Помоги проекту - поделись книгой:
Тем не менее, такое устройство напомнило мне своим весом и габаритами фотоаппараты с треножниками конца XIX века. Носить их под силу лишь атлету. Иное дело сейчас — не всякий фотоаппарат даже разглядишь, настолько эта техника стала легкой и компактной. Примерно такой же путь совершенствования прошли и гравиметры — некоторые из них имеют сегодня размеры с пачку сигарет.
Однако мы забежали вперед. С помощью первых гравиметров исследователям удалось лишь уточнить форму Земли. Да и то не очень точно. Чтобы провести дальнейшие исследования, ученым необходимо было резко повысить точность измерений. К слову, сейчас они ведутся с точностью 10-8—10-9, по крайней мере, не хуже, чем 10-6.
Понять сложность задачи можно на примере. Идет по морю корабль. Глубина под ним примерно километр. Но капитан хочет знать глубину с точностью до миллиметра. И прибегает, скажем, к помощи эхолота. Но прибор сам имеет какую-то погрешность, да еще корабль бросают то вверх, то вниз гигантские волны. В общем, помехи в работе Железняка и его коллег исключительно велики.
Во-первых, Земля, как сказано, не круглая, да к тому же неровная — там горы, здесь — низменности. При этом две трети земного шара залиты водой, а рельеф океанского дна долгое время был тайной за семью печатями.
Во-вторых, та же Луна гоняет по поверхности нашей планеты волны приливов. Причем не только по воде, но и по суше. Мало кто знает, что земная кора под влиянием притяжения естественного спутника нашей планеты ежесуточно поднимается и опускается с амплитудой примерно в полметра.
В-третьих, сама по себе земная твердь только так называется. На самом деле она все время «дышит» — в ее недрах постоянно происходят разного рода сейсмические процессы, влияющие среди прочего и на геометрию планеты.
В-четвертых, приборы, работающие с миллионной точностью, могут сбиваться, что называется, даже от пристального взгляда. А уж колебания температуры, атмосферного давления и прочих параметров они чувствуют куда острее любого ревматика или гипертоника.
И это еще далеко не полный перечень помех. Не будем его продолжать, а лучше поговорим о том, как специалисты смогли их одолеть.
Здесь уместна аналогия с историей часов. Помните, когда человечество перешло от солнечных, водяных и песочных часов к механическим, первые «ходики» размещались в городских башнях — настолько громоздки они были. Со временем часы с маятником мастера смогли уменьшить до таких размеров, что они стали помещаться в обычном доме; бабушкины часы с кукушкой — наглядный тому пример. Но сейчас ими редко кто пользуется; в ходу больше даже не карманные, а наручные часы — механические, кварцевые или электронные.
Примерно такой же путь совершенствования прошли и магнитометры. Трубу со свободно падающим шариком в конструкции гравиметра заменил сначала качающийся маятник, период колебаний которого зависит от силы земного тяготения, а затем и шарик, подвешенный на пружинке тоже своего рода балансир.
Однако если просто подвесить шарик весом в 1 грамм на тоненькой пружинке, он будет колебаться в первую очередь отнюдь не от изменения силы тяжести, а от одной (или совокупности) тех помех, о которых шла речь выше. Так что пришлось нашим ученым и конструкторам придумывать всевозможные ухищрения, чтобы от них «отстроиться».
Для того чтобы шарик не чувствовал: вибраций, его закрепляют на растяжках из кварцевых нитей, помешают в специальную жидкость, от одного названия которой у вас может закружиться голова, но которая обладает множеством достоинств — она не меняет своего состава на протяжении многих лет, практически не меняет свою плотность при изменении температуры, является идеально прозрачной, так что не мешает наблюдениям и т. д.
Кроме того, всю эту систему помещают в герметичный корпус, термостатируют, размещают на специальной гироплатформе, призванной сохранять стабильность при возможных сотрясениях. Добавьте сюда еще приспособления для снятия информации, преобразования ее в форму, удобную для компьютера, устройства для юстировки — настройки системы — и вы поймете, почему работы по созданию и усовершенствованию гравиметров велись не год и не два…
Теперь давайте поговорим о том, для чего все это надо. В конце концов, уточнение формы Земли — не такая уж насущная проблема, чтобы заниматься ею многие десятилетия…
В лаборатории, где мы разговаривали с Л.K. Железняком, висит на стене огромная карта земного шара. На ней показаны не только возвышенности и низменности, имеющиеся на суше, но и все подробности рельефа морского дна. Имеется тут и еще одна карта, густо испещренная сетью загадочных точек.
Причем одну из этих точек мне довелось увидеть собственными глазами — прямо на полу лаборатории красовался медный кружок с выбитыми на нем цифрами. Оказалось, что таким образом обозначено место, где местная величина гравитации измерена с особой тщательностью.
К этим точкам, подобно геодезистам, гравиметристы и «привязывают» свои текущие измерения. А для того чтобы их сделать, по всему миру отправляются специальные экспедиции с установленными на самолетах, кораблях, автомобилях и прочих средствах транспорта гравиметрами.
Не один десяток лет отдал таким экспедициям и Леонид Кириллович. Причем ему довелось в основном плавать, потому что его узкая специализация — морские гравиметры. Те самые, что работают в наиболее сложных условиях — ведь штиль на море бывает не так уж часто.
«Поначалу и я сам, и наши приборы страдали морской болезнью?», — вспоминает ученый. Однако со временем обрел устойчивость не только вестибулярный аппарат самого исследователя; созданные им и его коллегами приборы стали давать правильные показания даже в штормовую погоду.
Нужно же это вот для чего. Задумывались ли вы когда-нибудь, как подводные лодки находят дорогу в океане? Ведь движутся они на большой глубине, в кромешной тьме, где даже морских звезд, не говоря уж небесных, не видно. Причем зачастую пути их проходят подо льдами, вынырнуть из-под которых — большая проблема. Да и по военным соображениям делать этого не стоит — спутник-шпион или иной охотник за подводными лодками тут же засечет ее появление… В высоких же широтах магнитный компас попросту бесполезен. Куда, по-вашему, должна указывать его стрелка в районе полюса?
Вот и ориентируются подводные штурманы по изменениям гравитационного поля Земли. Но чтобы они смогли это делать, гравиметристы должны были составить подробнейшие карты гравитационного поля планеты, «проутюжив» все моря-океаны со своими приборами. Так что пришлось Железняку с коллегами совершить не один десяток морских путешествий, добираясь далее до Австралии и Антарктиды.
Еще точные данные о земном тяготении в данной точке и в данный момент нужны при запуске баллистических ракет. А их, как известно, запускают как с подводных лодок, так и с надводных кораблей, причем в любую погоду — коль на то есть необходимость. И здесь свою службу несут гравиметры, созданные нашими специалистами.
Используют данные гравиметрии и в мирных целях. Например, гравиметр, поставленный на самолет, позволяет точно оконтурить границы нефтегазового месторождения. Ведь пустоты в земле, где хранятся подземные клады, имеют меньшую плотность, чем окружающая порода, а значит, и гравиметр покажет меньшую величину. Так же могут быть обнаружены и рудные залежи.
Не забыты и чисто научные задачи. Гравиметры, как уже говорилось, не только помогли ученым выявить истинную форму Земли, но и позволяют понять, где именно пролегают границы литосферных плит. А это весьма важно, в частности, для прогнозирования сейсмичности того или иного района. Так что «шарик на пружинке» еще не сказал своего последнего слова в науке.
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Проекты профессора Полякова
О том, что ракета не лучший транспорт для доставки людей и грузов в космос, говорят уже многие. Но чем ее заменить?
Оказывается, вариантов не так уж мало. Мы уже писали, например, о «вселенском поезде» А. Юницкого, о том, как идея космического лифта, некогда выдвинутая ленинградским инженером-изобретателем Ю. Арцутановым, постепенно начинает претворяться в жизнь.
Сегодня же расскажем о проектах профессора Астраханского государственного университета, академика Российской Академии космонавтики имени К.Э. Циолковского Георгия ПОЛЯКОВА.
Вы когда-нибудь обращали внимание, что в составе грузов, доставляемых на МКС очередным «Прогрессом», обязательно числится вода? А как же иначе! Без воды, как без воздуха и пищи, человек обойтись не может. Более того, вода необходима для многих производственных процессов, которые со временем будут вестись на орбите как около пашей планеты, так и возле Луны, Венеры, Марса…
Воды понадобится много, и пересылать ее на орбиту контейнерами окажется слишком накладно. Есть, правда, еще одна идея: поймать ледяной астероид или комету, подогнать их на околоземную орбиту и получать воду изо льда. Однако это тоже не очень просто и дешево.
Профессор Г.Г. Поляков предлагает создать систему промышленных водоводов, которые будут поставлять жидкость на орбиту с поверхности Земли. Причем, полагает ученый, такая доставка может стать по существу бесплатной.
Самое сложное и дорогое — построить сам трубопровод. Но здесь, как полагает Поляков, специалистам вполне может пригодиться опыт создания космического лифта. Протянув его ленту от Земли до орбиты, специалисты смогут затем параллельно протянуть и трубу из наноуглеродного материала, созданного недавно в Японии. Материал этот очень легок и прочен, так что, по расчетам ученого, при внутреннем диаметре трубы 35,68 мм и внешнем — не менее 46,88 мм, мы получим трубу достаточной прочности, масса которой составит «всего» 150–200 т.
Конечно, это немало. Но в том-то и вся «изюминка» проекта, что на трубу будут действовать не силы тяжести, сдавливающие ее, а центробежные силы растяжения, и это позволит сделать конструкцию намного легче.
В общих чертах устройство космического водовода профессор Поляков видит таким. Основание этой «водонапорной башни» устанавливается на якоре, расположенном на дне водоема — скажем, большого озера или водохранилища.
В простейшем случае, труба из точки
Ну, а выше точки
На рисунке показаны также различные модификации водовода, которые могут оказаться оптимальным не только для Земли, но и для Марса, спутников планет-гигантов, где тоже могут быть источники воды.
Цифрами обозначены: 1 — труба; 2 — баки с морозильными установками; 3 — центробежные электронасосы; 4 — турбоэлектрогенераторы.
Примерно таким же способом, как воду, на орбиту можно поднимать и контейнеры с грузами. Именно для этого профессор Г.Г. Поляков разработал проект самоуравновешенного вертикального космического контейнера — ЛСВК, который будет транспортировать грузы с экватора планеты на гиперболические траектории, ведущие на околосолнечные орбиты.
Такая система будет состоять из двух колес-шкивов
Этот блок помещается в точке
Контейнеры с грузами нужно будет располагать на специальных подставках по трассе вдоль экватора. Транспортер будет двигаться по трассе, подхватывать упаковки с грузами и, поднимая их до высшей точки, выбрасывать затем в космическое пространство. Здесь контейнеры соберут опять-таки космические буксиры, которые доставят их по назначению.
И наконец, чтобы связать между собой будущие марсианские поселения, профессор Г.Г. Поляков предлагает уникальную транспортную систему. Вдоль марсианского экватора по наиболее удобным параллелям будут проложены кольцевые железные дороги. Только составы по ним будут двигать не локомотивы, а… спутники Марса Фобос и Деймос. С каждого из них до марсианской поверхности спустят прочные тросы с прицепными устройствами. Стоит прицепить к такому тросу состав — и, скажем, Фобос, движущийся вдоль марсианского экватора в своем суточном движении, потянет за собой состав. А неподалеку от станции назначения достаточно будет отцепить трос и включить систему торможения.
После того как состав будет разгружен, останется подождать, пока над станцией не проследует в обратном направлении Деймос. Состав снова прицепят к тросу, и он двинется в обратный путь, отвозя встречный груз.
Конечно, это пока всего лишь эскизное решение транспортной проблемы, но его ценность опять-таки в том, что для движения транспорта используются исключительно природные силы.
СУМАСШЕДШИЕ МЫСЛИ
Кто живет на Утренней звезде?
В апреле 2000 года на орбиту вокруг Венеры вышел межпланетный исследовательский зонд Европейского космического агентства. Задача этого зонда, названного Venus Express («Венерианский Экспресс»), — детальнее обследовать атмосферу и поверхность планеты, а также поискать на ней следы жизни. Но стоит ли искать жизнь на планете, атмосфера которой при давлении в 90 атмосфер наполнена едкой серой, выдыхаемой вулканами, а на поверхности царит жара в 480°C? Давайте попробуем разобраться.
«Венера должна быть безжизненной», — категорически утверждает профессор Кевин Занль, работающий в научно-исследовательском центре НАСА имени Эймса в Калифорнии. Но у него есть оппоненты. И в самом деле: почему мы привыкли считать, что огонь несовместим с жизнью? Вспомним хотя бы сказки и легенды разных народов мира. В них обязательно присутствуют драконы, саламандры, птица феникс, возрождающаяся из огня… И вот что интересно. Если в сказке фигурирует волшебная палочка или огниво, исполняющее все желания обладателя, понятно: люди издавна мечтали сделать жизнь легче, хотели, чтобы все делалось «по щучьему велению»… Но какой смысл придумывать, скажем, трехглавого, дышащего огнем Змея Горыныча?..
Поделиться книгой: