Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2005 № 01
В первых связках тефлоновый чулок полностью изолировал проводящую часть привязи, а анодом служил большой проводящий шар. Однако такие аноды оказались неэффективными коллекторами электронов. Тогда в 90-х годах прошлого века НАСА и Итальянское космическое агентство запустили два спутника с 20-км привязью, в которых электроны собирал металлический шар.
Однако и здесь исследователи столкнулись с рядом трудностей. Отрицательный заряд, скапливающийся вокруг большого сферического анода, тормозит прибывающие электроны подобно тому, как узкая дверь создает толчею, когда люди спешат покинуть помещение.
На схеме (слева) показано, как можно получать ток из тросовой системы. Схема справа показывает, как можно использовать ток для управления движением спутника.
Решением проблемы может стать применение «голой» привязи, имеющей геометрию тонкого цилиндра. Если привязь оставить неизолированной по всей длине, за исключением входа на станцию, она будет собирать электроны практически по всей длине. Привязь может и не быть круглой в сечении: такой же ток способна собирать тонкая лента, которая намного легче и прочнее.
Все электродинамические системы могут увеличивать или уменьшать орбитальную скорость. Ведь в магнитном поле на провод с током действует сила, направление которой определяется известным правилом правой руки. Скажем, если связка перемещается по низкой околоземной орбите с запада на восток, то электроны в привязи двигаются к Земле и эта сила направлена навстречу орбитальному движению аппарата. Поэтому электродинамическая система испытывает сопротивление движению, подобному аэродинамическому, которое и понижает орбиту системы.
Данное обстоятельство может заинтересовать специалистов, занимающихся очисткой околоземного пространства от космического мусора. Сегодня вокруг Земли обращается несколько тысяч объектов, космических аппаратов и спутников, из которых около 1500 имеют массы 100 кг. Аэродинамическое торможение способствует постепенному понижению орбит до тех пор, пока тела не сгорают в плотных слоях атмосферы. Однако на орбитах с высотами порядка 1000 км бесполезные уже спутники могут просуществовать около 2000 лет… А вот если запущенный спутник имеет трос, который может быть развернут к концу срока его работы, то снижение произойдет намного раньше.
Напротив, если подать в такую систему ток, скажем, от солнечных батарей, то получится своеобразный электродинамический двигатель, который можно использовать для перевода полезных грузов с низкой орбиты на более высокую. Но вернемся к космическим электростанциям.
Магнитная ионосфера Юпитера, как и земная, вращается вместе с планетой. Она простирается на 35 800 км от Земли и на 88 500 км над верхней границей облачного слоя Юпитера. А стало быть, здесь тоже, спустив с зонда длинный трос, можно обеспечить работу бортовой аппаратуры бесплатной электроэнергией. Кроме того, электромагнитными силами можно будет и корректировать параметры орбиты зонда.
Эта идея заинтересовала сотрудников НАСА и Европейского космического общества. Сейчас они прорабатывают технические тонкости данного проекта. Так что не исключено, в скором будущем юпитерианские исследовательские зонды начнут работать «на привязи».
А некоторые исследователи даже полагают, что к середине нынешнего века орбитальные электростанции смогут снабжать энергией и наземных потребителей, перебрасывая ее по микроволновому лучу.
К. АНДРЕЕВ
Схема движения тросовой системы в ионосфере Земли.
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
ГОЛОДНЫЕ ЖИВУТ ДОЛЬШЕ. Открытие, способное значительно продлить срок жизни человека, сделано учеными из Массачусетского технологического института. Оказалось, что в экстремальных ситуациях сильного голода организм млекопитающих и в том числе человека начинает вырабатывать особый протеин. Он раскрывает существующий для кризисных условий потенциал биологического организма. И, в частности, создает физиологические условия для продления срока жизни по меньшей мере на 50 процентов.
Ранее подобный механизм был обнаружен в дрожжах. Теперь опыты на мышах подтвердили его универсальный характер. Как оказалось, в условиях длительной нехватки пищи живые организмы перестраивают свою работу таким образом, чтобы все подчинить одной задаче — прожить как можно дольше. Именно в этот момент начинает работать ген, который в обычных условиях обилия пищи «спит».
В свете сказанного американские ученые обещают уже в самом ближайшем времени создать технологию, которая позволит продлить человеческую жизнь до 180 лет. А пока они советуют желающим самим активизировать «протеин жизни», используя умеренное голодание.
НАС СНОВА ПОСЕТИЛИ ПРИШЕЛЬЦЫ? Прошедшим летом Англию вновь посетили инопланетяне. Во всяком случае, так считают уфологи, указавшие, что пришельцы, десантировавшиеся близ местечка Салбери Хилл, оставили явственный след своего пребывания — гигантский круг на поле диаметром около 100 метров. В центре «следа» выстрижены символы, которые, по поверьям индейцев майя, предвещают конец света.
Уфологи, прибывшие на место посадки предполагаемого НЛО, выдвинули несколько гипотез появления загадочного круга — от приземления космического корабля до «завихрений магнитного поля». При этом самую реалистичную версию — о рукотворном происхождении круга — они отвергли напрочь.
ЖЕРТВА МЕТЕОРИТА. Британская старушка — 76-летняя Паулина Агусс — стала жертвой падения метеорита. Осколок небесного тела размером с грецкий орех настиг пожилую женщину в саду. Он вонзился бабушке в руку, оставив глубокую резаную рану. Осколок коричневатого камня с металлическим блеском подобрал муж старушки — 77-летний Джек Агусс. Камень отправлен на анализ. Если ученые подтвердят, что в миссис Агусс действительно попал метеорит, она станет первой женщиной в Великобритании, в которую попало такое небесное тело. Последней зафиксированной жертвой падения метеорита была египетская собака. Полвека назад метеорит попал ей в голову, и животное скончалось на месте, пишет газета «The Daily Telegraph».
ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Загадочные солитоны
Долгое время считалось, что рассказы моряков о том, что среди волн обычных существуют еще и царь-волны невиданной высоты и сокрушительной силы, не более, чем легенда. Однако исследования, проведенные с помощью спутников, показали, что старинное поверье имеет под собой реальную почву.
Ученые стран Евросоюза совместными усилиями осуществили недавно уникальный проект MaxWave по изучению гигантских океанских волн, так называемых солитонов, которые совсем не похожи на цунами, возникающие в результате землетрясений и набирающие сокрушительную силу лишь на мелководье.
Как рождаются солитоны, науке неизвестно, а между тем они гораздо опаснее и коварнее цунами. Ведь их появление невозможно точно предсказать, хотя разговоры о них начались еще 170 лет назад…
Впервые необычную волну описал известный английский, а точнее — шотландский физик Джон Скотт Рассел. Ему же, кстати, принадлежит и термин great solitary wave — большая уединенная волна, или просто солитон.
Увидел же Рассел вот что.
«Я следил за движением баржи, которую быстро тянула по узкому каналу пара лошадей, — писал профессор Эдинбургского университета, который, между прочим, свою первую ученую степень бакалавра получил, когда ему едва минуло 16 лет. — Баржа неожиданно остановилась, наткнувшись на мель, но волна, которую она привела в действие, продолжала двигаться»…
Нечто подобное, вероятно, каждый из нас видел многократно. Но лишь настоящий ученый способен, проводив волну взглядом, вскочить на лошадь и поскакать вслед за ней. Он следил за движением волны, долгое время не менявшей своей формы и скорости, пока, наконец, она не уменьшилась настолько, что перестала быть видимой…
Удивленный профессор впоследствии не только описал замеченное явление, назвав его «волной трансляции», но и попробовал разобраться в характере подобных волн.
Однако — удивительное дело! — ему мало кто поверил. С солитонами произошло примерно то же самое, что и с метеоритами и шаровыми молниями. Очевидцы утверждали, что они существуют, а ученые упорно отказывали им даже в самом факте существования.
Забавно, но в какой-то мере они оказались правы в своем скепсисе. Ведь даже спустя 150 лет, когда в Эдинбурге собрались участники специальной международной конференции по солитонам, съехавшиеся из 24 стран мира, им не удалось воспроизвести «волну Рассела». Хотя на том же канале поставили такую же баржу старинной формы, так же ее разогнали и остановили. Уединенной волны получить так и не удалось!
