Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2006 № 11
СОЗДАНО В РОССИИ
По следам «Фрама»
Проект первой в мире плавучей полярной станции разработан конструкторами Карельского морского центра (КМЦ). «Он предполагает создание уникального корабля, оснащенного для проведения полярных исследований и способного дрейфовать в арктических льдах, — рассказал давний знакомый нашего журнала, директор КМЦ Виктор Дмитриев. — При строительстве предлагается использовать традиции старинного деревянного судостроения, сочетающиеся с новейшими технологиями, которые разработаны специально для этого проекта».
Разработанный несколько лет назад в КМЦ проект парусника, предназначенного для походов в Арктику, оснащенный всем необходимым для проведения арктических исследований, заинтересовал научно-исследовательские институты, занимающиеся полярными исследованиями, в том числе НИИ Арктики и Антарктики и Институт водных проблем Севера Карельского научного центра РАН. В результате родился проект «научно-исследовательского судна — дрейфующей полярной станции» (НИС-ДПС), получивший название «Полярный Одиссей».
— Такие суда принципиально отличаются от всех других, работающих сейчас в высоких широтах, — продолжал рассказ Виктор Дмитриев. — Полярная дрейфующая станция будет иметь деревянную клееную обшивку из сосны и дуба в четыре слоя толщиной 500 мм, защищенную стальными пластинами толщиной в 5 мм из маломагнитных материалов, что необходимо для обеспечения работы оборудования, измеряющего магнитные поля Земли…
Древесина — лучший материал для таких станций, потому что она хорошо сопротивляется сжатию льдами, сохраняет тепло и не нагревается от солнца. Зверобойные шхуны и исследовательские суда, ходившие в Арктику в начале XX века, были деревянными и с честью выдержали испытание льдами.
Необычная яйцевидная форма корпуса, напоминающая по своему устройству знаменитый «Фрам» Нансена, позволит судну двигаться как носом, так и кормой вперед. Чтобы во льдах не были поломаны винты и рули, они сделаны убирающимися внутрь корпуса. Главная палуба будет закрыта специальной оболочкой, защищающей ее от скоплений льда и снега, а также обеспечивающей экипажу более комфортные условия для работы. В центральной части судна расположена специальная шахта, позволяющая опускать под воду различное научно-исследовательское оборудование, в том числе батискаф и подводного робота. На верхней площадке — центральный портал с радионавигационной и метеорологической аппаратурой и ветроэлектростанцией для выработки электроэнергии.
Судно длиной около 50 м сможет взять на борт до 30 человек и обеспечить им комфортное проживание в течение 3 лет. Причем размещение научно-исследовательского оборудования на «Полярном Одиссее» обойдется в 3–4 раза дешевле, чем, скажем, на ледоколе.
Схема плавучей станции «Полярный Одиссей».
Цифрами обозначены: 1 — корпус; 2 — ветряк; — радионавигационное и метеорологическое оборудование; 4 — убирающиеся винты; 5 — рубка.
В. ЧЕРНОВ
Звездная батарея
Обычно, когда речь заходит о батареях, которые преобразуют свет в электричество, их называют солнечными, имея в виду, что источником энергии является наше светило. А вот недавно российские ученые из Научного центра прикладных исследований Объединенного института ядерных исследований в Дубне создали батарею, которая способна работать даже при свете звезд.
«Этот уникальный источник электроэнергии, не имеющий аналогов в мире, способен работать круглые сутки», — подчеркнул руководитель центра Валентин Самойлов. А вся хитрость в том, что ученым удалось создать новое вещество — гетероэлектрик. Он представляет собой фотоэлемент, имеющий высокий КПД преобразования как в видимом, так и в инфракрасном спектре. Причем поначалу получаемая энергия накапливается в компактном гетероэлектрическом конденсаторе огромной емкости. А уже из него расходуется по мере надобности.
Несмотря на то что российские исследователи уже получили патенты практически на все элементы «звездной батареи» — наноусилитель излучения, конденсатор и прочие элементы электросхемы, оптическое стекло, фотокатод, фотоэлемент, — ученые не стали раскрывать все свои секреты. Сказали только, что гетероэлектрик — это «гетерогенная субстанция, состоящая из носителя и активного начала — наночастиц вещества, размер частиц которого и расстояние между ними меньше длины воздействующего электромагнитного поля». За счет этого, дескать, и получается КПД, превышающий обычные показатели вдвое в области видимого света (54 %, что является сегодня мировым рекордом) и в 1,5 раза в инфракрасной области (31 %). А компактность нового устройства в 1000 раз превышает ныне существующие батареи!
Осторожность создателей этого уникального устройства становится понятной, когда узнаешь, что данная разработка может быть эффективно использована в 24 направлениях науки и техники. И это наверняка только начало. Например, в настоящее время ведут разработки дипольного нанолазера с гетерогенными элементами, который будет опять-таки на порядки превосходить показатели существующих устройств.
Владимир БЕЛОВ
КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА
Волчок все вертится…
Глобальное потепление климата на Земле многие пытаются объяснить парниковым эффектом. Но только ли в нем дело?
Ученые из Канзасского университета в США попытались объяснить большую часть глобальных изменений на планете не только процессами, происходящими в атмосфере, но и особенностями вращения Земли как вокруг собственной оси, так и вокруг Солнца. Кроме того, в своей гипотезе они предлагают принять во внимание еще и вращение Галактики, в которой нам выпало жить.
Нашу Галактику — Млечный Путь — можно представить себе как диск, состоящий из звезд, пыли, газов и планет, вращающийся вокруг своей оси с такой скоростью, что полный оборот осуществляется за 250 миллионов лет. Вращение диска не так уж равномерно: вращаясь, он еще и покачивается, и каждая отдельно взятая на нем точка меняет свою траекторию, перемещаясь то вверх, то вниз.
Когда наша Солнечная система или ее часть как бы «высовывается» из диска вниз или вверх, то получает дополнительную порцию космического излучения, столь опасного для жизни на Земле и влияющего на протекание многих других природных процессов. Например, взмыла вверх Солнечная система — и вымерли динозавры. Нырнула вниз — не стало мамонтов. Кто следующий?..
Смена биологического разнообразия, как подсчитали американцы, происходит один раз в 62 миллиона лет, и похоже, что исчезновение целых видов земных обитателей действительно может быть связано именно с космическими причинами. Причем это не единственная опасность, подстерегающая Землю. Есть мнение, что еще опаснее колебания Солнечной системы внутри Галактики, где находится большое количество разного рода сгущений. Время от времени наша система пробирается сквозь водородные облака, сконцентрированные в волнах плотности Галактики, и тогда неминуемо меняется климат. Ведь облака эти настолько плотны, что, проникая в атмосферу Земли, рассеивают солнечный свет, охлаждают планету. И тогда у нас наступает очередной ледниковый период.
С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА
Как построить летающий остров
Как вы, наверное, помните, описывая приключения Гулливера, английский писатель Джонатан Свифт разместил государство математиков королевство Лапуту на летающем острове, в основании которого была круглая алмазная плита диаметром 7 км и толщиной 180 м.
Это было не природное образование, а явно рукотворное сооружение, похожее на корабль. В центре корабля-острова в особой шахте располагался двигатель. Его описание автор дал подробно, со всеми основными размерами, словно в расчете на повторное изготовление. Главной частью двигателя был укрепленный на подвижной оси магнит, похожий на стрелку огромного компаса. Он имел в длину примерно 6 м и диаметр в самой толстой части около 3 м. Магнит этот взаимодействовал с вертикальной составляющей магнитного поля Земли и тем самым создавал подъемную силу для удержания острова в воздухе.
Исходя из наших современных знаний, можно сделать вывод, что такое устройство вряд ли сможет работать. Дело в том, что магнитное поле Земли весьма равномерно и потому может лишь разворачивать находящийся в нем магнит или стрелку компаса. Притяжение или отталкивание создает только неравномерное магнитное поле. (Именно оно наблюдается у полюсов магнита, когда мы, например, собираем с его помощью рассыпанные железные предметы.)
