Юный техник, 2005 № 01
Шрифт:
ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Загадочные солитоны
Долгое время считалось, что рассказы моряков о том, что среди волн обычных существуют еще и царь-волны невиданной высоты и сокрушительной силы, не более, чем легенда. Однако исследования, проведенные с помощью спутников, показали, что старинное поверье имеет под собой реальную почву.
Ученые стран Евросоюза совместными усилиями осуществили недавно уникальный проект MaxWaveпо
Как рождаются солитоны, науке неизвестно, а между тем они гораздо опаснее и коварнее цунами. Ведь их появление невозможно точно предсказать, хотя разговоры о них начались еще 170 лет назад…
Впервые необычную волну описал известный английский, а точнее — шотландский физик Джон Скотт Рассел. Ему же, кстати, принадлежит и термин great solitary wave— большая уединенная волна, или просто солитон.
Увидел же Рассел вот что.
«Я следил за движением баржи, которую быстро тянула по узкому каналу пара лошадей, — писал профессор Эдинбургского университета, который, между прочим, свою первую ученую степень бакалавра получил, когда ему едва минуло 16 лет. — Баржа неожиданно остановилась, наткнувшись на мель, но волна, которую она привела в действие, продолжала двигаться»…
Нечто подобное, вероятно, каждый из нас видел многократно. Но лишь настоящий ученый способен, проводив волну взглядом, вскочить на лошадь и поскакать вслед за ней. Он следил за движением волны, долгое время не менявшей своей формы и скорости, пока, наконец, она не уменьшилась настолько, что перестала быть видимой…
Удивленный профессор впоследствии не только описал замеченное явление, назвав его «волной трансляции», но и попробовал разобраться в характере подобных волн.
Однако — удивительное дело! — ему мало кто поверил. С солитонами произошло примерно то же самое, что и с метеоритами и шаровыми молниями. Очевидцы утверждали, что они существуют, а ученые упорно отказывали им даже в самом факте существования.
Забавно, но в какой-то мере они оказались правы в своем скепсисе. Ведь даже спустя 150 лет, когда в Эдинбурге собрались участники специальной международной конференции по солитонам, съехавшиеся из 24 стран мира, им не удалось воспроизвести «волну Рассела». Хотя на том же канале поставили такую же баржу старинной формы, так же ее разогнали и остановили. Уединенной волны получить так и не удалось!
Возможно, именно потому и современники Дж. Рассела, и исследователи более позднего времени, развивая теорию солитонов применительно к газам и даже твердым телам, все же упорно отказывались верить, что подобные волны существуют в океане.
Однако справедливость все же восторжествовала. Была разработана специальная научная программа, в рамках которой искусственным спутникам Земли дали команду отслеживать появление больших волн в Мировом океане.
Впрочем, дело тут не только в научном любопытстве, но и в чисто практической необходимости. Моряки продолжали утверждать, что волны-одиночки бывают высотой с 12-этажный дом. Они внезапно возникают на открытых океанских просторах среди сравнительно небольших волн и представляют серьезную угрозу даже для крупных кораблей.
Именно на волны-гиганты списывают многие случаи неожиданного исчезновения судов. По оценкам специалистов, ежегодно в неравной схватке с такими волнами гибнут десятки кораблей. Например, индонезийский паром «Вимала Дхарме», совершавший в сентябре 2003 года рейс между островами Бали и Ломбок, потерпел крушение, встретившись с солитоном. Круизному лайнеру Queen Elizabeth II, атакованному в 1995 году волной высотой 29 метров, повезло больше: он удержался на плаву, но имущество и пассажиры на его борту серьезно пострадали…
Правда, некоторые исследователи полагали, что очевидцы все-таки путают с солитонами
Однако исследования в рамках проекта MaxWaveс помощью радарных спутников Европейского космического агентства показали: чудовищные волны на поверхности Мирового океана — это не мираж, и они не так уж редки. За три недели экспериментов, проведенных летом 2004 года, радары уловили появление 10 волн высотой более 25 метров.
Таким образом, документально доказано, что волны-гиганты действительно существуют, и они — явление не такое уж редкое, как предполагалось ранее. Теперь ученым предстоит найти объяснение тому, как и почему возникают такие волны. Одно из предположений: источниками солитонов могут служить загадочные вихри диаметром в сотни километров, которые эпизодически отмечают те же спутники в Мировом океане. Но что это за вихри? Как, откуда и почему они появляются?..
Вопросов пока больше, чем ответов. Единственное, что удалось выяснить: вовсе не каждая девятая волна океанского шторма является солитоном, как считали некогда моряки. Что ж, как говорится, и это хорошо.
Станислав ЗИГУНЕНКО
ЧИТАТЕЛЬ-ЧИТАТЕЛЯМ
Как создать «молекулярного» робота?
Уважаемая редакция! Думаю, читатели «Юного техника» помнят фантастический фильм «Терминатор-2»? Робот, созданный из какого-то жидкого металла, напоминающего ртуть, был практически неуязвим, мог одолевать любые преграды…
Я попытался представить, как можно осуществить такую конструкцию на практике. Первое, что пришло мне в голову: управляемую текучесть можно получить на основе электрореологических или магнитореологических жидкостей. Такие жидкости, состоящие из взвеси микроскопических металлических частиц в минеральном масле, используются в бесступенчатых коробках передач — вариаторах. Когда на такую жидкость в резервуаре подают электрическое или магнитное поле, она меняет свою вязкость. Чем сильнее поле, тем меньше вязкость. На прямой передаче жидкость по существу превращается в монолит, «намертво» связывающий ведущий и ведомый валы. Но если скорость вращения на выходе нужна меньше, поле ослабляют, и валы начинают прокручиваться друг относительно друга. Таким образом, меняя напряженность поля, можно осуществить любое передаточное число без всяких шестеренок.
Схожим образом можно управлять и формой пластичного робота.
Таким представил себе «молекулярного» робота наш художник.
А на этом рисунке вы видите, какой представляет Андрей так называемую каркасную клетку будущего суперробота.
Цифрами на схеме обозначены: 1— микрочипы; 2— энергоблок; 3— манипулятор-скрепка, позволяющий в случае необходимости объединить несколько микророботов. 4— раздвижные створки; 5— оболочка.