Облака на заказ: ученые хотят затенить Землю и спрятать ее от Солнца
Профессор Усачев: искусственные облака отражают ультрафиолетовые лучи от Земли
Пожаром… на голове может закончиться отдых в одном из самых шикарных отелей Лос-Анджелеса. Постояльцы у бассейна регулярно с ужасом замечают, что их волосы тлеют, а пластиковые стаканы в руках плавятся. Причина загадочного феномена – лучи смерти. Так это явление прозвал персонал комплекса. Но за зловещим словосочетанием кроется… обычная физика, а точнее законы оптики.
Подробнее об этом рассказали в программе "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Постояльцы оказались под "гигантской лупой"
Дело в том, что у южной зеркальной башни отеля особая вогнутая форма. Блестящая поверхность собирает солнечные лучи и, как линза, направляет пучок горячего света на бассейн. По легенде, подобную конструкцию давным-давно пытался создать античный ученый Архимед. С помощью системы зеркал он собирался сжечь вражеский флот. Но в планы владельцев гостиницы это, конечно, не входит.
"Владельцы оклеили южную сторону защитной пленкой. Она рассеивает часть отраженных лучей. Но, увы, этого недостаточно, некоторые гости бассейна все равно чувствуют себя некомфортно. С 10 часов утра и до 2 часов дня башня работает как увеличительное стекло. Температура может резко вырасти сразу на 20 градусов", – рассказал физик и специалист в области лазеров и лазерной интерферометрии Райнер Вайсс.
Существующие пленки защищают лишь от солнца в зените, то есть когда его лучи падают под углом 90 градусов. Все остальное время от обжигающих световых потоков с неба не скрыться.
Так было, пока французские ученые не изобрели идеальную броню для окон. Ультратонкий прозрачный материал работает как фильтр: свободно пропускает свет, но при этом полностью блокирует вредный ультрафиолет и инфракрасные волны. Если оклеить стекла новым покрытием, в комнате станет прохладнее примерно на 5-8 градусов.
"Облака на заказ": спасение Земли от губительного Солнца
Жаль, такой пленкой невозможно оклеить всю Землю. Было бы неплохо. Ученые NASA выяснили, что за последние 30 лет уровень ультрафиолета на планете сильно вырос. Все потому что защитный озоновый слой стал гораздо тоньше.
Российские ученые уже придумали, как защитить Землю. От ультрафиолета ее спасут… перистые облака, но не обычные, а искусственные. Для их создания понадобятся вода и реактивные самолеты.
"Облако является самолетным шлейфом. И этот самолетный шлейф отражает ультрафиолетовые лучи обратно вверх и создает зоны с повышенным содержанием озона, которые и нужны для того, чтобы поглощать ультрафиолетовое излучение", – рассказал профессор кафедры "Теплогазоснабжение и нефтегазовое дело" Института урбанистики, архитектуры и строительства СГТУ им. Ю. А. Гагарина Александр Усачев.
Ученые Саратовского государственного технического университета предлагают переквалифицировать реактивные самолеты в своего рода поливальные машины для околоземного пространства.
- Распыленные на высоте 20 километров мелкие капли воды будут мгновенно превращаться в плоские ледышки.
- Множество таких пластин смогут собираться в ярко-белые облака – непроницаемые для ультрафиолета.
- Опасные лучи будут отражаться от искусственной преграды.
Над территорией размером с Москву создать полноценный небесный щит удастся всего за четыре часа полета.
"Если мы будем использовать в качестве топлива в этих самолетах метан или водород, то мы сможем количество самолетных шлейфов увеличить значительно. При использовании водорода количество шлейфов возрастает в 2,6 раза. При этом не выделяется у нас никаких углеродосодержащих веществ, а выделяются только водяные пары, которые как раз и инициируют образование этих облаков", – добавил Александр Усачев.
Ученые по всему миру не только изобретают способы уменьшить уровень ультрафиолета, но и обращают опасное излучение на пользу человечеству.
Ультрафиолет подскажет слабые места любого строения
Вы удивитесь, но скоро автомаляров на СТО сможет заменить… Солнце. Под его лучами машины будут менять цвет сами по себе. Немецкие инженеры уже создали концепт такого транспорта-хамелеона.
Кузов шоукара покрыт новой люминесцентной краской. В ее составе есть светочувствительный пигмент. Днем он впитывает свет, а ночью начинает эффектно сиять желто-белым неоном. Но и это не все! Заднюю часть автомобиля дизайнеры оклеили особой пленкой, которая тоже реагирует на ультрафиолет.
"Задняя часть кузова под влиянием ультрафиолета приобретает желтый и розовый оттенки. Это потрясающе стильно и эффектно", – рассказал автогонщик Йенс Клингманн.
Благодаря ультрафиолету российские дома и мосты скоро станут самыми безопасными в мире! Главное – снабдить их датчиками прочности из уникального новосибирского полимера. Ученые Института теоретической и прикладной механики создали материал, который накапливает солнечную энергию и начинает светиться, если в конструкции намечается трещина.
"Данный световой шкаф имитирует энергию солнечного света вместе с ультрафиолетом. Образцы заряжаются и накапливают солнечную энергию в течение 90 минут, после чего мы берем образцы и измеряем их механические характеристики", – рассказала старший научный сотрудник ИТПМ СО РАН, кандидат физико-математических наук Татьяна Брусенцева.
Образцы испытывают на прочность самыми разными способами – растягивают, изгибают и кладут под пресс. Чем сильнее нагрузка, тем ярче светятся заготовки.
Потрясающий эффект обеспечивает самый важный компонент полимера – алюминат стронция. Этот люминесцентный порошок ученые добавляют в жидкую эпоксидную смолу, а затем перемешивают с помощью ультразвука, чтобы частицы распределились равномерно. Из застывшего материала можно делать датчики, которые будут контролировать состояние строения без специального дорогого оборудования и бесконечных осмотров.
"Это будут датчики разных размеров, которые, например, мы можем прикрепить на мост. С помощью Солнца, которое светит на мост, наши датчики будут накапливать энергию света и ультрафиолет. И, например, когда по мосту будет ехать небольшая машина небольшой массы, у нас будет небольшое свечение трещин. Если же масса транспортного средства будет больше, например, какой-то грузовой автомобиль будет ехать, то свечение будет наиболее интенсивным в том месте, где мост начинает разрушаться", – сообщила физик Татьяна Брусенцева.
Информация с датчиков по оптоволоконному кабелю должна поступать прямо на персональный компьютер оператора. А значит, благодаря ультрафиолету, мост или дом, который только начинает разрушаться, можно вовремя укрепить или отремонтировать. Но это еще не все удивительные свойства электромагнитного излучения.
"Солнце в барабане": как сделать из стиральной машины стерилизатор
Только представьте, в Китае уже сейчас можно купить стиральную машину, которая очищает белье с помощью солнечных лучей.
- В нижней части бака инженеры установили специальный генератор коротких ультрафиолетовых волн.
- Они стерилизуют белье не хуже, чем медицинская бактерицидная лампа.
При этом опасный свет не выходит за пределы корпуса машины. Вода и стенки барабана поглощают лучи.
"Излучение проникает в клетки микроорганизмов и повреждает их гены. В результате за 30 минут стирки любые бактерии, вирусы и грибки гибнут. Одновременно ультрафиолетом обрабатываются и элементы самой машины, чтобы внутри не размножались опасные микроорганизмы. Чтобы добиться такого же эффекта при обычной стирке, вам пришлось бы примерно час кипятить белье", – рассказал генеральный директор компании по производству бытовой техники Чжоу Юньцзе.
Как с помощью света остановить мгновение
Искусственные облака, броня для окон, суперстильные автомобили – похоже, ультрафиолет – отличный источник вдохновения для ученых. Немецкие исследователи с его помощью и вовсе совершили, казалось бы, невозможное – остановили мгновение и прекрасно рассмотрели его в самых мельчайших подробностях! Такого никогда и никому раньше не удавалось.
Чтобы заморозить время, физики создали уникальную сверхскоростную лазерную вспышку. Трудно поверить, но под ее светом можно разглядеть абсолютно каждый неуловимый миг движения молекулы. Изобретение ученых Гамбургского университета фиксирует поведение мельчайшей частицы каждую фемтосекунду. Это отрезок времени, который длится в тысячу раз меньше, чем вспышка фотоаппарата.
"Мы исследовали, как ультрафиолет влияет на молекулу йодметана. Запускали из сверхбыстрого лазера первый импульс, через очень короткое время – второй. Интервал между ними исчислялся фемтосекундами и постепенно менялся. Таким образом, мы смогли покадрово увидеть, что происходит с молекулой в каждый миг", – рассказал профессор физической химии Гамбургского университета Хорст Веллер.
Оказалось, если между импульсами проходит не больше пяти фемтосекунд, молекула остается целой. А вот если вторая вспышка опаздывает, частица разрушается.
Думаете, это открытие никак не повлияет на вашу жизнь? Ошибаетесь! Зная в таких точных подробностях, как ультрафиолет влияет на молекулы, ученые смогут придумать эффективную защиту от него. Броня от солнечной радиации пригодится вам не только на пляже, но и если вы когда-нибудь внезапно решите полететь в космос. А что? В жизни всякое случается.