Если подвешенную за лапы кошку отпустить, в каком бы положении она не была, она упадет на свои лапы. В этом помогает ей не хвост, как многие думают, а гибкий позвоночник и задние лапы. Это вращательное движение происходит за счет массы лап, выбрасываемых в сторону.

кошка падает на лапы, эксперимент, гравитация

Кот отбрасывает задние лапы в одну сторону, чтобы закрутить тело в другую. Это называется «сохранение момента импульса». Это закон, и работает он не только на Земле. Там, где нет гравитации, кошки отлично справляются с вращением. Наблюдение за кошками помогло людям решить один интересный вопрос: «Как оттолкнуться от пустоты?».

 

«Хьюстон, у нас проблема…»

 

Эту фразу, ставшую знаменитой, произнес астронавт Джон Суайгерта, когда на корабле Аполлон-13 взорвался кислородный баллон, при подлёте к Луне. Помимо проблем с электроэнергией, водой и кислородом, команда несколько часов страдала от неправильного вращения корабля. При взрыве Аполлон-13 был в абсолютной пустоте.

 

В абсолютной пустоте летает и Хаббл, и десятки других аппаратов, для всех них были придуманы хитрейшие способы ориентации.

 

Для начала, давайте поймем, где вообще начинается космос?

 

Взлетая, мы отталкиваемся крылом от воздуха, но чем выше поднимаемся, тем воздух становится разряженнее, надо ускоряться, чтобы цепляться за молекулы и не падать. Уже на 100 километрах самолету подниматься дальше будет невозможно. Вот на этом этапе нужно развить первую космическую скорость и стать ракетой.

 

100 километров - это и есть граница космоса. Так называемая «Линия Кармана».

Космос, эксперимент, гравитация

Что дальше?

 

Следы атмосферы прослеживаются до высоты в 1000 км.

 

А значит - от нее тоже можно оттолкнуться, только по-хитрому. Аппарат Космос-149, запущенный в 1967, на хвосте имел специальное кольцо, которое, как оперение стрелы, рассекает воздух и держит аппарат, чтобы он летел прямо.

космос-149, эксперимент, гравитация

Но что, если мы захотим подняться повыше, туда, куда не взлетают молекулы атмосферы. За что там можно уцепиться?

 

Прямо за гравитацию! Как бы абсурдно это ни звучало. Другими словами, если предмет находится в космосе, та его часть, которая находится ближе к планете, будет притягиваться чуть-чуть сильнее другой. Если выдвинуть длинный шест с грузом, то получившаяся гантель будет тянуться к Земле и разворачивать аппарат.

космос, поворот в космосе, гравитация, эксперимент

Любой вытянутый спутник будет колебаться вокруг своей оси и в будущем, из-за своей вытянутости, синхронизируется с ней.

 

Но как переворачиваться быстро и сразу по всем осям? Если отбросить от себя часть своей массы, то можно отлететь в другую сторону.

 

Речь идет о реактивных двигателях. Таких ставят сразу несколько и расположены они перпендикулярны друг другу, чтобы передвигать и разворачивать космический аппарат по всем трем осям.

 

Для того, чтобы поворачивать аппарат таким способом, нужно брать с собой  много топлива. Но много с собой не возьмешь…

 

Это в основном используют для стыковки кораблей и межпланетных станций, которые месяцами и годами летят в спящем режиме, но как повернуть большую штуку, типа МКС?

 

Можно опереться на самого себя.

 

Волчок всегда стремится сохранить свое вращение. Он будет вращаться, пока не потратит всю свою энергию. Это называют «гироскопическим эффектом».

 

На этот эффект можно опереться. Эта же сила помогает нам удерживать равновесие, когда мы едем на велосипеде. Она же помогают удерживать целые космические станции.

 

На МКС установлено четыре таких волчка. По 300 кг каждый, они называются «маховик гиродин».

маховик гиродин, эксперимент, гироскопический эффект

Это как колесо велосипеда, только в космосе. Их сначала разгоняют, а затем опираются на их подвесы и поворачивают станцию.

палка с диском, эксперимент, гравитация

Это - обычная алюминиевая палка с диском на конце и моторчик, если включить моторчик, то диск насчет крутится по часовой стрелке, а палка, наоборот, против часовой.

 

Это как раз тот самый процесс, который позволял кошке приземляться на четыре лапы. Она в падении закручивает лапы в одну сторону, а ее тело начинает вращаться в другую. То же самое делает и этот диск, и диск Хаббла тоже.

 

На Хаббле установлено четыре таких маховика, но есть один минус, если такой маховик остановить - аппарат мгновенно закрутится в другую сторону.

 

Именно поэтому у вертолетов на хвосте есть еще один винт. чтобы их не разворачивало от движения основных лопастей.

 

Но, что если мы отлетели очень далеко туда, где нет ни планет, ни даже гравитации. Даже на этом краю Вселенной мы сможем оттолкнуться, для этого нам понадобится сила света.

 

Фотоны, ударяясь о тело, передают ему импульс, а с точки зрения волновой теории света, электромагнитная волна, падая на отражающую поверхность, возбуждает в ней токи, а следовательно и магнитное поле, которые сама же и отталкивает.

 

Но что если мы залетим в самую темную область Вселенной, где нет света вообще, просто тьма. Гигантские пустоты, называемые войдами, где на тысячу световых лет не найдется ни одной звезды.

 

Отражать свет, чтобы отталкивать его, уже будет невозможно. Придется его излучать, для этого понадобятся фотонные двигатели. Фотон имеет импульс и, если его отталкивать, он создаст реактивную тягу.

 

Такой двигатель позволит достичь скоростей, близких к скорости света, на таких скоростях само пространство и время будет восприниматься по-другому, но мы-то в темноте, поэтому нам все равно, но это еще не все…

 

Что, если использовать самое фундаментальное, что у нас есть.

 

Материю и антиматерию. Аннигилируя, они уничтожают друг друга, оставляя за собой частичку света. От производного света можно оттолкнуться. Частицы со временем жизни всего в 10 в (-27) степени секунды, будут захватываться магнитной ловушкой и выбрасываться в сторону, толкая корабль к новым горизонтам.

 

А мог ли этот двигатель уже существовать? Да!

двигатель, эксперимент, гравитация,пионер-10, пионер-11

Аппараты Пионер-10 и Пионер-11, которые несут послание другим цивилизациям, давно покинули Солнечную систему, но одна неизвестная и непонятная сила тянет зонды назад. У этих зондов нет Солнечных батарей, они летят там, где нет фотонов света. Вместо этого, их питают радиоизотопные генераторы. В них распадающийся Плутоний-238 выделяет энергию, слегка нагревая аппарат, но выделяет эту энергию он в противоположную сторону от движения аппарата.

космические аппараты, пионер, эксперимент, гравитация

Это тепло и свет отталкивают его. Если это так, то получается, зафиксировали эффект, подобный фотонному двигателю, который вообще существует только в фантастике.

 

Сколько же всего нам предстоит еще узнать...

 

Космос - это огромный страшный монстр, только он никого не трогает. Нам страшно, мы боимся, но пытаемся что-то изучать, смотрим, рассматриваем, записываем, берем пробы. Но для чего нам это? Что нам это даст?

 

Обыкновенная кошка, компас, велосипед и другие вещи на Земле дали нам подсказки о том, как работает Вселенная, а теперь представьте, что, если Вселенная сама будет давать нам подсказки? Какими необычными они будут и какие необычные вещи мы будем открывать с их помощью?

 

По материалам Топлес.


Понравилась статья? Не забудьте поделиться ею: