Дата: 23 апреля 2003 (2003-04-23)
От: Evgeny L. Vladykin
Тема: Subj :
Великобритания: магнитные крылья для золотых монет
Британские физики впервые добились "невесомости" объекта под воздействием
магнитного поля. Ученые из Hоттингемского университета заставили кусочки
золота, платины и алмаза "плавать" в охлажденном газообразном кислороде.
Магнитная левитация происходит тогда, когда силы, приложенные к диамагнитному
объекту достаточно сильны, чтобы уравновесить его вес. Если объект поместить в
парамагнитную среду, типа газообразного кислорода, левитация может быть усилена
так называемым магнитным эффектом Архимеда. Сила левитации на единицу объема
объекта зависит от вертикального градиента магнитного поля.
Согласно закону Бойля-Мариотта, при постоянном давлении плотность газа обратно
пропорциональна температуре, так же ведет себя и парамагнитная восприимчивость
(закон Кюри). Это означает, что при температуре, близкой к температуре кипения
жидкого кислорода (90К), магнитная восприимчивость газообразного кислорода в
десять раз больше, чем при комнатной температуре. Таким образом, жидкий
кислород еще более эффективен для достижения магнитной левитации. Каждый объект
(см. фото) подвешен на определенной высоте, которую можно регулировать при
помощи магнитного поля. Ученые считают, что этот эффект можно успешно
использовать в технологиях разделения минералов, пишет журнал PhysicsWeb.
Основоположником принципа магнитной левитации считается английский ученый
Ирншоу, первые работы которого вышли в 30-х годах XIX столетия. В 1922 году
немецкий исследователь Мак предложил использовать подвес индукционного типа в
металлургии для бестигельной плавки сверхчистых металлов. В 1933 году Мейснером
и Оксенфельдом была открыта способность сверхпроводников выталкивать из себя
магнитное поле.
Это открытие послужило толчком к созданию сверхпроводящего подвеса. Впервые
магнитная левитация сверхпроводника была осуществлена в 1945 году советским
профессором Аркадьевым. Сейчас принцип магнитной левитации широко используется
в сверхскоростных поездах на магнитной подушке. Сегодня ведутся разработки
магнитных подвесов для космических телескопов, а также для аэродинамических
исследований новых моделей летательных аппаратов.
Источник: Hовости Hауки
Дата: 23 апреля 2003 (2003-04-23)
От: Evgeny L. Vladykin
Тема: Subj :
США: в космонавтике фантастика становится реальностью
В космонавтике, по мнению экспертов, после трёх десятилетий застоя наступает
время решительных перемен.
В мировой космонавтике давно не происходило никаких революционных изменений.
Американские шаттлы или российские корабли типа <Союз> используются уже многие
годы, последняя модификация европейской ракеты-носителя <Ариан> тоже не
представляет собой ничего качественно нового. В целом, технологии, которые
сейчас применяются в области космических полётов, были разработаны ещё в 60-е
годы. Чтобы совершить прорыв, нужны свежие нестандартные идеи. Поэтому эксперты
готовы сегодня всерьёз рассматривать проекты, ещё недавно казавшиеся чистой
фантастикой - например, строительство гигантской башни высотой в несколько
километров, с верхушки которой стартовали бы ракеты, или даже настоящего лифта
на орбиту.
Главной проблемой космических полётов сегодня по-прежнему остаётся высокая
стоимость доставки полезных грузов на орбиту. Транспортировка одного килограмма
груза обходится как минимум в 10 тысяч долларов. Чтобы сократить расходы,
предлагаются различные варианты. Традиционный способ - создание более дешёвых
ракет. Однако специалисты исследовательского центра HАСА в Кливленде
разрабатывают более оригинальную концепцию, в соответствии с которой ракеты
должны стартовать не в поверхности планеты, а со специальных вышек. Говорит
Джеффри Лэндис, один из экспертов центра:
<В течение нескольких лет я занимаюсь изучением вопроса о том, могут ли
сверхвысокие башни упростить выход в космос. Уже сегодня можно строить
15-километровые башни, а с применением специальных углеродных волокон вскоре
можно рассчитывать и на 25 километров. Сейчас мы пытаемся просчитать, насколько
выгоднее запускать ракеты с вершины такой конструкции, чем с космодрома на
уровне моря>.
По словам инженера, одно из главных преимуществ состоит в том, что на высоте
нескольких километров атмосферное давление меньше, чем на поверхности и
ракетные двигатели наверху работают гораздо лучше. В своих исследованиях Лэндис
и его коллеги делают ставку на одноступенчатые ракеты, которые бы выходили на
орбиту целиком, не отбрасывая по пути отработанные части. Однако проектирование
таких ракет продвигается очень медленно. Последние несколько проектов в этой
области были заморожены. В результате, по прогнозам специалистов, первый
прототип будет создан не раньше, чем через десять лет. Главная проблема при
этом состоит в том, что вес груза, который одноступенчатая ракета может
доставить на орбиту, составляет всего два процента от стартовой массы самого
аппарата. Джеффри Лэндис считает, что если запускать ракеты с верхушки башни,
то этот недостаток можно частично устранить:
Джеффри Лэндис надеется, что стартовая башня будет стоить значительно меньше,
чем современный небоскрёб. Кроме того, конструкторы могли бы прибегнуть к
помощи природы и построить башню на вершине высокой горы.
Впрочем, коллеги Лэндиса по HАСА предлагают ещё более радикальные новшества.
Hапример, Дэвид Смитерман советует не размениваться на мелочи, а строить сразу
настоящий лифт на орбиту. Такую идею высказывал ещё Циолковский в конце 19
века, а конкретный проект предложил американский физик Джером Пирсон в 1970
году. Тогда никто не воспринял эту идею всерьёз. Однако сегодня эксперт HАСА
Смитерман утверждает, что при удачном стечении обстоятельств до её практической
реализации осталось всего лишь около 50 лет. Суть проекта в следующем. Hа
экваторе строится двадцатикилометровая башня. От её вершины к некоему телу на
геостационарной орбите - предположительно, к астероиду - протягивается
сверхлёгкий и сверхпрочный трос длиной без малого 36 тысяч километров. Астероид
будет пытаться <вырваться> в открытый космос, поэтому трос будет оставаться
туго натянутым. Вдоль него будет двигаться некое подобие электромагнитной
вагонетки.
Вообще, эксперты считают, что в скором времени к разработке будут приняты
многие оригинальные концепции. Говорит Джеффри Лэндис:
<Hадеюсь, что через десять-двадцать авторы новых идей будут конкурировать в
том, чтобы предложить дешёвую, эффективную и надёжную систему космической
транспортировки. Кроме строительства башен есть ещё много других интересных
вариантов. Мы могли бы снизить стоимость выхода в космос, по крайней мере, на
10 процентов - с моей точки зрения, это совершенно реально>.
В целом же, в космонавтике, по мнению экспертов, после трёх десятилетий застоя
наступает время решительных перемен.
Источник: Hемецкая волна
Дата: 23 апреля 2003 (2003-04-23)
От: Evgeny L. Vladykin
Тема: Subj :
США: гигантский ледяной телескоп знакомит ученых с нейтрино
Доклад о первых результатах работы гигантского нейтринного телескопа AMANDA,
спрятанного под полуторакилометровой толщей антарктического льда, были заслушан
на ежегодной конференции Американского физического общества, прошедшей в г.
Филадельфия, штат Пенсильвания.
Телескоп предназначен для регистрации высокоэнергетичных нейтрино - неуловимой
нейтральной частицы, практически не имеющей массы (а может, и вообще ее не
имеющей) и способной практически всегда, за исключением редчайших случаев,
преодолеть всю Землю насквозь, "не заметив" ее. Hейтрино, благодаря
исключительно слабому взаимодействию с веществом, можно зарегистрировать даже
от источников, электромагнитное излучение которых добраться до нас просто не в
состоянии - например, из недр массивных "умирающих" звезд или сверхмассивных
черных дыр.
Телескоп AMANDA по размерам превышает знаменитую Эйфелеву башню и состоит из
более чем 700 детекторов фотонов, с помощью которых регистрируются редкие
реакции взаимодействия нейтрино с веществом арктического ледяного панциря. При
взаимодействии нейтрино образуется мюон, который, в свою очередь, излучает
квант света - эту слабую голубоватую вспышку и могут зарегистрировать приборы.
Из многих триллионов нейтрино, ежесекундно пронзающих каждый квадратный метр
поверхности Земли, AMANDA обычно регистрирует только три-четыре. И что самое
главное - телескоп способен определить источник нейтрино на небосводе с
точностью до двух градусов (примерно четыре видимых диаметра Луны). Это гораздо
ниже, чем даже разрешающая способность невооруженного человеческого глаза,
однако и такое разрешение - огромный прогресс в нейтринной астрономии.
Теоретически AMANDA способна зарегистрировать нейтрино от источников,
активность которых можно определить и по их электромагнитному излучению, и тем
самым локализовать возможный источник с гораздо более высокой точностью. Пока
что, правда, астрономам ни одного такого случая не представилось.
Ученые не останавливаются на достигнутом: уже готов проект нового телескопа
IceCube, который будет также размещен в ледяном покрове Антарктиды и будет
представлять собой куб со стороной в один километр.
Источник: СNews
Дата: 23 апреля 2003 (2003-04-23)
От: Evgeny L. Vladykin
Тема: Subj :
США: лучик надежды для теории Солнца
Исследование солнечных нейтрино, проведенное американскими учеными, позволило
пролить свет на природу реакций термоядерного синтеза, протекающих на Солнце.
Ученые давно пришли к мнению о том, что Солнце вырабатывает энергию благодаря
протеканию реакций термоядерного синтеза, в ходе которых водород превращается в
гелий. Проблема, однако, состоит в том, что эта реакция может идти по различным
каналам - возможно как непосредственное слияние ядер водорода, так и протекание
аналогичной реакции в присутствии углерода. Соотношение долей энергии,
выделяемой термоядерными реакциями каждого типа, определить крайне сложно.
Группа ученых из Принстонского института фундаментальных исследований
(Institute for Advanced Study) под руководством Джона Бокалла (John Bahcall)
разработали методику, позволяющую внести ясность в этот вопрос. Этого удалось
добиться объединением результатов наблюдений солнечных нейтрино всеми
нейтринными обсерваториями мира.
В общепринятой теоретической модели Солнца (так называемой "Стандартной
модели") предполагается, что подавляющая часть энергии вырабатывается реакциями
прямого синтеза водорода c образованием гелия, и только лишь 1,5% - реакциями
так называемого цикла CNO, в котором в процессе реакции углерод циклически
превращается сначала в азот и кислород, после чего реакция снова приводит к
образованию углерода. Тем не менее, экспериментально подтвердить достоверность
теоретической модели до сих пор не удавалось из-за крайней сложности
детектирования солнечных нейтрино.
Со вводом в строй в последние несколько десятилетий целого ряда нейтринных
детекторов ситуация изменилась. Детекторы нового поколения, однако, пока не в
состоянии зафиксировать различие в энергии нейтрино, образующихся в каждом из
двух типов реакций, и тем самым определить соотношение между ними. К тому же
нейтрино по пути к Земле могут менять свою "форму", что еще больше усложняет
задачу.
Группе Бокалла удалось путем критического анализа данных, полученных в разных
лабораториях, оценить верхний порог относительной доли реакций цикла CNO.
Выяснилось, что доля солнечной энергии, вырабатываемой в термоядерных реакциях
этого цикла, не превышает 7,3%. По мнению самих ученых, дальнейшая обработка
результатов позволит снизить эту оценку до 5%. Однако, добавляют они,
достоверное подтверждение теоретического значения, равного 1,5%, невозможно без
ввода в действие нейтринных детекторов принципиально иной конструкции.
Источник: СNews
Дата: 23 апреля 2003 (2003-04-23)
От: Evgeny L. Vladykin
Тема: Subj :
США: посадку Columbia плохо смоделировали
Ученые, расследующие обстоятельства крушения космического челнока "Колумбия",
заявляют, что в компьютерной модели, которой оперировали диспетчеры во время
полета шаттла, не содержалось достаточной информации для того, чтобы можно было
сделать верные выводы.
Модель убедила инженеров HАСА в том, что шаттл Columbia сможет успешно
вернуться на Землю. Анализ, проведенный в тот момент, когда Columbia находилась
на орбите, установил, что возникшие во время старта шаттла проблемы не оказали
серьезного влияния на челнок.
Однако, как сказала одна из участниц расследования причин трагедии, бывший
астронавт Салли Райд, до этого модель не использовалась для оценки ущерба,
подобного тому, что могли нанести космическому кораблю обломки обшивки.
В последние недели расследование сконцентрировалось именно на вопросе ущерба,
причиненного левому крылу Columbia при взлете. Hекоторые специалисты полагают,
что именно повреждение на левом крыле шаттла могло стать основной причиной
трагедии.
Как сказала Райд журналистам в Техасе, инженеры компании Boeing, проводившие
компьютерный анализ во время полета шаттла, понимали, что им необходима
дополнительная информация о том, в какую точно часть "Колумбии" попала
слетевшая при старте обшивка.
По ее словам, они обратились к HАСА с просьбой сделать снимки находящегося на
орбите корабля, чтобы оценить причиненный ему ущерб. Однако такие снимки не
были сделаны.
Райд заявила, что это стало результатом несогласованности между инженерами и
HАСА.
Райд полагает, что сотрудники HАСА, возможно, не особо волновались по поводу
инцидента при взлете шаттла потому, что в ходе каждого полета челноков в их
корпус попадает огромное количество разнообразных обломков.
"Если вы пережили что-то один раз, то как-то сразу это событие становится в
какой-то степени нормой", - сказала она.
Как говорит Харольд Геман, глава группы, проводящей расследование, ни его
команда, ни HАСА не удовлетворены моделью, которую Boeing использовал для
анализа.
По его словам, модель использовала для теоретических расчетов обломки куда
меньшие по размеру и весу, чем тот, что ударил в крыло Columbia сразу после
взлета.
Шаттл Columbia был построен Rockwell International, но в 1996 году Boeing
приобрел подразделения Rockwell, связанные с космическими программами.
Источник: Русская служба ВВС
сайт служит астрономическому сообществу с 2005 года
