«Космос от нас недалеко, всего в часе езды, если ваша машина способна ехать вверх», — говорил британский астроном Фред Хойл.
Огонь
На Земле пламя имеет вытянутую форму благодаря силе тяжести. Молекулы газов, которые входят в состав воздуха, притягиваются к планете точно так же, как и остальные объекты, обладающие массой. Поэтому чем ближе к поверхности, тем больше молекул скапливается на одном и том же пространстве.
Огонь нагревает окружающий воздух, то есть заставляет молекулы двигаться быстрее. Ускорившиеся газы разбегаются во все стороны от пламени и сталкиваются с более медленными, то есть холодными, молекулами. В нижней части огонька их больше, и спринтеры, врезаясь в неспешных товарищей, как в стену, выскакивают наверх, где плотность газа меньше. На освободившееся место приходят медленные молекулы, в том числе кислород, благодаря которому огонь продолжает гореть.
Такое перемещение газов называют конвекцией, и в невесомости она невозможна, потому что плотность газов одинакова во всем объеме. Поэтому огонь на космической станции горит очень плохо. Пламя не вытянуто, а выглядит как шар. Более того, огонь быстро тухнет, потому что молекулы кислорода не успевают вовремя добираться до него, а продукты горения, напротив, уходят слишком медленно.
В открытом космосе свеча или спичка не будут гореть вовсе, так как в межзвездном пространстве нет кислорода.
Вредный алкоголь
Без силы Архимеда нельзя не только принять ванну (по легенде, ученый открыл названный его именем принцип как раз во время водных процедур), но и насладиться кока-колой или пивом. Газированные напитки имеют характерный привкус благодаря углекислому газу, который выходит из жидкости в виде пузырьков. В невесомости CO² не выталкивается из напитков и остается растворенным в них, даже попав в желудки космонавтов. Отрыгнуть углекислый газ или как-то еще избавиться от него невозможно, поэтому пиво, а тем более шампанское на орбите доставляет одни неприятности .Впрочем, коммерсанты думают о космонавтах: австралийская пивоварня 4-Pines совместно с исследовательской компанией Saber Astronautics разработала пиво с пониженным содержанием CO². Компенсировать недостаток «волшебных пузырьков» должен более насыщенный вкус.
Ручка не пишет!
Вы никогда не задумывались, почему ручка перестает писать на стене или потолке? Понятное дело — из-за того, что чернила не поступают к крошечному шарику на конце стержня. Обычной ручке нужна сила тяжести, которая будет «толкать» чернила к основанию ручки и вы сможете писать. Но чем же пишут на орбите? Советские космонавты писали восковыми карандашами (графитовые стержни могли обломаться и стать угрозой для оборудования и дыхательной системы людей). Американские астронавты использовали фломастеры.
Есть известная легенда, будто НАСА выделило $1 млн на создание ручки, способной писать при отсутствии гравитации. Это неправда. «Ручка невесомости», или Space Pen, действительно была разработана (и сегодня активно используется на МКС), но не НАСА, а американским изобретателем и предпринимателем Полом Фишером. И на ее создание действительно ушли больше $1 млн, но из личных средств бизнесмена. Чернила в «космической ручке» находятся в специальном картридже под давлением сжатого азота. И могут писать, по словам разработчиков, не только в невесомости, но и под водой, на мокрой и жирной бумаге, под любым углом и при экстремальных температурах. Цена такой ручки для программы «Аполлон» (той самой, когда американцы полетели на Луну) составила $6.
Не стреляй в космосе
Не рекомендуем вам стрелять в космосе (не на МКС, где это приведет прежде всего к разгерметизации станции, а в безвоздушном пространстве). Вспомните третий закон Ньютона. Сила, действующая на пулю, в равной степени окажет силу противодействия на пистолет, который находится у вас в руках. А значит, и на вас. Но в космосе почти нет атомов, сдерживающих ваше движение в противоположную сторону. Так что готовьтесь, что вас понесет в эту самую сторону. Хоть и со скоростью гораздо медленнее пули (все-таки весите вы намного больше). И да, пуля будет двигаться вечно. И вы тоже. Потому что, как говорит астроном Матия Кук: «Вселенная расширяется быстрее, чем пуля».
Бесконечный кристалл
Без конвекции в невесомости не горит огонь, а космонавтам приходится при помощи вентиляторов гонять воздух по станции, иначе даже выступивший на лбу пот не испаряется. Но есть один процесс, которому отсутствие конвекции идет на пользу, — это рост кристаллов.
Красивые многогранники образуются из раствора того или иного вещества, когда атомы или молекулы из жидкости присоединяются к имеющемуся зачатку кристалла. Лишившаяся части вещества жидкость становится менее плотной, и на Земле она выталкивается наверх, то есть происходит конвекция. Постоянное движение жидкости не дает кристаллу как следует разрастись. В невесомости конвекции нет, поэтому кубы и тетраэдры (например, минерала цеолита) вырастают до очень внушительных размеров.
Пропадающий кальций
Одушевленные создания построены из тех же молекул и атомов, что и неживая материя, поэтому аномальное (на взгляд землянина) изменение законов физики действует и на них. Плюс сложнейшие биохимические и физиологические системы живых существ тоже реагируют на невесомость.
Например, во время первых длительных космических полетов выяснилось, что в невесомости из костей очень интенсивно вымывается кальций. За месяц на орбите космонавты теряют как минимум 1,5% костной массы. Причины этого неотвратимого процесса до конца неясны. Ученые предполагают, что дело, хотя бы отчасти, может быть в том, что механизмы, отвечающие за поддержание костей в нормальном состоянии, ориентируются на внешние стимулы, в том числе постоянное земное притяжение. Когда оно исчезает, системы, которые миллионы лет складывались с учетом гравитации планеты, дают сбой.
Не менее пагубно невесомость сказывается на мышцах. На Земле мускулатура работает даже тогда, когда мы смотрим телевизор или спим. В космосе мышцы практически выключаются и очень быстро «усыхают». Когда 10 декабря 1982 года Анатолий Березовой и Валентин Лебедев вернулись с орбиты после рекордно длительной на тот момент миссии — больше 211 суток, — их пришлось выносить из корабля «Союз Т-7». У космонавтов атрофировались мышцы, и только после интенсивного курса реабилитации они смогли нормально ходить.