НАУЧНЫЙ КУРЬЕР «ЗН»

Заоблачный фуникулер

Международная орбитальная станция должна быть построена! Впрочем, наверное, так же говорили и про знаменитую башню в Вавилоне. Любопытно, что сходство между ними проявилось не только в недостатке взаимопонимания среди строителей (из-за национальных амбиций проект станции никак не может получить постоянного имени). Выяснилось, что их роднит и сама проблема башенно-подъемных конструкций.

Константин Циолковский еще в конце минувшего столетия, рассуждая на берегу реки Оки о пользе невесомости, заметил, что если построить башню высотою в 36 тысяч 800 километров, иначе говоря - 55 радиуса Земли, то на вершине сей башни гравитация перестанет ощущаться вовсе, а тело, брошенное с башни, будет вечно вращаться вокруг Земли.

Следующий шаг был сделан сэром Артуром Кларком - инженером по специальности и писателем-фантастом по воле божьей. В своих «фонтанах рая» Кларк детально описал конструкцию, состоящую из околоземного спутника и привязанной к нему веревки длиной, как вы уже верно догадались, в 36800 километров. Конец каната, по расчетам автора, должен был висеть где-то над Мальдивскими островами в Индийском океане. По канату туда и назад скользила кабина, доставляя ученых, поэтов и желающих убедиться в том, что на небе Бога нет - к целям их путешествий, действительно, орбиту и скорость спутника можно рассчитать так, чтобы он вращался вместе с Землей. Зависнув над одним местом, в котором и расположился бы вокзал для «заоблачного фуникулера».

Заканчивая с историей, напомним, что кинорежиссер Марк Захаров в последних кадрах «того самого Мюнхгаузена», видимо, имел в виду нечто подобное, заставляя Олега Янковского лезть по бесконечной веревочной лестнице, уходящей в небо. Неужели все это буйство фантазии пропадет зря?

Земляне конца второго тысячелетия привыкли, чтобы сказки сбывались, тем более что международная орбитальная станция, с которой мы начали разговор, среди многих причин своего неуверенного положения имеет и отсутствие подобной «лестницы на небеса».

Дело в том, что одна из главных перспектив станции - быть чем-то вроде перевалочно-технического пункта для экспедиций колонистов, отправляющихся на Луну и Марс. Стать реальностью этот проект может, только когда себестоимость доставки грузов и топлива на орбиту будет снижена раз в сто-двести. Сейчас она колеблется в пределах от 5000 до 500 долларов за килограмм, что делает большинство космических программ невыгодными. Вот тут бы и пригодился «спутниковый лифт»! Действительно, нет причин, по которым сателлит на геостационарной орбите не мог бы нести привязанный к себе канат. При подъеме чего-то тяжелого достаточно вывесить в противоположную сторону груз, и спутник станет центром масс. И тут уж просто - чудо! Себестоимость транспортировки падает до двух долларов за килограмм!

К сожалению, осталась одна небольшая проблема, в связи с которой цена, конечно, упадет, но, вероятно, вместе с самим лифтом... Дело в том, что традиционные материалы не подойдут для каната и он оборвется под собственной тяжестью. Стальная проволока, например, выдерживает свой вес при длине 50 километров. Смотанная на земле в бухту, она окажется величиной с небольшой дом. Кевларовая нить, из которой делают бронежилеты, оборвется, достигнув двухсоткилометровой длины. А ведь остается еще порядочно! Если учесть, что часть веса каната будет скомпенсирована его удалением от поверхности планеты, то потребуется, чтобы он выдержал «всего лишь» пять тысяч километров себя самого. Это все равно оставляет «лифт на небо» в компетенции Артура Кларка, который, кстати, отнес его осуществление к XXII веку. Казалось бы - увы! Придется ждать два столетия. Но оптимисты пусть не огорчаются. Появился один многообещающий материальчик - нанотрубчатый графит. Оказалось, что образование в графите (материале хрупком и непрочном) пустотелой продолговатой капсулы-трубочки приводит к появлению нового вещества с уникальной прочностью. Нитка, из него сделанная, в теории вполне может справиться с поставленной задачей.

Это подтверждает разработчик графитовых нанотрубок доктор Смоллей из Техасского университета. Он с радостью окажет человечеству эту услугу ( его лаборатория уже сейчас производит по 10 граммов такого волокна в сутки). Если, конечно, у человечества при себе есть кредитная карточка.

При переходе науки на чисто коммерческие отношения Смоллею доведется, однако, поделиться гонораром с Юрием Арцутановым, создавшим в 1960-м подробный инженерный проект орбитального лифта. Но если оставаться справедливыми до конца, то - сколько следует заплатить пророку Иакову или его наследникам? Ведь именно ему первому открылась в свое время «лестница на небо»!

Рыба-робот

Джон Кумпф из Массачусетского технологического института построил... роборыбу - это действующая модель рыбы лососевых пород из северных рек Америки.

Спросив у доктора Кумпфа - зачем ему эта несъедобная, из стали и лайкры, рыбина, можно попасть впросак. Кумпф выполняет задание американского военного ведомства. Его задача - понять, а затем опровергнуть так называемый парадокс грея. Парадокс этот заключен в том, что рыба не имеет достаточной мускулатуры, чтобы плавать так быстро, как она обычно это делает.

Идя на нерест и преодолевая пороги, незнакомые с выводами доктора Грея лососи с места развивают скорость до шести метров в секунду, испытывая при этом 8-12-кратные перегрузки. Изучение рыбьей гидромеханики может принести колоссальную экономию горючего и материалов в постройке кораблей и... значительное повышение уровня жизни - самому автору открытий.

Создав сложную систему микромоторов, трансмиссий и тяг, доктор Кумпф весьма точно смоделировал телодвижения рыбьего хвоста и плавников. Управляемая по радио роборыба начинает приближаться по скорости к природным образцам, в то время как винтовые движители едва достигают четвертой части этих возможностей.

Заменив винты на хвост, придется, вероятно, строить принципиально новые подводные и надводные корабли. но главных виновников - Кумпфа и его киберлосося - это беспокоит в наименьшей степени...

Видимая радиация

Проверка продуктов питания на отсутствие радиоактивного загрязнения - актуальная проблема для Украины. Ну а если, придя на рынок или в магазин, вы увидите, что поставленное на прилавок молоко или мясо заставляет поверхность этого прилавка светиться? Это будет означать как минимум две вещи: что у Института химии поверхности НАН Украины дела с внедрением своих изобретений пошли на поправку и что такие продукты употреблять не следует.

В институте действительно разработали состав, имеющий название «рентгенолюминесцентные композиции». Применять его для обнаружения радиоактивного заражения легче, чем выговаривать само это слово. Группа фотохимии поверхности под руководством доктора Анны Еременко, соединив в составе светящиеся кристаллы, высокодисперсные (то есть очень мелкие) частицы оксидов кремния, алюминия и титана, добилась эффекта визуализации ионизирующего излучения. Угроза здоровью без цвета и запаха лишилась одного своего козыря. Состав, нанесенный на любую поверхность, тут же даст знать своим цветом (от фиолетового до красного) о том, насколько сильно излучают окружающие предметы. Находясь в опасной зоне, можно использовать смесь, налитую в шарики для обычных пейнтбольных ружей, и, обстреляв ими подозрительные места, определить степень опасности по цвету оставшихся пятен. Сам состав от действия радиации не портится и, по утверждению разработчиков, - намного дешевле традиционных средств дозиметрии.