Космические весы и способ добывать воду в Антарктиде
Пёс по имени Самсон, Императорская трансантарктическая экспедиция
Изображение: Королевские музеи Гринвича, 1914 год
Весы, с помощью которых определяют массу в условиях невесомости, и источник питьевой воды для полярной экспедиции в Антарктиде - всё самое удивительное в дайджесте «Журнала ЖЖ».
22sobaki предлагает взвесить что-нибудь в космосе
В русском блоге астронавтки Саманты Кристофоретти, которая сейчас работает на Международной космической станции, прочитал:
«...продолжили предварительный сбор грузов для нашего „Союза“, в том числе нашей личной квоты в 1,5 кг, и упаковали другие свои личные вещи для возвращения на Землю».
Задумался. Ок, с орбиты астронавты могут взять с собой 1,5 кг вещей. Но как они определят их массу в условиях невесомости (микрогравитации)?
Вариант 1 - бухгалтерский. Все вещи на космическом корабле должны быть взвешены заранее. Должно быть досконально известно, сколько весит колпачок от ручки, носок и флешка.
Вариант 2 - центробежный. На тарированной пружине раскручиваем предмет; из угловой скорости, радиуса вращения и деформации пружины высчитываем его массу.
Вариант 3 - второй ньютоновский (F=ma). Пружиной толкаем тело, замеряем его ускорение. Зная силу толчка пружины, получаем массу.
Оказалось четвертое.
Используется зависимость периода колебаний пружины от массы закрепленного на ней тела.
Измеритель массы тела и малых масс в невесомости «ИМ-01М» (массметр):
«ИМ» использовался на станциях «Салют» и «Мир». Собственная масса массметра составляла 11 кг, взвешивание занимало полминуты, в течение которых прибор с высокой точностью измерял период колебаний платформы с грузом.
Вот как описывает процедуру Валентин Лебедев в своем «Дневнике космонавта» (1982):
«Первый раз приходится взвешиваться в космосе. Понятно, что обычные весы здесь работать не могут, так как нет веса. Наши весы в отличие от земных необычные, они работают на другом принципе и представляют собой колеблющуюся платформу на пружинах.
Перед взвешиванием опускаю платформу, сжимая пружины, до фиксаторов, ложусь на нее, плотно прижимаясь к поверхности, и фиксируюсь, группирую тело, чтобы не болталось, обхватывая профильный ложемент платформы ногами и руками. Нажимаю спуск. Легкий толчок, и ощущаю колебания. Частота их высвечивается на индикаторе в цифровом коде. Считываю его значение, вычитаю код частоты колебания платформы, замеренных без человека, и по таблице определяю свой вес».
Модернизированный вариант этого устройства и находится сейчас на Международной космической станции:
Видео:
Справедливости ради - вариант 1 (предварительное взвешивание всего) используется и сейчас для общего контроля, а вариант 3 (второй закон Ньютона) применяется в устройстве взвешивания Space Linear Acceleration Mass Measurement Device (SLAMMD) NASA:
Экспериментально установили, что показания ИМ-01М и SLAMMD при взвешивании космонавтов в среднем расходятся на 1,1 кг.
Обсудить в блоге автора
Click to view
dave_aka_doc добывает воду в Антарктиде
Вот отсюда она берётся! =)
А теперь заглянем чуть ближе и чуть поглубже...
И ещё чуть поглубже... Извините, там очень глубоко и вспышка просто не достаёт полноценно с освещением.
Называется сие сооружение, поставляющее станции воду - «ледотаялка». Посреди ледяной пустыни стоит одинокий колёсный фургон, прочно вмороженный в ландшафт. У сего фургона в полу дырка с опалубкой, а за дыркой под фургоном - большая, прямо таки огроменная полость во льду. Полость имеет каплевидную форму (ну или форму реторты) с более узким горлышком и значительно расширяется книзу. Так что сама ледотаялка стоит по сути на ледяном козырьке над огромной ледяной пещерой.
Пещера сия искусственного происхождения. На фото вы можете видеть, что втуда в таинственную глубину уходят провода - они ведут к так называемому «плавающему тену» поплавку с металлоконструкцией, нагревающейся под током. Металлоконструкция нагревается и нагревает воду, отчего вода в полости не щамерзает и стенки пещеры подтаивают. Периодически к ледотаялке очень осторожно, крадучись (помните про ледяной козырёк?) подъезжает на тракторе водовоз и закачивает воду прямо из ледяной пещеры в огромную ёмкость на полозьях, в которой потом развозит воду по домам и закачивает в незамерзающие баки внутри этих домов.
Вода из баков расходуется на краны, санузлы и камбуз. И само собой она вся - талая, то есть с крайне низким содержанием минеральных солей.
Что выражается в первую очередь тем, что она крайне плохо смывает мыло, из-за чего возникает множество бытовых трудностей;)
P. S. Ледотаялка так же является небольшой электро-мастерской, так что имеющийся в кадрах суровый индастриал - штатный, плановый =)
Обсудить в блоге автора