mm112019

4 607122 120010

11019

№ 11 (170) НОЯБРЬ 2019

Слово редактора Лодос… Приносит с собой головную боль, повышение артериального давления, проблемы с психикой и нервной системой. Стычки между попавшими в аварию водителями на дорогах, брань в кофейнях, переругивающиеся с мужьями домохозяйки. Общая нервозность с шумом выплескивается на стамбульские улицы. Особенно остро он влияет на обычно флегматичных стамбульских кошек, которые шарахаются от его дуновений, предпочитая в такие дни отлеживаться в укромных местах, — пишет один из турецких научно-популярных журналов. Пожалуй, мало в мире явлений, которым человек ни придумал бы столько имен – Фён, Шинук, Бергвинд, Эльвегуст, Терре-альтос, Ороси, Бора, Мистраль, Питерак, Вилливо, Самум, Бриз, Баргузин, Култук, Шелоник, их тысячи. Слишком уж оно многолико. Каждый народ придумал ему своего бога (не буду их перечислять))). Древние греки, педантично, как им и положено, придумали четверых. А моряки посвятили ему розу в 32 лепестка. Недавно он разогнал британский пассажирский авиалайнер до скорости звука (более 1280 км/ч). И имя ему – ВЕТЕР! Откуда берется ветер, как влияет на человека и можно ли им управлять? Читайте об этом в ноябрьском номере «ММ».

Главный редактор Камилла Андреева

механизм поиска номера

14

22 Пристегните ремни

36

Двигаться на силе ветра

28 Люди, дружившие с великанами

История ветряных мельниц

36 Зелено. Практично. Хорошо

Как делать деньги из ветра

44

Русский штиль Ветроэнергетика в России

28

СОДЕРЖАНИЕ 04 М ашина новостей

52

Творцы погоды Почему ошибаются синоптики

58

И друг, и враг Ветры и их влияние на человека

62

На все руки мастер Плотный график ветра

МЕХАНИЗМ НОМЕРА

08 В ластная структура Издатель «ММ» о власти

14 Н и я не видел, ни ты Что такое ветер?

002

www.21mm.ru

62

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм поиска 72

МЕХАНИЗМ

ЗДОРОВЬЯ

72

Вокруг цвета Сколько людей, столько и зрений

22

80

МЕХАНИЗМ

ПРИРОДЫ

Фаворитка Брокколи как политический овощ

88

94 66

Космические потоки

80

Жители других планет

88

HIGH-TECH

МЕХАНИЗМЫ

Телепредсказатели Технологии из телевизора, ставшие реальностью

94

Игра в прятки с природой Кишки, габардин и политетрафторэтилен

104

66

МЕХАНИЗМ

ФАНТАСТИКИ

64 Проза «ММ» Бессмертные

11/2019

003

машина новостей

КОНКУРС « БИТВА ИСТФАКОВ » Россия / Дедлайн – 5 ноября Журнал Proshloe и Институт всеобщей истории РАН приглашают студентов-историков похвастаться научно-популярными материалами (лонгридами, видео и мультимедиа-проектами) в области исторических наук. Лучший в каждой из номинаций получит несколько комплектов книг, годовую подписку на портал «История», сертификат победителя всероссийского конкурса «Битва истфаков», а лучшие работы будут рекомендованы к публикации в рецензируемых журналах РАН. Подробности: http://proshloe.com/bitva-istfakov Иллюстрация: Dana Fradon, Harold the Herald; a Book about Heraldry

Фото: пресс-служба РГО, www.rgo.ru

004

www.21mm.ru

ГРАНТ ОТ DFG И РНФ Россия и Германия / Дедлайн – 9 декабря РНФ (Российский научный фонд) и DFG (Немецкое научно-исследовательское общество) организуют открытый конкурс «Проведение фундаментальных и поисковых научных исследований международными научными коллективами». Попытаться выиграть грант могут коллективы, планирующие исследования в области математики, информатики, физики, химии, биологии, медицины и многих других научных областях в период с 2021 по 2023 год. Размер одного гранта составляет от 4 до 6 млн рублей ежегодно. Подробности: www.рнф.рф и www.rscf.ru Фото: пресс-служба РВКфонд Фото: Российский научный www.indicator.ru www.vk.com/rnfpage

www.youtube.com/user/21mmvideo

машина новостей

КОНКУРС ПЛАКАТА « ЧЕХОВ -160» Россия / Дедлайн – 22 декабря В наступающем январе Антону Чехову было бы уже 160 лет! В честь этого Международная биеннале дизайна «СТРЕЛКА» предлагает художникам и дизайнерам пофантазировать. В конкурсе несколько номинаций: плакаты по произведениям Чехова, их экранизациям и театральным постановкам, а также плакаты о жизни писателя. Один участник может прислать несколько работ. Подробности: http://www.strelka-design.ru/2020/

Иллюстрация: Steve Doogan www.stevedoogan. blogspot.com

ФОТОКОНКУРС «СИЯНИЕ СВЕТА» Весь мир / Дедлайн – 31 декабря Центр фотографии имени Мухаммеда Али проводит фотоконкурс в честь столетия со дня ратификации 19-й поправки к конституции США, позволившей женщинам избирать и быть избранными. Все желающие фотографы могут прислать свои работы на тему «Борьба женщин за права» на рассмотрение жюри. Фото должно быть в формате JPEG с разрешением не менее 1200 x 1600. Отправить заявку можно через форму на сайте конкурса. Подробности: http://form.jotform.com/91545522211145 Фото: JOHN FUGUSON www.oxfam.exposure.co www.uchealth.com

11/2019

005

машина новостей

ЛИТЕРАТУРНАЯ ПРЕМИЯ « АНТОНОВКА 40+» Россия / Дедлайн – 15 декабря Премия «Антоновка 40+» учреждена в память поэта, прозаика, драматурга и критика Алексея Антонова. Ее цель – поблагодарить писателей старше 40 лет за их работу и мотивировать на будущее творчество. Авторы могут присылать произведения, написанные в разных жанрах. Учреждены четыре номинации: поэзия, проза, драматургия, критика и литературоведение. Подробности: http://antonovka.belkin-lit.ru/о-премии/ www.steklograf.com

КОНКУРС НАУЧНЫХ РАБОТ ПО СТРАХОВАНИЮ Россия / Дедлайн – 1 марта 2020 года Студенты, изучающие страхование, могут отправить на конкурс свою работу по одной из тем: страховой рынок, отдельные виды страхования, бизнес-процессы в страховании, история страхования, страховой маркетинг и реклама, управление персоналом в страховой компании и др. У процесса подачи заявки множество нюансов, о которых надо заранее узнать на сайте конкурса. Но оно того стоит: победители получат от 15 до 30 тыс. рублей за научную работу и, конечно же, ценные призы и сувениры. Подробности: https://www.rgs.ru/about/all_insurance/contest1/ index.wbp Иллюстрация: BugBoxx Production www.dribbble.com

006

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

машина новостей

Ф ото: Delaware

Law School www.twitter.com/ delawschool

МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЧТЕНИЯ « ДОСТОЕВСКИЙ И МИРОВАЯ КУЛЬТУРА » СПб, Литературно-мемориальный музей Ф. М. Достоевского 9–12 ноября Вот уже 45 лет литературоведы, сотрудники музеев, филологи и все интересующиеся творчеством Достоевского ежегодно собираются в Петербурге, чтобы обсудить влияние писателя на современных художников и мыслителей. Прийти и послушать доклады может любой желающий. В последнее время событие вышло за рамки всероссийского, став международным. По материалам конференции издается альманах «Достоевский и мировая культура», в который входят лучшие доклады. Подробности: https://www.md.spb.ru

СТИПЕНДИЯ ОТ DELAWARE LAW SCHOOL Делавэр, США Дедлайна нет Стипендию на обучение в бизнес-школе Delaware Law School могут получить иностранные студенты, поступающие на программу Masters of Law. Главные критерии отбора: хорошая академическая успеваемость, владение английским языком (TOEFL – 83, IELTS – 6,5), полученная в любом другом вузе степень бакалавра, волонтерский опыт и лидерские качества. Стипендия подразумевает полную оплату стоимости обучения. Заявку на стипендию можно подать онлайн. Подробности: www.apilaediciones.com https://delawarelaw.widener.edu/ prospective-students/

11/2019

007

механизм номера

Властная

СТРУКТУРА Иллюстрация: Piotr Siedlecki, www.publicdomainpictures.net

008

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

текст

К АМИЛЛА АНДРЕЕВА

Главная цель, ежедневный вызов, проверка на порядочность – для каждого из нас власть означает что-то свое. Издатель «ММ» Александр Новиков считает, что власть – это богатство. Почему?

Александр Новиков: Ты понимаешь, какое

дело… Вот ты мне прислала вопросы – они неплохие, но слишком эмоциональные, я бы даже сказал, женские. А я бы хотел поговорить все-таки о том, что такое власть с философской точки зрения, и определить, как «потрогать ее руками». Камилла Андреева: Но для начала нужно определиться, что это такое. АН: Ну хорошо, давай я начну с вывода из своих размышлений: власть – это богатство. Всё. Точка.

КА: Но не только же богатство! АН: Обсуждать пока бессмысленно, потому что я только начинаю рассказывать, почему это так. Чаще всего слово «власть» употребляется со словом «политика».

КА: Ну, это один из видов власти. Политическая власть. АН: Нет. Политической власть не бывает. Есть отдельно политика. И присутствует она везде: в семье, в личной жизни, в государстве. В определении своего места в обществе тоже есть политика. А политика – это общественные отношения, связанные с властью. Если говорить об общественных отношениях, то это отношения внутри какого-то общества, между его индивидуумами. Сами же общества могут быть разного размера: от самого маленького – семьи – до самого большого – государства. Хотя в моем понимании один человек – тоже общество…

механизм номера

КА: У него не будет взаимодействия с другими людьми. АН: А это неважно. Зато у него есть власть, власть над самим собой. Это, кстати, очень важная штука. В одном из прошлых интервью я рассказывал о своем ви́дении мира, в котором общественные отношения имеют всего две составляющие. Первая составляющая очень важная – это обмен информацией. И вторая часть – установление договорных отношений между индивидуумами. Возьмем элементарный пример: два человека договариваются созвониться, один другому говорит: «Позвони мне вечером». Второй: «Хорошо, я тебя наберу». Формально ничего не произошло, просто разговор, но это уже не просто обмен информацией, это некий договор, в котором есть все признаки официального договора, который мы подписываем юридически. Мы можем не осознавать этого, но суть не меняется. В любом случае, все наши взаимоотношения с другими людьми строятся на договорных отношениях.

Власть – это богатство. Всё. Точка КА: Какие виды власти вы считаете самыми важными? АН: Видов власти немного, и они достаточно простые. Например, власть окружающего мира. Вокруг нас существует мир, и он постоянно меняется. Так вот состояние окружающего мира постоянно заставляет нас принимать решения – простые, но неизбежные: если на улице жара, то мы надеваем шорты, если идет дождь, берем зонт или дождевик. И в этом случае окружающий мир властвует над нами, он заставляет нас принять соответствующее решение.

11/2019

009

механизм номера

К амилла Андреева Фото: Николай Андреев

КА: Воздействие природы и погоды понятно,

АН: Абсолютно ко всем. Более того, это осно меня больше интересует власть человека новная движущая сила! над человеком. Начнем с того, что богатства бывают матеАН: Я много раз говорил о том, что риальные и нематериальные. человек – это биологическая маОт материальных богатств мы ила воли шина, которая состоит из матевряд ли когда-нибудь отойдем – человека риальной части – тела, и немасколько существует человечество, териальной, духовной части. Чеопределяет его они всегда стояли во главе угла. ловек принимает решения на осНо при этом нематериальные боновании информации и тех прогатства должны накапливаться духовные грамм, которые с детства формипараллельно и быть в гармонии богатства руются и записываются в личный с материальными. Только в этом компьютер – его мозг. Конечно, случае они дают возможность есть такие программы, которые заложены человеку ощущать цельность в себе. Долв человека с рождения, как и у любого животжен быть баланс. ного – это инстинкты самосохранения, продолИ мы всю жизнь занимаемся накоплением жения рода, выживания. Но есть и те, что оти созиданием богатств! деляют человека от животного мира, и одно из них – инстинкт созидания и накопления КА: Но есть люди, которые всю жизнь живут ценностей или богатств. как овощи и ничего не созидают… АН: Нет таких. Они ходят на работу. КА: Я не думаю, что это ко всем людям относится.

С

010

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

Александр Новиков. Фото: Николай Андреев

КА: Нет, не ходят. Их содержат другие. А эти просто едят, лежат на диване и смотрят телевизор. АН: Наверное, в какой-то степени такие люди существуют. Но только в какой-то степени. Почему? Потому что они все равно, например, завидуют своим соседям, или переживают о том, чтобы у них был телевизор.

КА: А пенсионеры? Что они созидают? АН: Пенсионеры читают книжки, общаются

с друзьями. Все люди занимаются тем, что созидают и накапливают, может быть, не всю жизнь, но они это делают. Богатства, как я и сказал, бывают двух типов: материальные и нематериальные. И баланс между ними должен быть. И поэтому люди накапливают друзей, отношения, любовь, все это тоже богатство, понимаешь?

11/2019

011

механизм номера

www.tutitatu.com

КА: Так власть – богатство материальное или духовное? АН: И то, и другое. Это неважно. Власть – это богатство. И управление этим богатством или его наличие определяет уровень власти относительно других людей. Власть – это создание условий одним человеком для того, чтобы другой человек принял нужные решения. А для этого нужно изменить состояние окружающего мира. Создание условий – это изменение окружающего мира. Когда мы пытаемся реализовать свою власть, мы меняем состояние окружающего мира. Потому что мы – тоже часть этого мира. Мир меняется, он на нас влияет, а мы на него. Без этого никак не обходится. Главное – понять философию власти. Что такое власть, как потрогать ее руками? Ну как? Вот я тебе рассказываю, что власть –

012

www.21mm.ru

это мое влияние на этот мир. А повлиять я могу только своими решениями. Потому что за решениями происходят действия. Я влияю на этот мир таким образом, чтобы он менялся вокруг других людей – так, чтобы они принимали нужные мне решения.

КА: Интересно, а каждый ли человек хочет власти? АН: Конечно. Это очень важный вопрос. Почему говорят, что власть – это наркотик? К власти тянутся. С чем это связано? А связано это с основным человеческим инстинк­ том, который является главным регулятором власти, – накоплением богатств. Если человек накопил богатства, то он обладает властью. И неважно, какие это богатства. Есть еще один важный момент: чтобы оценить богатства, нужен некий эквива-

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

лент. Эквивалентом материальных богатств сегодня являются деньги. Ну, скажем, доллары, так честно. А эквивалентом нематериальных богатств является сила воли. Но при этом статистика железная. Чем ты богаче материально или духовно, тем больше у тебя власти.

КА: Ну, как-то насчет духовности я сомневаюсь. АН: Почему?

КА: Власть и духовность… АН: Почему ты сомневаешься? По-моему,

в данном случае духовные богатства намного важнее материальных. Сила воли человека определяет его духовные богатства. Чем больше у человека знаний и опыта, тем большей силой воли он обладает. И такой человек обладает реальной властью, потому что деньги или материальные богатства существуют только в том отрезке жизни, в котором мы их осознаем. Со временем их можно легко потерять. Ну, если ты попала на необитаемый остров с ящиком золота, то этот ящик тебе ничего не дает. Хотя в других условиях он мог бы быть очень большим богатством. Почему есть наркотик власти? Потому что власть дает возможность пользоваться не только личными богатствами, но и общественными. Человечество созидает много общественных богатств. Имея к ним доступ на законном основании, человек начинает пользоваться ими, как своими, и это дает ему возможность накапливать еще больше личного богатства. Потому что у него есть все инструменты власти. Самый бестолковый чиновник с точки зрения власти может быть сильнее, чем самый богатый человек, неважно, духовно или материально. Потому что в обществе созданы различные инструменты власти, которые могут изменять окружающий мир более активно для принятия тех или иных решений другими

людьми. Это усилители власти. Одним из усилителей, конечно, является государство с теми законами, которые оно создает. Самым главным инструментом власти является информация. И возможность влиять на ее распространение. Чтобы осуществить власть над тобой, моя задача – сделать так, чтобы ты сама приняла то решение, которое нужно мне. Так вот для этого можно использовать средства массовой информации. Те люди или структуры, которые могут влиять на средства массовой информации, используют их как самый мощный инструмент власти.

Самым главным инструментом власти является информация. И возможность влиять на ее распространение На мой взгляд, реализация власти – это увеличение общественного богатства, которым ты можешь воспользоваться. Увеличение происходит из обычной логики: нужно увеличить количество богатых людей. Не богатство малого количества людей, потому что они не поделятся с тобой. А именно количество богатых людей – богатых с точки зрения и материальной, и нематериальной. И тогда количество общественного богатства будет расти. Увеличить общество количественно и качественно – вот задача власти как таковой.

КА: Это задача не нашей власти. АН: Ну, наша власть, видимо, не читает и не смотрит мои интервью. А если бы она понимала суть, то делала бы это, потому что она очень часто, и не только наша, пользуется общественными богатствами не на законных основаниях. Полную версию интервью вы найдете на нашем сайте в разделе «Видео». ∎

11/2019

013

К онус-ветроуказатель, в просторечии «носок» www.pxhere.com

НИ

я

НЕ ВИДЕЛ, НИ

ты

В разделе «Ветер» в «Википедии» можно прочитать десяток научных терминов вроде «ненулевой барический градиент», «ячейка Хэдли» и «циркуляция атмосферы», а найти простое и понятное объяснение ветра – нет. Авторам научно-популярных текстов приходится даже смотреть видеоуроки по географии за 6-й класс, чтобы, во-первых, понять самим, как образуется ветер, а во-вторых, доступно рассказать читателям.

текст

механизм номера

ПОЛИНА ЗУКОЛ

ИЗ-ЗА ЧЕГО ОБРАЗУЕТСЯ ВЕТЕР

Кратко: из-за неравномерного нагревания поверхности Земли и разницы в атмосферном давлении.

НАЧНЕМ С ЭКСПЕРИМЕНТА «Мини-Земля». В солнечный день берем две тарелки, в одну из которых насыпаем землю, а в другую наливаем воду. Обе ставим под прямые солнечные лучи и оставляем на некоторое время. Через полчаса вы увидите, что тарелка с землей нагрета гораздо сильнее, чем с водой,

дух поднимается, а холодные потоки с океанов и морей дуют в сторону континентов, на города и деревни. Чем больше разница температур между этими воздушными массами, тем быстрее они движутся, и тем сильнее ветер. В длину потоки воздуха могут достигать тысяч километров, а в высоту – с ​ отен.

На планете постоянно происходит

«обмен»

воздушными потоками и термометр это докажет. И вот отсюда начинается наш рассказ о том, как образуется ветер. Каждый день Солнце направляет свои лучи на нашу планету и нагревает всю ее поверхность, как эти самые тарелки. Но не равномерно – ​это самое главное. Темные участки нагреваются быстрее, чем светлые, а суша –​ быстрее, чем вода. Географы говорят, что для нагревания 1 см3 воды нужно в три раза больше тепла, чем для 1 см3 песка. Согретая поверхность отдает свое тепло атмосфере –​ воздушной оболочке Земли. А поскольку теплый воздух легче, он поднимается, и создается область пониженного атмосферного давления. Остается «пробел» – ​его надо чем-то заполнить. Тогда на место теплого воздуха приходят плотные, холодные воздушные потоки с непрогретых поверхностей – ​и вот уже дует ветер. Из-за неравномерного нагревания Земли на планете постоянно происходит «обмен» воздушными потоками. С затененных материков с горами и лесами теплый воз-

СИЛА КОРИОЛИСА – СИЛА ИНЕРЦИИ, СУТЬ КОТОРОЙ МОЖНО ОПИСАТЬ КАК « ВНЕ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОЩУЩЕНИЯ НАБЛЮДАТЕЛЯ, ДВИЖУЩАЯСЯ МАССА ВНУТРИ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ СИСТЕМЫ ОТК ЛОНЯЕТСЯ ». В МАСШТАБАХ ПЛАНЕТЫ ОНА ВЛИЯЕТ НА ОКЕАНИЧЕСКИЕ И МОРСКИЕ ТЕЧЕНИЯ, А ТАКЖЕ НА ВОЗДУШНЫЕ ПОТОКИ – ВЕТРЫ.

Второй важный фактор, кроме солнечного тепла, – ​постоянное вращение планеты вокруг своей оси. Подчиняясь силе Кориолиса, все потоки воздуха, движущиеся вдоль Земли, отклоняются. Поэтому ветры в Северном полушарии «кренят» вправо, а в Южном –​ влево (по отношению к направлению движения). Обычно ветры движутся над поверхностью горизонтально, но существуют и восходящие и нисходящие потоки: циклоны и ан-

11/2019

015

механизм номера Холодный воздух

Теплый воздух

Нисходящий поток

Восходящий поток

Чем больше разница

температур холодных и теплых воздушных потоков, тем быстрее дует ветер

ВЕТЕР

ОБЪЕКТЫ, ДВИЖУЩИЕСЯ В ВОЗДУХЕ ИЛИ ВОДЕ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ, ОТДЕЛЕНЫ ОТ ПОЧВЫ И ПЕРЕДВИГАЮТСЯ НЕЗАВИСИМО. СИЛА КОРИОЛИСА ВОЗНИКАЕТ ИЗ-ЗА ТОГО, ЧТО СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ НА ПОЛЮСАХ НИЖЕ, ЧЕМ НА ЭКВАТОРЕ.

Высокое давление

Низкое давление

Вращение Земли

1

Скорость объекта, направляющегося на юг, в Северном полушарии будет медленнее, чем скорость движения Земли под ним, поэтому он отклоняется вправо.

60°

2

Объект движется на север в Северном полушарии быстрее, чем скорость вращения Земли под ним, и поэтому он тоже отклоняется вправо.

40° 30°

3

4

Объект движется на север в Южном полушарии медленнее, чем Земля под ним, и поэтому он отклоняется влево.

0°

Объект движется на юг в Северном полушарии быстрее, чем Земля под ним, и поэтому он отклоняется влево.

www.earthsurfaceprocesses.com

тициклоны (подробнее о них на с. 52. – ​Ред.). И если на Земле ветер представляет собой потоки воздуха (в основном смесь азота и кислорода), то на других планетах – ​смесь свойственных им газов (подробнее об этом на с. 66. – ​Ред.).

016

www.21mm.ru

ЧТОБЫ ЕЩЕ ЛУЧШЕ ПРЕДСТАВИТЬ СЕБЕ РАЗНИЦУ В АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ, ВСПОМНИТЕ: КАК ТОЛЬКО ВЫ ОТКРЫВАЕТЕ ДВЕРЬ ИЗ ПОМЕЩЕНИЯ НА УЛИЦУ, ВНУТРЬ СРАЗУ НАЧИНАЕТ ЗАДУВАТЬ ВЕТЕР, ПРИЧЕМ БОЛЬШЕ ВСЕГО – СНИЗУ. ТЕПЛЫЙ ВОЗДУХ ПОДНИМАЕТСЯ И «ВЫТАЛКИВАЕТСЯ» НАРУЖУ, А ОТТУДА ПРИХОДЯТ ХОЛОДНЫЕ ВОЗДУШНЫЕ ПОТОКИ. ИЛИ ВСПОМНИТЕ ПРОГУЛКИ ПО БЕРЕГУ, ЕСЛИ ОНИ У ВАС БЫЛИ, – ВЕТЕР ВСЕГДА ДУЕТ С ВОДЫ НА СУШУ, ПОТОМУ ЧТО СУША НАГРЕВАЕТСЯ БЫСТРЕЕ.

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера МУССОНЫ, ПАССАТЫ, ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ

Кратко: на Земле дуют десятки глобальных и локальных ветров.

БЫЛО БЫ СТРАННО, если бы постоянные перемещения потоков воздуха никак не влияли на происходящее на Земле. И речь не о том, что ветер может уничтожить судно или разрушить город, хотя и это, конечно, ему под силу. Берите выше! Ветры влияют на региональный климат, погоду и уровень атмосферного давления, от которого вашей бабушке может быть плохо. Муссоны – ​как биткоины: многие слышали, но мало кто знает, что это такое и как работает. Если упрощать, то это преобладающие ветры на границе океана и материка. Чаще всего они «водятся» в тропических и субтропических областях и меняют свое направление летом и зимой (с арабского «mawsim» – ​«время года»). Весной Солнце прогревает континент примерно на 10 градусов сильнее, чем океан. Нагретый воздух поднимается, создает область низкого давления и активизирует муссон – ​потоки океанического воздуха несутся к суше. Ближе к зиме все наоборот – ​суша прогревается хуже, поэтому воздух движется от нее к морям и океанам. Муссоны «висят» над экваториальной Африкой, Южной Азией и вообще над всем Южным полушарием, а в России хорошо выражены на Дальнем Востоке. Именно муссоны заставляют людей надевать резиновые сапоги летом. Почему они виновны в пасмурной погоде? Потому что вместе с воздухом приносят на сушу океаническую влагу, которую прихватывают по пути. Теплый влажный воздух конденсирует водяной пар – ​и начинается дождь. Зимой все наоборот – ​засуха и отсутствие осадков. Еще на планете живут пассаты – ​ветры, дующие между тропиками. Здесь все сложнее и завязано на экваторе – ​самом жарком месте Земли. Солнце нагревает поверхность в экваториальной полосе, и нижние воздушные потоки поднимаются и расходятся одновременно к южному и северному полюсам. По всему эк-

ватору образуется область низкого давления, которая «всасывает» воздух из субтропиков. Между экватором и субтропиками создается циркуляция. Поскольку Земля вращается и воздушные массы подвержены силе Кориолиса, изначально двигаясь по прямой, они смещаются. И если на океанах они дуют «правильно», то ближе к земной поверхности их направление меняется еще и под воздействием местных препятствий, например, гор. В результате в Северном полушарии дуют северо-восточный и юго-западный пассаты, в Южном –​ юго-восточный и северо-западный. Пассаты обоих полушарий «отделены» друг от друга полосой вдоль всего экватора – п ​ о-научному, внутритропической зоной конвергенции.

Муссоны как биткоины – все слышали, но никто не знает, что это такое В умеренных широтах дуют западные ветры –​ они влияют на формирование океанических течений, переносящих теплые экваториальные воды к западным берегам континентов. А на полюсах преобладают восточные ветры – ​сухие, нерегулярные и слабые, они дуют из полярных районов в низкие широты. Поскольку в полярных областях солнечного тепла меньше, воздух там быстро охлаждается и опускается, образуя высокое давление и выталкивая приполярный воздух в направлении более низких широт. Но Земля – ​это не только материки и океаны, а еще множество локальных географических объектов: водоемы, моря, пустыни, горные массивы. Разнообразие подстилающей поверхности создает местные ветры. Например, на берегах морей и больших озер дуют морской

11/2019

017

механизм номера и континентальный бризы, сменяющие друг друга утром и вечером. Особенно они заметны летом, когда разница между температурами воды и земли самая высокая. Морской (дневной) дует с моря на прибрежье, а ночной (континентальный, береговой) – ​с суши на море. Оба достигают небольшой скорости в 1–5 м/с. Горы могут останавливать ветер и порождать его. Над взгорьями солнце греет сильнее, создавая область низкого давления. Так появляются свойственные горам и долинам ветры: фён, или бора, например. А если горы стоят на берегу озера или моря, то начинается целый ветряной сабантуй – ​на Байкале, например, дуют не менее пяти ветров. В пустынях тоже свои ветры: суховей, самум.

КАК ОБРАЗУЕТСЯ МОРСКОЙ БРИЗ

Воздух над землей нагревается и поднимается, создавая область низкого давления

Воздушная масса движется от высокого давления к низкому – дует ветер

Воздух над водой холоднее из-за теплоемкости океана

На Байкале дует не менее пяти ветров А теперь представьте, какое количество воздушных масс «танцует» на нашей планете ежедневно. Огромное! Все преобладающие и местные ветры на всем земном шаре в совокупности образуют то, что географы называют «циркуляцией атмосферы» – ​процесс постоянного движения воздушных потоков. А он, в свою очередь, влияет на климат в разных регионах Земли и заставляет нас брать зонтик по утрам.

КАКОЙ ОН?

Высокое давление

Кратко: у ветра изучают силу, скорость, направление и продолжительность.

ОСНОВНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ветра считают скорость, силу и направление. Анемометр –​ механический прибор, в котором движение воздуха приводит в действие лопасти и на шкале отображается скорость ветра. От нее неотделима его сила, которую изучают с помощью шкалы Бофорта – о ​ на показывает, сколько метров преодолевает слой воздуха в секунду. Наиболее распространена 12-балльная шкала, но возможно использование 17-балльной, если

018

Низкое давление

www.21mm.ru

речь идет о сильном урагане. Чем выше балл, тем сильнее и опаснее последствия от ветра: движение океанических и морских волн, распространение дыма из трубы, качание деревьев, помеха движению человека и др. Самую большую скорость порыва ветра на Земле зафиксировали на острове Барроу в Австралии в 1996 году. Тогда автоматическая метеостанция зарегистрировала порыв в 113 м/с (408 км/ч). Но! Важно, что это был

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

Инфографика: Visual Dictionaries, Science Guides Eyewitness Series DK Dorling Kindersley, London; Transparencies To Educate, TTE BV; Transparency Encyclopedia Visual Geography www.gcaptain.com

ШКАЛА БОФОРТА

1 2 3

ТИХИЙ ВЕТЕР (0,3–1,5 м/с) провоцирует легкую рябь на море.

ЛЕГКИЙ ВЕТЕР (1,6–3,3 м/с) уже заставляет вас морщить лицо, а флюгер начинает колыхаться.

СЛАБЫЙ ВЕТЕР (3,4–5,4 м/с) заставляет деревья шелестеть листьями.

4

УМЕРЕННЫЙ ВЕТЕР (5,5–7,9 м/с) сможет поднять с земли пыль и бумажки.

5

СВЕЖИЙ ВЕТЕР (8,0–10,7 м/с) качает тонкие ветви и стволы деревьев.

6 АНЕМОМЕТР, XIX в.

СИЛЬНЫЙ ВЕТЕР (10,8–13,8 м/с) гнет тонкие деревья и вырывает из руки зонт.

7

КРЕПКИЙ ВЕТЕР (13,9–17,1 м/с) будет мешать вам идти и начнет качать толстые деревья. ОЧЕНЬ КРЕПКИЙ ВЕТЕР (17,2–20,7 м/с) сломает сучья и не даст вам идти вперед.

8

ШТОРМ (20,8–24,4 м/с) снесет с крыши черепицы и поднимет на море высокие волны. СИЛЬНЫЙ ШТОРМ (24,5–28,4 м/с) обычно бушует на воде, но если попадет на сушу, то разрушит некрепкие строения и вырвет с корнем деревья. ЖЕСТОКИЙ ШТОРМ (28,5–32,6 м/с) поднимает волны до 16 м в высоту.

11

9

10 12

УРАГАН (свыше 32,6 м/с) разрушит все на своем пути.

СЭР ФРЭНСИС БОФОРТ присоединился к флоту Великобритании в качестве мичмана еще будучи подростком. После многих лет наблюдений он разработал шкалу для оценки скорости ветра по его воздействию на сушу и море.

11/2019

019

механизм номера Фото: Philip Fry www.flickr.com

Флюгеры могут иметь самый необычный вид Фото: Sophie Hale www.flickr.com

Торнадо. Фото: Jim Reed

www.photographynewsworld.com

СМЕРЧ, ИЛИ ТОРНАДО, – ОДИН ИЗ САМЫХ ГУБИТЕЛЬНЫХ ЭФФЕКТОВ ВЕТРООБРАЗОВАНИЯ. ЭТО АТМОСФЕРНЫЙ ВИХРЬ, НИСХОДЯЩИЙ К ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ В ВИДЕ СТОЛБА. ЧТОБЫ ИЗМЕРИТЬ ЕГО СИЛУ И СКОРОСТЬ, ПРИМЕНЯЮТ ОСОБУЮ ШКАЛУ ФУДЗИТЫ. В НЕЙ ШЕСТЬ СТУПЕНЕЙ, ГДЕ ПЕРВАЯ – ШТОРМОВОЙ СМЕРЧ, ПОВРЕЖДАЮЩИЙ ТРУБЫ, ВЫВЕСКИ И ВЫШКИ, А ШЕСТАЯ – ОПУСТОШИТЕЛЬНЫЙ, КОТОРЫЙ СРЫВАЕТ ДОМА С ФУНДАМЕНТОВ.

020

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера С С-З

С-В

З

В

НА ГЕРБАХ ИСПОЛЬЗУЮТ РОЗУ ВЕТРОВ, КОТОРУЮ ЛЮБОЙ МЕТЕОРОЛОГ НАЗОВЕТ ОШИБКОЙ. В ГЕРАЛЬДИКЕ ЭТО СТИЛИЗОВАННАЯ ЗВЕЗДА С РАВНОМЕРНО РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ЛУЧАМИ. ЕЕ МОЖНО УВИДЕТЬ НА ГЕРБАХ МНОГИХ ГОРОДОВ И НА ЭМБЛЕМАХ НАТО (4 ЛУЧА), ЦРУ США (16 ЛУЧЕЙ), МИНИСТЕРСТВА ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (8 ЛУЧЕЙ). Правильная роза ветров выглядит

примерно так – лучи неравномерны www.mesonet.agron.iastate.edu

Ю-З

Ю-В

Ю 3-8

8-11

Скорость ветра (км/ч) 11-16 16-24

24-32

32+

кратковременный порыв, – ​они могут достигнуть огромной скорости, длиться одну секунду и тут же закончиться. Что касается постоянной скорости ветров, то самые быстрые дуют в Антарктиде со скоростью до 90 м/с.

Скорость ветра измеряют на высоте 10 м Направление ветра определяют по части света, с которой он дует. С севера – ​значит, северный, с юга – ​южный и так далее. Всего выделяют восемь направлений: четыре – ​по сторонам света (северный, южный, западный, восточный) и столько же промежуточных (северо-западный, северо-восточный, юго-западный, юго-восточный). С определением направления обычно справляются флюгеры. Чаще всего их делают из металла – ​на вертикальной основе устанавливают «флаг», который поворачивается под действием ветра. Вариант попроще – ​тканевый конус-ветроуказатель, прикрепленный к палке или столбу. Их часто можно увидеть на аэродромах и взлетных полосах.

Принцип работы – ​как и у флюгера. После долгих наблюдений для разной местности составляется роза ветров. На ней обозначены все ветры, дующие в конкретном регионе за определенный период. Роза помогает при строительстве шоссе и трасс, взлетно-посадочных полос, планировке населенных пунктов, в сельском хозяйстве и т. д. Изучением ветра занимаются и география, и климатология, и динамическая метео­ рология. На большинстве метеорологических станций скорость ветра измеряют на высоте 10 м и усредняют за 10 минут. Выделились только США с усреднением за минуту и Индия – ​с усреднением за три. Зачем нужно усреднять скорость? Для климатологов, поскольку скорость постоянного ветра, измеренная за минуту, обычно выше значения, измеренного за 10 минут. Климатологи составляют карты и атласы ветров, отображающие, как и куда движутся воздушные потоки в конкретном регионе и на планете вообще. Сейчас существуют онлайн-карты ветров, где можно увидеть, что происходит с воздухом конкретно на вашей улице – ​одна из них, например, доступна на сайте https://earth.nullschool.net/ru. Мы можем только услышать ветер, а потрогать и увидеть – ​нет. И это делает его если не страшнее, то могущественнее. Будучи давним другом нашей планеты, он влияет практически на все сферы ее жизни. И больше всего – н ​ а людей. ∎

11/2019

021

ПРИСТЕГНИТЕ

РЕМНИ Фото: Bill Heinsohn www.gettyimages.com

механизм номера

Как только его не называют: аэростат, монгольфьер, шарльер, розьер. Формально это разные виды воздушных шаров, но различает их только наполненность – в​ нутрь могут запускать водород, водяной и светильный газ или нагретый воздух. Все шары работают по одному принципу – ​огромная «надувная» оболочка и прицепная корзина, движимые силой ветра. Как они взлетают без мотора и механических элементов управления? С помощью пропановой горелки «внутренность» шара нагревают, а поскольку нагретый газ или разреженный воздух легче холодного, устройство взлетает – ​чистая физика. Чтобы начать снижение, нужно выпустить часть горячего воздуха из шара с помощью специального шнура, и вся конструкция медленно опустится вниз.

1

Воздушный шар придумали в 1783 году во Франции два брата – Ж ​ озеф-Мишель и Жак-Этьенн Монгольфье. Их первыми пассажирами стали животные – в​ сентябре ввысь взмыли петух, баран и утка. Запуск шара в небо стал прорывом, и за триумфом даже наблюдали король Людовик XVI и его жена Мария-­ Антуанетта. Полет длился около 8 минут, в течение которых животные успели преодолеть около 3 км. В какой-то момент сфера надорвалась, но шар плавно спустился на землю. Пострадал только петух: баран отдавил ему ногу.

Воздушный шар

Для современного человека подготовка к путешествию – это написать заявление на отпуск, сделать пару кликов в приложениях и вовремя приехать в аэропорт. Но раньше люди покоряли новые высоты и земли буквально с помощью подручных материалов и – самое главное – силы ветра.

Спустя два месяца в небо отправились люди. Звание первых в мире аэронавтов принадлежит Пилатру де Розье и Франсуа д’Арланду. Они поднялись и преодолели расстояние в 8 км. Сегодня полетать на воздушном шаре может любой, кто готов за это заплатить. Но кроме развлечений их используют в благих целях. Например, запускают, чтобы брать пробы воздуха для исследований. А в Пуэрто-Рико и на Американских Виргинских островах после урагана «Мария» аэростаты стали точками раздачи мобильной сети LTE – п​ еремещаясь по региону, они обеспечивали людям возможность написать близким. Фото: rschnaible, www.flickr.com

11/2019

023

механизм номера

2 2

«Парашют планирующий» с легкостью помещается в небольшой сумке, так что, когда увидите коллегу с набитым рюкзаком, не удивляйтесь, если в ближайшем будущем он будет хвастаться фотографиями своих полетов. Хотя в конструкции параплана нет ничего, кроме мягкого крыла и пары креплений, на нем возможно преодолевать большие расстояния на высоте тысячи метров. Секрет в самом устройстве: крыло сшивают из двух полотен синтетической ткани сзади и по бокам, а спереди появляется щель, перекрытая нервюрами (перегородками). Через них образуются воздухозаборники, которые принимают поток воздуха, создающий повышенное давление в крыле, – т​ ак оно становится жестким и держит форму.

Чаще всего парапланеристы стартуют с высоких точек: холмов или гор. Главное условие – п​ рыгать против ветра, чтобы восходящий поток помог взлететь. Если ветер спокойный, параплан просто балансирует, постепенно опускаясь. А чтобы подняться выше, нужно поймать восходящие воздушные потоки. На помощь приходят либо термические, возникающие из-за разницы температур воздуха, либо динамические, появляющиеся, когда ветер сталкивается с препятствием, например, с горой.

Фото: Rasmus Schmidt www.flickr.com

024

Параплан

В мире нет единого мнения о том, кто создал первый параплан. Американцы считают его создателем инженера Дэвида Бериша, который делал парашюты для NASA в 1960-х и представил им что-то, очень напоминающее параплан. А европейцы отдают лавры изобретателя Пьеру Лемуаню – ​он примерно в то же время предложил сделать в куполе парашюта горизонтальные щели, чтобы положение пилота было горизонтальным, а устройством можно было управлять. Бурное развитие парапланеризма пришлось на 80-е годы, после чего они только модернизировались. Сегодня на параплан можно установить мотор, чтобы полет стал динамичнее. Но это ведь не так интересно!

Парусник Когда мир еще не знал самолетов с бизнес-классами и огромных пассажирских лайнеров, на помощь путешественникам приходили парусные суда. Тысячи лет назад благодаря им люди открыли новые земли, европейцы «переехали» в Новый свет и наладили торговлю между странами. Тогда парусники ходили медленно, но после сотен лет модернизации они способны двигаться быстрее скорости ветра и даже идти против него. Паруса шьют из синтетической материи, которая крепится к рангоуту – с​ истеме мачт, реев и гафелей. Если на судне стоит прямой парус, то сила ветра просто давит на него, заставляя двигаться вперед. Если установлен косой парус, как на многих современных яхтах, то он работает как крыло самолета, создавая «подъемную силу», направленную вперед. Из-за особенностей аэродинамики воздух с выпуклой стороны паруса движется быстрее, чем с вогнутой, и давление с внешней стороны паруса меньше, чем с внутренней.

Ф ото: Johan Hellström, Sveriges Radio www.sverigesradio.se

3

механизм номера

Ч етырехмачтовый барк «Крузенштерн», носящий имя русского мореплавателя Ивана Крузенштерна www.espritgrandlarge.com

Парусники способны ходить практически против ветра, если он дует спереди и немного под углом, – ​моряки называют это острым курсом, или бейдвиндом.

XXI век предлагает автоматизацию любого процесса, и парусные суда – ​не исключение. В прошлом году парусник-робот Sailbuoy SB Met, построенный нор Фото: PeterAS, Day вежской компанией Offshore Sensing за два с поwww.peterdayphotography.com ловиной месяца самостоятельно пересек Атлантику.

11/2019

025

механизм номера

Вингсьют

Кто сказал, что люди не умеют летать? Фото: АНО «Центр парашютной подготовки и спорта», www.skycenter.aero

Человек в костюме белки-летяги прыгает с Эйфелевой башни вниз, увы, разбиваясь насмерть. Вот так трагично и шумно началась история вингсьюта, когда француз Франц Райхельт в 1912 году решился проверить свой экспериментальный летательный аппарат. После его неудачи изобретатели со всего мира пытались создать безопасный летающий костюм, и в результате этой гонки погибло около 80 человек. Из-за такой высокой смертности в Америке в 50-х годах наложили запрет на любые испытания устройств по типу «летучая мышь» и «белка-летяга», который действовал на протяжении 30 лет. Но в 1996 году француз Патрик де Гайардон создал прототип вингсьюта с тремя двухслойными крыльями, надуваемыми за счет входящего потока воздуха. Тестируя устройство, сначала он прыгал в нем из самолета, спускался на несколько километров и забирался обратно в летящий самолет. После нескольких попыток и испытаний устройство можно было считать безопасным, но только в 2015 году Международная авиационная федерация признала вингсьют-пилотирование видом воздушного спорта. Вингсьют – ​простой тканевый костюм, сшитый из парашютного материала и внешне напоминающий что-то среднее между крыльями птицы, летучей мыши и белки-летяги. И человек в нем действи-

4

тельно летит как птица – ​в горизонтальном положении он движется вперед, а не вниз. Как и в случае с парапланом, крылья надуваются с помощью восходящих воздушных потоков через воздухозаборники, что создает подъемную силу для движения. Чтобы «оседлать» вингсьют, советуют совершить минимум 200 прыжков с парашютом. Но смельчаки, выбравшие вингсьют, не останавливаются на простых прыжках и ставят рекорды. В 2004 году вингсьютеры пересекли пролив Босфор, а в 2008-м – Г​ ибралтар. Совсем недавно, в 2017 году двое французских «белок-летяг» (видимо, у французов генетическая предрасположенность к этому виду спорта) пролетели несколько километров, а потом на полном ходу попали в движущийся рядом самолет. А эффектнее всего смотрятся полеты в стиле «стая», когда люди летают большими группами, – ​максимальная включала в себя 61 человека.

Теперь понятно, чем вдохновлялись создатели мультфильма «Вверх!» Фото: Jason Cross www.flickr.com

026

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

5

механизм номера

Воздушные шарики

Что? Да! И речь не о вымышленном дедушке из мультфильма «Вверх!» и не о летающем Винни-Пухе, а о реальных смельчаках, которые покоряют небо на воздушных шариках. На самом деле при должном знании физики вычислить подъемную силу шаров, учитывая свойства гелия, вес материала и плотность воздуха на разных высотах, не сложно. Другое дело – б​ удучи 90-килограммовым телом, решиться на подобный риск. Но мир знает нескольких таких безумцев. Самая нелепая, но смелая попытка принадлежит Ларри Уолтерсу. Им двигала детская мечта – ​всю жизнь он хотел летать, но в воен­но-воздушные силы США его не взяли из-за плохого зрения. Тогда Ларри стал водителем фуры, но мечту не забыл. И в 1982 году взмыл ввысь, привязав к дачному креслу 45 больших воздушных шаров, наполненных гелием. С собой он взял самое ценное: пиво, бутерброды, рацию и пневматическое ружье для отстрела шаров. Сидя в кресле, он поднялся на высоту 4800 м, хотя изначально рассчитывал на 10–20 м. На такой высоте стрелять по шарам было опасно, и оставалось ждать спасения. Оно пришло спустя несколько часов в виде двух пилотов самолета, сообщивших экстренным службам о присутствии человека в небе. Оказалось, что Ларри попал в пространство, контролируемое авиационными силами США. Вскоре он все же начал спускаться на землю, приземлившись без происшествий. Рекордсменом он не стал, поскольку не имел с собой сертифицированного высотомера, зато получил прозвище «Ларри-Дачное кресло», Премию Дарвина 1982 года и штраф в $4 тыс. А вот россиянин Виталий Куликов, как выпускник физфака МГУ, подошел к делу со всей ответственностью. Для строительства своего «неболета» он провел множество расчетов, составил графики, таблицы и списки необходимых вещей. В 2004 году он совершил два взлета. Первый состоялся 25 сентября, когда с помощью 360 шариков он поднялся на высоту 400 м и пролетел 8,5 км.

Второй полет был масштабнее. В ноябре того же года Виталий нанял целую команду для накачивания шаров – ​для связки из 800–900 штук понадобилось 15 человек и 53 баллона с гелием. Диаметр каждого шара достигал примерно 120 см. С собой Виталий взял документы, деньги, барометрический альтиметр, приемник GPS, часы, компас, камеры, диктофон, трос, нож, спички, воду и еду. Он взлетел со скоростью подъема 7 м/с, и, согласно показаниям высотомера, пиковой точкой стала высота 5724 м, после чего началось самопроизвольное снижение. Всего Виталий провел в воздухе несколько часов, а место старта и место приземления разделяло 64 км. ∎

11/2019

027

Люди, дружившие механизм номера

с великанами

Иллюстрация: Anton Sipman www.cultureelerfgoed.nl

Долгий перерыв в работе

Короткий перерыв в работе

Радость: свадьба или рождение ребенка

Траур: чья-то смерть и похороны

028

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

В Голландии с помощью мельниц передавали сообщения на дальние расстояния. Иллюстрация: Joachim Müllerchen www.nl.wikipedia.org

текст

ЯНА ТИТОРЕНКО

механизм номера

Ветряные мельницы появились раньше поездов, дорог и некоторых религий. На протяжении многих веков мельницы, словно соседивеликаны, помогали людям в хозяйстве и промышленности, но где и когда они были созданы? Русскоязычные ресурсы дают неправильный ответ на этот вопрос. В поисках истины пришлось проштудировать пару научных сайтов с английскими монографиями.

Эпизод 1. Пробуждение силы ветряных мельниц затеряно во тьме веков. Стандартная для рунета формулировка «мельницы впервые упоминаются в 1750 году до н. э. в кодексе вавилонского царя Хаммурапи» терпит научный крах, стоит только открыть месопотамский свод законов. Невероятно прогрессивный для своего времени, этот кодекс регламентирует все на свете, но мельниц не упоминает. В нем встречаются устройства по орошению земли, но мельницы ли это – тайна, сравнимая с падением Вавилона. Следующей на роль родителя загадочного механизма пробуется Греция. Математик Герон Александрийский в I веке н. э. в трактате «Pneumatica» описывает устройство, похожее на прототип веПРОИСХОЖДЕНИЕ

Первое упоминание ветряных мельниц приходится

на Персию и X век н. э. тряной мельницы. Древние рукописи страдают от переводов и интерполяций, современные ученые доверяют им с опаской – слово anemurion, например, может трактоваться и как мельница, и как флюгер. Древний грек похоже писал о ветряке из бумаги, простой детской игрушке. Патент на ветряную мельницу Эллада не получает. Вопрос о том, где и когда построены первые ветряные мельницы, остается открытым. Наступают темные века, средневековый период с падения Западной Римской империи и до эпохи Возрождения. В темноте не разглядеть и ветряных мельниц: даже если они уже крутили свои лопасти, их движение скрыто от глаз

историков. Сирия, Месопотамия и Персия становятся частью исламского мира, и греческое наследие попадает в руки арабов. Многие греческие трактаты переводятся и дополняются, инструменты заимствуются. След ветряных мельниц теряется в переселениях и захватнических войнах, чтобы вновь появиться на Востоке, где сыщики с историческим образованием впервые обнаружили ветряные мельницы.

Эпизод 2. Новая надежда Легенды из географических трактатов гласят, что в 644 году н. э. в исламской столице Медине халиф Омар был убит рабом – пленным персидским техником. На допросе по делу убийства раб утверждал, что может строить мельницы, движимые ветром. В другом варианте рассказа халиф просто спросил ремесленника, может ли он построить мельницу, управляемую ветром, на что тот ответил: «Я построю мельницу, о которой будет говорить мир». ПЕРВОЕ НАСТОЯЩЕЕ УПОМИНАНИЕ ветряных мельниц приходится на Персию и X век н. э. «…Земля ветров и песка. Там ветер гонит мельницы и поднимает воду из ручьев, чтобы орошать сады. Нигде в мире нет места, где ветра используются чаще», – путешественники оставляли такие описания персидских владений. Археологи нашли остатки тех мельниц. Великаны, чей исторический след так тяжело было обнаружить, имели от 6 до 12 лопастей-рук. Эти мельницы работали почти как сегодняшние. Вращаясь в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, лопасти приводили в движение шестеренки – совсем как

11/2019

029

механизм номера

П ерсидские горизонтальные мельницы. Вид сверху и в разрезе Иллюстрация: Kaboldy www.en. wikipedia.org

www.i.pinimg.com

М одель персидской мельницы в музее Мюнхена Фото: Saupreiß. www.kavehfarrokh.com

в часах, а те в свою очередь запускали похожие на каменные блины жернова. В них-то и происходил процесс помола. Материалы – зерно или краски – попадали в жернов и в движении измельчались. Есть мнение, что подобный жернов – одна из первых конструкций в истории человечества, старше даже самого дедушки колеса. Карл Маркс в «Капитале» переносит статус первенца и на всю ветряную мельницу в принципе. Для него она – важнейшее изобретение человека, в котором отразились, как в зеркале истории, все изменения подходов производства. Исламские ученые настаивают, что популяризацию мельниц в Европе обеспечили Крестовые походы. Если крестоносцы, захватив предметы роскоши, позаимствовали и идею ветряных мельниц, то впервые они приметили их, наверное, после удара буйного сарацина, потому что в Европу мельница пришла перевернутой на 90 градусов – в буквальном смысле. Персидские мельницы были горизонтальными, европейцы построили вертикальные.

030

www.21mm.ru

– Да где же эти великаны? – спросил Санчо Панса.

– Да вот они перед тобой! – ответил Дон Кихот. – Видишь, какие у них огромные руки? У иных чуть ли не в две мили длиной.

– Поверьте, ваша милость, – это вовсе не великаны, а ветряные мельницы. А то, что вы называете руками, вовсе не руки, а крылья, которые вертятся от ветра и приводят в движение жернова. М. Сервантес «Дон Кихот»

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера Ф ото: Joseph Eid | AFP files www.theobjective.com

Эпизод 3. Атака клонов

ПЕРВАЯ ВЕРТИКАЛЬНАЯ МЕЛЬНИЦА появилась в 1185 году в маленькой деревне Йоркшир, откуда она, перешагнув Ла-Манш, отправилась блуждать по Европе, как и должно великану, гигантскими шагами. В XIV веке мельницы стали главным источником силы. Примерно 3 тыс. ветряных мельниц приходилось на Бельгию, 10 тыс. – на Англию и 9 тыс. – на Голландию. Самым уважаемым человеком в округе был тот, кто подчинил себе ветер, – владелец мельницы, чаще всего – крупный феодал. Богатство жителей определялось по количеству мельниц в регионе, а близость крупного города распознавали по крутящимся лопастям, совсем как сейчас она заметна по черному дыму заводов. Мельницы помогали во всем – от производства специй до помола зерна и резки пиломатериалов, но дерево быстро изнашивалось, и тогда на помощь мельникам пришел камень. Первую каменную ветряную

Близость крупного города распознавали по крутящимся лопастям а Стандартная вертикальная мельница б Мельница для подъема воды в Мельница, которую можно

развернуть к ветру г Верхняя часть поворачивается

в сторону ветра

а

И зображение ветряных мельниц, 1344 г. www.lezart.free.fr

б

Мельница в Мулбе, Бельгия www.p6.storage.canalblog.com

М ельница Blokker в деревне Киндердейк, Нидерланды. Построена в Средние века Фото: Terpstra, Frank, www.beeldbank. cultureelerfgoed.nl

в

г

www.gheluck.nl

11/2019

031

механизм номера Ветряная мельница Пайяс в Раматюэле, на полуострове Сен-Тропе, построена в XVI в. www.ramatuelle.fr

д Башенная мельница е Верхняя часть с собственным

ж Пастбищная мельница з Мельница на сваях

механизмом поворота д

е

ж

з

мельницу построили в Дувре в 1295 году. Строительство из камня обходилось очень дорого, его могли позволить себе только дворяне и правительство. Чтобы сэкономить, каменные мельницы строили прямо в башнях старых замков. Лучшие башенные мельницы принадлежали Нидерландам, государству мельниц. Одна из самых густонаселенных стран Европы, Голландия чувствовала острую нехватку плодородной почвы. В XVI веке изобретатель Ян Лигвотер приспособил ветряные мельницы для осушения глубоких водоемов и разработал систему последовательной перекачки воды. После этого площадь Нидерландов увеличилась на 10 %. Ни одна страна ни в то время, ни после не могла конкурировать с Нидерландами ни по качеству, ни по количеству мельниц. Именно голландцы придумали поворачивать мельницу в сторону ветра, что позволило

032

www.21mm.ru

В етряная мельница в деревне Сендерхо в Дании. Построена в 1895 г. на месте старой мельницы, уничтоженной во время пожара в 1894 г. Фото: Cnyborg, www.ru.qwertyu.wiki

получать больше энергии – еще один буквальный поворот в развитии технологии. Мельник, как капитан корабля, поворачивал свой штурвал вслед за ветром, натягивая паруса лопастей и указывая курс. Штурвал крепился к мельнице и был похож на простую подпорку. Позже технологию модернизировали и поворачивать стали только верх мельницы с главным механизмом. Ежегодно в Нидерландах проводят День мельников и мельниц – для посещения открыты все мельницы страны. Суммарное количество ветряных мельниц в мире в 1850 году доходило до 200 тысяч. Они применялись для перекачки воды, как лесопилки, при изготовлении специй, какао, табака, горчицы, красок,

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера мела и многого другого. Некоторый функционал старых мельниц похож на выдумку сценаристов фэнтези-саг: они были движущей силой для бронированных колесниц или использовались, чтобы бросать пчелиные улья на стены укреплений подобно катапульте.

КАК РАБОТАЕТ МЕЛЬНИЦА?

www.metjannekeoppad. blogspot.comwww.ancient.eu

Эпизод 4. Империя наносит ответный удар ВЕЛИКАНЫ МИРНО СОСЕДСТВОВАЛИ с людьми, в XVIII–XIX веках ветряные мельницы стали привычным элементом любого пейзажа. От мельницы для нужд семьи человечество перешло к массовому производству мельниц на заводах. Мельницы штамповали, как сейчас ноутбуки и телефоны. Ими пользовались всюду – от Америки до Японии. Годовой выпуск в развитых странах составлял сотни тысяч ветряков. Если бы инопланетяне решили тогда познакомиться с человечеством, они бы подумали, что планету населяют ветряные мельницы, а люди только помогают им.

Самые высокие башенные ветряные мельницы в мире – 30-метровая ветряная мельница Moulton Windmill в Англии и 33,5–42,5-метровые ветряные мельницы De Nolet в Нидерландах.

Голландцы придумали поворачивать мельницу в сторону ветра ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ нанесла ветряным мельницам удар, от которого те не смогли оправиться. Паровые мельницы и двигатели внутреннего сгорания заменили энергию ветра, хотя ветряки продолжали строить, это были остатки былой роскоши. К концу первой трети XX века ветряные мельницы фактически умерли. Их убил не Дон Кихот, а технический прогресс. Вытесненные паровыми двигателями, мельницы остались только памятниками своей эпохи. Им, видевшим падение и рождение империй, суждено было пе-

1 Стержень 2 Крыло 3 Шейный подшипник 4 Верхнее колесо 5 Верхняя ось 6 Зубчатая передача 7 Тормоза 8 Механизм поворота

к ветру 9 Поворотный стержень 10 Домкрат 11 Стержень

12 Зубчатое колесо 13 Каменная ось 14 Жернова 15 Труба для муки 16 Дверь на платформу 17 Хвостовик 18 Подпорка 19 Штурвал для настройки

к ветру Ворота 21 Подпорка 22 Платформа 23 Веревка домкрата 20

11/2019

033

механизм номера

режить во тьме забвения глобализацию и устройство нового мира, чтобы потом вернуться и вновь служить человечеству.

Эпизод 5. Возвращение джедая ВЕТРЯНЫЕ МЕЛЬНИЦЫ СПАСЛА Скандинавия. Страны, у которых почти нет собственных запасов нефти, были вынуждены покупать ее у соседей. Во время Первой мировой войны поставки нефти в Данию практически прекратились, и нужда заставила страну обратиться к энергии ветра. В 1939 году Вторая мировая война вызвала очередной перерыв в поставках топлива, и прежние помощники понадобились вновь. Осознав уязвимость своей экономики, правительства скандинавских стран запустили исследовательские программы для распространения и развития идеи альтернативной энергии.

Энергия ветра потенциально может дать человечеству весь необходимый объем электричества. Дания успешно размещает ветряные фермы в море, мельницы там могут работать больше 90 % времени. Дания, Нидерланды и Германия планируют заложить остров в Северном море, адаптировав его под нужды самого масштабного ветропарка в истории – целый остров отполированных до блеска великанов нового поколения. В немецком городе Гифхорн находится Международный музей ветряных и водяных мельниц. На площади около 16 гектаров представлены 16 мельниц из 12 стран и около 50 моделей мельниц из 20 стран. Создателя и владельца музея – Хорста Вробеля – называют «Дон Кихотом наоборот»: «всю свою жизнь он сражается за мельницы, а не против них».

М еждународный музей ветряных и водяных мельниц. www.suedheide-gifhorn.de

034

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

Взгляд изнутри на ветряную мельницу в Австралии. Фото: Verhoeven.roel. www.wikiwand.com

Промышленная революция нанесла ветряным мельницам удар ИЗ 10 ТЫС. ВЕТРЯНЫХ МЕЛЬНИЦ, которыми пользовалась Голландия в 1850 году, примерно тысяча все еще стоит. За некоторыми ухаживают добровольцы, другие до сих пор работают в коммерческих целях, страхуя современные насосные станции. Район Заан был настоящим царством мельниц, к концу XVIII века там насчитывалось 600 действующих ветряков. Этот регион и сейчас полон ветряных великанов, каменных и деревянных – туристы едут туда за духом средневековья и красивыми фотографиями.

Эпизод 6. Скрытая угроза НЕСМОТРЯ НА ПРЕИМУЩЕСТВА ветроэнергетики, некоторые люди выступают против массового строительства ветряков. Экологическая обстановка, угроза птицам и эстетическое несоответствие привычному пейзажу – претензий к мельницам много, но не все они имеют под собой ре-

альное обоснование, хотя животные действительно часто страдают от работы лопастей, особенно – птицы и черви. На юго-востоке США вылов дождевых червей с помощью метода «ворчание червя» является довольно прибыльным бизнесом. По деревянному колу, воткнутому в землю, совершают ритмичные постукивания. Вибрации вызывают червей на поверхность. Нет достоверной информации о том, почему черви ведут себя именно так, но предполагают, что они восприимчивы к низкочастотным импульсным колебаниям почвы. Вероятно, для червей подобные колебания схожи со стуком дождевых капель. Подобные же звуковые вибрации вызывает вращение лопастей мельниц, и черви у мельниц лезут наружу. ЕДИНСТВЕННАЯ РЕАЛЬНАЯ проблема мельниц связана с утилизацией лопастей. К 2035 году масса уже отработанных лопастей вырастет до 200 тыс. тонн, а человечество все еще не решило, как от них экологично избавиться. Все способы, которыми мы располагаем сейчас, связаны с загрязнением окружающей среды, так что философия энергии ветра в этом случае прихрамывает на пару лопастей. ∎

11/2019

035

механизм номера

текст

ЗЕЛЕНО. ПРАКТИЧНО.

ХОРОШО Если мы посмотрим на состав того, что сегодня называют «возобновляемые источники энергии», то увидим, что огромную долю составляет «биомасса» (дрова, навоз, органические отходы), которую используют для отопления в странах третьего мира. Однако где же ветер? Его доля в альтернативной энергии ничтожно мала, хотя и растет последние двадцать лет в геометрической прогрессии. Что такое ветроэнергетика – деньги на ветер или деньги из ветра? Давайте выясним.

036

www.21mm.ru

СЕРГЕЙ ШКЛЮДОВ

ШОТЛАНДСКИЙ КАЗУС

Несколько лет назад в Шотландии случился казус. 7 августа 2016 года все ветряки страны впервые выработали 106 % необходимого ей в день электричества. Электрогенерация ветряных турбин составила 39 545 МВт·ч, а потребление – 37 202 МВт·ч. В чем казус? В том, что в тот день над Шотландией пронесся ураган со скоростью 185 км/ч. Большинство авиарейсов отменили, движение по мостам перекрыли, заводы остановили работу,

Ветряки имеет смысл строить только гигантскими ветропарками а четвертый по размеру город страны – Данди – стоял обесточенный. Бесплатное электричество оказалось никому не нужным. В случившемся, как в капле воды, отражены плюсы и минусы ветроэнергетики. С одной стороны, энергия ветра бесплатна, но с другой – непостоянна. Во многих регионах Европы пик «ветряной активности» приходится на ночь, а среди сезонов самыми ветреными считаются весна и осень. При этом все мы с вами знаем, что максимум электричества требуется а) днем, б) зимой. Поэтому когда речь идет о больших ветропарках, включенных в общую сеть, то на 1 МВт энергии ветра должен приходиться 1 МВт «страховочной» энергии, произведенной из угля, нефти, газа или на АЭС, чтобы потребители не испытывали проблем

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

Фото: Jeff Mitchell, www.intelligentliving.co

с перебоями подачи энергии. Что же касается плюсов, то пример той же Шотландии доказывает, что со временем ветроэнергетика сможет если не вытеснить с рынка, то существенно потеснить большинство традиционных источников энергии. Если десять лет назад альтернативная энергетика была дороже традиционной, то сегодня они практически сравнялись, а в ближайшие годы «зеленая» имеет шансы вырваться вперед и привлечь инвестиции. Агентство Bloomberg сообщает, что уже в 2020 году выработка альтернативной энергии во Франции и Германии будет дешевле рынка. Бразилия, ввиду этой тенденции, уже освободила свою «зеленую энергетику» от субсидирования. То есть «зеленая» энергия вытеснит «черную» вполне себе рыночным путем. Уже в 2017 году по капитальной стоимости за 1 МВт крупные солнечные электростанции ($1300 за 1 МВт) и солнечные панели ($1600) стали дешевле строительства классической угольной ТЭЦ ($1700–2200). Ветряки пока находятся в «зоне выравнивания

стоимости» ($1820), и в 2020 году энергия ветра должна стать выгоднее угля. ЧЕМ БОЛЬШЕ ОБЪЕМ ПРОИЗВОДСТВА, тем дешевле конечный продукт, поэтому ветряки имеет смысл строить только гигантскими ветропарками. Самым амбициозным проектом в отрасли ветроэнергетики сегодня является строительство «Острова ветропарков» на Дог­ гер-банке – крупнейшей песчаной отмели в Северном море. Низкий уровень моря (15– 30 м) и мощные потоки воздуха – идеальные условия для строительства здесь ветропарка. Искусственный остров будет иметь площадь 6 км2 и сможет вырабатывать до 100 ГВт после выхода на полную мощность. Реализацией проекта занимаются Дания, Германия и Голландия, парк планируется открыть в 2027 году. Его стоимость – астрономические €90 млрд (эта сумма сопоставима с бюджетом Польши, четырьмя бюджетами Беларуси или десятью бюджетами Латвии). Подобные инвестиции позволят «острову ветряков» в 2030-х снаб-

11/2019

037

механизм номера

жать «зеленым электричеством» до 80 млн человек.

ОТКУДА ПОДУЛ ВЕТЕР

После открытия электричества человечеству понадобилось 150 лет, чтобы додуматься соединить его с мельницей, – так родилась ветроэнергетика. Первые ветряные мельницы, дающие электрический ток, появились в Дании в 1890-м году, а к началу Первой мировой войны в королевстве насчитывалось более 70 ветряных станций мощностью от 5 до 25 кВт каждая. В России в то время мельницы продолжали использовать только для помола зерна, хотя несколько частных ветрогенераторов, поставленных неизвестными чудаками на просторах Российской империи, все же имелись.

Норвегия

Северное море

Центр питания на острове распределяет электричество по странам, окружающим Северное море

Большие ветряные электростанции будут подключены к искусственному острову Великобритания

Дания

Доггер-банк

Германия Нидерланды

Бельгия

Предположительное устройство «Острова ветропарков». www.dr.dk

038

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

www.csrjournal.com

механизм номера Сейчас около 43 % энергии Дания производит из ветра. К 2050 году эта маленькая скандинавская страна готовится полностью перейти на возобновляемые источники энергии, обуздав сильные северные и северо-западные ветра, продувающие королевство насквозь. «Это будет наш подарок миру», – так звучит девиз датских энергетиков. Пока что 27 % энергетики Дании составляет уголь, отказ от которого планируется к 2030 году. К этому времени Дания собирается около 5500 МВт мощности по-

1. Башня и надводные компоненты турбины крепятся к морскому дну как фундамент

2. Сеть кабелей связывает ветряные турбины вместе и доставляет энергию из турбины в оффшорную подстанцию

Как работают оффшорные ветряные электростанции

Наземные подстанции

Оффшорные подстанции

www.nyserda.ny.gov

лучать от ветряков на суше и около 4000 МВт – от ветряных установок в море. Остальное будут добирать при помощи солнечных батарей, биомассы и энергии приливов, а в случае дефицита – закупать в соседней Норвегии.

К 2050 году Дания готовится полностью перейти на возобновляемые

Оффшорные подстанции

Основа

Кабели

3. Оффшорная подстанция собирает и стабилизирует энергию, генерируемую турбинами, и готовит к передаче на берег

источники энергии Датские компании VESTAS и SIEMENS WIND POWER – крупнейшие мировые производители ветрогенераторов и комплектующих. На их долю приходится, по данным 2015 года, около 38 % мирового рынка. Критиками «зеленой энергетики» подсчитано: чтобы Дания полностью перешла на электричество от ветра, придется застроить ветряками 140 % ее площади. Эти цифры вызывают улыбку, но можно сказать, что ветряки действительно прогоняют людей с насиженных мест. Дания экономически делится на две части: богатая (Копенгаген и остров Зеландия) и «гнилой банан» – символический участок, расположенный дугой вдоль западного побережья Дании, где жизнь на уровень ниже. Поскольку «гнилой банан» лежит прямо на побережье Северного моря, где ветер намного сильнее, то энергетические компании стали массово скупать фермерские и муниципальные земли, выселяя людей. Все, чтобы освободить место под новые ветряки. Половина страны рискует превратиться в зону отчуждения.

www.nyserda.ny.gov

11/2019

039

механизм номера

Не все супергерои носят плащи. Фото: Frank Rumpenhorst, www.herkesebilimteknoloji.com

Рабочие готовятся подключить сверхпроводящий генератор EcoSwing мощностью 3,6 МВт (синий) к машине, которая имитирует крутящий механизм ветротурбины (серый). Фото: Fraunhofer Institute for Wind Energy Systems. www.spectrum.ieee.org

040

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера Подсчитано, что к 2050 году около 2,5 % территории Германии будут застроены ветряками, хотя пригодно для их строительства 14 % площади. Есть куда расти. И не стоит забывать, что на участке для строительства ветряка сама башня занимает всего ничего, а остальная территория может использоваться иначе, например, для сельского хозяйства. Важная разновидность ветроэнергетики – оффшорная, внебереговая. Поскольку при строительстве ветряка на суше можно столкнуться с проблемами в отчуждении земельной собственности или с противодействием местных властей, жителей и экоакти-

Большую часть

ветроэлектричества в Германии производят «частники» HUT AUFSETZEN, DER WIND WEHT!*

Стремительней всего ветроэнергетика развивается в Германии, под чутким оком «мамочки» Меркель. Канцлер Германии считает, что ветер должен стать опорой будущего экономического процветания страны. После взрыва на АЭС «Фукусима» в 2011 году правительство Меркель решило полностью отказаться от атомной энергетики. Заменить ее призвана энергия ветра, объемы которой в суммарном немецком потреблении к 2030 году должны составить около 50 %, а к 2050 году – до 80 %. Более того, в Германии стартовала масштабная программа замены старых ветряков, многие из которых работают еще с конца 80-х годов. Благодаря этому «мощность ветра» вырастет без роста площади ветропарков. Стоит отметить, что большую часть ветроэлектричества в Германии производят «частники», то есть домохозяйства или кооперативы домохозяйств (они же и являются ее основными потребителями), ведь цены на электричество в этой стране – одни из самых высоких в ЕС. * Надень шапку, дует ветер! ( Нем.)

вистов, ветроэнергетика вынуждена уходить в море. К тому же многие немецкие федеральные земли, например, Бавария, Гессен, Баден-Вюртемберг, еще на начальном этапе блокировали попытки строить ветропарки на своей территории. Поэтому в Германии в последние годы и происходит явный крен в «морскую ветроэнергетику». Обычно такие ветропарки строят в 10–12 км от суши, чтобы не портить линию горизонта. Оффшорная ветроэнергетика до сих пор является самой дорогой «зеленой энергией» в мире: капитальные затраты на «морской» мегаватт обходятся в 2,5–4 млн евро, на «земной» – в 1– 1,4 млн евро. Однако на море ветер дует сильнее, башни можно строить выше, лопасти ставить шире, поэтому и стоимость «морского» электричества в среднем на 5–9 % ниже. На данный момент Германия располагает 953 ветряками в Северном море и еще 102 – в Балтийском. Но в 2017 году строительный бум в области «морской» ветроэнергетики замедлился. Правительство снизило субсидии на строительство ветряков, поэтому количество желающих

11/2019

041

механизм номера инвестировать в «оффшоры» немного сократилось. Но считается, что после сравнения рыночной стоимости энергии ветра и традиционной энергии инвесторы вернутся. В целом, в прошлом году темпы ввода новых мощностей «ветра» упали впервые за последнее десятилетие по всей Европе. В некоторых странах не введено в строй ни одного ветряка, инвестиции в ВЭИ упали на 8 %. В 2018 году рост генерации в мире составил всего 11,3 ГВт, что на 37 % меньше, чем в 2017 году.

КИТАЙСКИЙ СИНДРОМ

КНР – крупнейший потребитель ископаемого топлива в мире и, соответственно, один из главных загрязнителей окружающей среды. И в то же время Китай лидирует по производству и потреблению возобновляемых источников энергии, являясь вторым в мире после ЕС потребителем энергии ВИЭ и первым как национальное государство. Если в 2018 году ЕС потребил ВИЭ на 156 млн т «нефтяного эквивалента» (28 %), то Китай – на 143 млн т (26 %). Что же касается собственно ветроэнергетики, то сегодня Китай – мировой лидер и по объему мощностей, и по количеству действующих ветряков, и по темпам ввода новых ветрогенераторов в строй. Но это результат не прогрессивности, а масштаба страны и перенаселенности. На данный момент в Поднебесной сосредоточено 35 % всех мощностей ветроэнергетики мира, а за 13-ю пятилетку (2016–2020 годы) в строй введут еще 100 ГВт мощности. Китайская промышленность бурно развивается и задыхается без топлива, поэтому в ход идет все: уголь, ветер, солнце и энергия атома. В 2005 году, когда под чутким руководством коммунистической партии был принят «Закон о возобновляемой энергии», ветер приносил в «копилку» Китая всего 0,17 % энергии. Через десять лет это уже была цифра 2,6 %, сегодня она приближается к 5 % (4,8 % по данным 2017 года). К 2050 году «партия приказала» достичь 60 % доли возобновляемых источников энергии в корзине потребления страны. Стоит отметить, что 40 % мощностей китайской ветроэнергетики сосредоточены не на

042

www.21mm.ru

побережье, как в Европе, а в пустыне и горах – в провинциях Внутренняя Монголия и в Уйгурстане (Восточном Туркестане).

СИЛА ВЕТРА!

«Запасы» ветра в 100 раз превышают энергоемкость всех рек планеты, в 2018 году по темпам роста «ветер» уже обогнал гидроэнергетику. Реки могут «кончиться» – в том смысле, что больше не останется участков, пригодных для строительства ГЭС. А ветер дуть не перестанет. Остается лишь технологическая проблема: как поймать ветер и загнать его в лопасти ветряков? Ветроэнергетика начала серьезно развиваться после нефтяного кризиса 1973 года,

В Поднебесной сосредоточено 35 % всех мощностей ветроэнергетики мира когда из-за эмбарго арабских государств, прекративших поставлять нефть странам, поддержавшим Израиль в ходе войны Судного дня, весь западный мир встал в очереди к бензоколонке. Начиная с 1980 года объемы мощностей ветряных турбин в Европе выросли более чем в 300 раз! Стоимость же генерации 1 МВт «ветряной» энергии упала почти в два раза – с 16 до 5–7 евроцентов за киловатт. Ветряки на побережье окупаются за 5–7 лет, в зависимости от высоты и размаха винтов (чем выше – тем быстрее), а ветряки по системе «ветродизель» (когда при падении силы ветра лопасти продолжает крутить дизельный генератор, обеспечивая бесперебойную выработку электричества) – за два года. В 2010 году считалось, что доля ветроэнергетики в мировом потреблении к 2020 году сможет достичь 10 %. Не сбылось. Хотя стоит отметить, что растет не только количество ветряков, но и их мощность. Если в 2002 году максимальная мощность ветряка была 4,5 МВт,

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера Фото: Alberto Masnovo, www.chinadialogue.net

то сегодня – уже 8 МВт, и ведутся испытания установки в 10 МВт. Количество переходит в качество. Еще в 2016 году доля установленной мощности всех ветряков планеты достигла 432 ГВт и превысила суммарную установленную мощность атомной энергетики. Беда лишь в том, что «установленная мощность» у ветряков почти в четыре раза ниже реальной. Если условная АЭС работает на 84 % своей мощности, условная ГЭС – на 42 %, то условный ветряк – только на 20–25 %. Ветер с нужной силой дует не всегда. Поэтому ветроэнергетика в четыре-пять раз менее эффективна, чем традиционные источники энергии. Чтобы «отбить» единицу угля, надо построить на ее месте четыре ветряка. Считается, что альтернативная энергетика в целом обгонит атомную уже в 2020 году, ветроэнергетика сделает это в районе 2030 года. В «атомном мире» идут взаимоисключающие процессы: некоторые страны, как Германия,

отказываются от АЭС и переходят на ветер, другие – как Финляндия, Беларусь, Индия, Китай, Турция – наоборот, строят новые атомные электростанции. Поэтому, «чья возьмет», судить еще рано. НИЗКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ не отменяет безусловных плюсов использования энергии ветра: доступность, неисчерпаемость ресурсов, экологичность. Подсчитано, что ветрогенератор мощностью 1 МВт «изымает» выбросы 1800 т СО2, 9 т оксида серы и 4 т оксида азота. За последние десять лет мощности ветроэнергетики растут со скоростью 38–40 ГВт в год! По преимуществу рост происходит за счет Китая, Индии, США и отдельных «аномальных» стран ЕС, таких как Германия, Дания, Испания и Голландия. Мы не знаем, каким будет дивный новый мир, но уже сегодня можно сказать, что в нем будет ветрено. Не забудьте надеть шапку! ∎

11/2019

043

механизм номера

РУССКИЙ ШТИЛЬ Четвертый год подряд в мире вводится в строй больше «зеленых» мощностей, чем традиционных. Ветер и солнце вытесняют из энергобаланса стран нефть и уголь. Россия пока остается в стороне: доля возобновляемых источников энергии в нашей стране составляет всего 3,6 %, а доля ветроэнергетики – 0,04 %. Как так получилось, что, обладая большими «запасами» ветра, Россия их не использует, в прямом смысле слова выбрасывая деньги на ветер? Ветровые турбины MICON на Командорских островах. Фото: www.vestas.com

044

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

текст

СЕРГЕЙ ШКЛЮДОВ

механизм номера

ВО ВСЕМ ВИНОВАТА НЕФТЬ

После революции и разорительной Гражданской войны перед советской Россией остро встала проблема энергодефицита. Молодая республика заправляла машины скипидаром, а печи топила дровами, торфом и брикетами из мусора. Еще в начале XX века выдающийся русский механик и один из основоположников аэродинамики Николай Жуковский начал работы по созданию оте­чественного ветродвигателя. Позже, уже после его смерти, в 1925 году в ЦАГИ (Центральном аэрогидродинамическом институте) был организован отдел ветряных двигателей. Основная цель его работы – создание так называемого «крестьянского ветряка», который при необходимости мог бы быть собран прямо на месте из доступных материалов. Актуальная задача для страны, в которой насчитывалось около 800 тыс. мельниц. Ведь в социалистической утопии все должно иметь практическое применение – даже знаменитая Шуховская башня в те годы собиралась фактически из металлолома и строительного мусора. Каждую лопасть – в дело! МОЩНОСТЬ ТОГДА ИЗМЕРЯЛИ еще в лошадиных силах, и первые советские ветряки могли достигать от 3 до 8 л. с., хотя иногда встречались установки мощностью и до 45 л. с. В среднем одного «крестьянского ветряка» должно было хватать на освещение 150–200 дворов, то есть на «стандартную» деревню. В 1929 году под Курском построили первую в стране ветроэнергостанцию с инерционным аккумулятором. Ветроэлектростанция Анатолия Уфимцева, русского самоучки, посвятившего жизнь аэродинамике и энергии ветра, сохранилась и по сей день, а в те годы она могла снабжать электричеством дом изобретателя и освещать несколько соседних улиц. Отрасль стремительно развивалась, и в 30-е годы СССР стал мировым лидером в области ветроэнергетики. В стране выпускались серийные ветроустановки мощностью 3–4 кВт. В 1931 году в Крыму, в районе Балаклавы заработала крупнейшая в мире сетевая ветроэлектростанция, построенная ЦАГИ. Опору создали по проекту архитектора Шухова. Мощность генератора Балаклавской ВЭС была 100 кВт, диаметр колеса – 30 м. В Дании и Германии в то вре-

Анатолий Георгиевич Уфимцев www.gokursk.ru

В 30-е годы СССР стал мировым лидером в области ветро­

энергетики

Ветрогенератор Уфимцева в Курске, сентябрь 2007 г. Фото: KVK2005, www.wikiwand.com

мя работали установки мощностью лишь 50– 75 кВт и с диаметром колеса до 24 м. Ветряки стали устанавливать по всему югу России, в 1938 году в Крыму развернулось строительство ветропарка мощностью 5 МВт, что даже по сегодняшним меркам весьма прилично. К сожалению, работы не были доведены до конца. «Шуховский ветряк» в Балаклаве также был разрушен, в 1941 году, в ходе боев за Севастополь. Отрасль начала возрождаться после Великой Отечественной войны. В начале 50-х СССР производил до 9 тыс. ветроустановок в год мощностью до 30 кВт каждая. Уже при Хрущеве, в годы освоения целины, в идеальном для ветроэнергетики в Казахстане была построена первая в стране мультиагрегатная ветростанция, рабо-

11/2019

045

механизм номера

Иллюстрация В. Филатова и Л. Башкирцева к статье ученых Б. Кажинского и А. Кармишина «Ветросиловые плотины». Журнал «Техника – молодежи», № 12, 1951 г. www.iknigi.net

тавшая в паре с дизельной установкой и имевшая установочную мощность 400 кВт. Фактически, то был дедушка современных ветропарков. СОВЕТСКУЮ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКУ УБИЛО открытие тюменской нефти. В конце 60-х – начале 70-х начался крен в атомную энергетику и массовое строительство АЭС, которое не остановила даже Чернобыльская трагедия. В Перестройку, когда в моду снова вошло все «ленинское» и «прогрессивное», о ветроэнергетике опять вспомнили. В 1987 году правительство приняло программу «Экологическая чистая энергетика», в рамках которой, однако, ничего не было сделано и в которую почему-то забыли включить ветряки. К 1995 году СССР должен был произвести около 57 тыс. ветроустановок, а в 1991 году Советский Союз перестал существовать. Но даже те 14 тыс. ветряков, которые должны были появиться к 1991 году, не появились. Разваливающемуся государству было просто не до «зеленой энергии». Хотя планировалось строительство нескольких крупных ветропарков: Ленинградская ВЭС на берегу Финского залива, Джунгарская ВЭС в степях Казахстана, Крымская ВЭС на восточном побережье полуострова и Калмыцкая ВЭС под Элистой. Однако дальше подготовительных работ дело не пошло.

046

www.21mm.ru

Ветросиловая плотина В. П. Ветчинкина и А. Уфимцева. www.iknigi.net

РОССИЯ – РОДИНА ВЕТРОВ

Мы такая же «ветряная» сверхдержава, как и неф­тяная. По самым скромным подсчетам, «запасы ветра» в стране эквивалентны мощности 10,7 ГВт в год. И хотя на большой части территории ветер дует весьма вяло, «аномальных зон», где можно делать деньги из воздуха, в России предостаточно – это побережья и степи. Например, Мурманская и Ленинградская

«Аномальных зон», где можно делать деньги из воздуха, в России предостаточно области, север Уральского региона и побережье Северного ледовитого океана (Ямал и Обская губа), тихоокеанское побережье, степи Калмыкии, Краснодарского и Ставропольского краев. Ветреные зоны есть в Карелии, на Алтае, в Туве и на Байкале. Кольский полуостров, Обская губа и Дальний Восток относятся к самым ветреным регионам мира – среднегодовая скорость ветра здесь на высоте 50–80 м составляет 11–12 м/с, в два раза выше «золотого порога». А это значит, что любая ветроустанов-

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера ка в этих регионах довольно быстро окупится, так как будет работать на мощности, близкой к установочной. В том же Приморье условный ветропарк способен окупиться за 5–7 лет. РАЗВИТИЕ В РОССИИ «ОФФШОРНОЙ» ветроэнергетики имеет все шансы на успех. Охотское, Баренцево, Балтийское, Черное и Азовское моря в прямом смысле слова являются золотым дном для ветроэнергетики. Учитывая, что до 70 % территории России, на которых проживают до 20 млн россиян, не имеют доступа к централизованной системе теплоснабжения, строительство ветряков особенно актуально. Теоретически, до 15– 20 субъектов федерации в ближайшем будущем могут перевести свое энергопотребление с ископаемого топлива на ветер. Например, Мурманская область имеет потенциал ветрообеспечения до 360 млрд кВт·ч в год, что в 20 раз превышает потребности региона в энергии. «Пик ветра» здесь приходится на зиму и совпадает с «пиком потребления». Но есть надежда на изме-

нения – в сентябре этого года под Мурманском заложен первый камень в основании Кольской ВЭС – первой в регионе и крупнейшей за полярным кругом. Станция будет введена в эксплуатацию в 2021 году, ветропарк оснастят 57 турбинами суммарной мощностью 201 МВт! НА ПРОТЯЖЕНИИ «НУЛЕВЫХ» и «десятых» годов единственной крупной ВЭС в стране оставалась Зеленоградская ВЭС в поселке Куликово Калининградской области. Станцию ввели в эксплуатацию в 2002 году. На ней установлен 21 ветряк, 20 из которых стали подарком датского правительства и компании Vestas.

Четыре крупнейшие ВЭС в России на данный момент находятся в Крыму. Донузлавская ВЭС мощностью 18,7 МВт, Останинская ВЭС (26 МВт), Тарханкутская ВЭС (15,9 МВт) и Восточно-Крымская ВЭС (2,81 МВт). Все вместе они располагают 522 ветряками суммарной мощностью 59 МВт. Когда в 2014 году Крым вошел в состав России, ВЭС также достались ей.

Среднегодовые скорости ветра на высоте 50 м (м/с)

На карте, подготовленной специалистами ОИВТ РАН и географического факультета МГУ по данным NASA, видно, что наибольшие ветровые ресурсы в нашей стране сосредоточены на северных и восточных морских побережьях и на юге европейской части. В средней полосе России интенсивность ветров невелика. www.ozlib.com

11/2019

047

механизм номера Солнечногорский район, Московская область, Россия, 2005 г. Фото: Руслан Кривобок, РИА Новости. www.visualrian.ru

РАЗВИТИЕ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ в России тормозится отсутствием не только государственных инвестиций в «зеленую отрасль», но и четкой законодательной базы. Как бы удивительно это ни звучало, основным энтузиастом ветроэнергетики в России сегодня является глава корпорации «Роснано» Анатолий Чубайс. Его идея в том, чтобы пойти по «немецкому пути», увеличив долю возобновляемой энергии в России к 2024 году до 15 %. В 2017 году «Роснано» совместно с несколькими партнерами создала «Фонд развития ветроэнергетики». Основная цель – финансирование строительства ветропарка в Ульяновской области, где две ВЭС должны вступить в строй в будущем году. Также из «проектов будущего» стоит отметить Азовскую ВЭС, заложенную в мае 2019 года. Ветропарк должен быть сдан в декабре 2020-го и обеспечить собой мощности объемом 90 МВт. Кроме того, в 2019 году проведен тендер на строительство Родниковского ветро-

048

www.21mm.ru

Развитие в России «оффшорной» ветроэнергетики имеет все шансы на успех парка на Ставрополье, который должен начать работу в 2024-м. Не будем забывать и о том, что в российском законодательстве о субсидировании во­ зобновляемой энергии (субсидии действуют пока до 2024 года, хотя и планируется их пролонгация до 2030-го) действует правило о 65 % локализации. То есть 2/3 деталей ветропарка должны быть произведены или собраны в России. Поэтому и датская Vestas открыла фабрику по строительству лопастей и гондол для ветряков в Нижнем Новгороде, а в «продуваемом насквозь» Таганроге в прошлом году началось производство башен для ветряков – до 100 штук в год. Так что в России в ближайшие годы в несколько раз вырастут объемы электричества, добываемого из ветра. ∎

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера Фото: Dr. Jeremy Burgess www. fineartamerica.com

ПО

ВЕТРУ СВЕТУ ВСЕМУ

050

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

Ионный ветер образуется движением воздуха между электродами.

В перспективе такой ветер может стать источником энергии для авиатранспорта нового типа.

Самое мощное океаническое течение, огибающее весь земной шар, называется течением западных ветров, потому что формируется под воздействием ветров этой стороны света. Тараканы крайне чувствительны к ветру: они способны уловить движение воздуха, даже когда приближается мелкий грызун. Фудзин, японский бог ветра, изображается с мешком за спиной, в котором прячет смерчи, ветра и бури.

«Кирпичиком» в Австралии называют летний ветер, несущий горячий воздух в более прохладные регионы, из-за красной пыли, которую он распространяет с местных кирпичных заводов.

«Бабий ветер» Камчатки особенно любим жителями за то, что отлично справляется с сушкой белья, – отсюда и название. Ветер теплый, сухой и приносит несколько дней хорошей погоды. Индейцы микмаки пользовались ветром для определения времени. Они давали деревьям имена по гулу ветра, свистящего между ветвями. Отсчет начинался сразу после заката. Каждый час название менялось вместе с направлением ветра. Индейцам нужно было всего лишь спросить об имени дерева у стражников, в чьи обязанности входило слушать, как шумит ветер. Название ветра «мистраль» происходит от прованского «ветер-мэтр». Константин Паустовский в «Книге скитаний» упоминает легенду о том, что местный суд смягчал наказание людям, совершившим проступки во время мистраля. Ветер якобы дурманит разум и склоняет к злым мыслям. Сирокко, сухой и жаркий ветер средиземноморского бассейна, становится причиной эпидемии холеры в новелле Томаса Манна «Смерть в Венеции». Сирокко разносит болезнь, а из-за вызываемой им духоты выздоровление затрудняется. Название африканского ветра «хамсин» происходит от арабского «пятьдесят», что связано с его продолжительностью – он бушует примерно 50 дней. Сарма, самый опасный из байкальских ветров, может развить скорость до 145 км/ч. Сарма часто становится виновницей катастроф и трагедий на озере, она способна переворачивать суда и баржи. Эвр, юго-восточный ветер в греческой мифологии, единственный был лишен антропоморфизма. Его никогда не изображали похожим на человека существом.

В условиях, когда ветра нет, грибы могут менять погоду. Они выделяют водяной пар,

который за счет охлаждения воздуха создает конвекционные потоки. Этот миниатюрный ветер нужен, чтобы помочь грибам распространять споры.

Среди ветров озера Селигер местные жители различают как минимум 16 разных: женатый, например, стихает к ночи, а холостой бушует всю ночь. Другие названия говорят сами за себя: покойник, холодный падающий ветер, полуденник, мокрик, снежнец.

До XVIII века слово «прапор», от которого потом образовалось слово «прапорщик», использовалось для обозначения флюгера – прибора по определению направления и скорости ветра. ∎

11/2019

051

ТВОРЦЫ погоды Фото: egd

www.shutterstock.com

Когда в мае 2017 года бушующий в Москве ураган унес жизни 11 человек, бывший глава МЧС Владимир Пучков выступил с идеей штрафов для синоптиков за неверные прогнозы. Мол, людей не оповестили о приближающейся опасности, поскольку в этот день Гидрометцентр не назвал ожидаемую скорость ветра достойной режима ЧС. Но, обвиняя во всем синоптиков, мы не учитываем, что они работают с самой нестабильной оболочкой Земли. И предугадать, что атмосфера выкинет на этот раз, бывает нелегко.

Так синоптики изображают

на картах погоды: 1) холодный фронт; 2) теплый фронт; 3) стационарный фронт; 4) фронт окклюзии; 5) барическая ложбина; 6) линия шквалов; 7) сухая линия; 8) тропическая волна; 9) высотная ложбина теплого воздуха www.commons.wikimedia.org

текст

СТАНИСЛАВ МОРОЗ

«Саперы» Гидрометцентра Бородатый анекдот гласит, что синоптики как саперы – ​ошибаются всего раз, но каждый день. Заслужены ли наши нападки в их адрес? Синоптики лишь интерпретируют полученную от метео­рологов информацию и доносят ее до людей. Метеорологи изучают погоду с помощью приборов, установленных на десятках метеостанций по всей стране. Для сбора информации о метеоусловиях они используют специальный метеорологический шифр. Дождь, кучевые облака, грозы, снег – ​все имеет свой универсальный код. Совокупность собранных кодов направляют в гидрометцентры, где компьютеры составляют на их основе погодные карты для разных регионов. Но на картах присутствуют циклоны и антициклоны, расшифровки которых не под силу машине, и тут в дело вступают синоптики.

механизм номера Фронт окклюзии

Фронт окклюзии

Холодный воздух

Фото: The COMET program www.meted. ucar.edu

Холодная и сухая воздушная масса

ТЕПЛЫЙ АТМОСФЕРНЫЙ ФРОНТ

Холодный фронт

Теплый воздух

Теплый фронт

Теплая и влажная воздушная масса

Холодный воздух

Синоптики интерпретируют полученную от метеорологов информацию

Спонсоры жары и холода Циклоны и антициклоны – ​одни из главных погодных творцов на Земле. Чтобы понять их механизм, нужно разобраться еще с одним явлением – ​атмосферным фронтом. Все воздушные массы имеют разную температуру, степень влажности и запыленности. Постоянная циркуляция позволяет им перемещаться, и в месте, где они соприкасаются, формируются атмосферные фронты – н ​ ейтральная территория в нижнем слое атмосферы (тропосфере) между двумя «государствами» – ​потоками холодного и теплого воздуха. Фронты всегда наклонены к поверхности планеты, их длина может достигать 2–3 тыс. км, а ширина – 5 ​ 00–900 км. Атмосферный фронт может быть теплым, холодным и фронтом окклюзии. В первом случае теплый воздух «давит» на фронт, заставляя его двигаться в сторону более холодного

МЕТЕОРЫ – ЭТО НЕ ТОЛЬКО МЕЛКИЕ КОСМИЧЕСКИЕ ТЕЛА, СГОРАЮЩИЕ В АТМОСФЕРЕ. Все явления, которые мы наблюдаем в атмосфере, также являются метеорами. Дождь, снег, град – гидрометеоры, ветер и пыльные бури – воздушные метеоры, пыль – литометеоры, радуга и миражи – светящиеся метеоры, молнии – огненные метеоры.

воздуха, принося общее погодное потепление. Теплый фронт образует полосу облаков в сотни километров – е ​ сли вы видите в небе перистые и перисто-слоистые облака, знайте, что над вами висит теплый атмосферный фронт. Х О Л О Д Н Ы Й А Т М О С Ф Е Р Н Ы Й ФРОНТ формируется по той же схеме – х​ олодные воздушные массы «оккупируют» весь фронт, заставляя его двигаться в направлении теплого воздуха и вытесняя его наверх. Холодный фронт движется очень быстро, вызывая сильные ветры, обильные осадки, грозы, метели и похолодание.

11/2019

053

механизм номера Фронт окклюзии появляется при смыкании теплого и холодного фронтов, завлекая в регион сильные осадки. Атмосферные фронты возникают и меняются примерно за несколько дней. Больше всего они влияют на формирование климата в умеренных широтах: к примеру, почти вся территория России лежит именно в такой полосе, по­этому мы вынуждены нести тяжелую ношу – ​терпеть неустойчивую погоду. Разные воздушные массы, приходящие с северных и южных районов России, формируют множество атмосферных фронтов, заставляя Петербург страдать от влажности, а Иркутск – ​от сухой погоды. НИ ОДИН ПРОГНОЗ ПОГОДЫ не обходится без слов «циклон и антициклон». Что же это за звери? В двух словах, это атмосферные вихри. Циклоны имеют огромные размеры –​ в высоту устремляются на 10 км, а в ширину расстилаются на 3 км. Они «запускаются» из-за того, что в одном из участков атмосферы воздух внизу теплее и легче воздуха наверху, поэтому он поднимается. К нему «подключается» воздух сбоку, и вихрь запущен. Ветры в циклоне дуют с краев в центр и движутся против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном.

www.interneturok.ru

В Н

Циклоны имеют

– высокое давление

огромные

– низкое давление

размеры

Циклон

Идеальные условия зарождения циклона –​ на атмосферных фронтах, где соприкасаются разные по температуре воздушные массы. Когда один фрагмент фронта смещается в одну сторону, а другой – в ​ противоположную, возникает «импульс», который вскоре станет молодым циклоном. Постепенно он обособляется от фронта, самостоятельно двигаясь и перемещая вихрь из воздушных масс дальше со средней скорость 30–40 км/ч. Внетропический

СУЩЕСТВУЮТ ДВА ОСНОВНЫХ ВИДА ЦИК ЛОНОВ: тропические и внетропические. Первые появляются в тропических широтах, а скорость ветра в них доходит до буревой (более 20 м/с). Вторые образуются в умеренных или полярных широтах и приносят в регион сильные осадки, грозы, ветры, шквалы (так называемые южные циклоны). Антициклон – ​ это антипод циклона. Плоский нисходящий атмосферный вихрь проявляется у поверхности Земли областью повышенного давления, с системой ветров от центра к периферии. Воздух в нем движется по часовой стрелке в Северном полушарии, а в Южном – п​ ротив часовой.

Антициклон

054

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

циклон возле Исландии, 4 сентября 2003 г. Фото: NASA’s Aqua/MODIS satellite, www.visibleearth. nasa.gov

ЗИМОЙ ЦИК ЛОНЫ ПРИНОСЯТ ТЕПЛУЮ ПОГОДУ, А АНТИЦИК ЛОНЫ – ​ ХОЛОДНУЮ, но летом ситуация противоположная. Облачность играет в этом «феномене» ключевую роль: зимой она ограничивает морозы, не позволяя земле остыть за ночь, а летом, напротив, не дает солнцу нагреть поверхность земли.

механизм номера КАЖДЫЙ ДЕНЬ В ТРОПОСФЕРЕ рождается нескольких циклонов и антициклонов, а за год – ​сотни. Циклоны и антициклоны живут по 5–10 дней, проходя четыре этапа развития (на примере циклона).

1. Н ачальная (волнообразная) стадия. Проходит за сутки, характеризуется изменением поверхности, когда теплый воздух начинает двигаться к холодному. Возникают слоистые облака.

3. М аксимальное развитие. Длится 12–24 часа, в центре циклона повышается давление, скорость ветра снижается. Теплый воздух циркулирует внизу, а холодный пытается его «победить», но на одном из участков часть слоя оттесняется назад. Происходит столкновение масс. Усиливается скорость ветра (циклон затягивает слои воздуха со скоростью до 50 км/ч), в центре она меньше, чем на периферии. Из-за низкого давления происходит резкое изменение погоды.

4. П ериод заполнения воздушной массы. Длится четверо и более суток. Облачный вихрь смыкается и двигается к периферии, снижается скорость ветра, выпадают обильные осадки.

2. С тадия молодой воздушной массы. Также проходит за сутки, теплый и холодный воздух соединяются в центре циклона с образованием области теплой воздушной массы. Остальное пространство заполняется холодным воздухом.

С ПОЯВЛЕНИЕМ СПУТНИКОВ И ИНТЕРНЕТА ОТСЛЕЖИВАТЬ НАДВИГАЮЩИЕСЯ ЦИК ЛОНЫ И АНТИЦИК ЛОНЫ СТАЛО ПРОЩЕ. На борту метеоспутников устанавливают оборудование для наблюдения за температурой поверхности Земли, облачным, снеговым и ледовым покровом. Таким образом сопоставляются данные из космоса и с Земли, дополняя карты и прогнозы. В России эксплуатацией метеоспутников занимается ФГБУ «НИЦ Планета», в Европе – EUMETSAT.

11/2019

055

механизм номера

Рождение климата Погода формируется за счет того, что воздух в циклоне поднимается, а в антициклоне направлен вниз. Восходящее движение воздуха в циклоне приводит к его охлаждению, увеличению влажности и возникновению облаков, в том числе дождевых. С ним приходит пасмурная погода с осадками и ветрами. Опускающийся воздух в антициклоне, двигаясь к земле, теряет влагу, поэтому для него характерна ясная безветренная погода с минимальным количеством облаков, а значит, и осадков. Летом это жаркая, засушливая погода, а зимой – ​источник сильных морозов. Существуют места, в которых циклоны и антициклоны возникают постоянно. Так, северную Атлантику можно считать родиной циклонов из-за теплого течения с одной стороны и ледников Гренландии с другой. Южные широты Атлантики – к​ олыбель антициклонов. Они зарождаются благодаря циклонам на севере и холодному течению.

В 1781 ГОДУ В НЕМЕЦКОМ М А НГ ЕЙМЕ ОСНОВА ЛИ ПЕРВОЕ МЕ ТЕОРОЛОГ ИЧЕСКОЕ общество, которое снабжало метеорологов по всему миру одинаковыми приборами. Это же общество предложило ввести единое время замеров: в 7, 11, 14 и 21 час. До середины ХХ века, пока не стало возможным непрерывное отслеживание погодных изменений в режиме онлайн, многие страны придерживались этих «чекпоинтов». Сейчас сбор и анализ данных проводится каждые три часа.

НАЗВАНИЕ ДЛЯ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ОБЛАКОВ почти одновременно предложены Люком Говардом и Жан-Батистом Ламарком в 1802 году. В обиход вошла терминология Говарда, так как она была изложена на латыни, а Ламарка – ​ на французском языке. Названия с того времени не претерпели изменений: кучевые (cumulus), слоистые (stratus) и перистые (cirrus).

Пара слов о метеостанциях Метеорологические станции бывают аналоговые и цифровые. На «стандартной» аналоговой метеостанции установлены все необходимые приборы для измерения погодных условий. Обычный человек запутается в этом перечислении «метров»: термометр, барометр, гигрометр, анеморумбометр, осадкомер, плювиограф (непрерывная регистрация жидких осадков в теплое время года), термограф, гигрограф (непрерывная регистрация влажности воздуха), психрометр (измерение температуры и влажности), барограф (определение барометрической тенденции), рейка для измерения высоты снежного покрова. В некоторых случаях инструментов может быть еще больше, чтобы измерять нижние границы облаков или регистрировать солнечное сияние. Цифровые метеостанции гораздо проще в использовании и могут применяться в бытовых условиях. Дорожные, кроме вышеперечис-

056

www.21mm.ru

ленных приборов, используют датчики температуры поверхности и датчик температуры под покрытием (на глубине 30 см), контроллер и GPRS модуль для отправки данных в информационные центры. Они устанавливаются, в основном, для водителей, чтобы те знали о мокрой дороге из-за дождя или сильном боковом ветре. Лесные метеостанции «заточены» на предупреждение лесных пожаров. Фиксируя разные параметры: ​влажность дерева, почвы, температуру на разной высоте, – они помогают пожарным спланировать работу. На основе данных, собранных лесной метеостанцией, формируется карта вероятной или реальной пожарной активности. Гидрологические метеостанции ведут наблюдение за погодой водных просторов. В морях и океанах это плавающие станции, на реках, озерах и болотах – ​наземные. В морях, кроме того, находятся тысячи буев оповеще-

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

Домашние метеостанции показывают температуру и влажность воздуха,

атмосферное давление, силу и направление ветра

Цифровая

метеостанция www.buisarddistribution.fr

Домашняя

метеостанция Фото: Rhonda Roth www.shutterstock.com

Компания морских львов тусуется на плавающей метеостанции www.rcmsar12.org

ния о цунами. Волна бьет с определенной силой, данные немедленно наносятся на карту. Самое страшное – ​если буй ушел под воду: значит, надвигается тайфун. В последнее время становятся популярны бытовые метеостанции – р ​ азместить у себя дома один прибор, предоставляющий кучу данных о «погодных» условиях в помещении и вне его, многим кажется хорошей идеей. Такие домашние метеостанции показывают не только температуру и влажность воздуха, но и атмосферное давление, силу и направление ветра, количество осадков и уровень ультрафиолетового излучения! Работая от электричества или на аккумуляторе, они могут запрашивать данные у спутников и информировать хозяина о погодных условиях на несколько дней вперед. ТАК КТО ЖЕ ТОГДА ВИНОВАТ в неточных прогнозах? Ответ прост – ​природа! В разное время года и при различных условиях случаются «природные форс-мажоры». Например, зимой в антициклоне может возникнуть инверсия, вследствие чего воздух внизу будет холоднее, чем наверху. Как следствие, образуется сплошная облачность с возможными моросящими осадками. Таких форс-мажоров могут быть десятки, и пока ветры путешествуют по планете, а Земля вращается, нам остается терпеть последствия природных капризов. ∎

11/2019

057

и ДРУГ, механизм номера

и

враг

Фермер

и два его сына во время пыльной бури в Оклахоме, 1936 г. Фото: Arthur Rothstein, www.en.wikipedia.org

Флора и Зефир Иллюстрация: William-Adolphe Bouguereau, www.en.wikipedia.org

Автомобиль

преследует так называемая «черная метель», Техас, 1936 г. Фото: Arthur Rothstein, www.commons.wikimedia.org

Протестантизм, арбуз и Магелланов пролив – что общего между всем этим? Ответ явно не тот, что вы ожидаете услышать: их связь с ветром. Именно он отчасти повлиял и на судьбу протестантизма, и на курс кругосветного путешествия Фернана Магеллана, и на урожай арбузов в Турции. И на многое другое.

С

уроков географии мы помним, что ветер формирует ландшафты, возвышения и впадины, распределяет почву и осадки, предопределяет расположение пустынь и гор. Но про ветер можно говорить и на уроках истории – ​в ней он тоже сыграл немалую роль.

058

www.21mm.ru

Двигатель прогресса

Для человека ветер может быть и другом, и врагом. Турецкие земледельцы даже придумали имена для каждого из «полезных» ветров, дующих с северо-востока. «Арбузным» ветром зовется «карпуз мельтем», «виноградным» – ​«изюм мельтем», «вишневым» – ​«кирас мельтем», а «тыквенным» – ​«кабак мельтем». Они возникают из-за термической депрессии на юго-западе Азии и по шкале Бофорта достигают 7– 8 баллов. Каждый год их ждут с нетерпением: они помогают

www.youtube.com/user/21mmvideo

текст

механизм номера

АНАСТАСИЯ МЯЧИНА

созревать плодам, снижая уровень сухого и жаркого воздуха с весны до позднего лета. Южный ветер «бле», обитающий во французском департаменте Ардеш, тоже любим земледельцами за его положительное воздействие на злаковые культуры. А вот рыболовству помогает каспийская моряна –​ этот ветер дует с Каспийского моря по Волге и сгоняет рыбу к устью реки, где рыбакам удобно ее вылавливать. НО ВЕТЕР БЫВАЕТ и не дружелюбен к деятельности людей. Например, Бакинский норд в Баку в течение нескольких суток дует со скоростью до 40 м/с. Он иссушает растения и мешает людям дышать, поскольку насыщен частичками пыли. Во Франции не любят ветер «Бан де дарре» – ​сильный западный поток воздуха, идущий вместе с дождями. Чтобы спрятаться от него, жители строят дома с небольшим количеством оконных и дверных проемов и защищают постройки высадкой деревьев.

Борей – в греческой мифологии северный бурный ветер Иллюстрация: ilbusca www.istock-photo.com

Ацтекский символ ветра www.mexicolore.co.uk

Что оставалось делать с ветром людям, у которых не было розы ветров, шкалы Бофорта и прогноза погоды по телевизору? Наделять его божественными качествами и персонифицировать. Ветер появляется во многих древних культурах, где он считался способным испытывать человеческие эмоции. Он всегда носил мужские имена: у скандинавов был бог ветра Ньорд, у древних греков – ​Борей, Зефир, Эвр, у ацтеков – ​ Ээкатль, у славянских народов – ​Лука, Моисей, Стрибог или Седорих. Переменчивые настроения ветра влияли на жизнь людей, формируя их привычки. Славяне приносили ему в дар хлеб, муку и злаки. Но основным чувством по отношению к ветру все же был страх: под крышей хранили густые веники, «защищающие» дом от набега ветра, запрещали мотать нитки на закате солнца, поскольку движение воздуха во время этого процесса будто бы вызывало ветер. И самый популярный запрет – ​нельзя свистеть дома, ведь ветер деньги унесет.

Ветер всегда носил мужские имена СЕЙЧАС ОСТАЛИСЬ лишь воспоминания о событиях, произошедших в Северной Америке между 1930 и 1936 годами, когда несколько западных штатов (Техас, Оклахома, Канзас, Колорадо) подверглись воздействию песчаных бурь. Эти места до сих пор зовут «Пыльная чаша» или «Пыльный котел». В конце XIX века земля стала переходить в собственность, и люди массово начали заниматься земледелием. Но неправильно – ​отсутствие противоэрозийных мер привело к иссушению верхних слоев почвы. За шесть лет в регионе случилось около сотни пыльных атак. Самые страшные дни заслужили отдельного внимания – ​14 апреля 1935 года называют «Черным воскресеньем», потому что в тот день песчаное облако заслонило солнечный свет. Потоки ветра сносили верхние слои почвы и накрывали песком дома, около 2,5 млн жителей остались без крова и вынужденно бежали в соседние штаты. Власти страны организовали специальный поезд, чтобы вывезти людей из засыпанных песком мест. ВЕТЕР ВЛИЯЛ и на планы моряков: сбивал маршруты многочисленных кампаний, хотя одновременно был главным естественным двигателем в судоходстве. До изобретения точных приборов скорость и направление ветра можно было лишь предсказывать. Перед отправлением мореплаватели не знали, окажется ли ветер на их стороне, поэтому любое долгосрочное путешествие становилось своеобразной игрой в рулетку – х​ орошо, если не в русскую. Примечательна в этом

11/2019

059

механизм номера смысле экспедиция португальского мореплавателя Фернана Магеллана, который собирался исследовать западный путь к Молуккам и вернуться обратно, но после ряда неудач, к которым был причастен ветер, его флотилия пошла дальше. На этапе перехода кораблей из Атлантического океана в Тихий моряки столкнулись с жуткими штормами, не доплыв до пролива Дрейка. Неизвестно, совершилась ли бы кругосветная экспедиция, если бы Магеллан решил пойти через этот пролив, сейчас известный практически нулевой возможностью преодоления. После разведки одного корабля в сторону пролива Магеллан решил искать более безопасный путь вдоль береговой линии. Позже моряки наткнулись на другой пролив, который вскоре назовут Магеллановым, и отправились к Тихому океану. Ветер ограничивал пути морякам, но давал возможность открывать новые и расширять географическую карту.

Борьба за место под ветром

Конец XIII века. Полчища монголов предпринимают две попытки вторжения в Японию. Обе заканчиваются плачевно для монголов по неожиданной для них причине – ​ветер вмешивается в ход сражений. Внезапно начавшийся тайфун буквально отгонял монголов от Страны восходящего солнца. Японцы посчитали свое спасение волей богов, а сам тайфун назвали «камикадзе», что в переводе с японского значит «божественный ветер». И это не единственный случай вмешательства ветра в ход исторических событий. В XVI веке испанская «Непобедимая армада» пыталась захватить английские земли и привезти

«Красный» дождь под микроскопом Фото: Godfrey Louis www.dop.astrobiology.in

Цветные дожди, сейчас уже изученные от и до, ранее казались людям дурным предзнаменованием. У африканских народов они были признаком приближения войны и многих смертей. Сегодня уже известно, что причиной цветных дождей являются песчаные бури пустыни Сахары. Огромный столб пыли встречается с облаками, и, когда осадки проходят через такое пылевое облако, дождь приобретает яркую окраску. Еще до появления авиационной системы сообщения существовала своеобразная коммуникативная «пыльная» сеть между регионами, расположенными далекодалеко друг от друга. С помощью цветных дождей индейцы Бразилии, например, узнавали о песчаной буре в Сахаре по оттенку капель дождя, и все это благодаря потокам ветра. Бушующий «Камикадзе» Иллюстрация: Issho Yada www.historynaked.com

туда католицизм, но потерпела не­ удачу – ​как во время боя, так и после. Военная оснащенность обеих сторон была примерно на одинаковом уровне, но все изменилось, когда ветер с ужасающей силой начал сносить испанские корабли и разбил большую часть флотилии. Испанская экспедиция потеряла из-за ветра больше моряков, чем во время боя, – о ​ коло 3/4 всего состава. Сам ветер, который помог про-

060

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера Даниель Дефо подробно изучал «Великий шторм». Чтобы узнать больше деталей, он подавал объявления в местные газеты о поиске очевидцев. Люди рассказывали Дефо о том, как ураган повлиял на их жизнь, – это было ново для английской журналистики. После сбора множества данных Дефо выпустил в 1704 году книгу The Storm.

Поражение Испанской Армады 8 августа 1588 г. Иллюстрация: Philip James de Loutherbourg www.commons.wikimedia.org

тестантам, назвали «протестантским». Примерно через сто лет он же не дал английскому королю-католику Якову II выйти из гавани. А протестант Вильгельм III Оранский тогда смог высадиться на берег туманного Альбиона и совершить Славную революцию, благодаря которой абсолютная монархия была сдута конституционной, а католицизм – ​протестантизмом. Последнее проявление ветра-протестанта назвали «Великим штормом», который случился в 1703 году. Никогда ранее на Англию не обрушивался ветер такой силы – в ​ отдельных местах его скорость достигала 200 км/ч. Он атаковал очень избирательно, разрушая отдельные прибрежные части гавани, –​ пострадали сотни кораблей, и тысячи моряков больше никогда не вышли в море. Наполеона в 1798–1801 годах ветер «хамсин» поднялся, когда французы достигли пустынной части Египта. Он ломал приВ ЕГИПЕТСКОМ ПОХОДЕ

«Камикадзе» в переводе с японского значит «божественный ветер» боры и мешал наполеоновской армии двигаться сквозь пески. Местные жители уже знали, как вести себя во время бушующего ветра, а французов такие условия заставили отступить. На завершающем этапе внутреннего конфликта Римской империи между западной и восточной частями в сентябре 394 года в игру тоже вступил ветер. Варвары в составе западной армии были хорошо подготовлены, но шквалистый ветер выбивал из их рук оружие и не давал продолжить бой. Восточный легион во главе с будущим императором Феодосием одержал победу и укрепил положение Римской империи. Это событие позже трактовалось как благословение римлян. СВОИМИ ПОТОКАМИ ветер формирует течения не только рек, но и исторических событий. Шлифует ландшафт не только земель, но и международных отношений. И людям приходится мириться с такими последствиями стихии, ведь ее невозможно обуздать. ∎

11/2019

061

механизм номера

На все

руки

мастер

Столбы выветривания на плато Маньпупунёр (Мансийские болваны) Фото: Aysa t www.commons.wikimedia.org

Рабочий график ветра очень плотный – нужно многое успеть. Сегодня – повлиять на течение океанов и настойчиво воздействовать на пустыни и землю, а завтра – помочь растениям разнести семена. А свободное время ветер отдает творчеству – лепит снеговиков и скульптуры из гор.

СНЕЖНЫЕ ПОНЧИКИ При совпадении определенных климатических параметров (тех же самых, что нужны людям для игры в снежки: влажный и рыхлый снег с небольшой коркой льда) ветер «развлекается», закручивая снежные рулоны. Второе условие – ​температура таяния льда. И тре Фото: DonyaNedomam тье – н​ аклонная местность. Сначала ветер www.sceptrevacations.com сворачивает часть снега в цилиндр, который скатывается вниз, прикрепляя к себе остальной снег. Обычно такие рулоны разбивают Фото: Francisco ся о камни или другие препятствия, но иногда Gonzalez www.flickr.com застывают на склонах холмов.

062

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

С кала Орсо-ди-Палау Фото: Tobias Helfrich www.commons. wikimedia.org

ВЫСТАВКИ В ГОРАХ Но одного снеговика ветру мало, и он создает целую снежную армию – в​ горах можно увидеть множество снежных рулонов. Внутри они чаще всего полые, но с твердой внешней оболочкой. Из-за малой плотности комья быстро выветриваются и становятся «снежным пончиком» – ​так в Канаде называют рулон снега с дыркой посередине. Размеры «снеговиков» могут быть от теннисного мячика до автомобиля, а в диаметре достигать 70 метров.

Несмотря на внешнюю монументальность и несокрушимость гор, они часто становятся жертвами ветра. Он переносит мелкие частицы с земли и обтачивает с их помощью горы – ​так происходит процесс корразии. Его можно сравнить с работой буровой установки, когда небольшое движущееся устройство разрушает целую породу, только в природе все происходит гораздо медленнее. Столбы выветривания на плато Маньпупунёр сформировались из-за разрушения горной породы под действием ветра. Миллионы лет назад на их месте стояли массивные горы, обожествляемые местными народами, а сейчас – ​лишь семь столбов причудливой формы. Просто природные

явления, и в первую очередь ветер и вода «отшлифовали» массив. Так же возникли и греческие Метеоры – ​с ловно парящий в воздухе горный комплекс, где сейчас располагаются монастыри. А скала Орсо-ди-Палау на севере Сардинии в течение веков подвергалась ветровой эрозии, которая придала ей форму медведя. Во всех этих случаях ветер выступает как скульптор-самоучка, но его подготовка к биеннале занимает сотни лет. При создании «скульптур» он не может остановиться. Процесс корразии бесконечен, и рано или поздно все причудливые горные арки и столбы разрушаются под воздействием ветра, как, например, мальтийская арка «Лазурное окно» или австралийский «Лондонский мост».

11/2019

063

механизм номера автомашина

ЯМЫ В ПЕСОЧНИЦЕ Корразию легко перепутать с дефляцией – ​эти процессы очень похожи, но при дефляции ветер не переносит частицы, а выдувает их из горных пород или с поверхности земли, образуя ямы. Дефляция как разновидность ветровой эрозии особенно распространена в пустынях и полупустынях. Растения служат естественной преградой для ветра, но там, где они не растут или были уничтожены человеком, ветер выдувает целые слои почвы. Ветровая эрозия угрожает сельскому хозяйству, провоцирует пыльные бури и разрушает экосистемы. Площадная дефляция охватывает огромные территории, выдувая с их поверхности до 3 см в год. А в результате локальной дефляции, когда ветер сосредоточен на одной местности, образуются котлованы. Некоторые из них могут быть ниже уровня Мирового океана – ​так сформировалась впадина Карагие, одна из самых глубоких в Азии, уходящая вниз на 132 м. В углублениях, где скорость ветра увеличивается, дефляция может образовывать борозды. В Китае, например, в районах, где почва пористая, на месте дорог ветер выдувает узкие каньоны.

Господствующий ветер Углубление производится дефляцией

Песок, уносимый из углубления ветром, образует дюны

Дефляционная впадина Каттара в Египте Фото: Marc Ryckaert www.en.wikipedia.org

www.revisionworld.com

Песок Водный слой Вода просачивается из водного слоя и образует болото или водоем

064

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

Растения без ветра тоже не могут обойтись – ​его сила позволяет им распространяться на огромных территориях. Такой способ называют анемохорией – ​ подхватывая семена с земли, ветер разносит их далеко от «матери». Чем больше семян смогло произвести растение, тем выше вероятность, что ветер донесет какую-то их часть до пригодной для жизни и размножения почвы. Именно так плодятся знакомые нам всем одуванчики – ​во многом благодаря ветру мы радуемся их появлению каждой весной.

ПОМОЩНИК РАСТЕНИЙ

Ветер выдувает пыльцу Фото: Robert J. Erwin, Science Source www.britannica.com

Так же работает и анемофилия – ​перенос пыльцы с помощью ветра. Этим способом опыляется почти 20 % покрытосеменных растений: злаковые, подорожник, крапива и многие другие. Кстати, именно поэтому они часто растут зарослями.

ШЕЙКЕР ДЛЯ ОКЕАНА Воду приводит в движение не только ее неоднородность и сила Кориолиса, возникающая из-за вращения Земли, но и ветер. Течение Западных ветров, Северное и Южное пассатные течения формируются под воздействием ветров определенного направления. Чаще всего они затрагивают только поверхностный слой океана, но их влияние на климат значительно, поскольку они регулируют температурный режим региона и в силах воздействовать на содержание углекислого газа в атмосфере.

Фото: BrianAJackson www.istockphoto.com

Ученые из Колумбийского университета заметили, что на протяжении последних 50 лет ветры медленно смещаются в сторону Южного полюса. Когда подобное происходило в прошлый раз, в конце Ледникового периода, этот процесс спровоцировал глобальное потепление. А вот о том, как смещение ветров повлияет на современное состояние климата, пока говорить рано. Ученые предпочитают не давать прогнозов, но предостерегают о необходимости регулировать обмен углекислым газом между океаном и атмосферой. ∎

11/2019

065

Вихрь на севере Сатурна

напоминает темно-красную розу гигантских размеров в окружении зеленой листвы. Его масштаб ошеломляет – площадь 2 тыс. км² и скорость 150 м/с. Изображение сделано космическим кораблем «Кассини» NASA. www.jpl.nasa.gov

КОСМИЧЕСКИЕ

потоки

С ветрами на Земле вроде более или менее понятно: расположить флюгер на поверхности или небольшой высоте не составит труда. А вот с изучением ветров на других объектах Солнечной системы дела обстоят сложнее...

текст

механизм номера

ЛЕВ К АМЕНЦЕВ

В

етры в космосе тоже разные: это мо- делить направление ветров, а по их размерам –​ гут быть ветры на планетах (газо- продолжительность их формирования. образных и земной группы) или поЭоловые (вызванные действием ветра) оттоки излучения от звезд – ​звездный ложения достаточно широко распространены или солнечный ветер. Мы поговорим на Марсе. Их изучение может многое дать для о первых – ​о ветрах на планетах-ги- выяснения метеорологических, а значит, и пригантах (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) и на ат- родных условий на Красной планете в прошлом. мосферных телах с твердой поверхностью (Ве- Это имеет очень большое значение, поскольку нера и Марс). И для твердых, и для газообраз- на Марсе в геологическом прошлом (3–4 млрд ных тел ветер – ​это движение воздуха между лет назад) были более благоприятные условия областями с различным атмосферным давле- для жизни: плотная атмосфера и высокая темнием. Все, как и на Земле, с одной лишь разни- пература, при которых вода могла существовать цей – ​воздух на других планетах может быть со- в жидкой фазе. всем не таким, как на нашей. Если у нас это, в основном, смесь азота и кислорода, то на других планетах дуют поетер на других планетах начали токи со свойственными им газами. изучать только в х годах Как известно, воздушные течения могут различаться по их периодичнопрошлого века сти – ​существуют ветры постоянные, сезонные и дующие в разное время суток. Соответственно, проявление ветров на раз- В ДАЛЬНЕЙШЕМ ПРИБОРЫ, измеряющие направличных небесных телах зависит от продолжитель- ление и силу ветра, размещались на марсианности оборота вокруг Солнца, климатических вре- ских посадочных аппаратах – ​ первыми были «Викинг‑1» и «Викинг‑2» в 1976 году. Эти аппамен года и длительности суток. раты использовались, чтобы обнаружить жизнь, ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ДРУГИМ ПЛАНЕТАМ ветер, как но и метеорологические наблюдения велись часть метеорологии, начали изучать только в 70-х на них несколько лет. годах прошлого века с появлением дистанционВесьма заметное и важное проявление метеоных (снимки Марса с искусственных спутников) рологической активности на Марсе – р ​ егулярные и посадочных исследований, при помощи непод- глобальные пылевые бури. Как раз в 1971 году вижных и самоходных аппаратов. Впервые фо- Марс был охвачен такой глобальной пылевой бутографии поверхности Марса с высоким разре- рей, которая на несколько месяцев скрыла дешением были получены американским искус- тали поверхности. Подобные явления наблюдаственным спутником «Маринер‑9» в 1971 году. ются и во время прохождения Марсом перигеТогда аппарат отправился к Марсу, но столкнулся лия – ​самого близкого к Солнцу участка орбиты. с плотной пылевой бурей на этапе «вот-вот при- В это время поверхность Марса получает в разы ближусь». Пришлось немного отвлечься – ​спут- больше инсоляции, температура атмосферы увеник занялся находящимися недалеко Фобосом личивается, что вызывает пылевые бури. и Деймосом. Спустя четыре месяца «Маринер‑9» получил снимки с поверхности Марса. На них СЛЕДЫ ЭОЛОВОЙ АККУМУЛЯЦИИ обнаружены были видны громадные, величиной в километры, во многих марсианских кратерах – ​кроме горок песчаные дюны, образовавшиеся при воздей- ветрового происхождения, часто присутствуют ствии ветров с постоянным направлением. Уче- и небольшие комплексы дюн. Как правило, наные сделали вывод о длительном существовании личие эоловых отложений может свидетельствона Марсе системы периодических сезонных ве- вать о крайне молодом возрасте поверхностного тров. По расположению дюн можно было опре- комплекса. Однако бывают случаи, когда это пра-

В

70-

11/2019

067

механизм номера

К ратер Гейла на Марсе Фото: NASA/JPL-Caltech/U.Arizona www.nasa.gov

Песчаная буря несется

через марсианский север Фото: ESA/DLR/FU BERLIN www.cosmosmagazine.com

В ДЕКАБРЕ 2018 ГОДА АППАРАТ INSIGHT, ИССЛЕДУЮЩИЙ МАРС В ХОДЕ МИССИИ NASA, ВПЕРВЫЕ ЗАПИСАЛ ЗВУК ВЕТРА НА МАРСЕ. Сейсмометр, установленный на аппарате, зафиксировал шум – он очень тихий и чем-то напоминает звуки песчаных дюн. Сотрудники NASA назвали это «незапланированным развлечением».

068

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера Как изменилась планета после песчаной бури

на юге Марса. Слева – июнь 2001 года, справа – июль. Фото сделаны камерой Mars Orbiter в 2001 г. Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS, www.nasa.gov

высокой плотностью атмосферы и температурой поверхности. Кроме прочего, эта планета обладает аномальной особенностью – к​ райне медленным суточным вращением, которое, к тому же, направлено в обратную сторону, по часовой стрелке, и составляет 243 земных суток. Причины такой аномалии весьма загадочны, но часть исследователей считает, что в геологическом прошлом вращение замедлилось из-за действия глобальных систем ветров. Согласно этому предположению, в начале своей истории Венера имела менее плотную атмосферу с меньшей температурой поверхности, а потом, ввиду парникового эффекта и, возможно, из-за воздействия массивного спутника (не исключено, что им был Меркурий) она стала такой, как есть. На планете испарились океаны, система ветров повлияла на атмосферу, а приливное воздействие Меркурия, возможно, привело к полной синхронизации вращения Ве-

вило нарушается. Например, в кратере Гейл диаметром около 154 км идентифицирована гора Эолида эолового происхождения высотой в 5 км. В ее основании находятся отложения, предположительно, значительного возраста. Центр горы смещен относительно центра кратера, а с двух сторон от вершины находятся два протяженных крыла. Геофизики видят причину появления горы в ветрах – ​они «выдули» ее в центре кратера. Хотя породы ветрового происхождения на Мар­ ­се достаточно распространены, в подавляющем большинстве случаев ветровой песок перемешан с обломочным материалом, что мы можем наблюдать на многочисленных панорамах, переданных американскими спускаемыми аппаратами и марсоходами. Кроме измерения а арсе бушуют силы ветра, ученые также анализируют регулярные глобальные прозрачность атмосферы – ​ее снижение считается возможным признаком пылевые бури начала пылевой бури. Иногда марсианские ветры помогают людям изучать космические объекты. Совсем не- неры, так что появилось видимое (при условном давно, в феврале 2019 года, на Марсе прошел наблюдении с Солнца) и невидимое полушария пыльный вихрь – о ​ б этом говорят данные погодных (то есть сутки на Венере сравнялись с продолжидатчиков станции InSight. Вихрь «очистил» солнеч- тельностью года). Затем медленное воздействие ные панели InSight от скопившейся пыли и улучшил продолжилось и раскрутило Венеру в обратную их эффективность. Ученые вообще ждут подоб- сторону так, что сутки на ней превысили продолных случаев, чтобы их «детища» проработали как жительность года на более чем 19 земных суток. можно дольше. Ранее ветряные порывы на Марсе Вот таким образом плотная атмосфера и постоянпомогли марсоходам «Спирит» и «Оппортьюнити» ные сильные ветры могли затормозить вращение прослужить дольше расчетных сроков, увеличив планеты и обратили ее суточное движение вспять. мощность их солнечных панелей примерно на 10 %. ВЕНЕРА – ​Е ДИНСТВЕННОЕ НЕБЕСНОЕ ТЕЛО, на коЕЩЕ ОДНА ПЛАНЕТА С ВЕТРАМИ – ​Венера, объект тором для наблюдения за высотными ветрами с ярко выраженным парниковым эффектом, очень и воздушными течениями проводился экспе-

Н М

11/2019

069

механизм номера риментальный полет неуправляемого воздушного судна: аэростата с исследовательской аппаратурой. В 1984 году в СССР стартовали две межпланетные станции по проекту «Вега» (Венера – ​комета Галлея). В планах предусматривались пролет Венеры и исследование кометы Галлея, главной цели миссии. При пролете Венеры от «кораблей» отделились спускаемые аппараты и сели на поверхность. В ходе спуска были

Южный полярный вихрь Венеры. Он был обнаружен

на северном полюсе Венеры космическим аппаратом «Пионер-Венера» в 1979 г. Фото: ESA/VIRTIS/INAFIASF/Obs. de Paris-LESIA, www.astronomy.com

Суперротация атмосферы Венеры в верхних облаках

Фото: AKATSUKI-UVI, Venus Express, VIRTIS; JAXA /ESA / J. Peralta, JAXA /R. Hueso, UPV/EHU, www.sci-news.com

выпущены аэростаты с аппаратурой, каждый из которых в течение двух суток летел на высоте более 50 км от поверхности планеты. Эксперимент дал интереснейшие данные о температуре, плотности и составе атмосферы. За аэростатами, оборудованными лишь маломощ-

Часть исследователей считает, что вращение Венеры замедлилось из-за ветров

Атмосферный вихрь

над северным полюсом Венеры Фото: ESA - AOES Medialab www.esa.int

070

www.21mm.ru

ными радиопередатчиками, следили с помощью специальной сети из мощных радиотелескопов, что позволило достаточно надежно определить скорость, координаты и другие параметры движения зондов. Благодаря наблюдениям выяснилось, что верхние слои атмосферы Венеры охвачены очень быстрым движением, которое с четырехсуточной периодичностью огибает планету в направлении ее вращения. Это явление называется суперротацией атмосферы. Было

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

Цветное изображение сильной бури

в северном полушарии Юпитера сделано аппаратом «Юнона» (НАСА) во время облета газового гиганта Фото: Image by Gerald Eichstädt and Sean Doran based on images provided Courtesy of NASA/JPL-Caltech/SwRI/ MSSS AFP, www.nasa.gov

В 2018 ГОДУ УЧЕНЫЕ ИЗ КАЛИФОРНИЙСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ЛОС-АНДЖЕЛЕСА И УНИВЕРСИТЕТА ПАРИЖА-САКЛЕ СОЗДАЛИ компьютерную симуляцию, по их мнению, доказывающую, что атмосфера Венеры такая плотная, а ветры настолько мощные, что влияют на вращение планеты, изменяя его скорость на две минуты в день. Но все это – ​лишь догадки и плоды работы на Земле. Чтобы узнать больше о Венере, работать нужно на ней. Осталось лишь запустить на планету новый космический корабль – ​всего-то.

установлено, что на высоте, где проходили зонды «Вег», скорость ветров постоянна и соответствует значениям 60–70 м/с. Скорость ветров быстро убывает с высотой. Также, по-видимому, быстрые постоянные ветры существенно ослаблены над полярными и средними широтами планеты. Как это все согласуется с тепловой и химической историей атмосферы – ​пока большая загадка, которую должны объяснить будущие исследования. Наблюдения со спускаемых аппаратов показали, что на поверхности, в глубинах атмосферы скорость ветра не превышает метра в секунду, однако по динамическому давлению это значение

скорости соответствует более быстрым (быстрее в 7–8 раз) земным ветрам. Очевидно, что на Венере этого недостаточно, чтобы вызвать заметную замутненность, – ​все наблюдения и расчеты показывают, что атмосфера у поверхности довольно прозрачна. НЕЧТО ПРИБЛИЖЕННОЕ к понятию «ветер» присутствует и на других объектах Солнечной системы. Но исследования в тех далеких местах настолько трудны, затратны и на данный момент маловероятны, что и ученым приходится обходиться скудными данными. Предварительно известно, что на Юпитере ветры в высотных струйных течениях могут дуть со скоростью 100 м/с. На Сатурне восточный ветер «попался в руки» аппарату «Кассини-Гюйгенс» – ​по данным его датчиков, скорость достигала 375 м/с. Уран может похвастаться ветрами со скоростью 240 м/с, а Нептун – п ​ о некоторым данным, 600 м/с. Так это или нет, никто пока не знает, и нам остается передать раскрытие этой космической загадки нашим потомкам. ∎

11/2019

071

Вокруг

цвета

Вы когда-нибудь обсуждали с другим человеком оттенки вечернего заката? Такая беседа может вылиться в спор, в котором истина так и не родится. Ученые тысячи лет пытались понять, как работает зрение и цветовосприятие человека, и лишь недавно разгадали этот механизм. Оказалось, людей, видящих совершенно одинаково, не существует.

И ллюстрация: Olena Shmahalo/Quanta Magazine www.flipboard.com

текст

механизм здоровья

КОНСТАНТИН КОТЕЛЬНИКОВ

Л

еонардо да Винчи не зря говорил, что глаз «превзошел природу», – эволюция трудилась над ним сотни миллионов лет, и этот орган оказался одним из самых сложных. Люди долго пытались изучить анатомию глаза и механизмы зрения. Кто-то обходился догадками – например, Платон полагал, что человеческое око испускает лучи света, которые как бы «трогают» предметы. А кто-то исследовал: римский ученый Корнелий Цельс установил, что у глаза есть радужная оболочка, хрусталик и зрачок. Его коллеги шли тем же путем – препарировали глаз и пытались определить назначение его элементов. Некоторые исследователи «нащупывали» верные ответы. Легендарный да Винчи понял, что глаз – это линза, не испускающая, а собирающая свет. Хотя еще в XII веке к этому пришел Ибн Рушд, андалусский ученый. Знания о строении глаза до XX века накапливались довольно медленно, сперва философами, энциклопедистами и хирургами, затем – специализированными офтальмологами. Де-

Многих родители заставляли в детстве есть морковку «для зрения». Родители были правы. Тот самый ретиналь в пигментах глаза является альдегидом витамина А, недостаток которого приводит к ухудшению зрения. Еще в 1913 году ничего не знавшие о ретинале американские исследователи Макколум и Дэвис доказали это в ходе экспериментов на мышах: отсутствие витамина А приводило у грызунов к воспалению глаз, диарее и гибели. С человеком это работает так же. Чтобы избежать неприятностей, случившихся с мышами, нужно есть богатые витамином А продукты: ту самую морковку, а также рыбий жир, говяжью печень, лук, петрушку, укроп, яйца, сыры, тыкву и многое другое. тали процессов цветовосприятия мозгом мы узнали совсем недавно – к этому времени уже изобрели компьютер, атомную электростанцию, а первый искусственный спутник Земли вовсю бороздил космос. Завеса тайны чуть приоткрылась в конце 1950-х благодаря исследованиям кембриджского профессора Вильяма Раштона и американских физиологов Джорджа Уолда и Холдена Хартлайна и многих других ученых. Вот что они выяснили.

РАЗВИТИЕ ГЛАЗА a) Область

светочувствительных клеток Волокна зрительных нервов

б) О бласть, обеспечивающая ограниченную направленную чувствительность

в) Н а первом этапе формирования глаз обеспечивает лучшую направленную чувствительность, но ограниченную визуализацию

г) С текловидное тело развивается в замкнутой среде Сетчатка

д) Р азвитие хрусталика глаза

о строении глаза до XX века

накапливались

Полость с водой

Фоторецепторы

Знания

довольно

Область фоторецепторов/ Сетчатка е) Р азвитие радужной Роговица оболочки и роговицы

медленно

Хрусталик Водянистая влага

Роговица Стекловидное тело

Хрусталик глаза

Оптический нерв Сетчатка

Радужная оболочка Стекловидное тело

Развитие глаза: глазное пятно — глазная ямка — глазной бокал — глазной пузырь — глазное яблоко Иллюстрация: Matticus78/Wikimedia Commons

11/2019

073

механизм здоровья Механизм зрения

Приготовьтесь, сейчас будет сложный рассказ о том, как ваш глаз видит эту страницу, а точнее, ее цвета и яркость. Человеческий глаз состоит из светопреломляющего, приспособительного и рецепторного аппаратов. Роговица, хрусталик и стекловидное тело (см. схему) играют роль Передняя камера глаза

Роговица

Зрачок

Сосудистая оболочка глазного яблока Радужная оболочка Ресничная мышца

Задняя камера Циннова связка Хрусталик глаза

Склера

Стекловидное тело

Сосудистая оболочка

«объектива» – принимают и преломляют свет. С помощью приспособительного аппарата (радужка, зрачок и ресничное тело) свет с поправкой на интенсивность освещения и отдаленность отражающих его объектов фокусируется в изображение на рецепторном аппарате – сетчатке глаза. Чтобы было проще понять, представьте, что светопреломляющий и приспособительный аппараты – это что-то вроде зеркала, а сетчатка – экран, на который падают отраженные световые лучи. Примерно так это и происходит. Ну, со зрением вроде понятно, а как мы различаем цвета? Все дело в сетчатке – многослойном покрытии задней части глаза, состоящем из фото-

Нормальное зрение

Гиалоидный канал

называется трихромазией, то есть трехцветным

Сетчатка Сосуды сетчатки

Зрительный нерв

Желтое пятно Центральная ямка Оптический диск

Глаз человека. Иллюстрация: Rhcastilhos Jmarchn/Wikimedia Commons Палочки

Колбочки

Фоторецепторыпалочки

Фоторецепторыколбочки

Фото­ пигменты

Тело и ядро клетки

рецепторных, нервных и пигментных клеток. Есть два вида фоторецепторов: колбочки (конической формы) и палочки (цилиндрической формы). Это совершенно особенные клетки – они способны преобразовывать полученный ими свет в нервные сигналы для мозга, который обрабатывает их и «видит» конечное изображение. Палочки «отвечают» в основном за восприятие яркости, а колбочки – за цвета. И те, и те имеют

Внешний сегмент

Внутренний сегмент

Синаптическая область

Большинство млекопитающих – дихроматы и видят только два измерения цвета. Некоторые приматы, в том числе человек, развили способность видеть красно-зеленые цвета. Вероятно, это вызвано потребностью утратившего шерсть homo распознавать «подкожную сигнализацию» своих соплеменников. Человек побледнел или покраснел, у него вздулись вены или, наоборот, «спрятались» сосуды – изменения давления или уровня кислорода в крови могут свидетельствовать о разных психических состояниях: страх, стыд, гнев, сексуальное возбуждение.

Палочек у нас до 100 млн, колбочек – 4,5 млн. Иллюстрация: Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019

074

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

КАК РАБОТАЕТ СЕТЧАТКА 1 Падающий свет 2 Cветовые рецепторы генерируют

электрический сигнал 3 Сигнал проходит обработку 4 Через зрительный нерв сигнал

передается в мозг

Так выглядит сетчатка в разрезе. Изображение создано из нескольких микроскопических снимков

мкм 200

www.blogs.fz-juelich.de

Ганглионарная (ганглиозная) клетка Нервная клетка сетчатки, способная генерировать нервные импульсы и передавать их через зрительный нерв в мозг.

Амакриновые клетки Слой интернейронов, образующий поперечные связи, таким образом контролируя поток сигналов биполярных клеток.

Биполярные клетки Получают сигналы от световых рецепторов и горизонтальных клеток, чтобы передать их в ганглиозные клетки.

светочувствительный слой, состоящий из зрительных пигментов: молекул с разной аминокислотной последовательностью белков-опсинов и ретиналя (о нем чуть ниже). Вариации этих последовательностей образуют разные пигменты. У палочек это родопсин, у колбочек – йодопсин. Йодопсины, в свою очередь, тоже не одинаковы – они содержат хлоролаб, эритролаб или цианолаб, которые обладают разной спектральной чувствительностью, то есть «настроены» на поглощение световых волн разной длины (400–700 нм). Благодаря им колбочки могут распознавать три цвета: зеленый (волны 534– 545 нм), красный (волны 564–580 нм) и синий (420–440 нм). Промежуточные цвета и оттенки видны, когда колбочки и палочки действуют сообща, и их работа дает сложные вариации. Но ба-

Горизонтальные клетки Образуют поперечные соединения между колбочками и палочками и усиливают контраст изображения.

Колбочки/Палочки Рецепторы, которые преобразуют световые раздражители в электрический сигнал.

зовых цветов всего три, поэтому «нормальное» зрение офтальмологами называется трихромазией, то есть трехцветным.

Суперзрение

Природа подходит к строению глаза каждого человека так же творчески, как к созданию папиллярных узоров на ладонях. Поэтому иногда случаются генетически обусловленные ошибки в анатомии глаза, но они открывают в человеке необычные «таланты» – например, тетрахроматию. Это способность видеть четыре цвета, а не три. В таком случае четвертый тип колбочек и пигментов позволяет людям распознавать ультрафиолетовый или дополнительный желтый цвет. За счет этого тетрахроматы различают не 1 млн оттенков, а все 100 млн.

11/2019

075

Картина Кончетты Антико. www.theneurosphere.com

« Демон сидящий» Михаила Врубеля. Художник был дальтоником, и его картины с серыми и пепельными тонами резко контрастируют с тем, что пишут тетрахроматы, – например, Кончетта Антико К артина Кончетты Антико на фоне изображенного на ней пейзажа. Иллюстрация из статьи K. A. Jameson et al., 2018. The Veridicality of Color: A case study of potential human tetrachromacy

К ончетта Антико www.gostrategicmarketing.leadpages.co

Но большинство тетрахроматов не осознает свою особенность, и исследователям приходится иметь дело с единичными случаями. Наиболее известный тетрахромат – Кончетта Антико, художница из Сан-Диего. Ученые Калифорнийского университета Кимберли Джеймисон и Алиса Винклер пришли к выводу, что Кончетта помимо красного, синего и зеленого видит еще и особый красновато-оранжево-желтый цвет. Но как это влияет на восприятие других цветов, пока непонятно. Более того, попытки выяснить, как воспринимается цвет другим человеком, могут лишь отчасти увенчаться успехом, так как здесь нет эталонов. Как пишут Джеймисон и Винклер, «цвет не принадлежит этому миру, не является истинным и объективным показателем предмета». Ученые считают,

076

www.21mm.ru

Тетрахроматы способны различать до 100 млн оттенков что корректнее говорить не о цветах, а о «цветовых ощущениях» и индивидуальном «опыте зрительной обработки», так как «цвет существует только в вашем сознании». Даже по ярким картинам Антико мы не можем понять ее зрение, так как видим палитру иначе. К примеру, самые простые лежащие на дороге камни кажутся нам серыми, но для художницы они «светятся оранжевым, желтым, зеленым, синим и розовым».

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм здоровья

Дальтоникам приходится подписывать спелые бананы, потому что неспелые кажутся им такими же по цвету, и есть говяжьи стейки неприятного зеленоватожелтого оттенка, которые на самом деле красные. Они не могут работать таксистами и вообще водить машину, а в ряде стран – стать военными или химиками. Всю жизнь приходилось недоумевать и американской журналистке Морин Сиберг, которая уже в зрелом возрасте поняла, что она тетрахромат. Сиберг всю жизнь спорила с окружающими по поводу оттенков разных цветов – то жакет и юбка слишком диссонируют, то все 32 варианта цвета краски для ремонта квартиры недостаточно яркие. «Бежевые тона были какими-то слишком желтыми и недостаточно голубыми, недостаточно холодными. А миндальные оттенки – слишком оранжевыми», – вспоминает она.

Дальтон и дальтоники

Гораздо чаще тетрахромазии встречается дальтонизм. Дальтоники (примерно 8 % мужчин и 0,5 % женщин) частично или полностью не могут различать некоторые цвета. Сразу заметим: дальтонизмом называют любые отклонения восприятия цвета вообще, неважно, о каком цвете и силе искажения идет речь. Его провоцируют нарушения в строении колбочек – из-за генетических особенностей отсутствуют какие-либо пигменты или они находятся не на своем месте на сетчатке. У дальтонизма неожиданный гендерный окрас из-за того, что строение сетчатки определяется генами Х-хромосомы. Мужчины имеют только одну Х-хромосому, а женщины – две, и если повреждены гены одной хромосомы, у женщин включаются гены второй, здоровой, и с цветовосприятием проблем не возникает.

КАК И В СЛУЧАЕ С ТЕТРАХРОМАТАМИ, не все дальтоники знают, что их видение мира отличается от среднестатистического. Тот самый Джон Дальтон, в честь которого назван дальтонизм, тоже до 26 лет думал, что с его зрением все в порядке. Но, занявшись ботаникой, заметил что-то неладное: один и тот же цветок казался ему то голубым, то розовым, то красным. Сначала Дальтон обвинил классификацию цветов: «…некоторые цвета названы необдуманно. Термин “розовый” в отношении гвоздики казался довольно разумным, но когда “розовый” заменяли “красным”, я считал это в высшей степени неверным. По моим понятиям, это должен был быть синий, так как розовый и синий кажутся мне очень близкими, тогда как между красным и розовым вряд ли есть какая-то связь». Позже он поделился своими ощущениями и критикой цветов с другими, но, когда он спрашивал у кого-то, синий цветок или розовый, люди думали, что он шутит. С его наблюдениями не соглашался никто, кроме родного брата – тоже дальтоника, как выяснилось позднее. Тогда Дальтон понял, что «проблема» в нем. В 1794 году он написал статью «Необычные случаи цветовосприятия», открыв нарушение цветовосприятия. Ученый объяснил эту особенность обесцвечиванием жидкого вещества глаза и выдвинул гипотезу, что в его глазах есть некий синий фильтр. Чтобы проверить это, ассистент Джозеф Рэнсом, согласно завещанию Дальтона, после смерти наставника препарировал его глаза. Но жидкое вещество оказалось прозрачным. Глазные яблоки Дальтона до сих пор хранятся в Кембриджском музее. Их изучили в 1995 году и пришли к выводу, что Дальтон, вероятно, страдал дейтеранопией. Нор-

Д иаграмма для тестирования дальтонизма. Изображение состоит из кружков нескольких стандартных вариантов яркости и размера. Дальтоник не сможет различить образованные разными цветами цифру 3 или фигуры животных. Если вы их видите, значит, с вашим зрением все в порядке www.wellcomecollection.org

11/2019

077

механизм здоровья

Нормальное зрение

Различают несколько типов дальтонизма. Самыми частыми считаются дейтераномалия – пониженная чувствительность к зеленому и протаномалия – к красному. Еще есть тританомалия – пониженная чувствительность к синему. Когда какой-то цвет не распознается вовсе, это называется дихромазией, или анопией. Полная цветовая слепота называется монохроматизмом или ахроматопсией и встречается примерно у одного человека из 100 тыс. – такие люди видят мир черно-белым.

Дейтераномалия

Найти двух

дальтоников, видящих мир одинаково,

практически Протанопия

невозможно

Тританопия

Б ританское исследовательское общество Colour Blind Awareness реконструировало цветовосприятие дальтоников разных типов. Примерно так видят мир дейтеранопы, протанопы и тританопы. www.wihel.de

С равнение видимого цветового спектра в распространенных видах дальтонизма 92 % Нормальное зрение 2,7% Дейтераномалия

мально опознать он мог фиолетовые, голубые и желтые оттенки. Красное воспринималось им как серое, а оранжевое и зеленое – как желтоватое. Так начали изучать дальтонизм.

0,66% Протаномалия 0,59% Протанопия 0,56% Дейтеранопия 0,016% Тританопия 0,01% Тританомалия 0,0001% Ахроматопсия

В поисках цвета

Врожденный дальтонизм устранить пока нельзя, и успешных случаев полного восстановления трихромазии нет. Тем не менее, ученые ищут способы скорректировать цветовосприятие дальтоников. Офтальмологи, физики и математики разных стран при-

078

www.21mm.ru

Нормальное зрение Протанопия Дейтеранопия Тританопия

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм номера

Д альтон проходит особый цветовой тест. За правильное определение пятна из цветных точек (примеры справа) обезьянка получала виноградный сок www.nature.com/articles/nature08401

шли к одному и тому же решению – применять очки со специальными цветными линзами. При анопии это не поможет, а вот при цветоаномалии (когда все колбочки есть, просто неправильно функцио­ нируют) – вполне. Очки фильтруют свет и не пропускают волны, формирующие восприятие промежуточных оттенков. В результате фильтрации неоднозначно воспринимаемых волн базовые цвета становятся более контрастными (прежде всего, красный и зеленый) и лучше распознаются дальтониками. В таких очках люди с нарушенным цветовосприятием обычно водят автомобиль. Очки могут помочь примерно в половине случаев цветоаномалии, а это уже немало. Благодаря этому методу корректировки некоторые дальтоники впервые в жизни могут увидеть яркую траву или спелую клубнику!

ДРУГОЙ ВАРИАНТ – многообещающий, но пока не внед­ ренный в медицинскую практику: генная инженерия для корректировки дальтонизма. В 2009 году американские ученые из университетов Вашингтона и Флориды (офтальмолог Джей Нейц и др.) ввели в глаза двум обезьянам-дихроматам Saimiri sciureus ген человеческого опсина, чувствительного к красному цвету. Он встроился в колбочки глаз саймири и начал производить нужный белок. Сетчатка стала улавливать красный цвет, и вскоре обезьяны успешно прошли тесты на дальтонизм. Кстати, одну из обезьянок зовут Дальтон – так что Дальтон помогает разобраться науке со зрением и сегодня. Исследователи утверждают, что приобретенная обезьянами способность видеть красное со временем не утрачивается. Метод, хорошо показавший себя на обезьяне, еще только предстоит опробовать на человеке, но этот день уже недалек. Скорее всего, с развитием генной инженерии дальтонизм уйдет в прошлое, а возможно, «модернизируются» не только зрение, но и слух, обоняние и другие чувства. ∎

11/2019

079

механизм номера

Р И О Т В К А А Ф

080

www.21mm.ru

НЕСКОЛЬКО ВЕКОВ

www.veggycation.com.au

Япония в очередной раз всех удивила. В последние годы невесты в белоснежных платьях подходят к алтарю не с букетами из роз и лилий, а с зелеными соцветиями брокколи. Одни объясняют традицию тем, что веточки брокколи похожи на растущую семью, другие убеждены, что это растение – ​залог здоровья молодых и их будущих детей. И небезосновательно: некоторые доктора называют брокколи единственным овощем, жизненно необходимым человеку.

ПОДРЯД о брокколи, или спаржевой капусте, знали Брокколи лишь жители Итальянского полуи вся откуда королевская острова, она родом, пока рать ее судьба не оказалась в руках самой могущественной женщины Европы XVI века – ​королевы Франции Екатерины Медичи. Двум итальянкам (Медичи родилась во Флоренции) суждено было познакомиться, и после этой встречи началось триумфальное шествие брокколи по планете. Итальянские корни брокколи уходят прямиком в доисторическую эпоху. Первые упоминания о ней относятся к V веку до н. э. – ​еще древнеримский писатель-эрудит Плиний Старший

www.youtube.com/user/21mmvideo

текст

ОЛЬГА СПАССК АЯ

механизм природы

охарактеризовал этот капустный вид «благословенным растением». Итальянцы дали ей звонкое имя «брокколо», что в переводе означает «цветущий стебель капусты», но коренные римляне подкорректировали элегантным «и» в конце слова. Незатейливая итальянская поговорка «Oggi e domani broccoli» («Сегодня и завтра брокколи») довольно обоснована – ​итальянцы практикуют средиземноморскую диету, полную овощей, которая, судя по данным исследований, позволяет проживать долгие годы без болезней.

П ервая леди США Барбара Буш 26 марта 1990 г. на южной лужайке Белого дома. В ответ на отказ президента Буша есть брокколи Объединенная ассоциация свежих продуктов пожертвовала бездомным 10 тыс. фунтов этого овоща Фото: AFP, Luke FRAZZA, Getty Images www.breitbart.com

Американцы съедают

Х иллари Клинтон во время избирательной кампании своего мужа с плакатом «Вернем брокколи в Белый дом!», 1992 г. Фото: Brad Markel, www.buzzfeed.com

А ВОТ УЖЕ В XVI ВЕКЕ, используя поддержку ее величества королевы Франции, итальянская капуста сначала вошла в повсе­ дневный рацион знати французского двора, а позже и простого народа. Два века спустя брокколи совершила вояж в Англию, где ее прозвали «итальянской спаржей». Примерно в то же время она появилась в Германии, и менее романтичные немцы прямолинейно назвали брокколи

76 т брокколи в год

«браун копф» из-за ее бурой головы. Прошло еще два столетия, прежде чем итальянские иммигранты привезли ее в Америку, где кудрявым веточкам удалось завоевать сердце главного в стране человека – ​третьего президента США Томаса Джефферсона. Он собственноручно выписывал из Италии семена этого вида капусты для своего огорода. Сменяемость американских президентов никак не отразилась на популярности брокколи, в какой-то момент ставшей «политическим овощем». Бывали периоды, когда она впадала в немилость, – ​Джордж Буш, например, пытался изъять ее из официального меню Белого дома. Но уже в следующей избирательной кампании отдельным пунктом был вынесен настойчивый призыв Билла Клинтона «Вернуть брокколи в Белый дом!» благодаря его жене Хилари. Барак Обама не изменил курс и в своих публичных выступлениях признавался брокколи в любви, а первая леди Мишель выращивала ее на грядках правительственной резиденции. Но красноречивее всего говорят цифры – ​американцы съедают 76 т брокколи в год.

11/2019

081

механизм природы СУЛЬФОРАФАН ОБЛАДАЕТ ДВУМЯ ВАЖНЫМИ СВОЙСТВАМИ:

1) ускоряет расщепление белка-1 и жировой ткани; 2) уменьшает количество бактерий Desulfobivrionaceaе в кишечнике, повышает уровень липополисахаридов, улучшая обмен веществ.

Белая жировая ткань

Белок-1

СУЛЬФОРАФАН

1

Ускоряет расщепление жировой ткани Бурая жировая ткань

2 Улучшает микрофлору кишечника

И нфографика: Kanazawa University www.medicalxpress.com

Убивает бактерии хеликобактер пилори, которые вызывают язву и гастрит. Снижает уровень ЛПНП в крови.

ОЖИРЕНИЕ

Резистентность к инсулину Печень

Ц веток брокколи Фото: Rasbak www.commons. wikimedia.org

Диета с высоким содержанием жира

Кишечник

Метаболическая эндотоксемия

ЧЕМ ЖЕ БРОККОЛИ ПО-

европейскую королевскую знать Зеленый и президентов Амесуперфуд рики, а в наше время –​ зожников и вечно худеющих? Своей «наполненностью» витаминами, питательными веществами и оздоровительными свойствами. У броколли высший балл по совокупному питательному индексу среди всех продуктов питания (с учетом соотношения белков, жиров, углеводов и гликемического индекса). По своей питательной ценности белки брокколи сравнимы с белками животного происхождения, причем белки из брокколи лучше усваиваются. В стограммовой чашке брокколи менее 1 г жиров, 3 г белка, по 6 г КОРИЛА

082

Жировая ткань

www.21mm.ru

Обычно душевные невзгоды лечат кусочком шоколада или тортика, но, оказывается, брокколи не хуже сладостей может поднимать настроение и изгонять тоску. Доказано, что ее употребление повышает уровень серотонина, поскольку механизм производства серотонина напрямую зависит от витаминов группы В, которых в брокколи более чем достаточно.

Увеличение воспалительных макрофагов

клетчатки и углеводов и внушительный витаминно-минеральный состав – ​небольшая порция почти полностью удовлетворяет суточную потребность человека в основных макро- и микроэлементах. ХУДЕЮЩИЕ ПОЛЮБИЛИ БРОККОЛИ

как еду с так называемой «отрицательной калорийностью». В 100 г капусты чуть больше 30 килокалорий, на переработку которых требуется больше энергии, чем в самой пище. А клетчатка брокколи вносит ощутимый вклад в борьбу с ожирением, заставляя кишечник работать как часы, ведь хорошее пищеварение – ​залог стройности. Брокколи входит в комплекс мер против целлюлита, потому что калий в ее составе норма-

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм механизмздоровья номера МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

В 100 Г СВЕЖЕГО ПУЧКА БРОККОЛИ СОДЕРЖИТСЯ*

В БРОККОЛИ ТОЖЕ ЗАВАЛИСЬ: по наличию кальция (47 мг на 100 г, 5 %) она сопоставима с орехами кешью и щавелем

Калия (9 %) в брокколи чуть меньше, чем в гречке, зато по этому элементу она опережает мидии и рыжики, оставляя далеко позади редиску и клюкву

149 %

витамина С

12 %

(в два раза больше, чем в апельсинах и землянике)

витамина А,

необходимого для хорошего зрения, – в брокколи его даже больше, чем в признанных чемпионах: морковном соке и кресс-салате

www.wallpapersfind.com

127 %

В СОСТАВЕ БРОККОЛИ ТАКЖЕ ОБНАРУЖИВАЮТСЯ

витамина

К

ВИТАМИНЫ ГРУППЫ В:

5 % В1, как в инжире и топинамбуре, 7 % витамина В2, как в шиповнике и простокваше, 3 % витамина В3 – как в нежирном йогурте, 16 % фолиевой кислоты (витамина В9), а по содержанию витамина В6 брокколи может заменить сыр и творог

лизует гидробаланс, медь укрепляет соединительные ткани, а цинк в полной мере проявляет свои антиоксидантные свойства. Даже содержащийся в брокколи витамин С хорошо усваивается и дает омолаживающий эффект благодаря мощным регенерирующим способностям. Как антиоксидант, он укрепляет коллагеновый каркас и восстанавливает кожу, пострадавшую от солнца, плохой экологической обстановки и возрастных изменений: уменьшается глубина морщин, улучшается тургор кожи и выравнивается ее тон. Глаза – ​зеркало души, а красивые глаза не стоит закрывать очками. Брокколи помогает человеку их снять. Зеаксантин в составе этой капусты защищает зрачок от макулярной дегенерации (когда поражается центральный отдел сетчатки), катаракты и других неприятностей, приводящих к потере зрения. А ретиналь как альдегид витамина А участвует в работе глаза. Также ретиналь – е ​ ще один природный элемент, необходимый для молодой сияющей кожи.

* От суточной нормы

СЕЛЕН (4 %), МАГНИЙ (5 %), МАРГАНЕЦ (10 %), ЙОД, НАТРИЙ (1 %), ХРОМ, ЖЕЛЕЗО (4 %), ФОСФОР (7 %), АМИНОКИСЛОТЫ и полиненасыщенные ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

У броколли высший балл по совокупному питательному индексу НО «СУПЕРФУДОМ» БРОККОЛИ делают не только витамины и минералы, а органическое соединение сульфорафан, которое чаОдна сто называют «лекарством против будущего». Сульфорафан всех образуется из растительболезней ного пигмента глюкорафанина под действием фермента мирозиназы – ​при воздействии на растение (пережевывании или резке) мирозиназа трансформирует глюкорафанин в сульфорафан. Сам глюкорафанин вместе с синигрином, который также содержится в брокколи

11/2019

083

механизм природы

ХИМИЯ БРОККОЛИ ПОЧЕМУ ВО ВРЕМЯ ГОТОВКИ МЕНЯЕТСЯ ЦВЕТ Цвет брокколи, как и других зеленых овощей, происходит от хлорофилла – зеленого пигмента, содержащегося в клетках растений – хлоропластах. Что вызывает усиление цвета во время готовки?

СУЛЬФОРАФАН И РАК хлоропласты глюкорафанин

сульфорафан

хлорофилл

Попадание воздуха в пространство между клетками растения вызывает незначительное помутнение хлорофилла. Во время варки зеленый цвет усиливается. Эффект, однако, не длится долго. Ионы водорода реагируют с хлорофиллом, что делает зелень менее «живой».

Измельчение брокколи высвобождает фермент мирозиназа из ее клеток. Он воздействует на соединение глюкорафанина, из которого образуется сульфорафан, известный своей способностью убивать раковые клетки. Так как мирозиназа крайне чувствительна к теплу, чем дольше вы варите брокколи, тем меньше в ней остается полезного сульфорафана.

И нфографика: Andy Brunning www.compoundchem.com

и выделяется из ее стеблей при жевании, входят в группу фитохимических соединений глюкозинолатов. Сообща эта парочка обладает высокими противоопухолевыми свойствами. Долгое время ученые искали в брокколи еще что-нибудь полезное и нашли – ​внушительное количество фитонутриентов, ответственных за выработку антител, защищающих организм от большинства серьезных и даже смертельных заболеваний: инфарктов, инсультов и онкологических катастроф. Входящие в ее состав каротиноиды, зеаксантин, кемпферол, растительные пигменты глюкорафанин, глюконастурцин и глюкобрассцин поддерживают иммунную систему и здоровье каждого органа в отдельности. О ПРОТИВОРАКОВЫХ СВОЙСТВАХ брокколи говорят давно. В 2012 году в журнале PLOS ONE вышло исследование американских ученых из Медицинского колледжа Бейлора о воздей-

084

www.21mm.ru

ствии сульфорафана на клетки лейкемии. Ученые соединили растительное вещество с лейкозными клетками и здоровыми клетками крови. После такого взаимодействия раковые клетки погибли, а здоровые остались в порядке. Позже опыты на мышах дали те же результаты. Но важно понимать, что ученые в лаборатории используют сульфорафан в виде очищенного концентрата, а в свежей брокколи он представлен в меньшем количестве. На этом не закончены исследования о влиянии брокколи на рак. Биологи из Медицинского центра Бет-Израйел провели опыты на культурах человеческих клеток, подтвердившие, что молекула растительного вещества индол‑3-карбинол способна «снимать с тормоза» регуляторный механизм онкосупрессии и задерживать деление раковых клеток. Но, чтобы получить дозу индол‑3-карбинола, эквивалентную той, что использовалась в экспериментах, человеку нужно съе-

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм природы

Чудесные целительные свойства брокколи, доказанные в лабораторных условиях, не дают возможности утверждать, что этот овощ поведет себя точно так же в бытовом применении. Мы едим продукт, а не выделенные из него вещества, а значит, оздоровительный эффект хоть и присутствует, но не так хорошо выражен, как в экспериментах. Лучше всего питаться разнообразно и включить в ежедневный рацион побольше разных овощей, чтобы их полезные свойства раскрывались регулярно.

дать около 2,5 кг сырой брокколи ежедневно. Испытание не из легких, да и точно не из самых приятных, поэтому смысл научной работы в другом. Ученые получили данные, которые помогли им найти путь к более перспективной противораковой терапии: сейчас индол‑3-карбинол применяется онкологами повсеместно. БОЛЕЕ ТОГО, БРОККОЛИ под силу снизить грустную статистику смертности от заболеваний сердца и сосудов. Ученые Гарвардского университета общественного здоровья выяснили, что совместное действие сульфорафана и витаминов группы В, содержащихся в брокколи, влияет на множество процессов. Благодаря этому тандему снижается уровень аминокислоты гомоцистеина, которая накапливается в организме при чрезмерном употреблении красного мяса и опасна тем, что вызывает развитие ишемической болезни сердца. Также сульфорафан помогает с выведением атерогенных жиров, снижением уровня холестерина в крови, укреплением стенок сосудов и нормализацией артериального давления. Противовоспалительный эффект брокколи уменьшает вероятность развития атеросклеротических бляшек, из-за которых страдают больные диабетом 2-го типа. В мире таких пациентов уже более 300 млн человек. Шведские исследователи из Университета Гетеборга предоставили данные научных экспериментов с неожиданным результатом – ​экстракт ростков брокколи способен снизить уровень сахара в крови на 10 %. Он

уменьшает экспрессию пяти десятков генов, связанных с развитием диабета. При этом подав­ляются ферменты печени, которые под действием сульфорафана меняют режим выработки глюкозы. Для диабетиков с заболеваниями почек и ожирением концентрат ростков брокколи становится спасительной альтернативой метформину. ТАКЖЕ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫЕ свойства брокколи проявляются в улучшении работы суставов и предотвращении остеоартроза. Благодаря этому овощу можно значительно облегчить состояние больных артритами и артрозами. Сотрудники Университета Восточной Англии провели эксперименты на мышах, которые показали, что при регулярном употреблении сульфорафана у грызунов было меньше повреждений хрящей и проявлений остеоартрита. У человека тот же сульфорафан в паре с омегой‑3 успешно противостоит ферментам, разрушающим суставы, а кемпферол в составе брокколи нейтрализует действие самых распространенных аллергенов – ​это дает людям надежду избавиться от аллергии, которую называют чумой XXI века.

Сульфорафан, содержащийся

в брокколи, называют

«лекарством будущего» Сульфорафан и метионин, который также содержится в стеблях брокколи, оберегают слизистую оболочку желудка и предотвращают размножение бактерий Helicobacter pylori, которые превращают здоровых людей в язвенников. Жители мегаполисов, каждый день подвергающиеся атакам токсинов и канцерогенов, должны включать брокколи в свое меню постоянно. Только сульфорафану под силу обеспечить качественное снижение уровня вредных веществ, накапливающихся в организме.

11/2019

085

механизм природы НА РОСТ МИРОВЫХ ОБЪЕМОВ

производства брокколи влияет не только естественный прирост населения, но и популяризация здорового питания. Брокколи Посевная площадь брокколи и цветной капусты по состояв топе нию на 2015 год достигла планетарных масштабов и составила 1,423 тыс. га со среднегодовой урожайностью 176 тыс. гектограмм на гектар.

С каждым годом в мире выращивается все больше брокколи – на 3,5–6,5 % больше, чем в предыдущий год. Из 25 тыс. среднегодовых тонн на Китай приходится 9,5 тыс., на Индию – 9, на США – чуть больше 1,2 тыс. Остальные 20 % мирового урожая спаржевой капусты выращивают в Турции, Израиле, Италии, Испании, Франции.

Ф иолетовая брокколи первоначально выращивалась римлянами. У нее длинные стебли и маленькие пурпурные соцветия www.reynolds-cs.com

Жители мегаполисов должны включать брокколи в меню постоянно Ф ото: Scott Bauer, USDA ARS www.commons. wikimedia.org

086

www.21mm.ru

Б рокколини — гибрид брокколи и китайской капусты Гайлан Фото: Monash University www.lyngst-adernaering.no

В ПРОМЫШЛЕННЫХ МАСШТАБАХ в мире культивируется 200 сортов брокколи, и селекционеры пытаются вывести новые сорта. Одной из таких новинок стала брокколи Бенефорте с повышенным содержанием глюкорафанина, разработанная и выращенная специалистами Великобритании и продающаяся в сети гипермаркетов Marks&Spencer. Новый японский сорт компании SAKATA – ​брокколи Маратон F1, отличающийся высокой адаптируемостью и деликатесными вкусовыми качествами. Российские селекционеры быстрыми темпами догоняют западных коллег. Еще несколько лет назад у нас официально выращивали лишь шесть сортов брокколи, а сейчас счет идет на десятки. Лучшими для климата средней полосы считаются сорта Император, Лазарь, Команчи, Тонус, Гриния, Континенталь, Лаки, Гном, Линда, Батавия, Агасси, Лорд.

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм природы

БРОККОЛИ МОЖНО давать даже грудничкам в виде первого прикорма, но мотивировать детей постарше Тоже есть брокколи – ​нелег«аль денте» кая родительская задача. Чтобы заинтересовать ребенка зеленым овощем, нужно его привлекательно подать – ​брокколи хорошо сочетается с птицей и рыбой. Белые соусы (сметанный, сливочный, сырный) лучше всего подчеркивают нежный вкус этого овощного блюда. ЧТОБЫ СОХРАНИТЬ МАКСИМУМ питательных веществ, рекомендуется брокколи отваривать или готовить на пару – ​это самые щадящие способы даже для самого чувствительного же-

Брокколи не только умница, но и красавица. Ее соцветия похожи на миниатюрные деревья с толстыми стволами и пышными кронами. Именно в таком виде их можно увидеть на съедобных пейзажах художника Карла Уорнера: брокколевый лес, рощи и долины.

Broccoli Forest, Carl Warner www.carlwarner.com

лудка и неокрепшего кишечника. Не варите брокколи долго, иначе польза частично перейдет в отвар, а частично нейтрализуется. Нутрициологи утверждают, что варить и запекать такую капусту надо не более 20 минут, готовить в микроволновой печи не более трех минут, а легкое обжаривание должно длиться минут пять. Сырой овощ употреблять не стоит из-за опасности раздражения кишечника и повышенного газообразования, да это и невкусно. Готовая брокколи, как и макароны, должна быть «аль денте» – с ​ легка недоваренной. ∎

11/2019

087

ТЕЛЕ ПРЕДСКАЗАТЕЛИ Нет, это не очередной рассказ о чудо-предсказателе,

предугадавшем ход истории на сотню лет вперед. Речь пойдет о телесериале «Звездный путь». В начале 60-х в Голливуде уже пачками снимали кино про страшных инопланетян, жаждущих поработить Землю. Но этот сериал пошел другим путем: путешествуя по Млечному пути на корабле «Энтерпрайз», его персонажи дали ученым и инженерам нашего времени вдохновение и идеи для создания множества гаджетов.

Г ерои сериала «Звездный путь» покорили не одно поколение людей Иллюстрация: www.wsj.com

текст

high-tech механизмы

ВЯЧЕСЛАВ ЛАРИОНОВ

www.syfy.com

www.memory-beta.fandom.com Н аушники Waverly Labs www.waverlylabs.com

Н аушники Mymanu Clik www.steemit.com

НЕИНВАЗИВНЫЙ ШПРИЦ

Неинвазивный шприц

www.healthcare.digital

У экипажа «Энтерпрайза» нет проблем с общением при встрече с инопланетянами. Каждая из сторон продолжает говорить на родном языке, а универсальный переводчик «на лету» анализирует незнакомую речь, ищет в базе данных похожие наречия и мгновенно переводит новый язык на английский. В 2007 году технологический гигант Baidu, прозванный «китайским Google», объявил о разработке подобия универсального переводчика из сериала. Гаджет представляет собой отдельное устройство с микрофоном, которое работает в паре со смартфоном, мгновенно выдавая пользователю перевод на понятном ему языке. Наушники от компаний Waverly Labs и Mymanu Clik также позволяют общаться людям, говорящим на разных языках, без переводчиков. Модель от Mymanu способна понимать более тридцати языков и осуществлять перевод в реальном времени. Все, что требуется этим наушникам, – связь со смартфоном и подключение к Интернету. Осталось только встретить инопланетян, а уж нейросети наверняка помогут нам преодолеть столь необычный языковой барьер.

11/2019

089

Универсальный переводчик, «Звездный путь»

Иллюстрация: Federation Starship Data Link

Обычный шприц

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПЕРЕВОДЧИК

www.ehealthromania.com

В распоряжении персонажей сериала «Звездный путь» имеется устройство, способное делать инъекции без игл, – медикаменты впрыскиваются через кожу. Глядя на то, как в сериале бортовой врач ставит прививки, многие поколения фанатов думали: «Ну когда же такое изобретут в реальности?» Но, кажется, наша жизнь налаживается: в 2017 году стартап Portal Instruments разработал рабочий прототип подобного устройства и даже заключил несколько контрактов с компаниями-дистрибьюторами. Спустя два года специалисты близки к завершению работы, проводят его финальные испытания и посещают медицинские выставки, демонстрируя свое детище. Неинвазивный шприц позволит безболезненно впрыскивать медикамент, находящийся в специальной капсуле, в организм пациента сквозь поры под большим давлением. Все происходит очень быстро, поэтому человек не испытывает боли, а после инъекции на коже не останется следов.

high-tech механизмы И ллюстрация: Ana Vasquez www.magenta.as

МОБИЛЬНЫЕ ТЕЛЕФОНЫ-РАСКЛАДУШКИ Портативные устройства связи появлялись в научной фантастике и раньше, но именно персонажи «Звездного пути» владели привычными нам раскладными «мобильниками». Единственное заметное различие между современными сотовыми телефонами и коммуникаторами «Звездного флота» – отсутствие у последних клавиатуры. С помощью телефонов члены команды поддерживают связь друг с другом как на корабле, так и во время высадок на другие планеты. Технологии будущего тоже не так совершенны, как может показаться, поэтому иногда у персонажей, как и у нас с вами, возникают помехи связи. Вторая по распространенности проблема раскладных коммуникаторов – хрупкая конструкция. Словом, все как у нас. Вот только у нас выбор моделей побогаче, да и «раскладушки» никуда не делись. В сериале их со временем заменили более компактные коммуникаторы, похожие на брошь, а мы – ничего, продолжаем пользоваться. Сейчас складные телефоны выпускают самые разные производители: как крупные Nokia, Samsung, LG, так и малоизвестные китайские бренды.

090

www.21mm.ru

www.elenakarakizis. wordpress.com

ПЛАНШЕТНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ Впервые устройства, похожие на планшеты и электронные книги, появились в арсенале офицеров «Звездного флота» в середине 60-х годов. Планшетные компьютеры экипажа звездолета «Энтерпрайз» были гораздо массивнее наших, зато отлично справлялись со своими задачами. Планшеты в «Звездном пути называются PADD, предназначены для чтения и просмотра различных диаграмм и технических файлов и больше напоминают электронные книги. В поздних вариациях сериала они начинают походить на карманные компьютеры из начала нулевых. Более того, в сериальном «будущем» тоже есть стилусы для взаимодействия с сенсорными экранами.

www.youtube.com/user/21mmvideo

high-tech механизмы

www.intl.startrek.com

www.away-mission.com

ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ В «Звездном пути» на основе голографии построено немало сюжетов, ведь голографические программы могут рассказывать о чем угодно. Один из главных героев, андроид Дейта фанатеет от произведений Артура Конан Дойля. Чтобы погрузиться в атмосферу его романов, Дейта воссоздает трехмерное окружение и ситуации, описанные в его любимых детективах. Естественно, на себя он примеряет роль самого Шерлока Холмса. Каждый член экипажа имеет право отдыхать на голографической палубе в свободное время, программируя ее исходя из собственных предпочтений. В данный момент над созданием аналогичных систем виртуальной реальности трудятся десятки стартапов и крупных компаний. Например, в Microsoft уже имеется рабочий прототип FoveAR, голографической комнаты. На стене или экране демонстрируется картинка, а проекторы, расположенные под углом и на других стенах, проецируют на стены дополнительное изображение. Движения пользователя отслеживаются при помощи сенсора Kinect и камер, а затем обрабатываются программным обеспечением, погружая человека в дополненную реальность при помощи окружения и специальных очков.

ТРИКОРДЕР

С пок с трикодером из «Звездного пути» www.businessinsider.com

Все члены экипажа из «Звездного пути» экипированы трикордерами – универсальными устройствами, которые предоставляют данные об окружающей среде и мгновенно выдают точный анализ. Благодаря показаниям трикордера герои сериала могли узнать состав воздуха, почвы, провести поверхностное сканирование объектов, определить их возраст, состав и плотность. У них есть и медицинский трикордер, которым бортовые медики проводят первичную диагностику организма пациента, получая полную картину о его физическом состоянии. www.geek.com

А что в реальности? Специалисты из английского университета Лафборо давно и успешно применяют портативное устройство собственной разработки для мониторинга активности сердца. В Гарвардской медицинской школе разработан свой портативный МРТ-прибор. В 2012 году фонд XPrize объявил награду в $9 млн за полнофункциональный портативный сканер, способный диагностировать не менее 13 болезней и измерять не менее пяти физиологических параметров организма. Некоторые разработки финансировали HTC, Huawei и другие технологические корпорации.

www.jidileaf.co

11/2019

091

high-tech механизмы И ллюстрация: Joe Humphrey www.artstation.com

www.tng.trekcore.com

www.startrekdb.se

ИСКУССТВЕННОЕ ЗРЕНИЕ 3D-ПРИНТЕР Репликатор – незаменимая вещь на звездолете, бороздящем просторы глубокого космоса. С его помощью можно создать все что угодно: оружие, одежду, деталь звездолета и даже еду. До таких полноценных репликаторов современные ученые еще не додумались, но неплохо продвинулись в этом направлении. Свидетельство тому – огромное количество 3D-принтеров. Домашний прототип может распечатать небольшой предмет, игрушку или статуэтку, а устройства побольше отлично справляются с более серьезными задачами. Уже разработан 3D-принтер, способный «напечатать» дом всего за пару дней. Ф ото: NosorogUA www.stock.adobe.com

092

Принтеры умеют создавать еду, только вместо цемента или пластиковых смесей, как в сериале, они используют измельченные в блендере продукты, тесто и другие ингредиенты. Пока они лишь помогают человеку избавиться от необходимости выполнять рутинные действия: могут лепить пельмени, формировать одинаковые оладьи или тщательно вылепливать кексы, но вскоре наверняка появятся и более сложные пищевые принтеры.

www.21mm.ru

Для настоящего офицера «Звездного флота» потеря или даже врожденное отсутствие зрения – не повод уклоняться от службы. Лейтенант Джорди Ла Фордж успешно служил на корабле Энтерпрайз NCC-1701-D, хотя был слеп с рождения. Глаза ему заменял визор – устройство позволяло видеть в инфракрасном спектре и справляться с обязанностями рулевого, а затем и главного инженера звездолета. В нашем мире уже создаются аналогичные визору приборы. Даже разработки пятнадцатилетней давности предполагали возможность имплантировать бионический чип позади сетчатки, а затем при помощи очков с видеокамерами видеть окружающий мир в том же инфракрасном спектре. Но стоят такие модификации очень дорого. Кроме того, электроды от такого визора придется подключать прямо к мозгу – это одна из главных причин, по которым разработка пока не вышла за пределы лаборатории. Но появились и другие аналоги искусственного зрения. В прошлом году в Гарварде разработали прототип искусственного глаза из линзы и «мышцы», изготовленной из полимерного тела и электродов, которые реагируют на подаваемое на них необходимое напряжение, регулируя фокусировку.

Фото: Harvard SEAS, www.techxplore.com

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм самоконтроля

www.gizmodo.com

СИНТЕТИЧЕСКИЙ АЛКОГОЛЬ На Звездном флоте разрешается выпить: во‑первых, у экипажа превосходное самообладание, а во‑вторых, космические путешественники пьют синтетический алкоголь, а не настоящий.

Р еальный создатель синтетического алкоголя, Дэвид Натт. Фото: Alicia Canter, www.theguardian.com

Британский стартап Alcarelle решил перенять ценный опыт космических исследователей и занялся разработкой синтетического алкоголя. Основатель Alcarelle Дэвид Натт более 30 лет работал над формулой беспохмельного алкоголя и, похоже, уже в ближайшие пять лет представит свои первые напитки на суд гурманов и любителей.

Персонаж сериала общается с голосовым ассистентом. www.techcrunch.com www.miro. medium.com

ГОЛОСОВЫЕ АССИСТЕНТЫ Алиса, Сири, Алекса и другие услужливые виртуальные барышни по первому зову готовы рассказать нам о погоде и пробках, разбудить в нужное время, поставить хорошую музыку, забронировать билеты в кино или заказать за нас пиццу на девять вечера.

Джин Роденберри создал их задолго до нас: голосовой помощник, связанный с центральным компьютером звездолета, – важный член любого экипажа. Он сообщит о приближающемся корабле, поможет его идентифицировать, расскажет о состоянии корабля, вычислит, назовет и покажет местонахождение любого пассажира или офицера, вслух поделится результатами требуемых расчетов.

Вот так получается, что иногда сценаристы и режиссеры кинокартин в погоне за успехом и популярностью своего детища выдумывают такие технологии и девайсы, которые реальным инженерам и не снились! ∎

11/2019

093

Камлейка – непромокаемая механизм номера одежда из кишок морских животных. Такую, например, носили инуиты www.outdoorhaber.com

ИГРА В ПРЯТКИ

с природой На Крайнем Севере ветер всегда дует тебе в лицо. Разворачиваешься на 180 градусов в надежде сбежать, а он все равно дует в лицо. Ветер – всегда: осенью, зимой, весной со снегом, а летом с дождем. Живя в таких условиях, люди хотят спрятаться от природных капризов и тысячелетиями пытаются решить эту проблему. В ход идет все: от кишок животных до резины.

094

www.21mm.ru

1

Дождевая накидка из риса, соломы и хлопка, Китай, середина XX в. Фото: Gift of Dr. Howard Gormanс www.socialfabric.textilemuseum.ca

ОТ ШКУР ДО СИНТЕТИКИ Зачем вообще прятаться от ветра? Самое банальное – ​достаточно просто его не любить. Чуть серьезнее – ​ветер может очень быстро и сильно охлаждать. Постоишь на сильном ветру без подходящей одежды и рискуешь серьезно заболеть: +4 при ветре 16 км/ч через пару минут будут ощущаться как все –2. Чтобы сохранить тепло, люди шли на различные ухищрения. Начинали с того, что надевали шкуры и внутренности убитых ими животных. Шерсть отлично противостоит ветру и дождю, но тяжелая одежда сковывает движения. И если неандертальцы всего лишь накидывали звериные шкуры на себя, то сапиенсы, судя по археологическим раскопкам, уже умели шить. Ученые находили на их стоянках костяные швейные иглы и скребки для выделки шкур – ​среди научного сообщества популярно мнение, что именно умение создавать теплую одежду помогло сапиенсам выжить. Те счастливцы,

www.youtube.com/user/21mmvideo

текст

ИГОРЬ ЗУБОВ

high-tech механизмы

Норвежский исследователь Р. Амундсен и его коллеги поднимают норвежский флаг на Южном полюсе, 16 декабря 1911 г. Фото: Olav Bjaaland, www.en.wikipedia.org

не промокает, – ​так появились легендарные плащи макинтоши. Вскоре они стали очень популярны, Макинтош получил патент, а его компания Charles Macintosh and Co занялась массовым пошивом плащей. В конце XIX века британец Томас Бёрберри изобрел габардин – ​тонкий, но плотный шерстяной материал, из которого начали шить летние плащи. Нити в габардине сплетались так, что на ткани появлялся диа­ гональный рубчик, и капли дождя скатывались по нему вниз, не «впитываясь» в одежду. В начале XX века именно компания Томаса предоставляла экипировку для Руаля Амундсена – ​первого человека, добравшегося на Южный полюс, и Эрнеста Шеклтона, руководящего экспедицией по пересечению Антарктики. Однако шерсть – ​дорогой материал, а человечество нуждалось в дешевых тканях. Потребность удовлетворили виниловые дождевики – ​они стоят копейки, абсолютно водо- и ветронепроницаемые, но воздух совершенно не пропускают –​ этот недостаток актуализировал необходимость усредненного варианта.

Возможно, именно умение создавать теплую одежду помогло

Пошив макинтоша. Для сохранения водонепроницаемости швы запечатывают резиновым раствором www.mackintosh.com

сапиенсам выжить у которых был доступ к морю, делали плащи из кишок тюленей и китов, чтобы защититься от воды и ветра во время плавания, – ​такое обмундирование легче шерсти. С развитием технологий стали появляться новые материалы, обеспечивающие ветрозащиту и водозащиту. Ткани – ​чаще всего лен и хлопок – ​вымачивали в масле или покрывали воском. Это делало одежду утепляющей и водоотталкивающей, но очень ее утяжеляло. В 1824 году шотландский химик Чарльз Макинтош нашел применение нафте, одному из продуктов перегонки нефти. Он обнаружил, что нафта растворяет каучук, после чего его можно нанести на ткань. Измазав рукав своего пиджака, Чарльз заметил, что он

Макинтош для мужчины, каталог одежды 1893 г. www.archive.org

11/2019

095

2

high-tech механизмы Вода (дождь или мокрый снег) Пар

МЕМБРАННЫЙ САНДВИЧ

СНАРУЖИ

Внешняя ткань, сетка Внешняя защита

На самом деле любой плотный материал, который уменьшает скорость изменения температуры тела изза сильных потоков воздуха, можно считать ветростойким. Нейлоновая куртка, кожаная косуха, джинсовка с пропиткой – ​вся эта одежда будет неплохо справляться с ветром в городских условиях. Но если нужно что-то посерьезнее, стоит обратить внимание на более сложные материалы. В 1969 году на рынке текстиля появилась Gore-Tex –​ мембранная ткань, которую запатентовала компания W. L. Gore and Associates. Куртки из ткани Gore-Tex своей функциональностью напоминают плащи из кишок тюленей – ​одежда не пропускает воду, но позволяет «дышать», то есть испарения самого человека через материал проходят благодаря структуре ткани. GoreTex состоит из трех слоев: первый – ​мягкий, пропускающий влагу и расположенный ближе к телу, следующий слой – ​специальная мембрана, которая пропускает воду только в одном направлении – ​от человека. Мембрана – ​это вспененный политетрафторэтилен, в котором образуются микропоры. Диаметр поры – ​около 0,2 мкм, что делает материал практически водонепроницаемым. И третье, наружное покрытие – ​тонкий полиуретан, защищающий внутренние слои от загрязнения. В 1991 году эта же компания выпустила GoreWindstopper, другую мембранную ткань, еще более доступную. Это все тот же «сандвич» из трех материалов, только поры в мембране крупнее, что делает ткань дешевле в производстве. Конечно, W. L. Gore and Associates – ​не единственная компания, производящая такой материал. Есть и другие игроки – ​компания eVENT при изготовлении одноименной ткани отказалась от полиуретанового слоя, оставив только политетрафторэтилен и покрыв его другими химикатами. Этот мембранный слой толще, чем в Gore-Tex, поэтому ткань требует больше затрат при производстве.

096

www.21mm.ru

Мембрана Внутренняя защита Внутренняя прокладка

ВНУТРИ Пар Конструкция мембранной ткани Gore-Tex Иллюстрация: Wart Dark www.commons.wikimedia.org

СЛЕДУЮЩИЕ ШАГИ ИНДУСТРИИ

3

Новые ткани разрабатываются весьма интенсивно, однако чаще всего они появляются в военной или космической отрасли, например, в изготовлении скафандров космонавтов или гидрокостюмов морских пехотинцев. Гигант NASA спасает своих астронавтов от холода космоса с помощью аэрогеля. Он отлично удерживает тепло, но совершенно не имеет пор и довольно хрупкий, поэтому широкого распространения среди обычной одежды пока не нашел. Если очень хочется, можно приобрести зимнюю одежду с аэрогелем от бренда Primaloft. Чаще всего его используют только в некоторых частях одежды и в обуви. Компания Helly Hansen сделала из аэрогеля Primaloft незамерзающий карман на пуховике – ​туда можно класть телефон, не боясь, что он разрядится на холоде. Однако на большую функциональность аэрогеля рассчитывать не стоит: он плохо реагирует на сжатие и расширение, а значит, совсем не подходит для активного отдыха. Еще одна «каста» людей, очень нуждающаяся в ветростойкой одежде, – ​альпинисты и пешие туристы. Для них создаются разные виды непродуваемых ветровок, анораки, пуховики и куртки из мембранной ткани. Производители, спасающие экстремалов от горного ветра,

www.youtube.com/user/21mmvideo

high-tech механизмы

Суперкарман. Дождь не пройдет! www.old.sportspirit.si

Ткань, способная регулировать

количество тепла, которое проходит через нее. Она создана из специальных нитей, покрытых проводящим металлом. Фото: Faye Levine, University of Maryland www.phys.org

которая сама регулирует свои свойства отлично представлены на рынке: Columbia, Mountain Equipment, Norrona, The North Face и другие. Но некоторые новинки через пару сезонов могут оказаться и в гардеробе простых жителей мегаполисов. Например, в Университете Мэриленда разрабатывают ткань из специально спроектированной пряжи, которая автоматически «понимает», когда надо отводить тепло и воду, а когда – ​сохранять. Она состоит из двух разных синтетических материалов, покрытых углеродными нанотрубками. Один из них воду отталкивает, а другой –​ впитывает. Когда температура тела человека изменяется, нить деформируется, изменяя расстояние между нанотрубками, что помогает отводить пот и излишки тепла. Этот прототип показали в феврале 2019 года, и до промышленного производства еще далеко, но одежда, которая сама регулирует свои свойства без батареек, круче, чем куртка из фильма «Назад в будущее».

Холодный/ Сухой Открытый (плотная пряжа) Инфракрасное излучение (ИИ)

В Университете Мэриленда разрабатывают ткань,

Горячий/ Мокрый

Закрытый (свободная пряжа)

ИИ

Испарения человеческого тела

Открытый

Закрытый

Длина волны

В жаркие дни ткань пропускает инфракрасные излучения, и тело охлаждается. В холодную погоду текстиль, наоборот, задерживает тепло. www.science.sciencemag.org

Человечество всегда искало возможности защиты от дождя, ветра и клыков тигра. Последнее все менее актуально, но дождь и ветер пока еще не в нашей власти, а значит, нас ждут новые технологичные ткани, чтобы им противостоять. Ведь, как гласит английская поговорка, – ​нет плохой погоды, есть плохая одежда. ∎

11/2019

097

Обзор

Архив

Журнал

Мегаполис

Получай ответы и задавай вопросы в Мегаполисе на 21mm.ru! Группа журнала «ММ» ВКонтакте: vk.com/mmmagazine «ММ» на Facebook: www.facebook.com/MachinesAndMechanisms Twitter журнала «ММ»: twitter.com/Journal_MM YouTube журнала «ММ»: www.youtube.com/user/21mmvideo

о нас

дневник

архив

контакты

подписка

Дай себе и окружающим шанс. И Федору! Вячеслав Ларионов

HIGH-TECH

11:50 27 августа 2019

Планшеты Huawei с российской ОС «Аврора» появятся в 2020 году ТАСС сообщает, что «Ростелеком» обсуждает с китайской технологической компанией Huawei возможность выпуска серии планшетов с предустановленной операционной системой «Аврора», которая принадлежит российскому телекоммуникационному гиганту. Пока речь идет о партии в 360 тысяч устройств. Источник подчеркнул, что это лишь первый пример сотрудничества, в рамках которого устройства от Huawei будут выходить с отечественной «операционкой». Производить подобные устройства планируется и в дальнейшем. Сейчас китайский производитель электроники ведет переговоры с Минкомсвязи РФ, рассматривая разные варианты совместной работы. Китайская сторона уже продемонстрировала партнерам ряд моделей планшетов, которые предполагается использовать, но конкретные модели пока

не были утверждены. Предполагается, что устройства будут выпущены в 2020 году и станут частью экипировки сотрудников, осуществляющих перепись населения. ... Продолжение на сайте www.21mm.ru

098

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

Комментарии

Полина Агеева 11:19 / 28 АВГУСТА 2019

ПОДДЕРЖАТЬ ОТВЕТИТЬ ССЫЛКА

Что за мания у нас, такие названия придумывать. Аврора, Ёмобиль, робот Федор, Маруся, ужас какой-то.

Юлия Братишко ПОДДЕРЖАТЬ ОТВЕТИТЬ ССЫЛКА

14:31 / 28 АВГУСТА 2019

Если бы эти разработки хоть как-то оправдывали свое предназначение, то мне было бы все равно, как они называются. Ну Федор, ну и ок, пусть только в нем будут заложены передовые возможности... а не то, что сейчас.

Вячеслав Ларионов 20:43 / 29 АВГУСТА 2019

ПОДДЕРЖАТЬ ОТВЕТИТЬ ССЫЛКА

Я очень извиняюсь, а что именно сейчас не так с Федором?

Юлия Братишко ПОДДЕРЖАТЬ ОТВЕТИТЬ ССЫЛКА

13:13 / 30 АВГУСТА 2019

Комментарии

Самое главное, что нет четкой задачи, которую будет решать FEDOR на МКС. У него есть «мозги», но зачем он в космосе?

Вячеслав Ларионов 19:30 / 30 АВГУСТА 2019

ПОДДЕРЖАТЬ ОТВЕТИТЬ ССЫЛКА

Задачи сформулированы очень четко. На протяжении двух недель будет проходить тестирование робота в невесомости. В частности, рассматривается возможность использования Федора в режиме экзоскелета. Это позволит обезопасить труд космонавтов, избавив их от необходимости выходить в открытый космос. И речь идет не только об МКС, срок службы которой уже подходит к концу. Роботов можно было бы использовать на кораблях и других космических базах. В любом случае, Федор – всего лишь ранний прототип, на котором обкатывают наиболее вероятные сценарии использования его «потомков». Было бы наивно ждать от альфа-версии впечатляющих результатов даже на Земле, не говоря уже о МКС. Но, судя по всему, Федя старается. Дайте ему шанс. )

11/2019

099

Дарья Орлова

НАУКА

15:57 13 сентября 2019

Шнобелевская премия – 2019 В Гарварде в 29-й раз прошла Шнобелевская премия, где ученые получают призы за самые сомнительные и неординарные открытия в науке.

Церемония проходила 12 сентября в театре Сандерса в Гарвардском университете, – сообщает TJournal. В ней традиционно участвовали реальные нобелевские лауреаты Эрик Маскин, Джером Фридман и Рич Робертс. В этом году тема премии – «Привычки», поэтому статуэтки выполнены согласно различным пристрастиям человека, например, кружка кофе или сигарета. Также победители получают чек на 10 триллионов зимбабвийских долларов (валюта не выпускается с 2009 года). … Продолжение на сайте www.21mm.ru Фото: Brian Snyder www.hs.fi

Не бойся показаться смешным

Фото: Tiggywinkles

www.sciencealert.com

100

www.21mm.ru

www.youtube.com/user/21mmvideo

www.newstes.ru

www.nbcboston.com

Интересуйся разным

Анастасия Мячина

ИНТЕРЕСНО

19:51 14 сентября 2019

Кто на самом деле переворачивается в собственном гробу? Недавние исследования показали, что захороненное в гробу тело «двигается» еще в течение года после смерти. Также стало известно, что такое движение является частым явлением. По данным агентства Франс Пресс (AFP), когда тела разлагаются, они склонны медленно,

но верно корчиться в течение года или даже дольше. Этот тревожный факт был любезно предоставлен учеными Австралийского фонда тафономических экспериментальных

исследований – «фермы тел», где человеческие трупы предоставляются для научных исследований, – и это может иметь далеко идущие открытия, например, для криминологии. ... Продолжение на сайте www.21mm.ru

11/2019

101

Антон Шилка

УЛЫБКА

10:17 17 сентября 2019

Лошадь попыталась проехать на троллейбусе Неудачную попытку войти в общественный транспорт животное совершило в Санкт-Петербурге, в районе Ленинского проспекта.

17 сентября утром на Ленинском проспекте очевидцы могли наблюдать, как в троллейбус пытается войти лошадь, сообщает газета «Петербургский Дневник». Бесхозное животное мирно гуляло возле автобусной остановки, а после попыталось зайти в транспорт. Пассажирку туда не пустили — возможно, из-за того, что лошади не умеют оплачивать проезд. Своим желанием пользоваться общественным транспортом лошадь сильно порадовала едущих с утра на работу людей, многие из которых оставили шутливые комментарии в соцсетях. … Продолжение на сайте www.21mm.ru Лошади, пользующиеся общественным транспортом, водятся не только в России. Во Франкфурте они любят трамваи! Фото: Boris Roessler, dpa www.bunte.de

102

www.21mm.ru

Пробуй новое

www.youtube.com/user/21mmvideo

Фото: Otto Kitsinger, AP Images www.walesonline.co.uk

Меняй обстановку Анастасия Мячина

ИНТЕРЕСНО

00:26 15 сентября 2019

В штате Айдахо теперь можно пожить в картофеле Отель Big Idaho Potato – работа дизайнерши Кристи Вулф, которая ранее построила дом для хоббитов в Вашингтоне. Сам дом находится на территории фермы в штате Айдахо, вес всей конструкции около шестидесяти тонн. Корпус изготовлен из бетона, гипса и стали. Раньше это был пустой бункер для хранения, но Кристи Вулф смогла преобразить пустоту в функциональное пространство. Теперь внутри имеются деревянный пол, светильники, электрические соединения, –

и все в довольно сдержанном вкусе и холодных цветах. Ванная комната и санузел оборудованы в отдельном пристрое, который находится рядом с «картошкой». … Продолжение на сайте www.21mm.ru ∎

11/2019

103

автор

АЛЕКСАНДР РОМАНОВ

механизм фантастики

И ллюстрация: Glenn Harvey www.ideas.ted.com

Бессмертные В

иктор посмотрел на сидящего перед ним Сомова. Невысокий, плотный, большая голова на короткой шее, высокий лоб. Сорок шесть лет, холост, старший диспетчер службы технической поддержки корпорации «Бессмертие».

– Мы пригласили вас, Сергей Семенович, чтобы вы помогли нам до конца разобраться в обстоятельствах известного вам дела, – ​ сказал Виктор. Сомов кивнул.

– Вы можете воспользоваться услугами адвоката.

– Адвокат мне не нужен, – у​ веренно сказал Сомов. – Я ​ уже, кажется, говорил.

– Как хотите. Но имейте в виду, что вы вправе в любой момент прервать наш разговор и возобновить его в присутствии адвоката.

– Я понял, спасибо. Виктор помолчал.

– Как продвигается, кстати, процесс оформления?

– Хорошо. Первая процедура через четыре дня.

– Поздравляю! Виктор щелчком пальца сменил висящие над столом голограммы.

– Итак… Пройдемся по основным пунктам произошедшего. Вы заступили на дежурство в ночь на двадцать первое мая в двадцать ноль-ноль. Оба ваших коллеги

Мы пригласили вас, Сергей Семенович, чтобы вы помогли нам до конца разобраться в обстоятельствах известного вам дела 11/2019

105

механизм фантастики

неожиданно заболели, и замену им найти не успели… Связь отключилась в двадцать три тридцать. Первая пара нападавших появилась спустя четыре минуты с южного входа, вторая пара – ​ с северного. Взгляд скользил по строчкам, выхватывая ключевые фразы.

– Заблокировались выходы, в том числе и двери помещения охраны… Вы покинули свой пост, посетили второй пост, техническое помещение, затем резервную серверную… Первую пару нападавших вы обезвредили на участке второго сектора… Он перевернул лист в воздухе.

– …Вторую – в ​ зоне первого сектора. Все верно?

– Кажется, – с ​ казал Сомов. – ​ Во времени я, правда, не уверен, за часами я не следил…

– Все нападавшие от полученных ранений скончались, – п ​ родолжил Виктор. – Д ​ вери были разблокированы в двадцать три пятьдесят пять. Тогда же прибыла первая патрульная машина. Он смахнул лист в сторону. Помолчал.

– Вы знаете, кто были эти четверо? Сомов пожал плечами.

– Бандиты, кто же еще?

– Вы ведь, Сергей Семенович, не служили в армии?

– Нет.

– Не посещаете никакие секции, не владеете приемами ближнего и дальнего боя?

– Нет. Оружия в жизни в руках не держал. До этого случая.

– Тогда как вы смогли справиться с четырьмя вооруженными людьми, не получив при этом ни единой царапины? Сомов снова пожал плечами.

– Думаю, мне повезло. К тому же я был, как говорится, на своей территории.

106

www.21mm.ru

– Четверо вооруженных, имеющих навык обращения с оружием, людей… С которыми справляется человек, по его словам, никогда не державший в жизни оружия… Вам не кажется это подозрительным?

– Я был на своей территории, я же говорю. Заперт вместе с этими головорезами. Без связи, без возможности получить помощь. Что мне оставалось делать?

– В квартире бандитов мы нашли информацию, которую они могли получить только от работников корпорации «Бессмертие», – м ​ едленно, следя за реакцией собеседника, произнес Виктор. – В ​ ы не знаете, кто бы это мог быть? Сомов выпрямился.

– А, понимаю… Подозреваете меня? По-вашему, я отключил связь, дождался, пока они войдут, заблокировал двери, а потом решил поиграть в мстителя?

– Примерно так.

– Ерунда! Зачем это мне?

– Я думаю, ответ очевиден. Виктор наклонился вперед. Сказал, понизив голос: – У вас была возможность. Вы хорошо знаете систему, хоть и в силу вашего статуса не имеете доступа к ключевым узлам управления. У вас был мотив – ​ бессмертие, серьезный повод, не правда ли? И вы почти добились своего… когда, вы сказали, там у вас первая процедура?.. Через четыре дня?..

– Ерунда! – п ​ овторил Сомов. – ​ Связи не было. Помощи ждать было неоткуда. Намерения этих четверых были очевидны – о ​ ни собирались уничтожить архивы с регистрационными данными. Что мне было делать?

– Попробовать восстановить связь. Разблокировать двери. Спрятаться, в конце концов – п ​ ротив вас было четверо вооруженных людей!

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм фантастики

И ллюстрация: Val Mina www.wired.com

Не слишком ли это для человека, не имеющего статус бессмертного и без какой-либо надежды его получить?

– Я попробовал разобраться со связью и дверьми, у меня, увы, не получилось… Я диспетчер техподдержки – в ​ ыслушать, перенаправить и все такое прочее. Я не техспециалист, чувствуете разницу? А прятаться!.. – С ​ омов фыркнул. – ​ Прятаться не в моих правилах!

– Значит, вы решили остановить их сами? Рискуя жизнью? Не слишком ли это для человека, не имеющего статус бессмертного и без какой-либо надежды его получить? Зачем вам так рисковать ради тех, кто никогда не примет вас в свои ряды? Откуда вдруг такая самоотверженность?

– Слушайте, товарищ майор, я не понимаю, вы что, серьезно меня

обвиняете? Я предотвратил нападение, катастрофу, вы же понимаете, что было бы, если бы эти четверо добрались до главного зала?.. Виктор сложил руки на груди. Да, если бы они добрались до главного зала, они могли бы натворить там дел.

– Итак, в армии вы не служили. Не участвовали в боевых действиях, не проливали за свою страну кровь, не имели возможности заслужить высокий, который бы позволил вам получить бессмертие, статус на ниве науки в одном из учреждений категории «А»…

– Увы, в такое учреждение меня не взяли, посчитали, что у меня

11/2019

107

механизм фантастики

недостаточно высокий уровень интеллекта…

– …То есть шанса заслужить свое бессмертие у вас не было. – В ​ иктор сделал паузу. – И ​ тогда, – о ​ н поднял палец, – в ​ ы решили получить бессмертие иначе. Предотвратив организованное вами же нападение. Он извлек из планшета сразу несколько голограмм.

– Вы наняли четверых бандитов. Заплатили им. – О ​ н указал на нужную строчку. – О ​ ткуда у вас, простого старшего диспетчера, такие деньги, мы еще выясним. Запустили ваших наемников внутрь. Заблокировали двери и связь. А потом безжалостно устранили всех четверых. Вы были на своей территории, вы заранее продумали, что и как станете делать…

– Господи!.. – С ​ омов поднял глаза кверху. – В ​ ы понимаете, что говорите? Я нанял бандитов! Я устранил!.. Чушь! Виктор откинулся на спинку стула, некоторое время рассматривал Сомова из-под полуприкрытых век.

– Отпираться бессмысленно, – ​ сказал он. – У ​ нас есть все необходимые доказательства. Вы пойдете под суд за преднамеренное убийство или попытку диверсии на стратегически важном объекте. Мотив очевиден – ​ предотвратив якобы диверсию, вы совершали героический поступок и получали право претендовать на бессмертие, которое стандартным путем получить такому, как вы, невозможно. Он хлопнул по столу.

– Так что, чем быстрее вы признаете свою вину, тем лучше для вас. Никакого бессмертия вы, конечно, уже не получите, но хотя бы облегчите свою участь. Мы учтем факт вашего добровольного сотрудничества со следствием.

108

www.21mm.ru

Вы собирались лишить бессмертия четыре миллиона честно заслуживших его ваших сограждан – Я ни в чем не виноват, – с ​ казал Сомов. – М ​ не не в чем признаваться. Посмотрел на висящие на стене часы. Возникла пауза. Виктор разглядывал Сомова, тот смотрел куда-то сквозь него.

– Уверены, что ничего больше не хотите сказать?

– Вы о чем? Брови Сомова удивленно поднялись.

– Предлагаю вам сделку. Вы признаетесь в организации фиктивного нападения и преднамеренном убийстве, получаете свое пожизненное и выходите через пятнадцать лет за примерное поведение…

– Или?..

– …Или у нас есть другая версия, которая понравится вам намного меньше, чем первая. Доказать ее будет сложнее, но, думаю, у нас все получится. Наказание – в ​ ысшая мера!

– Чем дальше, тем меньше я вас понимаю. Вы хотите сказать, что обвинением в убийстве дело не закончится, и вы собираетесь предъявить мне что-то еще?

– Именно так!

– Я ни в чем не виноват, я же сказал!

– Может, желаете пригласить адвоката?

– Нет, не желаю!

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм фантастики

Виктор пожал плечами.

– Сейчас я изложу версию номер два, и после вы уже сможете принять решение. Он сменил голограммы.

– Вы знакомы с Майским?

– Нет.

– Это широко известный в узких кругах специалист по высоким технологиям. Самоучка, участник и организатор множества незаконных операций по взлому киберсистем, банковских счетов, баз военных ведомств…

– Нет, с этим господином я незнаком. Виктор оперся на подлокотник.

– Вы с ним знакомы, Сомов. Мы зафиксировали перевод денег с вашего счета на счет Майского. Зачем вы перевели ему деньги? Сомов не ответил.

– Хорошо. Изложу вам другую версию. Вы отключили связь, впустили четверых наемников, заблокировали двери. Наемники нужны были вам не для нападения на архив – ч ​ то бы такие, как они, могли сделать с одними автоматами, без взрывчатки и спецсредств? Максимум, повредили бы несколько секций, которые корпорация потом быстро бы восстановила; вся информация дублируется на серверах подземных уровней. Они нужны были вам для того, чтобы организовать Майскому доступ в главный зал – у​ вас доступа туда не было. Это раз… Чтобы отвлечь внимание на случай возникновения непредвиденных обстоятельств – д ​ ва. И как прикрытие – т​ ри. Основная ваша цель была не имитация предотвращения нападения и уничтожения архива… Он сделал эффектную паузу.

– Вы собирались этот архив уничтожить! Сомов продолжал молчать. Лицо его ничего не выражало.

– Вас не интересует бессмертие! – ​ Виктор повысил голос, он представлял, что говорит обвинительную речь в суде. – ​ Вы собирались уничтожить архив и его резервную копию, уничтожить все регистрационные данные, лишить всех бессмертных возможности получать необходимые для продления жизни ежегодные процедуры. Все личные, имеющиеся на руках, подтверждающие их статус документы без архива недействительны. Вы собирались уничтожить систему! – Г ​ олос его зазвенел. – П ​ роцесс восстановления базы занял бы продолжительное время, за которое не получившие процедур люди умерли бы от возникших в организме необратимых процессов. Именно ваш Майский и должен был нанести основной удар. Но он вдруг по какой-то причине передумал – ​ возможно, понял, что вы собираетесь убрать и его, и пошел на попятную, и вы вынуждены были начать зачищать следы. Вы убили сообщников, убрали следы проникновения и изобразили все так, словно предотвратили преступление. С паршивой овцы хоть шерсти клок, да? Впрочем, думаю, в ближайшем будущем вы бы повторили попытку, и на этот раз вам, в силу вашего возросшего статуса, было бы намного проще. «Замечательная версия, – м ​ ысленно похвалил себя Виктор. – Н ​ епонятно только, зачем ему понадобилось лезть в резервную серверную, но с этим мы разберемся».

– Как вам такой расклад, Сергей Семенович? Сомов все еще молчал.

– Может, вернемся к предыдущей версии? Вы признаетесь в убийстве, получите свое пожизненное. Выйдете через пятнадцать лет… Сомов медленно покачал головой.

11/2019

109

механизм фантастики

Виктор откинулся на спинку.

– Вы, Сомов, опасный и страшный человек. Вы собирались лишить бессмертия четыре миллиона честно заслуживших его ваших сограждан.

– Честно? – п ​ ереспросил Сомов. Снова посмотрел на часы. Лицо его вздрогнуло. Губы презрительно скривились.

– А кто решает, честно или нет? Почему одни получают право на вечную жизнь, а другие этого права лишены? Чем такие, как я, хуже таких, как вы? Виктор прищурился. С Сомовым все было понятно. Справедливости, значит, ему захотелось. Равных прав для всех. Нет, дорогой мой, право на бессмертие еще нужно заслужить – о ​ н невольно коснулся с гордостью носимых им медалей за мужество и отвагу. Доказать, что ты достоин – д ​ остоин занимать свое место под солнцем – в ​ ечное место под вечным солнцем, на нашей и без того перенаселенной планете. Если давать это право всем без разбора, как требуют такие, как вы, человечество просто задохнется. Не хватит никаких планетарных ресурсов. Поэтому право на вечную жизнь получают только достойные из достойных.

– Я такой же человек, как и вы! Вы не только лишили меня бессмертия, вы лишили меня и возможности его получить! Вы считаете нас недостойными! Для вас мы отбросы, не имеющие права на вечную жизнь! Расходный материал, биомасса!..

– Рекомендую вам во всем признаться и начать сотрудничать, – с ​ покойно сказал Виктор. – Д ​ авайте остановимся на первой версии. Пятнадцать лет не «вышка», сами понимаете…

– Пятнадцать лет не «вышка»! – ​ передразнил его Сомов. – Д ​ а кто вы такие, чтобы меня судить?

– Вы виновны. Доказательства собраны. У вас нет шанса уйти

110

www.21mm.ru

от наказания. Вы предстанете перед судом, вам грозит высшая мера. Сомов посмотрел на часы и вдруг совершенно успокоился, закинул ногу на ногу, сложил руки на колене.

– И что дальше? – в ​ друг спросил он.

– Дальше? – п ​ ереспросил Виктор. Подумал: «Дальше? Надо же, мало тебе высшей меры, ладно, вот твое “дальше”».

– Дальше? Суд. Приговор. Приведение приговора в исполнение.

– Нет, вы не поняли. Что будет с этой вашей базой? Виктор пожал плечами.

– Систему проверят, усилят меры безопасности. Мы должны быть вам даже благодарны – в ​ ы продемонстрировали нам, что, несмотря на принятые, казалось бы, безупречные меры безопасности «обрушение» все же возможно.

– Вы не поняли. – С ​ омов покачал головой. – Я ​ имею в виду, что будет с системой сейчас. Сегодня. Что происходит с ней в данный момент?

– В данный момент? – п ​ ереспросил Виктор. Внутри шевельнулось нехорошее предчувствие. Что происходит с системой в подобных случаях? Ее проверяют, тестируют, меняют внушающие хоть малейшее недоверие блоки…

Теперь мы с вами на равных. Теперь вы смертны. Чувствуете? Необычное ощущение, правда?

www.youtube.com/user/21mmvideo

механизм фантастики

перезагрузки… и не просто «обрушит» – ​ Спина его вдруг покрылась ледяным потом. Он схватил телефон. Столкнулся уничтожит все данные в обоих архивах, с совершенно спокойным взглядом основном и резервном! Сомова, взглядом человека, сделавшего Точнее, уже, кажется, уничтожили! – О ​ н снова посмотрел на часы. свое дело, человека, которому некуда больше торопиться. Потом Сомов убрал сообщников, зачем Звонить Рихтеру? Нет, не Рихтеру. ему лишние свидетели? Олегу? Олегу пока объяснишь… Господи, он что – н ​ е понимает, к чему это приведет? А время? Он посмотрел на часы. Ч-черт! Он представил глотающих яды, – Не дергайтесь, – ​ натягивающих петли, стреляющихся, сказал Сомов. – У ​ же поздно. прыгающих с небоскребов… Бессмертных, Поздно… избранных, лишившихся своего Систему проверяют, бесценного дара, своей привилегии… тестируют, меняют блоки…

– Догадались! – п ​ онял Сомов. – ​ И перезагружают… Поздравляю! Уже перезагрузили! Только «Тревога, экстренная ситуация, тревога, что! Пять минут назад! экстренная ситуация…» – з ​ абормотал Господи! динамик планшета. Тонко запел сигнал тревоги. Виктор встал. Сел. Рванул ящик стола, Виктор снова схватил телефон. Связи выхватил пистолет. У него свело судорогой не было, линия была перегружена – ​ живот от осознания своего бессилия, неудивительно, с учетом того, что сейчас от осознания невозможности что-либо сделать. началось. Перезагрузить систему из корпорации – Не торопитесь стреляться, – с ​ казал «Бессмертие» невозможно, это не может Сомов. – П ​ опробуйте пожить так, как сделать даже сам генеральный. живем мы. В постоянном страхе смерти. Перезагрузить ее можно только из ЦУПа, Виктор направил пистолет на него. в который доступ не получить ни такому, Сомов пожал плечами. Иллюстрация: GERALDINE SY как Сомов, ни даже такому, как Виктор.

– Убьете меня? Ну и что? Я все равно www.north.voi.com Доступ туда, как и местонахождение умру. Раньше или позже… Меня этим самого ЦУПа, известны только горстке не напугать. избранных. Систему перезагружают Он встал. только в экстренных случаях, таких, – Теперь мы с вами на равных. Теперь например, как попытка взлома, и на время вы смертны. Чувствуете? Необычное перезагрузки функции основного сервера ощущение, правда? Что ж, привыкайте. принимает на себя сервер резервный. Он спокойно повернулся спиной, Вот зачем ему нужно было в резервную двинулся к двери. серверную! «Смертны, поздно, смертны, Вот зачем ему нужен был Майский! поздно…» – с ​ тучало у Виктора в голове. Они сделали то, что запланировали! Он уронил пистолет на стол, согнулся, вцепился руками в волосы и, изо всех Сомов проник в резервную серверную, обеспечил Майскому туда доступ. сил стараясь удержать балансирующий на грани безумия разум, негромко, Они подсадили «баг» или вирус, то, что «обрушит» систему в момент на одной ноте, завыл. ∎

111

11/2019

111

я могу драматизировать «Почему хорошего всегда понемножку? Хорошего, мне кажется, быть должен вагон».

Яна Титоренко (редактор «ММ»)

№ 11 (170)

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ

«Машины и Механизмы»

НОЯБРЬ 2019

УЧРЕДИТЕЛЬ: ООО «ПетроСити» I ИЗДАТЕЛЬ: Фонд научных исследований «XXI век»

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР: Камилла Андреева (glavred@21mm.ru) ВЫПУСКАЮЩИЙ РЕДАКТОР: Полина Зукол (editor5@21mm.ru) I РЕДАКТОР: Яна Титоренко (editor1@21mm.ru) КОРРЕКТОР: Нина Натарова ВЕДУЩИЙ ДИЗАЙНЕР: Юлия Братишко (design@21mm.ru) I ДИЗАЙНЕР: Ева Корчагина (design2@21mm.ru) ДИЗАЙН ОБЛОЖКИ: Юлия Братишко РЕДАКТОР САЙТА: Дарья Орлова (web.editor1@21mm.ru) МЕНЕДЖЕР ПО ПОДПИСКЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЮ: Борис Акулин (sales@21mm.ru) ИНТЕРНЕТ-МАРКЕТОЛОГ: Антон Иванчук (market@21mm.ru) ТИРАЖ: 3000 экз. Цена свободная ТИПОГРАФИЯ: ООО «ПРИНТ24», 192102, Санкт-Петербург, Самойловой ул., 5, лит. В, тел. +7 (812) 702-66-71 АДРЕС РЕДАКЦИИ И ИЗДАТЕЛЯ: 197110, Санкт-Петербург, Б. Разночинная ул., 28, тел./факс: +7 (812) 415-41-61 ИЛЛЮСТРАЦИИ: обложка – Kurt Arrigo, www.500px.com/kurtarrigo Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-37847 от 23.10.2009. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Перепечатка материалов журнала «Машины и Механизмы» невозможна без письменного разрешения редакции. При цитировании ссылка на журнал «Машины и Механизмы» обязательна. Редакция не несет ответственности за достоверность информации, опубликованной в рекламных объявлениях. Мнение авторов может не совпадать с точкой зрения редакции. Подписано в печать 25.10.2019

ОФОРМИТЬ ПОДПИСКУ можно с любого месяца. Вся информация – на сайте

www.21mm.ru

строительно-монтажное предприятие, специализирующееся на строительстве, монтаже, ремонте и модернизации сложных технических объектов в области электроэнергетики.

www.nsk.one

ВЫЗОВИ ВРАЧА НА ДОМ И ПОЛУЧИ

30-888-03

50% скидку СПб, ул. Асафьева, д. 9, корп. 2 на рентген www.aibolit.me Лицензия № 78-01-009251 от 15.10.2018