Помоги проекту - поделись книгой:
Многочисленные радары, видеокамеры и прочая наблюдательная и навигационная техника позволяет ему практически беспрепятственно производить разведку любого региона планеты.
Первоначально этого наследника знаменитых самолетов-шпионов У-2 и SR-71 будут использовать исключительно в военных целях. Потому и охраняли его в Ле Бурже особенно тщательно.
Впрочем, австралийцы в будущем намерены использовать подобные машины для мониторинга окружающей среды.
Европейцы же в лице компании ЕАДС подписали с фирмой «Нортроп-Грумман» соглашение о перспективной разработке еще более совершенной беспилотной машины «Юрохок», которая сможет проводить в воздухе без дозаправки до 40 часов. Производство этой машины намечено на 2007 год.
Правительство ФРГ приняло национальную программу «Астра» по созданию беспилотного космического корабля «Феникс» многоразового использования. Таким образом специалисты надеются значительно снизить стоимость выводимых на орбиту грузов. Кроме того, программа позволит упрочить позиции немецких фирм на перспективном рынке космических технологий.
«Феникс» — это космический аппарат нового поколения», — утверждают его разработчики. В то же время они намерены использовать опыт, который был получен в ходе работ над проектом «Зенгер», уже имеющиеся технологии и материалы. Особое внимание уделяют компьютерному моделированию и продувке опытных образцов в аэродинамической трубе.
В скором времени прототип «Феникса» без двигателей будет поднят на высоту 3,5 км на вертолете и сброшен для проверки систем ориентации и управления, которые должны 8 автоматическом режиме вывести его на посадочную полосу и приземлить.
Полученный опыт будет затем использован для разработки еще одного челнока типа «Хопер».
— Такой носитель, — говорит руководитель программы «Астра» Михаэль Оберштайнер, — позволит точно выводить спутники связи на нужную орбиту, исключив их маневрирование на собственных двигателях, как это делается сейчас. Это даст немалую экономию…
Посадку такой «челнок», первый полет которого намечен на 2015 год, будет производить, скорее всего, на посадочные полосы, расположенные на одном из островов Океании, например, на Азорских островах. После этого «Хопер» на корабле, верхом на самолете или на грузовом дирижабле «Карголифтер» будут доставлять к месту старта во Французской Гвиане, на космодром Куру. Ныне он считается одним из наиболее удобных в мире, благодаря близости к экватору.
Интерес к этому космодрому проявили ныне и российские специалисты. Многие из них полагают, что выгоднее вступить в кооперацию с французами, чем вкладывать средства в модернизацию установок на космодроме Байконур, которые функционируют уже более 40 лет. Во всяком случае, наши специалисты не прочь скооперироваться с французами и использовать проверенные носители «Союз» для вывода на орбиту космических нагрузок средней тяжести, в то время как французы сосредоточат свои усилия на доведении тяжелой ракеты-носителя «Ариан-5».
Кстати, на том же авиасалоне большой интерес среди специалистов вызвал и наш перспективный носитель «Байкал», созданный в Государственном космическом научно-производственном центре (ГКНПЦ) имени М.В. Хруничева совместно с НПО «Молния». Эта ракета нового поколения имеет собственные поворотные крылья и авиадвигатели, с помощью которых она сможет возвращаться непосредственно к месту старта для последующего осмотра, заправки и очередного запуска.
Разработано несколько вариантов использования «Байкала». Они отличаются как количеством самих ракет-носителей в комплексе, так и вторыми ступенями. Стартовая масса комплекса может меняться от 168,9 до 700 т. По словам начальника сектора международных программ ГКНПЦ Олега Соколова, первая ступень разгоняет комплекс до скорости, в 5,64 раза превышающей скорость звука, и высоты 60 км. После этого полет продолжает вторая ступень, а сам «Байкал» совершит спуск в автоматическом режиме, по-самолетному приземлившись на обычный аэродром.
Такая схема, по расчетам, обеспечивает снижение стоимости запуска от 33 до 50 %. Кроме того, первые ступени перестанут падать на землю, нанося вред окружающей среде. Летные испытания «Байкала» намечены на 2005–2006 годы.
Разработчики новых кораблей рассматривают также варианты старта «челноков» в наклонном положении с разгонной рампы (ФРГ) и даже вертикальной посадки их «на хвост». Именно такой вариант недавно испытали японские специалисты. Они же предложили проект капсулы специально для вывоза на орбиту туристов. Но об этом — в одном из будущих номеров журнала.
ГОРОДА В ОКЕАНЕ
Мы уже затрагивали эту тему (см. «ЮТ» № 10 за 2000 год). И сегодня возвращаемся к ней, чтобы наглядно показать, как будут выглядеть города в океане по представлению зарубежных специалистов.
Японский архитектор Н.Сейккеи для начала предлагает создать основание для будущего города — искусственный остров. Идеальным местом для него будет прибрежный шельф — сравнительно мелкое место с ровным дном, где и можно будет установить опоры основания для Seapolis — Мореграда. Места в нем хватит для жизни 70 000 человек. Причем, как и в обычном сухопутном городе, здесь будут не только жилые дома, но и офисы, концертные залы, скверы и стадионы, поликлиники, школы и детские сады.
Под городом, в подвальных, а точнее, в подводных этажах, разместятся склады, промышленные помещения, гаражи и ангары, а также парковочные станции для подводных и надводных судов, связывающих остров с материком.
Промышленные предприятия архитектор предлагает вынести в специальную промышленную зону, на другой остров, расположенный от жилого в нескольких десятках километров. А вот энергию волн будут использовать повсеместно, как на жилом острове, так и в промышленной зоне.
Здания высотой до 15 этажей окружат искусственную лагуну в центре острова — место для морских купаний и занятий парусным спортом. Здесь же, на понтонах, может разместиться и вертолетодром, служащий для экстренного сообщения с берегом.
Архитектор уверен, что люди, поселившись на таком острове, потом не захотят возвращаться на твердую землю. Тем более если ее время от времени сотрясают землетрясения. Штормы же или даже цунами, уверен Сейккеи, его Мореград перенесет с достаточной стойкостью.
С ним согласны и сотрудники американского концерна
А вот японские архитекторы из фирмы
Как полагают дизайнеры, именно в этих городах на воде будут использованы все те новинки, которые уже сегодня работают в экспериментальных «умных домах», управляемых компьютерами.
«Электронные домовые» (подробности о них см. в «ЮТ» № 12 за 2000 г.) будут не только поднимать жителей плавучих городов с постели, но и готовить завтрак, выполнять обязанности домашнего секретаря, робота-уборщика и делать многое другое.
К сказанному остается добавить, что все эти проекты могут быть осуществлены при соответствующем финансировании уже в первой четверти нынешнего XXI века. А плавучий город американца Н. Никсона, о котором мы рассказали в «ЮТ» № 9 за 1997 год, говорят, уже начали строить.
И еще одно замечание. Перечисленные проекты во многом перекликаются с идеями, опубликованными нашим автором В.М. Шушиным в «ЮТ» № 3 за 1998 год. И это приятно. Значит, и наши соотечественники поспевают за мировой архитектурной модой.
ПАТЕНТЫ ПРИРОДЫ
Геккон не знает физику, но использует ее законы
Исследователей давно интересовало, как геккон — довольно крупная тропическая ящерица — ухитряется свободно бегать по древесным стволам, стенам и даже потолкам, не падая. Одно время полагали, что весь секрет в уникальных присосках, которыми снабжены лапы геккона. Потом искали следы клея, которым якобы смазаны лапы ящерицы. Ну, а теперь американские ученые, кажется, додумались: «Геккон при движении использует законы субатомной физики!»
К такому выводу пришла «Команда гекко» — так называет себя группа ученых, которую возглавляют физиолог Келлар Отан из колледжа Льюиса и Кларка в Портленде, штат Орегон, и бионик Роберт Фул из Калифорнийского университета в Беркли.
Взбегая вверх по вертикали, ящерица ставит ноги так, что одна прилипшая к поверхности лапа выдерживает вес всего тела. Однако при этом не заметно, чтобы геккон прилагал какие-то усилия, чтобы оторвать «приклеенную» ногу, когда собирается сделать следующий шаг. В чем тут хитрость?
Чтобы понять это, исследователи внимательно осмотрели лапы геккона под микроскопом. При этом выяснилось, что подушечки лап снизу прикрыты листочками ткани, расположенными, подобно страницам в книге с мягким переплетом.
Поставьте такую книгу «на попа» вверх корешком и слегка прижмите. Страницы в нижней части изогнутся, разойдутся словно веник.
Сходство с веником еще больше усиливается, когда при большем увеличении становится видно, что каждый листок покрыт сотнями тысяч тонких волосков-отростков, называемых щетинками. Счет им на одной только лапке идет на миллионы. И, наконец, щетинки, в свою очередь, делятся на сотни лопатообразных кончиков, каждый из которых имеет всего 200 нанометров в диаметре (меньше, чем бактерия).
Когда исследователи, имитируя движение лапы геккона сначала прижимали щетинку к сенсору измерительного прибора, а затем отрывали, то обнаружили, что она способна сопротивляться их усилиям с силой, достаточной, чтобы выдержать вес муравья. Однако ни особого разрежения, свойственного вакуумным присоскам, ни тем более клея на щетинках обнаружить не удалось. Как оказалось, здесь работают силы Ван дер Ваальса, названные так по имени открывшего их в конце XIX века голландского физика. Или, говоря иначе, силы межмолекулярного взаимодействия.
Суть вот в чем. Каждая молекула, как известно, состоит из атомов. А те, в свою очередь, — из положительно заряженных ядер, окруженных облаком отрицательно заряженных электронов. Поскольку облака соседних атомов обладают зарядами одного знака — отрицательными, — они взаимно отталкиваются. Но разлететься атомам из одной молекулы не дают так называемые силы дисперсного притяжения, образуемые положительно заряженными ядрами.
Вот этими-то силами на субатомном уровне и ухитряется манипулировать геккон. Когда он опускает лапу на поверхность, лопаточки на конце щетинок столь плотно прилегают к ней, что вступают в действие силы Ван дер Ваальса, действующие между молекулами щетинок лапы и молекулами подстилающей поверхности.
Лапа как бы прилипает к древесному стволу или к потолку.
Однако стоит геккону чуть потянуть ее, готовясь сделать следующий шаг, как силы дисперсного притяжения перестают работать, вступают в действие силы электронного отталкивания, и лапа без труда отделяется от поверхности.
Вот, оказывается, до каких тонкостей доходит порой природа, конструируя то или иное приспособление. Теперь ее патентами пытаются воспользоваться бионики. Во-первых, они хотели бы усовершенствовать обычную липкую ленту-скотч. Ныне она, как известно, для повторного применения не пригодна — клеевое соединение разрушается. А вот ленту с искусственными щетинками можно будет использовать многократно. Причем она будет работать даже в космосе, где обычный скотч при абсолютном нуле теряет клеящие свойства. Так что космонавты смогут применять эту ленту для крепления оборудования с наружной стороны станции.
Кроме того, если снабдить волосками-щетинками «лапы» робота, есть надежда, что и он будет способен лазать по стенам. Наконец, «гекко-перчатки» и спецобувь со щетинками, наверное, с удовольствием примут на вооружение скалолазы, монтажники-верхолазы, пожарные… Ведь тогда намного упростится техника восхождения по отвесным скалам и стенам небоскребов.
Первые приспособления подобного типа уже проходят испытания. Так, немецкий изобретатель Геральд Винклер создал аппарат «Геккомат», который дает возможность человеку «разгуливать» по стенам небоскребов, скалам и прочим неприступным объектам.
Новое изобретение опробовал испытатель телепрограммы «Завтрашний мир», которую готовит научный отдел Би-би-си. Испытатель смог пройти 20 метров по вертикальной стеклянной стене и признал, что система работает вполне удовлетворительно. Но не более того… Дело в том, что изобретатель так и не смог воспользоваться силами Ван дер Ваальса и ограничился банальными присосками. Кроме того, «Геккомат» получился тяжелый: все оборудование весит около 30 кг. Присоски на лапах настоящего геккона весят куда меньше.
ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА
Появление ноля произвело революцию не только в математике
Поначалу необходимость ноля была не очевидна, ведь за этим значком не скрывается никакой реальной величины. Так — пустота, ничто! Между тем ныне на этом «пустом месте» зиждется все здание современной математики. Припишите позади любой цифры невзрачный нолик, и значение числа возрастет в 10 раз. Попробуйте разделить эту цифру на ноль, и на вас повеет бесконечностью. Наоборот, при умножении любого числа на ноль происходит крах: миллионы и миллиарды, соприкоснувшись с нолем, в ноль же и обращаются.
«В цифре ноль таится намек на неописуемое и невыразимое, в ней заключено беспредельное и бесконечное. Вот почему ее издавна боялись, ненавидели, а то и запрещали», — пишет американский математик Чарлз Сейф, автор вышедшей недавно книги «Биография цифры ноль». Некоторые факты из этого труда мы и хотим представить вашему вниманию.
На протяжении тысячелетий люди обходились без ноля: эта цифра была неведома ни египтянам, ни римлянам, ни грекам, ни древним евреям. Греки, скажем, пользовались несколькими числовыми системами. Лучшими из них были милетская и аттическая.
Первая была удобнее в письменном счете, вторая — при пользовании счетной доской (абаком).
Вот как выглядела милетская система. В ней единицы, десятки и сотни обозначались отдельными буквами греческого алфавита, например, альфа (1), бета (2), гамма (3) и т. д. Поскольку в алфавите греков было всего 24 буквы, пришлось добавить еще три буквы, заимствовав их у семитских народов: буква «фау» стала означать 6, «коппа» — 90, а «сампи» — 900. Тысячи обозначались теми же буквами, что и цифры от одного до девяти, только внизу перед ними ставили штрих.
Число «десять тысяч», или по-гречески «мириада», обозначалось буквой М. Количество десятков тысяч помечали, надписывая над М соответствующие буквы. Именно этой системой записи пользовались такие знаменитые древние математики, как Архимед и Диофант.
В аттической системе записи использовались буквы «дельта» (10), «эта» (100), «хи» (1000), «ми» (10 000), «пи» (ее появление увеличивало число в пять раз; например, если рядом были написаны «пи» и «хи», эта запись означала 5000), а также штрихи, каждый из которых означал единицу. Подобная система была и у римлян. Они использовали значки «I» (1), «V» (5), «X» (10), «L» (50), «С» (100), «D» (500) и «М» (1000).
Чтобы написать, например, число 87, поборник милетской системы Архимед обходился, как и мы, двумя символами, ставя рядом буквы «пи» (80) и «дзета» (7). Римский математик вынужден был использовать семь значков: LXXXVII, а египтянин — даже пятнадцать символов: восемь подков и семь вертикальных штрихов. Ясно, что оперировать такими числами на папирусе или пергаменте было очень неудобно.
Попробуйте для примера перемножить LXXXVII на LXXXVII!
Поэтому египтяне, греки и римляне предпочитали пользоваться счетной доской — абаком (подобные доски известны были и многим другим народам, например, китайцам и японцам). Метод счета на них в принципе был одинаков во все времена. В несколько рядов выкладывали бисеринки, пластинки, шарики, костяшки, и каждый из этих рядов соответствовал определенному разряду чисел. Пустое место подразумевало присутствие в этой «записи» ноля.
Превратившись в деревянные счеты, абак глубоко укоренился в культуре западных стран. С помощью этого несложного устройства «подбивали» итоги финансисты Англии и немецкие бухгалтеры, китайские звездочеты и счетоводы России. Наконец, многие из телезрителей были свидетелями, как на рубеже девяностых годов во время заседания Совета народных депутатов СССР тогдашний президент Академии наук при сбое электронной системы голосования, ничуть не смущаясь телекамер, достал счеты и — подобно великим математикам древности — быстренько принялся суммировать голоса, поданные «за» и «против».
Первый в истории ноль изобрели вавилонские математики и астрономы. Еще около 300 г. до н. э. ученые Вавилона в своих расчетах вовсю жонглировали «воплощенным ничто» — нолем. Впрочем, слово «жонглировали» не вполне здесь уместно, если знать, как громоздка и неудобна была их математика. Вавилоняне использовали шестидесятеричную числовую систему; основанием в ней служило число 60. Чем это плохо, сообразит каждый, вспомнив школьную таблицу умножения. Жители Вавилона, готовясь оперировать математическими значками, обязаны были помнить наизусть произведения всех чисел от «1 х 1» до «59 х 59» или хотя бы иметь под рукой обширную таблицу, где все эти произведения были перечислены.
Поделиться книгой: