен с секретного аэродрома близ Торонто.

При этом Джеймс де Лорье не скрывает, что очень торопится: он хочет опередить американских и российских конструкторов, которые, по его сведениям, работают над аналогичными проектами.

ВСПЫШКИ НА СВЕТИЛЕ

Учеными раскрыта еще одна тайна Солнца — причина спорадических ярких вспышек, таинственного появления и исчезновения пятен на поверхности Солнца и возникновения электромагнитных бурь. Как сообщил недавно британский научный специализированный журнал «Сайенс», ключом к давно волновавшим ученых необъяснимым доселе загадкам стала серия долголетних наблюдений за Солнцем, которые велись с помощью глобальной наземной сети мониторинговых телескопов «Гонг» и аппаратуры международной геостационарной системы «Сохо» — спутника, расположенного на 1,6 млн. км ближе к Солнцу, чем Земля.

Как оказалось, на глубине в 217 тыс. км под наружной мантией звезды находится два параллельных, но несмешивающихся слоя газа, отделяющих друг от друга две крупнейшие массы — радиационный энергогенерирующий срединный центр плазмы и околоповерхностный тепловой пояс. Установлено, что газовые слои находятся в постоянном, но полярном режиме вращения внутри Солнца: пока один из них набирает скорость, другой — замедляется. Это явление происходит регулярно, каждые 12–16 месячных циклов. За это время накапливается заряд энергии, «выстреливающий» на поверхность Солнца раз в 11 земных лет. Именно этот период знаменуется повышенной солнечной активностью — появлением магнитных бурь, пятен и огненных гейзеров.

Установление алгоритма газовой внутрисолнечной «жизни», считают астрономы, является важнейшим шагом для разрешения еще одной загадки: почему также раз в 11 лет меняется полярность генерируемых Солнцем магнитных полей. Открытие учеными наличия «газовых движителей» внутри Солнца объясняет и феномен разновеликого вращения поверхностей звезды на удаленных широтах: полный оборот по экватору составляет 25 дней, а около полюсов — 33 дня, пишет журнал «Сайенс».

 

РАЗБЕРЕМСЯ НЕ ТОРОПЯСЬ

Чем вещество известнее, тем оно таинственнее

Читал в газетах — каких только чудес не связано с водой! Вот и недавно знакомлюсь с сообщением, что человек силой воли способен менять ее химические свойства. Насколько можно доверять подобным экспериментам?

Сергей Савостиков ,

Рязанская область

Вода — жидкость уникальная. Даже ученые видят в ней порой нечто загадочное. Здесь все понятно. Ведь мы еще не объяснили, почему именно вода стала основой жизни. Почему она бьет все рекорды по физическим свойствам. У воды самая высокая теплоемкость и самая высокая теплота превращения в пар.

Диэлектрическая…

… в OCR пропущена страница… 

Жидкий кристалл?

Доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой общей и химической физики МГУ В.Н. Киселев для объяснения подобного феномена выдвинул следующее предположение.

Как известно, кристаллы, в том числе и кристаллы льда, способны запоминать прежние воздействия и сохранять память о них. Однако немногие знают, что вода и в жидком состоянии обладает многими свойствами кристалла. Дело тут в том, что при комнатной температуре большая часть молекул воды объединена в структуры, подобные твердому льду. Есть даже теория, которая рассматривает воду как лед с большей концентрацией дефектов.

Так что если мы признаем наличие у жидкой воды развитой пространственной структуры, то и наличие у нее памяти вовсе не покажется таким же удивительным.

«Рисунок» воды

Примерно к такому же выводу лет пять назад пришел и кандидат химических наук С.В.Зенин. По его расчетам выходило, что стабильная супермолекула воды должна состоять из 57 простейших и представляет собой структуру, сложенную из 4 додекаэдров — этакий своеобразный «магический кристалл».

Главный итог своей работы Зенин формулирует так: открыто принципиально новое состояние вещества — информационное. По мнению исследователя, различные вещества сообщают воде запах, вкус и другие свойства, придавая ей специфический «рисунок». Если мы научимся его расшифровывать, а затем и воспроизводить, то сможем создать устройство, способное «программировать» простую воду, наделяя ее разнообразными свойствами.

Подобные исследования, полагает Зенин, быть может, позволят объяснить такие паранормальные явления, как экстрасенсорика, телепатия, ясновидение, телекинез… Ведь человек более чем на 80 процентов состоит из воды. Почему бы не предположить, что экстрасенсы своим полем воздействуют именно на ее структуру?

Группа Зенина даже создала устройство, чутко реагирующее на изменения в структуре воды. При этом исследователи утверждают, что на свойства жидкости влияет даже мысленное воздействие! Говорят, стоит представить, например, что дистиллированная вода в пробирке стала соленой — и она меняет свои свойства. Причем чем красочнее, объемнее выглядит мысленная картинка, тем большие изменения происходят.

Заполучив в свои руки этакий «детектор», изобретатели воспользовались им для выяснения действительных способностей народных целителей. Они предлагали им мысленно воздействовать на воду, как это делает небезызвестный Алан Чумак. «Водному экзамену» подвергли 250 практикующих экстрасенсов. И выяснилось, что действительно экстрасенсорные способности — с зашкаливанием стрелок у приборов — показали лишь семеро. Остальные оказались людьми вполне рядовыми, но оборотистыми.

Поживем — увидим

Такие вот истории. Сколько их было на нашем веку: и «холодный термояд», и другие ему подобные.

Впрочем, когда о памяти воды спросили известного химика, лауреата Нобелевской премии Жан-Мари Лена, он был очень осторожен в суждениях. Создание структур в жидкости невозможно, рассудил он. Так что, если результаты Бенвениста подтвердятся, они поставят под вопрос сами основы молекулярной науки…

Наука пока устояла. Дальнейшие проверки показали, что опыты француза удаются далеко не всегда. Лаборатория Бенвениста была в конце концов закрыта как бесперспективная…

Возможно, та же участь может ожидать и Зенина. Но пока работы продолжаются, ведутся споры и дискуссии. Так, скажем, доктор биологических наук, председатель секции РАЕН «Ноосферные знания и технологии» А.Г. Маленков полагает, что зенинская модель строения жидкости дает объяснение многим загадочным свойствам воды, которые приводили в тупик не одно поколение химиков…

Однако большинство исследователей относится к подобным экспериментам весьма скептически. Вот и мы не будем торопиться с выводами.

С. НИКОЛАЕВ , научный обозреватель «ЮТ»

АХ, ЕСЛИ БЫ!..

Где-то в 1970-х годах появилась еще одна сенсация: об открытии «живой» и «мертвой» воды, соответственно действовавшей на посевы и на организм человека. В продаже появились установки для ее получения. И они охотно раскупались.

Мечта древних мудрецов, казалось бы, сбылась. «Эликсир жизни», который пытались создать алхимики, в сущности, та же «живая» вода. Но, увы, ее так и не создали. Если и есть вода, обладающая целебными свойствами, то это «Ессентуки» или «Боржоми».

Значительно больше «повезло» воде «мертвой». Известна средневековая история про «Аква Тофана», бесцветную безвкусную жидкость, вызывавшую «естественную» смерть спустя несколько месяцев после приема. Спецслужбы разных стран мира искали ее секрет, но, кажется, не нашли. Зато вода в стоках промышленных предприятий порой отличается сходными свойствами. Если в ней содержатся соли мышьяка, свинца, ртути, то население, к которому они попадают в пищу, болеет тяжелыми и загадочными болезнями.

Вот тут мы начинаем подходить к очень важному моменту.

Вода здесь ни при чем. Виноваты растворенные в ней вещества. Если их извлечь, то такая вода перестанет быть вредной. Точно так же от такой процедуры и полезнейшая минеральная вода полностью потеряет свои ценные качества.

Мало того. Обычная питьевая вода, например, из водопровода тоже содержит соли. Часть их выпадает на стенки чайника в виде накипи. Но те, что остались, нам очень нужны.

Викинги и моряки Колумба брали с собой в многомесячное плавание дистиллированную воду, поскольку, в отличие от обычной, она не портится. А кому приятно надоевшую солонину, единственную пищу тогдашних мореплавателей, запивать протухшей водой? Но как ни странно, такое сверхчистое питье моряки не уважали. Считалось, что оно плохо действовало на психику, да и было уж очень безвкусно. Открывая очередную бочку дистиллированной воды, матросы укрепляли ее на мачте и опорожняли через душ. В морском воздухе всегда присутствуют капельки морской воды и кристаллики солей. Попадая в душ, в текущие струи, они смешивались с водой и облагораживали ее вкус.

Чистая вода — одно из простейших химических соединений. Ее молекула состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода.

Она сильнейший растворитель. Ее молекула в целом электрически нейтральна — число положительных и отрицательных зарядов в ней одинаково. Но размещены они немного несимметрично: с одного бока оказывается больше минусов, с другого — плюсов. Подобные молекулы называются диполями и ведут себя довольно агрессивно.

На рисунке 1 изображено растворение поваренной соли (NaCl).

К плотному кубу устремляются диполи и в соответствии с полярностью ближайшего иона притягиваются к нему, разрушая твердую структуру. После окончательного растворения кристаллика положительные ионы натрия и отрицательные ионы хлора, окруженные диполями, как бы реют среди беспорядочно движущихся молекул воды — произошла электролитическая диссоциация соли. Свободные ионы, окруженные диполями и ионами, участвуют в хаотическом тепловом движении, меняя время от времени своих спутников. Но в целом раствор остается электрически нейтральным, электрического тока в нем нет. Движение разноименных зарядов происходит хотя и интенсивно, но хаотически…

Так ведут себя родниковая, речная, морская вода и прочие растворы солей. Поэтому возникающие порой разговоры о «водяной памяти» за счет стабильного расположения групп (кластеров) молекул жидкости не соответствуют действительности. Такой «блок памяти» можно скорее собрать из роя мошек над стадом коров. Впрочем, и очень точные экспериментальные проверки не подтвердили существования памяти воды.

Положение в растворе резко меняется при появлении электрического поля. Предположим, мы опустили в раствор пару «волшебных» электродов, не взаимодействующих с ним. Подключили их к источнику постоянного напряжения — что произойдет? Положительные ионы притянутся к катоду, отрицательные к аноду, и возникнет ненадолго направленное движение зарядов, иными словами, ток. Но вскоре все ионы израсходуются и ток прекратится.

Однако таких волшебных электродов не бывает. При прохождении тока через раствор он взаимодействует с электродами.

Чаще всего анод растворяется, а на катоде осаждаются положительные ионы — обычно ионизированные атомы металла. Реакции на электродах — основа многих промышленных технологий. Электролиз обратим: выполнив электроды из подходящих металлов, например цинка и меди, да поместив их в раствор серной кислоты, получим гальванический элемент Вольта. Замкнув электроды проводником, получим электрический ток. Также на основе обмена ионами между раствором и электродами действуют и аккумуляторы.

Как видим, само по себе прохождение тока через воду никак не может изменить ее. Она может подвергнуться электролизу и разложиться на водород и кислород. Тогда это будет уже не вода, а два газа. И в новом издании сказки о «живой» и «мертвой» воде люди обычно брали обычную, казалось бы, воду и подвергали ее электролизу в особом приборе, где анод и катод были разделены пористой перегородкой. Прибор позволял сливать воду, находившуюся возле катода и анода, раздельно. Кто-то придумал эту воду назвать живой и мертвой. Очень многие люди, далекие от науки и медицины, поверили в чудеса.

Однако запомним: изменение химического состава воды происходит в результате попадания в раствор вещества электродов. Попадет в воду полезное вещество — она станет целебной. Вредное, например, соли тяжелых металлов — вредной. Если электролизу подвергается вода, состав примесей которой неизвестен, то только анализ покажет, что получилось — эликсир или отрава.

А вообще-то электролиз здесь не обязателен. Точно такие же результаты можно получать, просто растворяя в дистилляте соответствующие вещества. Этим-то и занимается медицина уже сотни лет!

Итак с чудесной водой, полученной электролизом, покончено. Однако жажда чуда велика. Говорят, что вода, прошедшая через магнитное поле, приобретает особые свойства. Ее добавка в бензин якобы увеличивает мощность двигателя. Но при этом забывают, что и добавка обычной дистиллированной воды создает тот же эффект. Им пользовались в авиации в годы войны.

Говорят также, что омагничивание воды сообщает ей способность повышать урожайность, излечивает болезни, избавляет чайники и паровые котлы от накипи. Все это было бы прекрасно, но вот беда — все эти эффекты проявляются далеко не у всех и не всегда.

Магнитное поле на химический состав воды не влияет. Иначе в район Курской магнитной аномалии или в Магнитогорск завозили бы эту окись водорода с Волги. Магнит лишь несколько искривляет траектории движения молекулы воды.

Ну и что? Криволинейный хаос — тот же беспорядок! Магнитными свойствами обладают все виды материи, однако у большинства они малозаметны. На химические процессы это не влияет. Слишком слаба энергетика этого процесса. Поэтому ожидать каких-то особенностей от воды, обработанной магнитным полем, нет оснований.

В заключение отметим, «водяная феерия» продолжается более 30 лет, выполнено множество исследований и проверок, но ни разу не был обнаружен хоть какой-нибудь положительный эффект. Ни разу! Иначе бы этот феномен давно бы использовался в промышленности и сельском хозяйстве. Кто же упустит свою выгоду, особенно в рыночные времена!

Г. ЧЕРНИКОВ, кандидат технических наук

Художник Ю. САРАФАНОВ

 

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

ЗАЧЕМ ПЕРЕПИСЫВАТЬ ЖЮЛЯ ВЕРНА? Французское издательство «Аршипель» впервые опубликовало изначальный вариант романа Жюля Верна «В Магеллании», который был переработан его сыном Мишелем. После смерти писателя в 1905 году, утверждает председатель «Общества Жюля Верна» Оливье Дюма, осталось шесть незаконченных и неизданных книг. Первая из них — «Маяк на краю света» — вышла в том же 1905 году без особых изменений. Однако пять других были по существу переписаны Мишелем. Две из них — «Золотой вулкан» и «Тайна Вильгельма Сторица» — недавно были опубликованы в оригинальной версии, а с двумя другими — «Прекрасный желтый Дунай» и «Охота за метеором» — читателю еще предстоит познакомиться.

Действие романа «В Магеллании», написанного в 1897 году, происходит на острове Огненная Земля, расположенном у южной оконечности Латинской Америки. Перед его публикацией издатель Этцель попросил Мишеля Верна внести в него коррективы, с тем чтобы книга в большей степени отвечала потребностям эпохи. Сын основательно поработал над отцовской рукописью: вычеркнул целые страницы, сочинил 25 глав, ввел новых персонажей и увеличил число политических дебатов.

Переписанная сыном книга увидела свет только в 1909 году под названием «Потерпевшие кораблекрушение с «Джонатана». Она не имела никакого успеха, ибо читатели не узнавали стиля писателя. В 1977 году самый известный исследователь творчества автора «Детей капитана Гранта» Пьеро Гондоло делла Рива приобрел рукописи нескольких его романов. Сравнивая их с опубликованными книгами, он и обнаружил внесенные изменения.

АРОМАТНЫЙ ФИЛЬМ. Жители Гонконга скоро станут первыми в мире зрителями фильма, в котором будут использованы запахи. Специальная система станет распылять в зал пахучие вещества, соответствующие тому или иному эпизоду картины. А пока заканчиваются съемки экспериментального кино; в основе его сюжета — любовь секретного агента и женщины-парфюмера, занимающейся созданием новых ароматов.

«ЧЕРНЫЙ ЯЩИК» ДЛЯ СПУТНИКА. После ряда потерь дорогостоящих спутников космические компании приняли решение устанавливать на космические аппараты «черные ящики» с аппаратурой, автоматически записывающей основные параметры полета и переправляющие информацию в центр управления. Знание причин внезапных отказов поможет ученым и инженерам разрабатывать новые модели космических аппаратов, более устойчивых к разного рода воздействиям.

РАСТЕНИЯ ТОЖЕ ЛЮБЯТ ПОБОЛТАТЬ. Японские ученые наконец доказали то, о чем давно догадывались садоводы, огородники и любители комнатных цветов. Растения умеют общаться друг с другом. Правда, используют они не слова или звуки, а химические сигналы. К примеру, бобы, подвергнувшись нападению пауков, тут же выделяют особое вещество, почуяв которое их соседи по грядке синтезируют химикат, отпугивающий паразитов.

 

С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА

А не грядет ли эпоха электрических дирижаблей?

Так уж случилось, что французы научились летать раньше других. Первые полеты, начавшиеся в 1783 году, показали, что аэростат не безопасен в обращении и к тому же игрушка ветра. Пытаясь перелететь Ла-Манш, первый французский аэронавт Пилатр де Розье был унесен ветром и погиб. Более удачливым оказался механик Франсуа Бланшар. Он снабдил свой аэростат парашютом, веслами и хвостом (рис. 1).

Вполне возможно, что парашют и мог бы ему помочь, ну да, слава богу, такого случая не представилось. А весла если и были полезны, то только при полном безветрии. На этом аэростате вместе с американцем, профессором Джефри, 7 января 1785 года он за два с половиной часа перелетел пролив, отделяющий Францию от Англии. И только благодаря попутному ветру.

Вскоре стали появляться проекты управляемых аэростатов. Вначале надеялись на паруса. Но парус создает тягу за счет давления ветра лишь на воде или земле. В однородном же пространстве воздушного океана он бесполезен. Некоторые изобретатели были на верном пути, полагая, что аэростат будет двигаться за счет вращения винта, приводимого в действие мускульной силой. Но эксперименты показали, что ее недостаточно.

В 1817 году в Англии Пейли и Эгг пробовали поставить на аэростат паровую машину. Но на завершение опытов изобретателям не хватило средств.

Первый удачный управляемый аэростат построил машинист паровоза, талантливый самоучка Анри Жиффар (рис. 2).

Рис. 2

И 24 сентября 1852 года близ Парижа совершил на нем полет, длившийся почти пять часов. Установленная на дирижабле рекордно легкая паровая машина развивала мощность в три лошадиные силы и весила 50 кг. Это был первый и единственный в истории паровой дирижабль.

В 1882 году Жиффар скончался. Далее в опытах над управляемыми аэростатами наблюдается существенный поворот. Мир увлечен электричеством. Улицы Парижа освещаются «свечами Яблочкова», появились электромоторы, аккумуляторы, мощные гальванические батареи. В 1881 году известные естествоиспытатели братья Тисандье начинают эксперименты с летающей моделью электрического дирижабля. Она имела симметричную остроконечную форму при длине 3,5 и диаметре 1,3 м.

Заполненная водородом оболочка создавала подъемную силу в 2 кг. В легкой, подвешенной на нитях гондоле размещался электромотор Грамма, весивший 220 г, трансмиссия и винт. На батарею приходилось 1,3 кг. Первоначально это были свинцовые аккумуляторы.

В таком виде миниатюрный дирижабль мог летать в спокойном воздухе выставочного павильона до сорока минут со скоростью 1 м/с. После замены аккумуляторов элементами с хромовой кислотой и увеличением диаметра винта до 60 см скорость удалось увеличить в два раза.

Но длительность полета уменьшилась до 10 минут. Работа с моделью позволила братьям Тисандье правильно выбрать тип батарей, отработать конструкцию винта, способы управления. Через два года они построили полноценный дирижабль длиной 28 и диаметром 9,2 м (рис. 3, 4).