Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2013 № 08

Этот слой возникает в результате полимеризации тканей внешних покровов под воздействием электронов высоких энергий. Причем пленка так тонка, что позволяет личинке сохранить подвижность, и в то же время достаточно прочна, чтобы защитить организм от обезвоживания. «Она, эта пленка, оказалась похожа на миниатюрный космический скафандр. Она не поломалась, даже когда мы ее потрогали», — удивился профессор Харияма, руководивший работами.

Японцы назвали оболочку «нанокостюмом» и стали смотреть, какие микроорганизмы его имеют, а какие нет. К сожалению, выяснилось, что подобную защиту природа предусмотрела далеко не для всех.

Тогда сам собой возник следующий вопрос. Если природа такой оболочки не обеспечивает, нельзя ли ее создать искусственно? Японцы перепробовали множество веществ и соединений, пока не наткнулись на полиоксиэтиленсорбитан монолаурат. Несмотря на столь сложное название, это довольно распространенный препарат. Он свободно продается и входит в состав многих бытовых моющих и косметических средств.

Далее выяснилось, что личинки комаров, «принявшие ванну», после такой процедуры живут в вакууме полчаса, в то время как обычно гибнут почти мгновенно.

Плоские черви, личинки муравьев и бокоплавов тоже стали неплохо чувствовать себя в условиях вакуума.

Переходить к опытам над более сложными организмами биологи не торопятся. Они хорошо понимают, как велика разница в строении микроорганизмов и животных. И намерены двигаться небольшими шажками, используя накопленные методики в опытах, скажем, со взрослыми муравьями, а также тараканами, известными своей неприхотливостью. Тараканы привлекают внимание ученых еще и тем, что способны без вреда для здоровья переносить дозы радиации, смертельные для человека. Не будем забывать, в условиях открытого космоса присутствует жесткое солнечное излучение. Нас, живущих на Земле, от него защищают ионосфера с атмосферой.

Работать в открытом космосе в современном скафандре — довольно тяжелый труд.

Так что наноскафандры для космоса появятся еще не завтра. Однако не будем забывать, что в первой половине XX века никто не знал толком, сможет ли человек вообще существовать в космосе. Лишь прошедшие десятилетия показали: люди не только существуют, но живут и работают в космосе месяцами, стойко перенося невесомость, радиацию и пониженное давление.

Формирование полимерной защиты от вакуума: вверху — на личинке мухи, внизу — на личинке комара. Посередине — то, что вакуум делает с личинкой комара без защитной пленки.

Вполне возможно, со временем будет отработана и технология создания наноскафандров для людей. Тогда для выхода в открытый космос, возможно, будет достаточно опрыскать космонавта специальным спреем из баллончика. И, взяв баллон с дыхательной смесью и надев кислородную маску, он отправится в шлюзовую камеру, чтобы через несколько минут приступить снаружи к ремонту каких-то агрегатов орбитальной станции.

С. НИКОЛАЕВ

СЕКРЕТЫ МОЛНИЙ

То, что молния — электрический разряд, еще в середине XVII века доказал американский ученый и изобретатель Бенджамин Франклин. Ему мы обязаны появлением громоотводов.

Однако довольно скоро выяснилось, что разряд молнии в атмосфере возникает при электрических полях, интенсивность которых на порядок меньше, чем следует из лабораторных экспериментов. Объяснил этот парадокс академик Александр Викторович Гуревич, сотрудник Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, при помощи открытого им эффекта пробоя на убегающих электронах.

По словам Александра Викторовича, суть теории заключается в том, что электроны высоких энергий (от 1 кэВ) под действием электрического поля могут значительно ускоряться в атмосфере. При этом быстрые электроны движутся не как обычные, а лавинообразно.

Причем первопричиной этой своеобразной лавины являются гамма-лучи, приходящие из космоса.

Академик Гуревич и его ученики создали теорию явления, а сам он стал руководителем целого экспериментального направления, в рамках которого проводились опыты, подтвердившие теорию. Для этого на Тянь-Шаньской высокогорной научной станции под Алма-Атой, в горах был создан целый научный комплекс, в том числе и установка «Гроза».

Приборы в течение нескольких грозовых сезонов регистрировали инициированные космическими лучами широкие атмосферные ливни, а также вспышки гамма- и радиоизлучения, возникающие во время разряда молнии. Таким образом выяснилось, что электрические поля в грозовых облаках разгоняют электроны до околосветовых скоростей. Дальнейшие столкновения электронов с атомами воздуха рождают дополнительные свободные электроны, а также рентгеновское и гамма-излучение. В итоге образуются не только обычные, но и так называемые «темные молнии» (см. «Подробности для любознательных»).

В теории все выглядит достаточно логично. Однако вплоть до самого последнего времени не было конкретных свидетельств того, что именно космические лучи ответственны за начало пробоя на убегающих электронах. Дело в том, что воспроизвести такие процессы в лаборатории оказалось довольно трудно. И не только потому, что для этого нужно напряжение в 10 млн. В. Космические лучи, входя в земную атмосферу, генерируют радиоимпульсы, причем во время грозы радиоимпульсов с необходимыми параметрами больше, чем когда грозы нет. Почему?

Пытаясь ответить на этот вопрос, Александр Гуревич и Анатолий Караштин из Научно-исследовательского радиофизического института (Нижний Новгород) проанализировали данные от радиоинтерферометров, снятые при 3800 ударах молний над Россией и Казахстаном. И в конце концов выяснили, что своеобразными усилителями радиоимпульсов являются дождевые капли и градины в грозовых облаках.

Однако окончательному принятию этой теории на вооружение препятствуют замечания оппонентов. Один из них — профессор Клив Саундерс из Манчестерского университета (Великобритания), горячий сторонник альтернативной теории формирования молний, — полагает, что надо еще доказать «корреляцию между молниевой активностью и частотой прибытия космических лучей»…

Говоря проще, когда Солнце находится на пике своей активности, оно должно отражать значительную часть космических лучей от Земли в пределах гелиосферы.

Если теория Гуревича верна, то в годы солнечной активности молний должно быть намного меньше, чем в периоды солнечных минимумов.

А поскольку максимумы и минимумы солнечной активности чередуются в среднем с периодом в 11 лет, могут понадобиться еще десятилетия для накопления статистики. Словом, секреты молний раскрыты еще далеко не полностью.

УГРОЗА ГРОЗЫ

Пока же суд да дело, ученые предупредили экипажи авиалайнеров и их пассажиров о необходимости держаться подальше от так называемых «темных молний», которые опасны для людей и электроники самолетов.

«Они почти незаметны глазу и характерны для тех высот, где летают пассажирские самолеты (9 — 12 тысяч метров). При этом на высоте 12 тысяч метров при каждой «темной молнии» пассажир или член экипажа самолета может почти мгновенно получить дозу радиации, равную обследованию в магнитно-резонансном томографе, — сказал Джозеф Дуайер из Технологического института Флориды, представивший результаты своего исследования на конференции Европейского геофизического союза в Вене. — А для электроники самолетов наибольшую опасность несет не само гамма-излучение, а поток нейтронов, которые оно попутно вышибает из атомов конструкции самолета. Электронное оборудование может отказать, а это уже предпосылка к аварии, а то и к катастрофе»…

На схемах показана частота попаданий космических лучей в атмосферу Земли (вверху) и частота ударов молний на единицу площади (внизу). Заметно, что одних космических лучей для генерации большого количества молний мало — им еще нужно взаимодействие с каплями воды.

С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА

Хотя Жюль Верн и не был инженером…

В нынешнем году исполнилось 185 лет со дня рождения основателя жанра научной фантастики. Литературоведы как-то подсчитали, что из 108 фантастических идей Жюля Верна ошибочными или принципиально неосуществимыми оказалось только 10.

«В 98 случаях предвидение состоялось», — говорят они. Но так ли это на самом деле?

Чем более всего интересен писатель своим многочисленным читателям?