Помоги проекту - поделись книгой:
Попробуем же представить себе структуру такого силового поля. Первый, внешний, слой, к примеру, может представлять собой нечто вроде плазменного щита, где плазма разогрета до температуры, достаточной для испарения металлов. Затем следует второй слой, представляющий собой решетку из высокоэнергетических лазерных лучей. Она будет испарять те объекты (скажем, керамические стержни), которые прорвались через первую линию обороны.
Далее — третий рубеж защиты, представляющий собой пространственную решетку из «углеродных нанотрубок». Такие трубки во много раз прочнее стали.
Пока самая длинная из полученных в мире углеродных нанотрубок имеет длину всего около 15 мм, но, вероятно, в будущем технологи смогут создавать углеродные нанотрубки произвольной длины и плести из них сети чрезвычайной прочности. Эти сети будут вылавливать те объекты, которые смогут проникнуть через два предыдущих рубежа защиты.
Экран из нанотрубок будет невидим, так как каждая отдельная нанонить по толщине сравнима с атомом. А значит, ей будет свойственен один недостаток — она не сможет задерживать лазерное излучение. Поэтому, чтобы остановить лазерный луч, наш многослойной щит должен будет обладать еще и сильно выраженным свойством фотохроматичности, или переменной прозрачности.
В наши дни материалы с такими характеристиками используются при изготовлении солнечных очков. Переменная прозрачность материала достигается за счет использования молекул, которые могут существовать, по крайней мере, в двух состояниях. При одном состоянии молекул такой материал прозрачен. Но под воздействием УФ-излучения молекулы мгновенно переходят в другое состояние, и материал теряет прозрачность. Примерно на том же принципе действуют и очки, предохраняющие глаза военных пилотов и солдат пехоты от слепящего лазерного излучения. Так что со временем, вероятно, можно будет создавать и целые экраны из фотохромного стекла, способные противостоять самому сильному лазерному излучению.
Но есть ведь еще микроволновое, рентгеновское и терагерцовое излучения, над защитой от которых еще придется подумать. Так что в силовом щите неизбежно появление все новых и новых слоев. Таким образом, извечное противоборство «меча и щита» будет продолжено, только на новом физическом уровне.
СОЗДАНО В РОССИИ
Всем лазерам лазер
Новый инструмент науки удостоился особого упоминания в обзорном докладе президента РАН Юрия Осипова на майском общем собрании Академии наук России. «Учеными Института химии высокочистых веществ и Центра волоконной оптики впервые в мире получена технология получения кварцевых световодов, легированных висмутом, созданы лазеры, излучающие в диапазоне 1300–1500 нанометров», — сказал академик Юрий Осипов.
Почему эти лазеры специально выделены среди множества других квантовых генераторов? Об этом мы попросили рассказать одного из разработчиков, директора Центра волоконной оптики, академика Евгения Дианова.
Сегодня через океанские линии связи с континента на континент передаются со скоростью 1 терабит в секунду телепрограммы, телеграммы и телефонные переговоры, информация Интернета… Казалось бы, огромная пропускная способность волоконных кабелей на многие годы обеспечит нам беспрепятственную передачу всевозможных сведений. Однако на самом деле глобальный поток информации удваивается каждый год. Так что вскоре ныне существующие каналы связи перестанут справляться. Что делать?
Надо уплотнять передачу данных, увеличивать скорость передачи информации. Добиться передачи 100 терабит в секунду можно с помощью расширения спектральной области передачи сигналов. В настоящее время используется лишь довольно узкая часть спектра шириной около 80 нанометров. И нужно этот диапазон значительно расширить.
Загвоздка лишь в том, что низкие потери светового сигнала в волокне получаются лишь на определенных частотах. Один из таких диапазонов лежит в промежутке 1300–1500 нанометров. Однако беда в том, что для него до недавнего времени не существовало ни волоконных линий связи, ни лазеров-передатчиков, ни усилителей, которые бы могли работать в таком диапазоне.
Недавно появилась работа японца Фуджимото Накасуко, который теоретически показал, что если легировать оптическое стекло висмутом, то возникает люминесценция как раз в интересующем нас диапазоне частот. Однако у самих японцев дела далеко не пошли. В экспериментах у них получалась недостаточная полоса свечения.
Но мы все-таки рискнули и сделали лазер на висмутовом стекле. А когда он заработал, нашли и способ заставить его функционировать во всем диапазоне 1300–1500 нанометров.
Висмут — весьма своеобразный химический элемент. Он очень чувствителен к составу стекла, к температуре его обработки. Так что нам пришлось немало повозиться, прежде чем были достигнуты первые успехи. Тем не менее, все трудности преодолены. И сегодня мы обладаем технологией, которая позволяет нам создать целое семейство висмутовых лазеров нужного диапазона.
Новые квантовые генераторы могут осуществить прорыв в самых разных областях науки и техники. Например, они весьма перспективны не только в технике связи, но и в медицине. Вторая гармоника висмутового лазера дает желтое излучение длиной 580 нанометров. А оно весьма благотворно может быть использовано в офтальмологии, дерматологии и некоторых других областях медицины.
Как только мы опубликовали статью о возможности получения желтых лазеров, к нам тут же пришло сообщение из Японии. «Мы готовы покупать у вас 100 таких лазеров ежегодно», — говорится в нем.
Вместе с сотрудниками Физического института имени П.Н. Лебедева нам удалось также получить лазер с излучением синего цвета (длина волны 470 нанометров) с накачкой электронным пучком. Таких лазеров тоже не было раньше. А это открывает новые возможности, например, для передачи высококачественного цветного телеизображения.
С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА
«Отец» Незнайки знал очень многое
В наши дни часто вспоминают о прогнозах, сделанных в свое время писателями-фантастами Жюлем Верном, Гербертом Уэллсом или Александром Беляевым. Между тем, 101 год назад в поселке Ирпень, что недалеко от Киева, родился детский писатель, книжки которого вы наверняка знаете. Звали того писателя Николай Николаевич Носов, а его романы-сказки о приключениях Незнайки и его друзей вы, наверное, читали. И возможно, заметили, что писатель включил в свои книги, написанные полвека тому назад, множество научных и технических предсказаний, заслуживающих самого серьезного внимания. Вот хотя бы некоторые из них…
Описания технических чудес, которые встречаются в тексте, стоит, пожалуй, начать с автомобиля конструкции Винтика и Шпунтика. «Этот автомобиль работал на газированной воде с сиропом, — сообщает писатель. — Газ из бака проходил по трубке в медный цилиндр и толкал железный поршень…» Тот ходил туда-сюда и вертел колеса. А сироп служил в качестве смазки.
Смешно, не правда ли?.. Как это автомобиль и вдруг работает на газировке?.. Между тем, в «ЮТ» № 7 за 2009 г. мы описали конструкции автомобилей, работающих даже на сжатом воздухе. И на водороде машины тоже ездят. В общем, не случайно ведь говорится, что сказка ложь, да в ней намек, добрым молодцам урок.
А вот другой эпизод из «Приключений Незнайки и его друзей». Наш герой получил в свое распоряжение волшебную палочку и тут же решил покататься на автомобиле. А поскольку управлять он толком не умел, то вскоре чуть не угодил в аварию. «Скатившись во весь опор с горы и влетев на мост, Незнайка неожиданно увидел, что две машины загородили проезд и теперь уже нельзя было свернуть в сторону, так как мешали опоры моста»… Тогда он взмахнул волшебной палочкой, и автомобиль перелетел через преграду, а потом, развернув крылья, вообще полетел по воздуху.
Сейчас наш соотечественник Игорь Волк и американец Пол Моллер строят летающие автомобили, которые без волшебной палочки не только ездят по шоссе, но и способны летать, подобно самолетам, со скоростью 650–800 км/ч!
Предвидел Н.Н. Носов и такое техническое новшество. «Гусеничный мотоцикл отличается от обычного тем, что его движение осуществляется не посредством колес, а при помощи гусеничного хода, подобно тому, как осуществляется движение гусеничного трактора».
Писатель как будто имел в своем распоряжении машину времени и побывал в 2008 году на очередной выставке «Архимед». Именно там демонстрировали свой экспериментальный гусеничный мотоцикл братья Григорий и Эдуард Геращенко.
Еще на улицах Солнечного города встречались роликовые труболеты. Правильнее было бы назвать их турболетами, поскольку двигались они благодаря турбореактивным двигателям. Именно так ныне «летают» по поверхности высохших соляных озер сверхскоростные рекордные болиды, которые уже смогли преодолеть звуковой барьер (см. «ЮТ» № 5 за 2009 г.).
Наконец, еще один автомобиль — механика Клепки — в книге Носова работает даже не на атомной энергии, а на биопластмассе. «Она как бы живая, — поясняет механик. — То есть на самом деле она, конечно, не живая, но если сделать из нее стержень и пропускать через него электричество, то стержень начнет как бы дергаться, сокращаться, то есть становиться короче, как мускул».
Коротышкам повезло, у них такая биопластмасса росла на болоте. На самом же деле сплав с памятью формы — нитинол — пришлось синтезировать искусственно. Созданы и искусственные мускулы из полимеров.
И мы об этом тоже неоднократно писали. Носов сумел предвидеть появление подобных материалов более полувека назад!
Еще одна область предсказаний Николая Николаевича касается сельского хозяйства. Жители Солнечного города, к примеру, выращивали одуванчики, засевая ими целые поля.
Выращивали их не только для еды (а из одуванчиков и в самом деле можно готовить витаминные салаты), но и чтобы получать каучук из млечного сока, а из стеблей — различные пластмассы. Волокнистая масса годится для изготовления тканей, а семена — сырье для изготовления масла. Именно такую технологию использования одуванчиков предложили недавно французские исследователи. Уж не читали ли они в свое время книжки нашего писателя?
А вот вам еще одно изобретение, описанное Н.Н. Носовым. Радиокомбайны ходят по кругу. Начинают работать с центра, от расположенного там белого здания.
Обрабатывают землю, потом ее засевают. Пшеница созревает, и ее убирают. И так непрерывный цикл. А белое здание в центре круга — элеватор и мельница, где зерно хранится и по мере надобности перерабатывается в муку.
Круглое поле удобно тем, что не надо круто разворачиваться; такой маневр для машины с дистанционным управлением трудно совершить точно. Тем более что сам радиокомбайн, который был похож на покрытый броней автобус с четырехугольными воронками наверху для засыпки зерна и удобрений, должен выполнять, по мнению Николая Носова, сразу несколько операций.
«У этого автобуса не было ни окон, ни дверей, ни колес, — пишет автор, — да к тому же он чуть ли не наполовину зарылся в землю. В передней части машины было широкое отверстие, сбоку имелся нож, который по мере продвижения комбайна вперед, подрезал землю. Две железные механические руки, как у снегоуборочной машины, все время Загребали подрезанную землю вместе с травой и заталкивали все это в отверстие…»
Внутри комбайна земля разрыхлялась, перемешивалась с удобрением и зерном, а заодно в почве уничтожались семена сорняков и личинки вредителей. Личинки разрушались ультразвуком, а семена просто прожаривались, после чего теряли всхожесть. За работой комбайна оператор-машинист наблюдал с помощью телевидения. При помощи радиосигналов он мог остановить машину, снова пустить ее в ход, повернуть в ту или иную сторону. Причем работал комбайн на радиомагнитной энергии, которая передавалась прямо по воздуху.
И если с задачами киберуправления инженеры XXI века худо-бедно уже научились справляться и на полях стали появляться первые тракторы и комбайны, в кабинах которых нет механизаторов, то задачу передачи энергии по воздуху решить пока не удалось. Правда, сотрудники Института механизации сельского хозяйства обещают решить ее не сегодня, так завтра.
Предсказания Н. Н. Носова касались не только наземного транспорта и сельского хозяйства. В романе «Незнайка на Луне» литератор позволил себе развернуть свою фантазию во всю ширь.
Технология у коротышек тем временем развилась настолько, что, начав с полетов на воздушном шаре, Знайка и его друзья решили построить ракету для полетов на Луну. (И здесь писатель идет в ногу со временем: как раз в 60-е годы прошлого века, когда писалась книга, началась разработка лунных ракет.)
При этом Носов как бы между прочим выдвигает очень интересную гипотезу. Луна, по его мнению, должна быть пустой внутри. И все ее города и поселения находятся внутри этой полости, где поддерживаются комфортные условия для жизни. Уфологи и по сей день придерживаются этой гипотезы. А будущие колонисты, даже если и не отыщут таких полостей внутри Луны, все равно будут вынуждены углубиться в почву Селены, чтобы спастись от возможных атак мелких и крупных метеоритов, а также от космического излучения, губительно действующего на все живое.
Оставил нам Н.Н. Носов и такие идеи, до которых мы еще не доросли. Так, в его книжках фигурируют, например, кристаллы антигравитации — возможно, их предстоит открыть или изобрести. Не построены пока и космолеты, в которых бы размещалось по 48 человек, причем в отдельных каютах. А еще бы нам, наверное, стоило научиться столь же крепко дружить и любить свою Землю, как это получалось у Незнайки и его друзей.
СТРОКИ БИОГРАФИИ
Н.Н. Носов родился 23 ноября 1908 года в семье актера. Учиться начинал в гимназии, а когда после 1917 года она была реорганизована в школу-семилетку, заканчивал уже ее. Потом работал чернорабочим на бетонном заводе в Ирпени, затем на кирпичном заводе в городе Буча.
Кроме того, Николай Носов постоянно занимался самообразованием. Молодой человек, наряду с занятиями музыкой, пением, любительским театром, увлекался и точными науками. Интересовался также химией, шахматами, радиолюбительством, электротехникой, фотографией.
Девятнадцати лет Николай Носов выдержал экзамен в Киевский художественный институт. Через два года, в 1929 году, он перешел в Институт кинематографии в Москве. С 1932 по 1951 год работал режиссером-постановщиком мультипликационных, научно-популярных и учебных фильмов. В 1943 году снял несколько учебных фильмов для Красной Армии, за что был удостоен ордена Красной Звезды.
В 1938 году был издан первый рассказ Носова для детей «Затейники». По словам самого литератора, писать он начал почти случайно: родился сын, и нужно было рассказывать ему все новые сказки и забавные рассказы. «Постепенно я понял, что сочинять для детей — наилучшая работа. Она требует очень много знаний, и не только литературных», — вспоминал Николай Николаевич.
Вскоре произведения Носова начали печатать в одном из самых известных в то время журналов — «Мурзилке». Затем рассказы «Живая шляпа», «Огурцы», «Чудесные брюки», «Мишкина каша», «Огородники», «Фантазеры» и другие издательство Детгиз выпустило отдельным сборником. Случилось это в победном 1945 году.
Имя Николая Носова становится известным после публикации повестей «Веселая семейка» (1949 г.), «Дневник Коли Синицына» (1950 г.), «Витя Малеев в школе и дома» (1950 г.). Кстати, за повесть «Витя Малеев в школе и дома» Н.Н. Носов был удостоен Государственной премии за 1952 год.
В 50-годах XX века издаются романы-сказки Носова, объединенные в трилогию «Приключения Незнайки», «Незнайка в Солнечном городе», «Незнайка на Луне».
В 1961 году выходят юмористические новеллы «Приключения Коли Клюквина». В 1971 году публикуется «Повесть о моем друге Игоре». Воспоминания о семье и детстве нашли отражение в повести «Тайна на дне колодца» (1977 г.). По киносценариям Н. Носова сняты фильмы «Два друга», «Дружок», «Фантазеры», «Приключения Коли Клюквина», поставлены пьесы «Незнайка учится», «Незнайка-путешественник», «Незнайка в Солнечном городе».
ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
Вдоль по улице вприпрыжку…
Недавно довелось видеть, как по улице пронесся пятиметровыми шагами человек, который при прыжках взлетал выше голов удивленных людей. Это был один из любителей джолли-джампера (Jolly Jumper). Многие представители этого своеобразного вида спортивных развлечений называют себя бокерами в честь немецкого изобретателя Александра Бека. Это он придумал эффектный способ расширения человеческих возможностей и вскоре обзавелся целой армией последователей во всем мире, а заодно разбогател и увековечил свое имя.
Впрочем, хотя Александр Бек первым подал заявку на патент и получил его в 2004 году, его устройства под названием
Итак, что же собой представляет
На всех джамперах первого поколения используется жесткое подколенное крепление в виде изогнутой трубки. Однако многим такое крепление причиняет боль под коленом, поэтому пользователи тут же начали придумывать всевозможные варианты его смягчения. И в новой корейской модели вместо жесткого крепления используется мягкая манжета. Есть она и на китайских моделях.
Однако при всех плюсах такого крепления у него есть и недостатки. Выяснилось, что отсутствие жесткости повышает вероятность получения травм при сложных прыжках.
Так что, похоже, мир бокинга ждет разделение. Для повседневных пробежек будут использовать джамперы с мягкими креплениями. А вот любители спортивной акробатики продолжат пользоваться жесткими моделями для прыжков. Сам же несущий каркас, скорее всего, будут делать не из алюминия и пластмассы, а из углепластиков и титана.
Опытные прыгуны, способные взлетать на высоту двух метров и бегать со скоростью 30–40 км/ч, утверждают, что при этом усталости почти не чувствуешь.
— Я самостоятельно научился бегать на своих «джоликах» за две недели, хотя раньше даже на роликах кататься не умел, — рассказал Игорь Измайлов из Отрадного, прыгун с полугодовым стажем. — Главное здесь, как на велосипеде, — научиться держать равновесие…
Причем, как и велосипед, джамперы надо подбирать по своему росту и весу. Если вы весите, например 60 кг, то и модель надо брать соответствующую, сообразно надписи на рессорах. Набравшись опыта и веса можно переходить на модели с более мощной рессорой. Серьезные бокеры покупают модели, предназначенные для людей тяжелее их на 20–25 кг — на них прыжки получаются выше.
Научиться ходить на джамперах можно за один день. Но при этом стоит обратить внимание на технику безопасности и предусмотрительно надеть шлем и защиту с наколенниками, которая обычно используется при катании на роликах или доске. Кроме того, начинать тренировки лучше всего на стадионе, спортивной площадке возле дома, но никак не на улице.
Сложность в том, что при беге надо поймать ритм, а дальше тратить силы на его удержание и равновесие. Научиться прыгать еще сложнее: для этого требуется забыть о том, как мы делаем это обычно. Техника здесь другая, напоминающая ту, что используется при прыжках на батуте.
Поделиться книгой: