Космос у тебя дома
Шрифт:
А на качелях? Когда качели опускаются, происходит тоже частичная потеря веса.
При занятиях водным спортом, при прыжках с вышки в воду или при прыжках на батуте, когда гимнаст парит в воздухе, наступает состояние полной потери веса, полной невесомости.
Вы, наверное, наблюдали полеты акробатов под куполом цирка, прыжки из-под купола в натянутую сетку. Каждый прыжок — это несколько секунд невесомости.
Затяжные прыжки парашютистов, когда они летят еще с ускорением, тоже пример состояния невесомости.
Но самое продолжительное состояние периодической потери веса наступает во время шторма на море. Когда палуба «уходит из-под ног», наступает потеря веса, многие переносят это с трудом и заболевают так называемой морской болезнью.
Итак, невесомость проявляется во время свободного падения.
Космический корабль, летящий вокруг Земли, находится в состоянии свободного падения. На него действует сила притяжения Земли, и он все время падает.
Но ему сообщена такая скорость, что он упасть не может и летит по своей орбите, описывая вокруг Земли виток за витком.
И все, что находится в космическом корабле, когда он движется по своей орбите вокруг Земли, тоже притягивается Землей, но на опоры не давит, находится в состоянии невесомости. Поэтому космонавту безразлично — сидеть ли в кресле или летать в кабине. Опоры-то нет все равно. Вы часто видели по телевидению, как в кабине летают ручки, блокноты и другие незакрепленные предметы.
Но нужна большая предварительная тренировка, чтобы привыкнуть к состоянию невесомости. И не только привыкнуть, но и работать много дней подряд.
ОПЫТЫ С ТЕПЛОТОЙ
Теплота — основа жизни
Жизнь на Земле существует благодаря лучистой энергии Солнца и атмосфере. На Земле живут самые разнообразные животные и растения. И приспособились они к самым различным температурам в пределах от 50–58 градусов тепла до 60–70 градусов мороза. А в некоторых районах мороз доходит даже до еще более низких температур.
О том, как живые существа приспосабливаются к сильному холоду, может послужить пример с пингвинами. В Антарктиде при очень низкой температуре пингвины даже выводят птенцов.
Но ни одно живое существо не выдержало бы холода в космическом пространстве, так же как не выдержало бы температуры на поверхности Венеры, где она доходит до сотен градусов тепла.
И когда космонавты отправляются в космическую пустыню— где нет среды, которая могла бы нагреться Солнцем, нет ничего, что могло бы задержать и отразить солнечные лучи, а поэтому возможен самый лютый холод, — принимаются все меры к тому, чтобы внутри корабля было достаточно тепло.
Воздух в кабине космического корабля или орбитальной станции поддерживается такого же давления и такого же состава, как и на Земле. А температура — такой, к какой люди привыкли. Все это обеспечивают приборы, которые автоматически регулируют и состав, и влажность, и температуру, и давление маленькой атмосферы корабля или станции.
Только состояние невесомости дает почувствовать космонавтам, что они не на Земле, а на крошечной искусственной планете, созданной человеческим разумом, которая мчится с огромной скоростью в пустом, мертвом космическом пространстве…
Горячие лучи сквозь космическую пустоту
Итак, все живое на Земле обязано своим существованием Солнцу. Что же из себя представляет этот могучий источник жизни?
Солнце — это раскаленный газовый шар. Предполагается, что в его недрах при огромных температурах и давлениях непрерывно происходит термоядерная реакция превращения водорода в гелий. Эта бурная реакция сопровождается выделением колоссального количества тепловой энергии. Тепловая энергия Солнца излучается во все стороны в виде лучистой энергии. Земле достается ее крошечная частица.
Но и этой частицы оказалось достаточно, чтобы на Земле возникла жизнь: выросли могучие леса, появились живые существа.
И почти все виды энергии на Земле обязаны своим происхождением Солнцу. Сейчас стали использовать Солнце и как непосредственный источник энергии. На Земле строят установки, которые улавливают солнечные лучи и заставляют их нагревать воду либо прямо превращаться в электрическую энергию. Вы знаете, что на искусственных спутниках Земли и на космических кораблях, орбитальных станциях, автоматах, путешествующих по Луне или направленных к планетам, куда они посланы для исследований, основным источником энергии является Солнце. Солнечная энергия для космических аппаратов улавливается с помощью солнечных батарей и превращается в электрический ток.
Энергия Солнца приходит к нам на Землю в виде тепловых лучей, преодолевая миллионы километров безвоздушного пространства. Такой способ передачи теплоты, когда она передается без нагревания промежуточной среды, называется лучеиспусканием.
Проделайте такой опыт. Обхватите пальцами баллончик невключенной электрической лампочки. Вы почувствуете холод стекла. Включите на 2–3 секунды лампочку. Пока она горела, вы ощущали в ладони и пальцах, в которых зажата лампочка, тепло. Но как только лампочка погасла, вы по-прежнему чувствуете холод стекла.
Ни стекло, ни газ, которым теперь заполняют лампочки на смену выкачанному из них воздуху, не успели нагреться. Руку грели тепловые лучи, исходившие из раскаленной нити.
Раньше лампочки делали пустыми внутри — из них выкачивали воздух. Такие лампочки представляли маленькую модель распространения солнечного тепла ко всем планетам через безвоздушные просторы Вселенной.
Но и на газонаполненной лампочке вы можете убедиться, что согревают руки лучи, а не стекло, которое еще не успело нагреться.
От горячего к холодному
Вы сейчас познакомились с лучеиспусканием, способом передачи теплоты в виде лучистой энергии без нагревания промежуточной среды. Но существуют и другие способы распространения теплоты. Один из них называется теплопроводностью.
Вам приходилось брать за ручку кастрюльку, в которой только что закипела вода. Ручка, если она металлическая, очень горячая. Конечно, специально никто ее не грел, грели кастрюльку, но теплота от горячей кастрюльки перешла в ручку, и она нагрелась.