Владимир Янков - Загадки звездных островов. Книга 1 (сборник)

Глядя на эту картину, нетрудно дать объяснения всем предшествующим процессам. Вода по отношению к стеклу является смачивающей жидкостью. Благодаря смачиваемости образовался вогнутый мениск. На Земле этот мениск был бы едва виден, да и то только у стенок колбы, так как возникающие силы уравновешиваются гидростатическим давлением. В невесомости гидростатическое давление отсутствует и возникающие силы перемещают жидкость по стенкам колбы, а затем замыкают ее вокруг сферического пузыря. Причем пузырь благодаря поверхностному натяжению принимает сферическую форму. На границе двух сред — воды и воздуха — свет отражается, по этой причине воздушный пузырь кажется блестящим.

Если бы мы налили в колбу не воду, а, скажем, ртуть, картинка оказалась бы иной. Ртуть по отношению к стеклу — жидкость несмачивающая, поэтому внутри колбы образовался бы ртутный шар, а вокруг него — свободное воздушное пространство.

Возвратимся, однако, к нашему опыту. Прежде чем его начать, надо было заполнить колбу водой. Предположим, вода хранится в резервуаре, от которого отходит шланг с вентилем на конце. Но ведь в самом резервуаре вода тоже занимает необычное положение, и прежде всего около шланга, где образуется, как и около горловины колбы, вогнутый внутрь резервуара мениск. Это значит, что сколько бы мы ни открывали вентиль, вода с места не сдвинется и никуда не потечет.

Надо сказать, что это одна из трудностей, с которыми столкнулись конструкторы космических аппаратов. И дело оказалось не только в воде. Кроме резервуаров с водой, на борту имеются еще и резервуары с жидким топливом. Если говорить о воде, то ее из бачка можно вытрясти. Топливо же должно подаваться к двигателям равномерно. Так что конструкторам с жидкостью, оказавшейся в невесомости, также пришлось ставить мысленные эксперименты. И только на первый взгляд кажется, что эксперименты эти очень просты.

Итак, жидкость в невесомости сама по себе переливаться никуда не хочет. Как же можно выйти из этого положения?

Предположим, мы ничего не знаем о том, как в действительности устроены жидкостные резервуары на космических аппаратах, поэтому займем место конструкторов и, опираясь на законы физики, решим эту задачу самостоятельно.

Первое, что приходит в голову, скажем, для бачка с питьевой водой — это механический поршень, приводимый в движение обыкновенной рукояткой. Примером может служить обыкновенный медицинский шприц. Кстати, тот же поршень может приводиться в движение сжатым воздухом.

А вот конструкторы космических кораблей придумали устройство проще. Поршень заменили тонкой гибкой диафрагмой, которая перегораживает резервуар на две части. В одной части находится вода или жидкое топливо, в другой — полость, в которую можно вводить воздух под давлением. Как только давление в полости поднимается, диафрагма давит на жидкость и вытесняет ее в трубопровод: воду для питья, или гигиенических нужд, или для полива растений, или топливо для подачи его к двигателям.

Заметим, что хранить жидкость в невесомости можно только в закрытых резервуарах или в сосудах, откуда она не может "сбежать". При устройстве бортового душа, например, конструкторам пришлось позаботиться о герметичности душевой кабины, а для моющегося космонавта сконструировать специальный загубник, через который он мог бы дышать, не рискуя, что капельки воды могут попасть ему в легкие. Вода в душевую колонку подается под давлением, "протаскивается" струей воздуха через душевую кабину и в противоположной стороне отсасывается в специальный резервуар.

…Вы на орбите, и у вас в руках автоматическая чернильная ручка. Вы пытаетесь писать, но ручка не пишет. Почему? Да все очень просто — нет гидростатического давления. Попробуйте на Земле написать этой ручкой что-нибудь, положив лист бумаги на стену. И трех слов не напишете!

Давайте теперь превратимся в орбитальных металлургов. В нашем распоряжении электрическая плавильная печь, в которой температура поднимается до 1600 градусов — это температура плавления стали. Включим печь и поместим в ее камеру кубик стали.

Проходит некоторое время, и наша бесформенная заготовка начинает оплывать по краям. Сначала оплывают углы, потом грани, затем заготовка принимает все более и более округлые формы. Она становится ослепительно белой. Такое впечатление, что в камере плавает маленькое солнце.

И вот вы уже держите на ладони еще теплый металлический шарик идеальнейшей сферической формы. Таким сделали его невесомость и поверхностное натяжение.