Флорентий Рабиза
КОСМОС У ТЕБЯ ДОМА
От автора
Мы живем в эпоху освоения космического пространства. Первым человеком в мире, проложившим путь в космос, был Юрий Алексеевич Гагарин. Его полет на космическом корабле «Восток» 12 апреля 1961 года вошел в историю человечества как выдающееся событие.
Но еще до полета Гагарина весь мир восхищался первым искусственным спутником Земли, запущенным в Советском Союзе. А сейчас многочисленные спутники летают вокруг Земли, межпланетные автоматические станции посещают не только Луну, но и Марс и Венеру. И разве не поразительны достижения наших межпланетных автоматических станций «Венера-9» и «Венера-10», которые сообщили много новых сведений с поверхности загадочной планеты и передали на Землю ее панорамные фотографии!
А какую большую научную работу выполняют наши летчики-космонавты во время полетов на космических кораблях и долговременных орбитальных станциях!
Но завоевание космического пространства только начинается. Предстоит еще большая работа. И тот, кто захочет посвятить себя завоеванию космоса, должен уже теперь к этому готовиться.
Наши летчики-космонавты, конструкторы ракет, ученые, которые сейчас занимаются освоением космического пространства, образованные и высококультурные люди. Чтобы стать такими, как они, нужно много учиться, уметь проводить исследования и ставить эксперименты. «Космос у тебя дома» поможет вам самостоятельно проводить опыты. Конечно, в этой книге (идею подсказал автору писатель В. Д. Пекелис) речь пойдет не о настоящем космосе. В ней рассказывается об опытах, связанных с явлениями, которые имеют отношение к космосу. Их вы можете поставить и дома и в школьном техническом кружке. Приведенные здесь опыты основаны на физических законах, которые вы изучаете в школе: вы найдете опыты с атмосферным давлением и вакуумом, с тепловыми явлениями, с инерцией и невесомостью; встретите очень простые опыты из области спектрального анализа; познакомитесь с принципами управления на расстоянии моделями планетоходов, с возвращением на Землю на парашюте «спускаемого аппарата» или его мягкой посадкой без парашюта. Даже сможете осуществить «космический маневр» — стыковку в воздухе двух коробчатых змеев.
Предлагаемая книга поможет вам проверить свои знания на практике и сделать первые шаги в изобретательстве. К простым моделям, которые рекомендуется построить, чертежи не даются. Автор хотел, чтобы вы сами проявили инициативу и использовали те материалы, которые у вас есть. Чтобы собрать нужные для опытов и будущих самоделок материалы, заведите дома ящик с коробочками или перегородками, в котором можно хранить подходящие детали и заготовки: болтики, винты, гайки, шайбы, разных размеров трубки, проволоку, катушки из-под ниток и кинопленки, шарики от подшипников, детали от игрушек…
Условимся и о культуре в работе. Соблюдайте аккуратность: не разбрасывайте инструменты, убирайте после работы мусор. Никогда не пользуйтесь предметами домашнего обихода, если они могут быть испорчены. Когда вам что-либо понадобится для очередного опыта, спросите разрешение у хозяина нужной вам вещи.
Каждый опыт, который приводится в этой книге, автор проверил на практике. Но чтобы суметь выполнить любой описанный здесь эксперимент, надо проявить настойчивость и аккуратность в работе.
Возможно, что во время работы у вас возникнут затруднения — не стесняйтесь обращаться за помощью и советом к учителям, родителям, знакомым. Столярные, слесарные и многие другие навыки вы приобретете в процессе работы, и тогда сами сможете поделиться своим опытом с товарищами.
Желаю вам успеха, друзья!
ОПЫТЫ С АТМОСФЕРОЙ И ПУСТОТОЙ
Два непримиримых врага
Когда мы говорим о космосе, нам представляется холодное безвоздушное пространство, которое начинается за пределами земной атмосферы. Мертвое пространство. Раз нет воздуха, нет и жизни.
На Земле в природных условиях пустота не существует. Земная природа не терпит пустоты. Малейшее разрежение в атмосфере мгновенно заполняется окружающим воздухом. А если дело происходит под землей, например, сдвигаются колоссальные пласты земли во время вулканической деятельности и образуются пустоты — огромные пещеры, то они немедленно заполняются водой или нефтью, либо газом или воздухом, а иногда — расплавленной лавой.
И в мировом космическом пространстве нет идеальной пустоты, идеального вакуума. Там содержится и очень разреженный газ, и очень мелкие частички космической пыли, но в слишком ничтожном количестве.
Люди не сразу поняли, что воздух имеет вес. Долго его считали невесомым. На поверхности Земли вес воздуха довольно значителен. Воздух давит на все с силой примерно одного килограмма на один квадратный сантиметр. Это давление называется атмосферным. Мы с вами его легко переносим, даже не замечаем, потому что давление, которое существует внутри нас, уравновешивает давление наружное. В естественных условиях вакуум не встретишь. А за пределами Земли, за пределами ее атмосферы, в космосе вакуум могуч и коварен. От него приходится тщательно оберегать крошечную атмосферу космического корабля, делая корабль герметичным. Все люки его должны плотно закрываться. Малейшая щель, малейшая оплошность — и весь воздух из корабля может улетучиться в ненасытное космическое пространство.
Для выхода из корабля в открытый космос космонавт надевает, как вы знаете, скафандр и обеспечивает себя воздухом для дыхания. Сначала космонавт через люк входит в шлюзовой отсек. Люк тщательно закрывается. Открывается второй, наружный люк, при этом небольшое количество воздуха, которое было в отсеке, стремительно вылетает в мировое пространство. Космонавт выходит наружу.
И вот возникает вопрос: как же удерживается воздух вокруг Земли, почему он не рассеялся в необъятных просторах космоса?
Здесь надо сказать спасибо земному притяжению. Земное притяжение крепко держит на Земле не только нас с вами и все, что на ней находится, но и воздух. Чем ближе к поверхности Земли, тем плотнее ее атмосфера. А на высоте ста километров она очень разреженная, и эту высоту считают границей, за которой и начинается космос.
У планет меньших, чем Земля, сила притяжения слабее, и поэтому на них атмосфера либо совсем отсутствует, либо сильно разреженная.
Несмотря на «вредность» вакуума, он оказывается иногда очень полезным и нужным. Есть такие отрасли промышленности, где без вакуума не обойтись, и его приходится создавать искусственно. Правда, полного вакуума достичь не удается, даже не удается достичь космического вакуума, но все же воздушные насосы способны выкачивать воздух с очень высокой степенью разрежения, вполне достаточной для различных технических целей. А цели разные. Применяется вакуум и в металлургии для получения высоких сортов металла, и в литейном деле, и во многих других отраслях промышленности. Электронные лампы и телевизионные трубки не могли бы работать, если бы из них не удалили воздух.
Да и космический вакуум приносит пользу. Космические корабли летят в безвоздушном пространстве свободно, не испытывая никакого сопротивления. И астрономы всей Земли мечтают об обсерваториях, построенных за пределами земной атмосферы, где воздух не будет мешать наблюдениям небесных тел. Уже и сейчас некоторые астрономические наблюдения успешно производятся с космических орбитальных станций.
Вакуум дома
Дома у вас наверняка есть приборы, в которых заперт, «законсервирован», вакуум.
В ламповом приемнике и телевизоре находится много электронных ламп, из которых выкачан воздух Электроны, вылетая с раскаленного катода лампы, должны попасть на анод, не встретив на своем пути никаких препятствий. А это возможно только при очень большом разрежении воздуха. То же самое происходит и в телевизионной трубке. Электроны должны попасть на экран трубки и нарисовать на нем то изображение, которое мы и видим во время телевизионной передачи. Для этого электроны должны лететь внутри трубки, не испытывая никаких помех. И сделана телевизионная трубка со стороны экрана выпуклой неспроста.
