Новая занимательная астрономия
Шрифт:
Все это, однако, совершенно неверно.
При каких же условиях возникает невесомость и давление на опору обращается в нуль? Это явление связано с тем, что при свободном движении в космическом пространстве и сама ракета, и все находящиеся в ней предметы под действием сил тяготения движутся с одинаковым ускорением. Опора все время как бы уходит из-под тела, и тело не успевает давить на нее.
Рис. 19. Физическая сущность невесомости.
Однако
Парадокс этот кажущийся. Выше уже отмечалось, что при возникновении перегрузок ускорения сообщаются различным точкам тела через деформацию. Другое дело, когда ракета движется в поле тяготения. В пределах размеров ракеты поле тяготения практически однородно, а это значит, что на все частицы ракеты одновременно действуют равные силы. Ведь силы тяготения принадлежат к числу так называемых массовых сил, т. е. сил, которые приложены одновременно ко всем точкам рассматриваемой системы.
Благодаря этому все точки ракеты одновременно получают одинаковые ускорения и всякое взаимодействие между ними исчезает. Исчезает реакция опоры, исчезает давление на опору. Наступает состояние полной невесомости.
Не совсем обычно должны протекать в условиях невесомости и некоторые физические процессы. Еще А. Эйнштейн задолго до космических полетов поставил любопытный вопрос: будет ли гореть свеча в кабине космического корабля?
Великий ученый ответил отрицательно — он считал, что из-за невесомости раскаленные газы не будут уходить из зоны пламени. Тем самым доступ кислорода к фитилю окажется прегражденным, и пламя погаснет.
Однако дотошные современные экспериментаторы решили все же проверить утверждение Эйнштейна на опыте. В одной из лабораторий был поставлен следующий довольно элементарный эксперимент. Горящую свечу, помещенную в закрытую стеклянную банку, сбрасывали с высоты около 70 м. Падающий предмет находился в состоянии невесомости (если не учитывать сопротивления воздуха). Однако свеча вовсе не гасла, лишь менялась форма языка пламени — он становился более шарообразным, а испускаемый им свет становился менее ярким.
Видимо, все дело в диффузии, благодаря которой кислород из окружающего пространства все же попадает в зону пламени. Ведь процесс диффузии не зависит от действия сил тяготения.
И все-таки условия горения в невесомости иные, чем на Земле. Это обстоятельство пришлось учитывать советским конструкторам, которые создавали уникальный сварочный аппарат для проведения сварки в условиях невесомости.
Как известно, этот аппарат был испытан в 1969 г. на советском космическом корабле «Союз-8» и работал успешно.
Можно ли ликвидировать ночь?
Как известно, смена дня и ночи — прямое следствие суточного вращения Земли. Поворачиваясь вокруг своей оси, наша планета в каждый момент подставляет лучам Солнца только половину своей поверхности…
Благодаря этому часть времени люди вынуждены проводить в темноте, затрачивать колоссальные энергетические ресурсы на ночное освещение помещений и улиц.
Нельзя ли вообще избавиться от ночи?
В последние годы на этот
Один из них состоит в том, чтобы установить на искусственном спутнике Земли «водородное Солнце», т. е. управляемый термоядерный реактор, в котором происходила бы регулируемая реакция синтеза, т. е. объединения ядер атомов водорода, подобная той, какая происходит в недрах настоящего Солнца. Так как при подобной реакции развивается температура в миллионы градусов, то термоядерный реактор действительно мог бы служить искусственным источником света и тепла. При этом орбиту спутника можно было бы выбрать с таким расчетом, чтобы искусственное Солнце появлялось главным образом над ночными участками земной поверхности или наиболее продолжительное время двигалось над полярными районами. Тогда можно было бы ликвидировать долгую и утомительную полярную ночь и одновременно «утеплить» Арктику и Антарктику.
Технически подобный проект пока еще, разумеется, не осуществим: еще не решена проблема управляемой термоядерной реакции. Но и после того, как она будет решена, видимо, пройдет немало времени, прежде чем ученые и инженеры научатся создавать искусственные «водородные солнца», которые можно было бы устанавливать на спутниках Земли.
Существует и еще один остроумный проект, в основе которого лежит использование искусственных спутников Земли. Но этими спутниками должны стать не космические аппараты, «начиненные» уникальной аппаратурой, а… множество пылинок, доставленных в околоземное пространство специальными ракетами. В результате такой операции вокруг нашей планеты должно образоваться огромное пылевое кольцо, несколько напоминающее знаменитое кольцо Сатурна.
«Перехватывая» те солнечные лучи, которые сейчас проходят мимо Земли и теряются в космическом пространстве, и рассеивая их во все стороны, пылевые частицы будут направлять часть солнечного света и тепла на Землю. Благодаря этому ночь исчезнет, а климат нашей планеты станет значительно теплее.
Уже сейчас можно было бы подсчитать, сколько пылевых частиц необходимо для создания желаемого эффекта и каковы должны быть размеры, положение и плотность пылевого кольца. Но это, так сказать, «технические детали».
Вероятно, существуют и другие возможности частичной или полной ликвидации ночи. Со временем, должно быть, появятся и такие проекты, которые можно будет реализовать сравнительно несложными средствами.
Но вопрос в том, осуществимы ли подобные проекты в принципе? Речь идет о трудностях уже не технического, а, так сказать, «природного» характера.
Ликвидация ночи — это кардинальное изменение обычного теплового и светового режима, изменение климата нашей планеты, в частности, значительное увеличение количества солнечной энергии, приходящей на Землю. Между тем устойчивые природные образования, подобные нашей планете, представляют собой сложные саморегулирующиеся системы, в которых естественным образом поддерживается устойчивое динамическое равновесие. Искусственное вмешательство может вызвать нежелательные явления катастрофического характера: поднятие уровня морей и океанов, нарушение круговорота воды и атмосферной циркуляции, невыгодные для человечества изменения климата.