Помоги проекту - поделись книгой:
Первыми такие аппараты начали конструировать ихтиологи, им давно уже необходимы точные кибернетические копии, например, морского окуня, чтобы запустить такого робота в стаю настоящих рыб. Мигрируя вместе с ними, рыба-робот даст возможность проследить маршруты движения косяков, раскроет исследователям многие тайны жизни обитателей морских глубин.
И вот японская компания
Эта работа не единственная в своем роде. В Техасском университете (США) недавно была испытана модель метровой длины, которая тоже умеет вилять хвостом. Ее изготовили из сплавов с памятью формы, которые изгибают корпус, имитируя взмахи рыбьего хвоста…
Техасцы, правда, конечной целью своего проекта видят создание настоящей субмарины, которая сможет совершать дальние путешествия в глубинах океана. И эта идея родилась потому, что подлодки все еще сильно шумят и требуют для перемещения колоссальных затрат. Они не скользят в воде, а как бы проламываются сквозь водную толщу, и субмарину легко обнаружить по кильватерному вихревому следу. Однако, чтобы заменить на подлодке привычный винт хвостовым плавником, нужно в принципе изменить привод и вместо привычных электромоторов использовать искусственные мышцы.
Испробовав множество вариантов, исследователи решили в основу искусственных мускулов положить, как сказано, свойство некоторых сплавов сжиматься при нагревании и расширяться при охлаждении, причем коэффициент полезного действия такого движителя может быть очень высок.
Корпус экспериментального аппарата разделен на шесть жестких отсеков. Они соединены друг с другом тросами из сплава никеля и титана под названием нитинол и уравновешены при помощи пружин (см. рис.).
Когда электрический ток нагревает тросы, они сокращаются, заставляя изгибаться всю конструкцию. Но стоит отключить напряжение, как тросы возвращаются к своим первоначальным размерам. Причем, как полагают специалисты, такой привод потребует в 2–3 раза меньше энергии, чем традиционный, винтовой.
Импульсное регулирование подачи электротока позволяет лодке извиваться, как рыбе. Исследователям удалось уже добиться, чтобы хвост производил до пяти колебательных движений в секунду. Но какая достигается при этом скорость движения, они умалчивают, ссылаясь на военную тайну.
Главная проблема — подобрать подходящий источник питания для подлодки-рыбы. Опытные образцы пока подключают к силовым кабелям. Но на их «привязи» такой робот способен плавать лишь в сравнительно небольшом бассейне. Так что в будущем ученые рассчитывают на топливные элементы (подробнее мы писали об их устройстве, в частности, в «ЮТ» № 7 за 2003 г.).
Реактор в клетке позволяет растению не замерзнуть
Новые открытия наших ученых привлекли внимание всего мира к способностям растений, о которых недавно еще никто и понятия не имел. Сенсационный доклад, с которым выступил недавно на знаменитой закрытой (ее доклады не публикуются) Гордоновской конференции заместитель директора Сибирского института физиологии и биохимии растений (СИФИБР), профессор Виктор Кириллович Войников, вызвал такой интерес, что организаторы приняли решение следующую конференцию провести в Иркутске, где расположен институт.
Что же так удивило ученых?
Во время весенних и осенних заморозков садоводы и огородники устраивают дымовую завесу в садах, прикрывают всходы парниковой пленкой…
Оказывается, в принципе, этого можно и не делать, если повысить зимостойкость самих растений, вовремя «включить» те механизмы защиты, которые имеются в самих растениях.
Как выяснили сибирские ученые, в момент охлаждения в тканях некоторых видов растений — например, озимой пшеницы — в течение первого часа температура повышается на 4–7, а иногда даже на 10 °C. Российские исследователи, изучавшие это явление, пришли к выводу, что основную роль тут играют стрессовые белки, или белки холодового шока.
Ученые СИФИБРа обнаружили их первыми в мире. Прежде было известно только о белках теплового шока. Да и вообще считалось, что, когда температура понижается, активизации деятельности в клетке быть не может.
Как и во всех живых организмах, в растениях есть особые органы или органеллы — митохондрии. Так называются своего рода энергетические станции клеток. Как установили ученые, при определенных условиях они могут преобразовывать химическую энергию, запасенную в клетке, в тепло. Работы сотрудников лаборатории СИФИБРА позволили понять неизвестные раньше секреты жизни растений, механизмы их защиты от неблагоприятных условий. А это, в свою очередь, открывает огромные возможности при работе с растениями, например, для их целенаправленной селекции. Теперь открыта дорога к выведению таких сортов той же озимой пшеницы, которой не страшны не только заморозки, но и настоящие морозы. А может быть, в наших широтах начнут вызревать кокосы и бананы?
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
ЗАЧЕМ НУЖНЫ БАБУШКИ? Как ни странно, долгое время исследователи глубоко не интересовались этим вопросом. А когда наконец провели серию исследований, то удивились, сколь важна оказалась роль бабушек в жизни подрастающего поколения. Оказывается, еще при первобытно-общинном строе бабушки помогали матерям уберечь малых детей от всевозможных опасностей, присматривали за ними, пока родители ходили на охоту, рыбалку или за съедобными кореньями. Причем, если почему-либо такого присмотра не было, риск погибнуть еще в раннем детстве у того или иного индивидуума возрастал вдвое. И в наши дни малыши, за которыми присматривают бабушки, болеют в 2–3 раза реже, чем те, что вынуждены посещать детские ясли и сады.
СПУТНИК СЛЕДИТ ЗА «ПУЗЫРЕМ». Недавно на орбиту была запущена новая серия научных спутников, которые отличаются от своих предшественников меньшим весом и стоимостью. Тем не менее, возможности их стали ничуть не меньше, а иной раз и больше, чем у их крупногабаритных предшественников.
Так, скажем, спутник «Чипсат» по внешнему виду похож на чемодан. Весит он всего 60 кг. Однако установленный на нем плазменный спектрометр способен оценить особенности строения межзвездной среды, заполняющей пустоту, образовавшуюся 10–12 млн. лет тому назад после взрыва сверхновой в окрестностях нашего Млечного Пути.
Говоря иначе, спутник будет изучать так называемый локальный пузырь диаметром в 300 световых лет, который заполнен более разреженным газом, чем межзвездное пространство в среднем. А это, в свою очередь, позволит лучше понять механизм образования газовых сгустков, из которых в конце концов формируются новые звезды и планеты.
ВПЕРЕД, НА МАРС! Инженеры калифорнийской Лаборатории реактивного движения в Пасадене готовят запуски в мае — июне 2003 года двух новых автоматических зондов для исследования Марса. Оба они опустятся на поверхность Красной планеты в начале 2004 года и проведут зондирование марсианской почвы с целью обнаружения в ней воды и следов жизни. Сейчас инженеры разрабатывают новые приемы мягкой посадки аппаратов и опробовают новые абразивные головки, предназначенные для сверления марсианских пород. Общая стоимость проекта — 1 млрд. долларов.
ДОКАЗАНО: ТЕПЛЕЕТ! Сотрудники Всемирной метеорологической организации при ООН посчитали, что самым теплым годом за последние 140 лет, когда проводились регулярные метеонаблюдения, был 1998 год. Прошедший 2002 год стоит на втором месте. А последнее десятилетие было вообще самым теплым в истории цивилизации. Таким образом можно считать доказанным, что глобальное потепление уже началось. Причем разогрев планеты идет быстрее, чем когда-либо, полагают специалисты.
С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА
Дуэль ракеты и самолета
Дуэль ракеты и самолета — это настоящая дуэль умов. С точки зрения пилота или конструктора самолетов ракета — крохотный, быстрый и страшный хищник. Из-за малых размеров и очень большой скорости стрелять в нее бесполезно. Но можно ее обмануть. Дело в том, что ракета почти слепа.
Например, в головной части ракеты, наводящейся на цель по ее тепловому излучению, у нее всего лишь один «глаз» — линза, собирающая инфракрасные лучи на матрицу фотоэлементов. С одним глазом нельзя отличить, что дальше, а что ближе. (Поэтому нам с вами природа дала два глаза, а, например, пауку — целых восемь.) Эта матрица не замечает ничего, кроме сильно нагретых тел. Если взглянуть на мир «глазом» ракеты, получится, что она летит в кромешной тьме, видя лишь двигатели атакуемого самолета как бесформенное, расплывчатое облако, ибо число элементов в матрице фотоэлементов ее глаза сравнительно невелико. Да и «мозга» — системы технического зрения, способной как-то оценить форму поражаемого объекта, у ракет пока нет. Потому если вдруг в «глаз» ракеты попадет откуда-то со стороны яркий луч света, она собьется с пути.
Этим давно уже пользуются военные летчики, танкисты, да и все, кто защищается от ракет, выбрасывая при малейшей опасности в большом количестве ярко горящие в воздухе термитные шашки — ложные цели.
В последнее время и пассажирские самолеты стали оснащать устройствами для пуска ложных целей, поскольку мобильные ракеты с тепловым самонаведением, например «Стингеры», стали доступны террористам.
Главное преимущество головок теплового самонаведения в том, что их можно сделать меньше наперстка. Поэтому их широко применяют в небольших зенитных ракетах и в наводящихся на излучение танковых двигателей противотанковых снарядах. Но, как показывает практика, тепловое наведение недостаточно надежно. Во время войны за Фолклендские острова английские войска применили против наземных целей ракеты с лазерным наведением.
Вот как они действуют. Цель, например здание, освещают лазером, и на ней появляется яркое пятно. На это пятно так же, как на излучение двигателей, наводится ракета.
Поскольку излучение лазера сосредоточено в узком спектральном диапазоне, то ожидалось, что помехи такой системе создать трудно. Но аргентинские войска просто-напросто разводили костры, и многие английские ракеты «самонаводились» на их огонь.
На крупных ракетах применяют активное самонаведение с собственным радиолокатором в головной части. Такой радиолокатор ощупывает пространство короткими импульсами радиоволн. После встречи с целью они отражаются и возвращаются в антенну. Приняв отраженный импульс, радиолокатор определяет направление на цель и время движения импульса радиоволн туда и обратно. Зная его, можно определить расстояние до цели.
Головка активного самонаведения не столь слепа, как тепловая. Она может определить и скорость, и расстояние до цели, а потому ее не так уж легко обмануть. Хотя и возможно. В годы Великой Отечественной войны с самолета сбрасывали ленты обычной алюминиевой фольги. Поскольку они прекрасно отражают радиоволны, на экране обычного радиолокатора тотчас же появлялись ложные изображения, и оператор системы ПВО не мог найти среди них настоящее, чтобы управлять огнем зенитных орудий, а запущенная ракета мгновенно теряла цель. С этим научились бороться довольно быстро.
В радиолокации есть одна тонкость. Если самолет удаляется от локатора, то длина отраженной от него волны увеличивается. А если он приближается к локатору, то длина отраженной волны уменьшается. Это явление называется эффектом Доплера.
Самолет уходит от ракеты со скоростью сотни метров в секунду, а листочки фольги почти неподвижно парят в воздухе. Благодаря эффекту Доплера длина радиоволн, отраженных от листочков фольги, оставалась почти неизменной, такой, какой ее генерировал передатчик локатора. Зато волны, отраженные от самолета, получались заметно длиннее. Приемник радиолокатора устроили так, что он принимал только более длинные волны.
В хаосе отраженных импульсов он надежно определял местонахождение самолета. Уже вскоре после войны радиолокаторы, используя этот эффект, научились фольгу не замечать.
Но соревнование продолжалось. На самолете поставили пару: приемник и мощный передатчик. Приемник мгновенно определял частоту, на которой работал передатчик ракеты, и так же мгновенно настраивал на эту частоту свой передатчик. От его мощного сигнала приемник ракеты захлебывался и переставал что-либо принимать.
Самолет вновь победил ракету. Но и ракетчики не дремали. Есть множество способов сделать радиолокатор нечувствительным к таким помехам. Например, быстро перестраивать частоту или хитроумно кодировать его сигналы. Разумеется, создатели ракет всю эту систему мер держат в глубочайшем секрете. Те же, кто от ракет защищается, стараются ее раскрыть всеми доступными способами.
Кадры кинохроники первых лет войны во Вьетнаме запечатлели первое столкновение американских истребителей с советскими зенитными ракетами. (Запускали их вьетнамские бойцы.) Тут поначалу все выглядело просто: заметив пуск ракеты, летчик тотчас катапультировался. Но потом американцы изучили работу систем наведения наших ракет и научились ее подавлять. Особенно успешно противостояли ракетам американские стратегические бомбардировщики Б-52. Сотни этих самолетов сбрасывали на Ханой по 4–5 тысяч тонн бомб за каждый налет. На борту каждого из них стояло несколько мощных радиопередатчиков.
Кроме того, на Б-52 были ракеты-ловушки, совершенно не отличимые от него по изображению на экранах радаров. Вот, например, «Грин Квэйл». Это был маленький, уродливый на вид самолетик с размахом крыльев около пяти метров. Благодаря своей причудливой форме он отражал все падавшие на него радиоволны, возвращая их именно туда, откуда они были посланы, и на экране радиолокатора выглядел таким же ярким пятном, как гигантский бомбардировщик. Каждый Б-52 мог нести по четыре «Грин Квэйла», и каждый из них отвлекал ракету на себя. Впоследствии были созданы более компактные ракеты-ловушки. Их на каждом самолете было по нескольку десятков.
Постановка помех передатчиками и пуск ракет-ловушек согласованно управлялись мощным бортовым компьютером. А в те времена (конец 60-х — начало 70-х гг.) такие компьютеры были достаточно тяжелы и громоздки. Их мог поднимать лишь достаточно большой самолет. Но, несмотря на это, восемь Б-52 было сбито именно зенитными ракетами.
Если во Вьетнаме борьба между ракетой и самолетом выглядела как настоящая дуэль умов, то в упомянутой уже Фолклендской войне все было несколько иначе.
Весной 1982 года к островам подошла английская эскадра из 137 кораблей. Флот Аргентины был слаб, и она прибегла к атакам с воздуха. В результате семь английских кораблей было уничтожено и десять повреждено. Решающую роль в этом сыграли французские противокорабельные самонаводящиеся ракеты «Экзосет».
Возможно, англичанам пришлось бы отдать Фолкленды, но на фирму, выпускающую ракеты, оказали дипломатический нажим, и она сообщила англичанам все требуемые технические подробности; английский флот получил от ракет защиту. Англия победила. В результате развития компьютерных технологий современные ракеты стали значительно «умнее» прежних. Общая тенденция к миниатюризации электроники позволяет сегодня даже на истребители ставить столько аппаратуры, сколько раньше мог поднять лишь тяжелый бомбардировщик. И теперь все боевые операции сопровождаются сильнейшими помехами, сквозь которые, казалось бы, радиолокатору не пробиться. Такое положение возникало уже много раз на протяжении последних пятидесяти лет, грозя окончательно сделать самолет хозяином неба.
Но тут возможны неожиданные повороты. Станции помех на каждом самолете — это прекрасно! — решили ракетчики. И были созданы ракеты, автоматически наводящиеся на станцию помех или сигнал радиолокатора. С этой проблемой летчики справились без сверхвысоких технологий, за счет одной лишь смекалки, вспомнив, как создавалось отражение радиоволн лентами фольги. Поскольку сегодня радиолокаторы работают на более коротких волнах, вместо лент применяют диполи — металлические иголки длиною в несколько сантиметров. А так как фольга и диполи всего лишь переизлучают падающие на них волны, им в помощь нашли новое средство — активный ретранслятор. Это широкополосный усилитель высокой частоты, который переизлучает любые падающие на него радиоволны. От крохотного ретранслятора сброшенного с самолета, возникают такие же помехи, как от целого облака диполей.
В наши дни атакующие самолеты создают позади себя отражающее радиоволны облако диполей и ретрансляторов. Прятаться за ним никто не пытается: служит оно для иных целей. Самолеты наводят на него узкие пучки волн от своих бортовых станций помех. Эти волны переизлучаются облаком, и противник наводит на него все свои средства обороны, в том числе и ракеты… Казалось бы, уж теперь-то самолет станет хозяином неба. Но вы сами, наверное, понимаете, что это не так. Уже найдены новые решения, о которых мы расскажем в другой раз.
ВЕРСИИ
Ловите динозавров!..
Недавно британский профессор Энди Гейл из Университета Гринвича потряс своих коллег сенсационным сообщением. Если перевести научный доклад на общедоступный язык, получается, что общепринятая теория, согласно которой динозавры вымерли 65 млн. лет назад, не заслуживает ни малейшего доверия.
Согласно общеизвестным фактам, считается, что предки динозавров (листрозавр, мастодонт и другие) появились на Земле около 350 млн. лет назад и достигли своего расцвета в эпоху мезозоя (250 — 65 млн. лет назад), после чего вдруг исчезли.
Причин тому называют несколько. Так, полагают, резкое похолодание привело к тому, что с поверхности Земли стали исчезать хвощи — любимое лакомство динозавров. И гиганты вымерли от холода и голода.
Но почему вдруг изменился климат? Некоторые исследователи утверждают, что виной тому гигантский метеорит. Когда это раскаленное тело упало в океан, плотная облачность надолго закрыла доступ солнечным лучам к поверхности Земли. На планете резко похолодало…
Согласно другой гипотезе, тоже «метеоритной», на Землю из космоса попали микробы, бактерии и вирусы. Они и вызвали мор среди гигантов.
Эти и другие подобные рассуждения и попробовал опровергнуть профессор Гейл с помощью известных ему фактов и доводов. Да, считает ученый, время от времени на Земле случаются засухи, наводнения, землетрясения и даже подвижки континентов, а также возникают озоновые дыры и вспышки солнечной активности. Любое из этих событий может привести к гибели части живых организмов на планете. Но речь должна идти о 15–20, но никак не о 85 или даже о 100 процентах живых организмов данного вида. Никакого массового мора динозавров не было — многие их виды существовали и 30, и 20 миллионов лет назад. А часть их потомков спокойно дожила даже до нашего времени — это крокодилы, вараны и т. д.
Во-вторых, никакие метеориты, хоть 10-километрового диаметра (как пишут о камне, рухнувшем некогда в районе полуострова Юкатан в Мексике), хоть 100-километрового, не способны вызвать на Земле условия, при которых динозавры погибнут, а, скажем, птицы — нет. Крупное небесное тело при столкновении может погубить всю планету, но не выборочно уничтожить часть ее фауны и флоры. Тем более что динозавры постоянно кочевали по планете (их останки находят в разных местах). И при этом вовсе не обязательно речь идет лишь о медлительных гигантах. Некоторые из динозавров, как установлено, были размером всего в 75 см, и их никак нельзя назвать неповоротливыми.
Однако, похоже, профессор добился своим докладом вовсе не того результата, на который рассчитывал. Его рассуждения вызвали новую волну интереса к поискам загадочных существ в глухих уголках Земли. Так, в прошлом году группа европейских ученых, заинтригованная регулярно поступающими из Африки новостями о встречах с доисторическими монстрами, попыталась добыть реальные свидетельства существования загадочного конгамато, о котором писал лет тридцать тому назад известный британский зоолог Айвен Сандерс. «Это было летящее огромное черное существо размером с гигантского орла, — вспоминал он. — Мне хватило один раз кинуть на него взгляд, чтобы увидеть ряд белых зубов и кожаные крылья»…
Сандерс вовремя среагировал и, нырнув в воду, спасся от атаки. А когда стал расспрашивать о чудище местных жителей, оказалось, что многие слышали о его существовании и даже знают, что конгамато гнездятся в пещерах скал, откуда берет начало река.
Говорят, что хищных птерозавров, приспособившихся к современным условиям обитания, наблюдают на западе Замбии, возле границы с Конго и Анголой, где они охотятся по руслам рек. К врачам не раз обращались пострадавшие с чудовищными ранами на теле. Они твердили, что подверглись нападению демонов — огромных птиц с большими зубастыми клювами, вырывавшими из тела куски мяса.
Поделиться книгой: