Помоги проекту - поделись книгой:
Впрочем, сама по себе идея создания подводного судна была впоследствии осуществлена другими изобретателями, и наши соотечественники были не в последних рядах. Например, первый успешный запуск ракет с подводной лодки был осуществлен на Неве с субмарины конструкции нашего соотечественника Карла Андреевича Шильдера. И было это еще во времена А.С.Пушкина, 29 августа 1834 года.
И раз за разом при испытаниях, а тем более попытках боевого использования субмарин становилось все очевиднее, что подводникам крайне необходимы «глаза» и «уши», а также средства связи с берегом, чтобы вовремя получать оперативную информацию и приказы.
И не удивительно, что почти одновременно с радиофикацией надводного флота начались эксперименты в области подводной связи. Этим занимался один из сподвижников А.С.Попова — инженер Балтийского судостроительного завода Р.Г. Ниренберг.
Уже в 1909 году была предпринята попытка связи по радио между подлодкой «Карп» и броненосцем «Три Святителя». Выяснилось, что принимать радиосигналы лодка могла, только находясь на поверхности; радиоволны, хорошо распространяющиеся в атмосфере, практически не проникали под воду.
Поэтому на подводном флоте начал интенсивно развиваться гидроакустический вид связи. Одним из первых природное свойство звуковых волн хорошо распространяться в воде использовал английский физик Томас Грин Фессенден.
В 1912 году он разработал электромагнитный «колокол», который позволил осуществлять связь между подводными судами путем передачи сигналов азбуки Морзе.
Природное свойство звуковых волн стали использовать и для создания навигационных приборов. Подводная навигация невозможна, например, без эхолота, прибора, созданного в 1913 году немецким физиком Альфредом Бемом. Изобретатель воспользовался тем обстоятельством, что звук в воде распространяется приблизительно со скоростью 1500 метров в секунду и отражается от дна. Если знать время между моментом излучения звука и возвращением отраженного звука, можно определить глубину моря.
Любая современная подводная лодка, кроме прочего, обязательно имеет на днище ультразвуковой передатчик и приемник, соединенный с самописцем, который непрерывно вычерчивает профиль морского дна.
Каких высот или, точнее, глубин достигла ныне способность современных атомных субмарин ориентироваться в морских глубинах с помощью эхолокаторов, как они поддерживают связь друг с другом и с берегом, подробно рассказано, например, в детективном техноромане Тома Клэнси «Охота за «Красным Октябрем».
Современные субмарины и в самом деле способны обнаруживать друг друга за многие мили. Клэнси только забыл сказать, что во многом своему «прозрению» подводники обязаны… дельфинам. Именно наблюдения за ними позволили исследователям в области подводной навигации узнать, как эти животные ориентируются даже в мутной воде. Оказалось, что дельфины могут производить своеобразные вибрирующие движения головой, излучая при этом до 200 ультразвуковых импульсов в минуту. По сути, каждый дельфин имеет в личном пользовании уникальный природный гидролокатор, который помогает ему не только добывать пропитание, но и передавать информацию.
Подобные локаторы стоят теперь и на подводных лодках. Однако новая проблема не заставила себя долго ждать.
Хотя в морях-океанах и существуют особые акустические каналы или коридоры, позволяющие иной раз транслировать ультразвуковые сигналы от одного берега океана до другого, таким способом невозможно пользоваться для связи с командованием на берегу. Пришлось снова обратиться к радио. Проведя серию исследований на разных частотах, инженеры нашли возможность использования для связи с субмаринами сверхдлинных радиоволн. Но длинные волны требуют и антенн больших размеров. Для этого, говорят, на суше устраивают огромные антенные поля, а сами подлодки в случае необходимости выпускают и тянут за собой длиннейшие буксирные антенны.
Еще один способ связи — с помощью сине-зеленых лазеров, луч которых меньше всего ослабевает в воде. Согласно некоторым данным, таким образом сейчас осуществляется связь между подлодками и спутниками, висящими над ними. Но как именно работает подобная техника — военная тайна. Все тщательно засекречено.
Единственное, что еще можно сказать по этому поводу: последние десятилетия связисты стали проявлять интерес не только к ультра-, но и к инфразвукам, которые обладают высокой проницающей способностью. И опять-таки дело не обошлось без подсказки природы. Полагают, что именно «инфразвуковое ухо» медуз позволяет им заблаговременно, за многие сотни миль слышать «голос» приближающегося шторма и своевременно уходить подальше в открытое море, чтобы не быть выброшенными волнами на берег.
Утверждают также, что специалисты подводной связи с интересом присматриваются к экспериментам физиков с частицами высоких энергий, например, с нейтрино, которые способны пронизать земной шар. Но до создания реальных устройств связи пока далеко.
УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
Корабли континентов
Помните: «Корабли постоят — и ложатся на курс, но они возвращаются сквозь непогоду»… Наверное, Владимир Высоцкий очень бы удивился, узнав, что написанные им строки вполне подходят не только к кораблям, но и к… континентам. Тем не менее, как полагают современные ученые, материки не только движутся, но и придерживаются в своих рейсах определенного расписания.
Для начала, глядя на глобус, попробуем мысленно сдвинуть вместе обе Америки, Евразию, Африку, Антарктиду и полуостров Индостан с Аравией, а к вновь образовавшейся береговой линии причалить Австралию и Новую Зеландию… Довольно скоро станет очевидно, что некогда части «мозаики» земной суши составляли единое целое — древний праматерик, который специалисты назвали Пангея, что в переводе означает «вся земля».
Первым заметил это известный австрийский ученый Альфред Вегенер в 1912 году. Однако ни он сам, ни его последователи долгое время не могли понять, почему континенты движутся. Хотя и выдвинули немало более или менее любопытных гипотез.
Например, американские ученые — геолог из Нью-Йоркского университета Майкл Рампино и вулканолог из научного центра НАСА Берн Обербек — предположили, что 250 млн. лет назад произошло столкновение Земли с неким небесным телом, имевшим около 10 км в диаметре. Удар невероятной силы пришелся на южную оконечность Пангеи и раскол ее на нынешние континенты.
Картина, конечно, получается впечатляющая, однако с ударной гипотезой не согласуется «расписание разъезда». Согласно данным, приведенным другими учеными, выходило, что материки разъехались не одновременно, как это должно было случиться после катастрофы, а в несколько этапов.
На первой стадии — 180–140 млн. лет тому назад — Лавразия отделилась от Гондваны. А расщепление Гондваны (праматерика, состоявшего из части современной Африки, Южной Америки, Австралии и Антарктиды) и разделение Лавразии на Северную Америку и Евразию произошло позднее. При этом североамериканская плита сменила направление движения и двинулась не на север, как раньше, а на запад.
Узнали об этом по следам. При своем движении материк, подобно ледоколу, взламывает своей тяжестью тонкую корку океанского дна, загоняя его куски вглубь, в недра планеты. Следы такой деятельности и сегодня можно обнаружить на океанском дне, расшифровать, в какое именно время она проходила. Прослеживается и траектория, направление движения отколовшегося материка.
Однако все это пока не объясняет, почему Пангея раскололась. Пытаясь ответить на этот вопрос, ученые постепенно пришли к выводу, что праматерик Пангея вовсе не был первым суперконтинентом!
Долгое время существовали, по крайней мере, две взаимодополняющие друг друга теории. Согласно первой, выдвинутой Доном Андерсеном из Калифорнийского политехнического института, суперконтиненты время от времени распадаются потому, что слагающие материк породы плохо проводят тепло в сравнении с более тонким и плотным океанским дном, состоящим из базальта. Суперконтиненты играют как бы роль одеял, которые мешают выходу тепла из недр планеты.
По мере накопления тепла плотность горных пород, лежащих в основании (литосфере), уменьшается. Это, в свою очередь, заставляет покоящийся на основании суперконтинент выгибаться, а затем и трескаться. Расплавленные породы, вышедшие из недр, быстро заполняют образовавшиеся трещины, и суперконтинент таким образом как бы растет, увеличивая свою площадь. Однако рост не может продолжаться беспредельно.
Согласно второй модели, предложенной Эндрю Хайнзом из США, в расколе суперконтинента виновато вращение Земли. Масса материков продолжает нарастать до тех пор, пока центробежные силы, возникающие при вращении, не превышают предел прочности горных пород. Они трескаются, причем трещины становятся настолько большими, что их уже не заделать расплавленной магмой, и отдельные части суперконтинента начинают разъезжаться.
Тепло, которое ранее скапливалось под суперконтинентом, получает достаточно легкий выход наружу через жерла вулканов, образующихся на побережье новых материков. Процессы растрескивания приостанавливаются. А вулканы срабатывают, подобно реактивным двигателям, которые сначала притормаживают материки, а потом заставляют их двигаться в обратном направлении.
Впрочем, по мере накопления исследовательского материала становилось очевидно, что и такая гипотеза не может претендовать на звание всеобъемлющей модели развития Земли.
В 1994 году японские геологи опубликовали 14 карт, которые были получены при помощи сейсмической томографии, то есть многолучевого просвечивания Земли сейсмическими волнами от большого числа землетрясений, принимаемых сетью сейсмических станций. Они показали неоднородность внутреннего строения Земли на глубине от 78 до 2900 км, то есть от подошвы земной коры до границы «мантия — ядро». В мантии были обнаружены как бы гигантские столбы расплавленного вещества, которые пронизывают Землю от ядра до самой поверхности.
Мантия — прослойка между твердой поверхностью планеты и ее ядром, занимающая больше восьмидесяти процентов объема Земли, предстала теперь в виде сложной системы горячих, восходящих, и холодных, нисходящих, потоков вещества.
После этой публикации началась новая эпоха в геологии. «Столбы», обнаруженные японцами, никак не вписывались в предыдущие схемы. Нужны были новые.
Коллег выручили член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук В.П.Трубицын и кандидат физико-математических наук В.В.Рыков, которые создали математическую модель, объясняющую многие вопросы земной геологии.
Совсем уж упрощенно модель наших ученых можно представить себе так. Предположим, перед нами поставлена задача: нужно создать «вечный мяч», который сам бы ликвидировал проколы и трещины на своей поверхности.
Оказывается, задачка не так уж и сложна, как может показаться на первый взгляд. Давайте воспользуемся способом, который уже применяется для саморемонта некоторых шин. Для этого между камерой и покрышкой в шину закачивают некоторое количество жидкого герметика, который имеет свойство твердеть на воздухе. Как только в шине образуется прокол, воздух, сжатый под давлением в камере, начинает выходить наружу и увлекает за собой герметик, который в присутствии воздуха полимеризуется, своеобразной пробкой затыкая прокол.
Подобным образом «ремонтирует» себя и наша планета. В то место, где образуется разрыв земной коры и происходит раскол материков, устремляется восходящий поток жидкой магмы, которая, постепенно твердея, заделывает прорыв.
Однако Земля все-таки не мяч. Помните, японские исследователи, кроме восходящих, обнаружили еще и нисходящие потоки? Планета как бы сама себя подкачивает, повышая внутреннее давление. Почему это происходит, никто пока точно не знает.
Однако для нас важно в данном случае то, что нисходящие потоки, подобно водоворотам, «затягивают» вещество земной коры, а вместе с ним притягивают друг к другу и континенты. Но стоит заткнуть «дыру» пробкой суперконтинента, как через 200 млн. лет вместо нисходящего холодного потока возникнет поток восходящий и горячий, который со временем снова разбивает континенты, разносит их в разные стороны.
Вот так они и «переезжают» с интервалом примерно в 800 млн. лет.
КОГДА РАСКОЛЕТСЯ АФРИКА?
Не надо думать, что все вышеописанные передвижения — дело лишь далекого прошлого или отдаленного будущего. В сентябре 2006 года во время землетрясения в районе Афар, располагающемся в Восточной Африке на территории Эфиопии, внезапно образовалась огромная — шириной около 8 м и длиной почти 60 км — очень глубокая трещина.
Как утверждают геологи, она возникла точно над тем местом, где граничат тектонические плиты, медленно отодвигающиеся друг от друга. Так что землетрясение, которое, кстати, сопровождалось вулканической деятельностью, лишь обнажило то, что очень долго происходило в глубинах Земли.
Спутниковые съемки показали, что по геологическим меркам разлом растет очень быстро — части материка «разъезжается» в стороны со скоростью 16 мм в год — и в будущем, видимо, разделит Африку на два континента.
По версии одного из ведущих океанологов, доктора Тима Райта из Оксфордского университета (Великобритания), как только раскол достигнет Красного моря, в него ворвется вода, которая превратит долину Афар в море или даже океан. И Африканский Рог отделится от континента. Предполагается, что процесс этот завершится через миллион лет.
ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Буль-буль компьютер
Вообще-то у этого необычного вычислительного прибора официальное название — пузырьковый компьютер. Идея вычислений с помощью воздушных пузырьков в жидкости кажется многим настолько несерьезной, что в обиходе даже сами разработчики называют свое детище «буль-буль» компьютером. Тем не менее, специалисты из Массачусетского технологического института ожидают от своего устройства вполне реальную пользу.
Поделиться книгой: