Почему же, почему?..

? Когда космический корабль «Аполло» (и другие спускаемые аппараты) возвращается на Землю, он опускается днищем вниз. Это связано с тем, что в нижней части капсулы расположен защитный слой, предохраняющий её от перегрева из-за силы трения, возникающей при движении в плотных слоях атмосферы. Как удалось сконструировать капсулу так, чтобы защитный слой был ориентирован в направлении земной поверхности и чтобы при этом капсула не переворачивались ?

рис.2 Ответ 1. Представление о том, что космический корабль при возвращении на Землю спускается вертикально вниз, не соответствует действительности и сформировано многочисленными фильмами на космическую тему. В действительности же космические корабли, в том числе и возвращающиеся после полёта к Луне, входят в плотные слои атмосферы почти горизонтально. Отклонение от горизонтальной плоскости не превышает 5° до тех пор, пока скорость не уменьшится до четверти первоначальной. Ориентация капсулы в пространстве определяется местоположением центра масс. В данном случае он расположен очень близко к защитному тепловому экрану. При этом у космических кораблей серии «Меркурий» центр масс был расположен на условной оси симметрии капсулы, и её спуск на Землю был баллистическим спуском, т. е. проходил без использования подъёмной силы. Иной была ситуация с кораблями серий «Джемини» и «Аполло», у которых центр масс был смещён относительно центральной оси, и во время спуска на Землю они испытывали действие небольшой подъёмной силы. Их спуск был более продолжительным, зато перегрузки – щадящими (они уменьшились с 10–12g до 3–4g).

Ответ 2. Если некоторое тело движется в неуправляемом режиме в слое жидкости или газа, то характер его движения определяется относительным расположением центра масс и центра давления (в гидроаэродинамике центром давления называют точку приложения равнодействующей сил давления на тело со стороны окружающей среды). В общем случае центр давления расположен сзади центра масс, если ориентироваться на направление движения тела. В спускаемых капсулах кораблей серии «Аполло» наиболее массивные части расположены вблизи днища, в то время как отсек для астронавтов (в основном пустой) располагается ближе к передней части капсулы. По этой причине при спуске днищем к земной поверхности центр масс располагается впереди центра давления, и процесс торможения в атмосфере проходит в устойчивом режиме. Центр плавучести капсулы также находится над центром масс, вследствие этого капсула после приводнения находится в вертикальном положении. Режим движения ракеты при ином взаимном расположении центра масс и центра давления можно иногда наблюдать при запусках самодельных ракет. Если ракета сконструирована так, что её двигательная установка и топливный бак расположены слишком близко к днищу, то после запуска её центр масс будет находиться позади центра давления. Движение такой ракеты в начальной фазе полёта будет крайне неустойчивым, однако по мере выгорания топлива центр масс будет постепенно смещаться в сторону передней части. После того как центр масс станет ближе к головной части ракеты, чем центр давления, ракета перейдёт в устойчивый режим движения, а траектория её движения станет прямолинейной.

NewScientist.com/LastWord.16May2009

? Можно ли оценить, сколько умерших кремируется за год в мире? Сколько энергии расходуется на это? Существуют ли более экологичные способы расставания с умершими?

Ответ 1. Кремирование принято в Индии (85% всех умерших), а также на Маврикии, Фиджи и в Гайане: индуисты, сикхи, буддисты, приверженцы других религий, особенно таоизма и синтоизма в Китае и Японии. Кроме того, к кремированию прибегают многие европейцы и американцы по причинам, отношения к религии не имеющим. По оценке, на кремирование по разным причинам ориентированы 1,2 млрд человек. Полагая, что в среднем ежегодно умирают 15 человек из тысячи, получим, что за год происходит около 1,8 млн кремаций. Чтобы кремировать тело среднего человека, требуется около 100 кг дров, только в этом случае температура пламени достаточно высока и горение достаточно эффективно. На это в масштабах планеты требуется 0,18 млн т дерева. Если его теплотворная способность 17 МДж/кг, то общие энергозатраты составляют 3 · 10¹⁶ Дж. Иногда вместо дров используют электрические горелки мощностью 75–100 кВт, тогда кремация проходит за полчаса при расходе энергии 0,13–0,18 МДж на тело. В то же время не следует забывать, что в большинстве случаев умерших просто хоронят в земле. А что касается воздействия на окружающую среду, то она испытывает нагрузку и в случае кремации, и в случае захоронения тела. Только в ходе кремирования расходуются дрова, и в итоге выделяются дым и диоксид углерода, а захоронение сопровождается выделением диоксида углерода и метана (причём нагрузка на окружающую среду распределяется на достаточно больший промежуток времени).

Ответ 2. По экспертным оценкам, общее число кремаций в 2006 г. составило 7 840 000. На первое место выходит Китай, где эта цифра достигает 4 000 000 человек в год, в то время как в США, к примеру, кремируют только третью часть умерших. Судя по всему, эти цифры имеют тенденцию возрастать по мере того, как в странах с католической культурой растёт терпимость в отношении кремации. Подсчитать общее количество энергии, расходуемой на кремирование усопших во всём мире, не представляется возможным из-за существенных различий в типах используемого при этом топлива.

NewScientist.com/LastWord.25Jul2009

Пер. с англ. Б.В. Булюбаша,
НГТУ им. Р.Е. Алексеева,
г. Н. Новгород