Поверхностные свойства мусора
Недавние советские эксперименты по сварке металлов в открытом космосе, навели Дедала на интересную мысль. В условиях земной атмосферы любые поверхности твердых тел покрыты адсорбционным слоем слабосвязанных молекул воды и различных газов. В космическом же вакууме эти молекулы испаряются и абсолютно чистые поверхности могут быть приведены в плотный контакт друг с другом на молекулярном уровне. Поскольку силы притяжения, действующие между молекулами твердых тел, очень велики (именно поэтому эти тела «твердые»), достаточно плотно сжать чистые поверхности, чтобы они намертво «прикреплялись». В первых космических аппаратах нередко случались отказы реле, подшипников и других элементов из-за самопроизвольного «сваривания» подвижных частей. Как-то раз Дедал наблюдал за работой мусорной машины, прессующей мусор в кузове, и понял, что мусор не соединяется в монолитную массу только потому, что поверхности отдельных предметов загрязнены. Вначале Дедал носился с идеей орбитального мусорного пресса, но затем поставил перед специалистами по композитным материалам фирмы КОШМАР задачу по созданию аппарата для вакуумной обработки мусора. Процесс этот чрезвычайно прост. Мусор поступает в зону высокого вакуума, где из него удаляются все газы и жидкости, так что каждый предмет становится абсолютно сухим и чистым. После этого весь мусор — битое стекло, обезвоженные окурки, сухие картофельные очистки и прочая дряиь — прессуется в вакууме под давлением, обеспечивающим пластичное течение и сваривание всей массы. Сломанный будильник сварится с перегоревшей лампочкой, диванная подушка соединится с консервной банкой, и в конечном счете получится прочная плита, о скромном происхождении которой можно будет лишь догадываться по сюрреалистическому узору на ее поверхности.
«Хламплиты» фирмы КОШМАР, несомненно, быстро завоюют популярность. Благодаря своей спайной микроструктуре они будут обладать огромной прочностью и упругостью, а их дешевизна и богато орнаментированная поверхность обеспечат им широкий сбыт. Отслужив же свое, такая плита вновь отправится на переработку.
В номере от 12 июля 1973 г.
Большинство металлов активно реагируют с кислородом даже при комнатной температуре. Обычно мы не замечаем этого, поскольку металлическая поверхность быстро покрывается тонкой оксидной пленкой, препятствующей дальнейшему окислению. Этот процесс, по сути, является поверхностным горением, которое сопровождается выделением определенного количества тепла. Но в тонко измельченном порошке практически весь металл находится на поверхности. На воздухе он мгновенно окисляется и полностью сгорает. Такие самовоспламеняющиеся металлические порошки (пирофоры, как называют их химики) должны храниться под слоем жидкости или в атмосфере инертного газа. Горение — настолько универсальная и обычная реакция, что Дедал вначале решил, будто любое вещество станет пирофором, если его достаточно тонко измельчить, но затем вспомнил, что, хотя уголь и бензин окисляются до углекислого газа, тонко измельченный уголь способен самовоспламеняться (что иногда представляет реальную опасность), а мелко распыленный бензин — нет. По мнению Дедала, молекулы кислорода не успевают «зацепиться» за молекулы жидкости, находящиеся в постоянном движении; твердая же поверхность изобилует адсорбционными центрами. Поэтому все горючие твердые вещества должны давать пирофорные порошки. Это подсказывает изящное решение сразу двух проблем: уничтожения отходов и экономии энергии. Почти весь мусор — обломки пластмассы, картофельные очистки, спитой чай, пивные жестянки, металлолом, пожалуй, кроме стекла и фарфора, — горит. Трудно только сжигать его с пользой. Поэтому вместо того, чтобы нагревать мусор в печах, специалисты фирмы КОШМАР замораживают его в жидком азоте и размалывают в тончайший пирофорный порошок. Этот порошок станет замечательным новым источником энергии. Его можно хранить в азоте и перекачивать по трубам в струе этого газа. А смешиваясь в топке с воздухом, порошок будет самовоспламеняться и гореть. Мешочки с таким порошком заменят спички и зажигалки. Дедал также намеревается выпустить сигареты, которые прикуриваются сами, когда с их кончика снимают воздухонепроницаемую обертку (его прежнее изобретение — сигареты, которыми нужно было чиркать о коробку, — так и не завоевали популярности). Можно также создать самоподогревающиеся консервы, туристские грелки, фальшфейеры и т. п. Очевидно, нетрудно создать и двигатель внутреннего сгорания, в котором пирофорный порошок непосредственно впрыскивается в цилиндры. Такой двигатель не нуждается в системе зажигания, хотя существует проблема абразивного износа цилиндров и возникают сложности с удалением твердых продуктов сгорания. Дедал надеется, однако, что зола окажется еще мельче, чем топливо, и будет лишь полировать внутреннюю поверхность цилиндра[36].
«Узловая» проблема Максвелла и Фарадея
«Силовые линии», придуманные Фарадеем, относятся к изящнейшим изобретениям человеческого ума. Эти элегантные абстракции идут от одного полюса магнита к другому, не обрываясь и не пересекаясь друг с другом, и ведут себя как взаимно отталкивающиеся упругие нити. Они позволяют получить полное качественное представление о свойствах магнитного поля, не прибегая к математическим выкладкам; Дедала же они наводят на мысль о возможном существовании магнитных полей совершенно необычной конфигурации. Дедал предлагает поставить опыт, основанный на известном фокусе — завязать узел на шнурке, не выпуская его концов из рук (нужно скрестить руки на груди, взять концы шнурка и развести руки в стороны). Дедал намерен намотать обмотку на стержень из гибкой магнитной резины и завязать ее узлом. Пропустив через катушку электрический ток, мы получим завязанный узлом соленоид. Если теперь расправить узел на магните, то узлом завяжутся магнитные силовые линии. (Возможно, обмотку придется заключить в сверхпроводящий экран, чтобы магнитные силовые линии не могли пройти сквозь материал магнита, но это усложнение не меняет существа дела.)
Завязанное узлом магнитное поле представляет собой любопытную топологическую задачу. Основное свойство такого поля состоит в том, что магнитные силовые линии стремятся сократиться и затянуть узел туже. Но чем теснее они сближаются в узле, тем выше напряженность поля; в результате получается область «замкнутого» магнитного поля большой напряженности. Тем самым будет опровергнута теорема Эрншоу, согласно которой магнитное поле должно быть сильнее всего у полюсов создающего его магнита.
