В 1931 году инженер связи из «Белл Лабораториз» занимался исследованием атмосферных ра­диопомех, которые могли бы повлиять на транс­океанскую телефонную связь. Он уловил какие-то шумы, исходящие явно не из грозовой тучи, а откуда-то из космоса. Он открыл, что можно при­нимать радиационное излучение галактики. Так родилась новая ветвь астрономии — радиоастро­номия.

Радиоастрономия развивается в двух направлениях. При помощи специальных антенн можно улавливать радиационное излучение космических объектов. Это может быть термическая радиация (излучение радиоволн, испускаемое любым горя­чим телом). Но есть также и шумы, или статиче­ские помехи космического происхождения, тоже улавливаемые из космоса, но совсем не тепловые по происхождению.

Другое направление в радиоастрономии — по­сылка сигналов к таким объектам, как метеоры и Луна, и улавливание их отражения. Так работает радиолокатор.

Радиоастрономия наиболее полезна для изуче­ния Солнца, метеоров, Луны и планет Солнечной системы. Улавливая отражение лучей от метео­ров, мы многое узнаем об их орбитах. Исследуя Луну при помощи методов радиоастрономии, мы узнаем многое о ее поверхности. Так, еще до то­го, как люди ступили на Луну, благодаря данным радиоастрономии ученые уже знали, что ее по­верхность представляет из себя измельченную в пыль горную породу.

Вероятно, одно из наиболее захватывающе ин­тересных направлений радиоастрономии — поиск сигналов из других миров. Сейчас радиотелеско­пы усовершенствованы до такой степени, что спо­собны улавливать сигналы, поступающие с рас­стояния почти в восемьдесят триллионов километ­ров. Какие же сигналы надеются уловить ученые? Считается, что если где-нибудь в далеком космосе существует цивилизация, помимо нашей, и она захочет дать знать о своем присутствии, то, веро­ятно, наши братья по разуму пошлют какой-ни­будь совсем простой сигнал, например серию чи­сел. Также считается, что эти сигналы, скорее всего, можно будет принять на чистоте 1420 МГц — частоте, с которой простой водород излу­чает радиационные волны в открытом космосе.

Когда мы смотрим через телескоп на звезды и планеты, мы видим световые волны, которые они излучают. Свет — это форма излучения. Но звез­ды посылают на Землю не только световые вол­ны, но еще и другие.

Часть излучения звезд существует в виде ра­диоволн. Некоторые из этих волн могут улавли­ваться специальными радиоприемниками здесь, на Земле. Радиоприемники ловят и усиливают ра­диоволны точно так же, как обычный телескоп ловит и увеличивает световые волны. Радиопри­емник, предназначенный для улавливания радио­волн, идущих от звезд, называется радиотелеско­пом.

Существует много видов радиотелескопов, но все они состоят из двух основных частей: антенны и радиоприемника. Антенна обычно представляет собой огромное, внушительно выглядящее метал­лическое блюдце. Оно может быть укреплено на подвижной основе или на возвышении, чтобы его можно было развернуть в любую сторону неба.

Когда люди думают о радиотелескопах, они обычно представляют себе именно такое огромное металлическое блюдце-антенну. Но радиоприем­ник ничуть не менее важная его часть. Без при­емника эта огромная антенна не значила бы ров­ным счетом ничего.

Для того, чтобы усилить приходящие волны, требуется специальный радиоприемник, так как волны могут быть очень слабыми. После того как радиосигналы усилены, они подаются на громко­говоритель, и астрономы могут слышать исходя­щее из него шипение. Впрочем, они не только слышат сигналы, но и видят их записанными на бумаге. Сигналы записываются на бумажной лен­те в виде волнистой линии.

Радиотелескопы работают в любую погоду, так как на радиоволны не может повлиять ни туман, ни дождь, ни какая-либо другая непогода. Также они могут быть построены в любом удобном для нас месте, и совсем не обязательно их, как обыч­ные оптические телескопы, устанавливать на горе или на другом возвышенном месте.

При помощи радиотелескопов ученые могут получать о Вселенной такие сведения, о которых не узнаешь никаким другим образом.

Знаете ли вы, что окружающее нас простран­ство постоянно пронизано радиоволнами, идущи­ми с ближайших телерадиовещательных станций? Из-за этих волн все металлические предметы в комнате все время слегка вибрируют. Вы не мо­жете услышать эту вибрацию до тех пор, пока она не начнет вызывать звуковые волны, и именно это происходит в том случае, когда вы вклю­чаете свой радиоприемник.

Радиоволны можно назвать распространяющи­мися в пространстве нарушениями покоя среды. При их возникновении электроны начинают быст­ро двигаться туда-сюда. Тепло и свет распростра­няются в пространстве тоже в виде волн. Разница состоит в том, что у радиоволны длина гораздо больше, чем у тепловых и световых волн.

Радиоволны распространяются в пространстве так же, как расходятся волны от брошенного в воду камешка,— кругами во все стороны от свое­го источника. Хотя все радиоволны двигаются с одинаковой скоростью, равной примерно 300 ты­сячам километров в час, количество волн, прохо­дящих через одну точку в пространстве за одну секунду, может быть разным. Это количество на­зывается частотой волн.

Одна законченная длина волны называется пе­риодом. Таким образом, частота — это количест­во полных периодов, пробегаемых волной в одну секунду. Если длина волны короткая, волны идут ближе друг к другу, их вершины тоже ближе друг к другу, и они быстро сменяют друг друга. Если длина волны большая, вершины волн находятся далеко друг от друга, и они сменяют друг друга медленно. Получается, что длинные волны имеют низкую частоту, так как их гребни не сменяют друг друга с такой частотой, как в коротких вол­нах.

Высокочастотные волны измеряются в кило­герцах, или в тысячах герц. На вашем радиопри­емнике слева направо идут цифры 540, 550, 560 и так далее до 1600 КГц. Каждая цифра относится к частоте волн. Определенная радиостанция веща­ет на волне только своей определенной частоты.

Существование радиоволн было предсказано еще до того, как они были действительно откры­ты. Это предсказание было сделано в 1864 году Джеймсом Максвеллом. А в 1888 году немецкий физик Генрих Герц доказал, что такие волны действительно существуют, и объяснил, как они распространяются в пространстве.

Искусственный спутник — это созданный че­ловеком космический корабль, вращающийся вок­руг Земли. Подобные спутники запускаются в космос с различными целями.

Спутники могут быть различными по размеру: от маленького до огромного шара. Они могут ве­сить от нескольких килограммов до многих тонн. Они могут быть различной формы: в форме шара, шляпной картонки, консервной банки, водного буйка и коробки для сигар.

Орбиты некоторых спутников проходят всего в 176 километрах от Земли. Другие вращаются на расстоянии 35 680 километров от нее. Орбита спутника рассчитывается учеными заранее в зави­симости от его предназначения.

Всем спутникам для нормального функциони­рования установленного на них оборудования требуется электрическая энергия. Основной ис­точник этой энергии — Солнце. На поверхности спутников укреплено множество солнечных бата­рей, которые преобразуют солнечный свет в элек­тричество. От этого электричества заряжаются ба­тареи спутника.

Радио— и телесигналы могут передаваться с континента на континент через спутники связи. На большинстве спутников связи находятся при­емники и передатчики. Приемники улавливают радио— и телепрограммы с наземных станций.

Электронные приспособления усиливают те­ле— и радиовещательные сигналы. Потом пере­датчики посылают эти сигналы на дальние назем­ные станции, которые могут находиться на другом континенте.

Пример такого спутника — «Телстар». «Телстар—1» был запущен в Соединенных Штатах в июле 1962 года. С его помощью стали возможны прямые телевизионные трансляции между Соеди­ненными Штатами и Европой.

Один из видов спутников связи движется по стационарной орбите вокруг Земли на расстоянии 35 680 километров. Чтобы пройти по этой орби­те, спутнику требуется двадцать четыре часа, то есть такое же время, которое требуется Земле, чтобы повернуться вокруг своей оси. Поэтому по­лучается, что спутник всегда находится на одном и том же месте над Землей. Один из спутников этого типа получил название «Ранняя пташка». Благодаря тому что его орбита проходит так вы­соко, он может передавать сигналы на очень большие расстояния.

Вы, вероятно, слышали о том, что в разведке редких металлов современному человеку помога­ет счетчик Гейгера. Или, возможно, вы слышали упоминание о счетчике Гейгера, когда люди говорят об опасности, проистекающей от атомных взрывов.

В обоих случаях возникает явление, называе­мое радиацией, или излучением. Определенные радиоактивные элементы испускают лучи, легко обнаруживаемые и измеряемые при помощи счетчика Гейгера. Этот счетчик был изобретен Хан­сом Гейгером, а потом усовершенствован ученым по фамилии Мюллер.

Счетчик представляет из себя вакуумную трубку. Она устроена довольно просто: внутри очень тонкой стеклянной пробирки находятся две пластины и небольшое количество газа, например аргона.

Трубки, заполненные газом, хорошо знакомы вам — это светящиеся неоновые трубки рекламы. В неоновой трубке или лампе дневного света газ начинает светиться, если контакты подсоединить к источнику электрической энергии достаточно вы­сокого напряжения. Высокое напряжение осажда­ет газ и дает возможность огромному потоку электронов двигаться между двумя пластинами. Когда начинается это движение потока электро­нов, газ внутри трубки начинает светиться.

В счетчике Гейгера, напротив, напряжение должно быть очень слабым, чтобы газ не начал светиться при нормальных условиях. Теперь да­вайте представим себе, что произойдет, если ря­дом окажется радиоактивное вещество. Его излу­чение проникает в трубку и начинает взаимодей­ствовать с молекулами газа. От этого они получа­ют энергию и заставляют газ светиться.

Итак, теперь через трубку проходит электри­ческий ток. Если его пропустить через счетчик, то можно узнать количество радиации, попавшее в трубку. А еще можно заставить этот ток изда­вать тиканье, которое у нас обычно ассоциируется со счетчиком Гейгера.

Поскольку счетчик Гейгера является прибо­ром, улавливающим радиацию, он, конечно же, не сможет уловить что-либо не дающее излучения. Поэтому возможности его использования для поиска редких металлов сильно ограничены.

Когда вы думаете о добыче нефти, вы, навер­ное, представляете себе высокие стальные соору­жения с бьющим из них фонтаном черной нефти. Но такие нефтяные фонтаны отошли в прошлое. Современные методы бурения почти полностью исключают возможность подобного фонтанирова­ния.

Сейчас используется много типов нефтяных буровых установок. Некоторые из них бывают высотой в двадцатиэтажное здание, другие стоят на колесах, а иные располагаются на платформах и баржах для бурения скважин в морском дне.

Около восьмидесяти пяти процентов скважин в Соединенных Штатах являются результатом при­менения метода вращательного бурения, при ко­тором в землю внедряется быстро вращающийся бур. Существуют различные виды буров для раз­ных типов почвы. К буру прикрепляется буровая труба, состоящая из десятиметровых секций, называемых узлами, каждая из которых весит около

двухсот килограммов.

Плоский стальной поворотный круг удерживает в вертикальном положении и поворачивает трубу, проходящую сквозь него в землю. С каждым поворотом трубы бур, прикрепленный к ней, вгрызается все глубже в землю, и к ней наращи­вается узел за узлом.

В процессе бурения в трубу закачивается спе­циальная жидкость, которая охлаждает и смазы­вает бур. По мере того как скважина делается все глубже, к трубе время от времени добавляют длинную стальную трубку, называемую обсадной трубой.

Так как бур затупляется, проходя через гор­ные породы, его надо довольно часто заменять и для этого вытаскивать из скважины всю трубу, что является весьма трудоемкой работой. Иногда на то, чтобы заменить бур и опустить трубу обратно в скважину, уходит от четырех до шести часов.

Когда скважина достигает нужной глубины, бур с трубой вытаскивают, обсадная труба, напол­ненная специальным химическим составом, опу­скается до самого дна скважины. Для того чтобы открыть нефти выход, в скважину опускается спе­циальное приспособление, напоминающее неболь­шую пушку, чтобы пробить в трубе отверстия. Потом в трубу закачивают воду, чтобы устранить заполняющий ее состав. В скважине повышается давление, и наконец нефть начинает поступать через клапаны-отверстия в открытый резервуар.

Давайте начнем с выяснения того, что такое каменный уголь. Каменный уголь — это остатки древних деревьев и растений, произраставших в огромных болотистых джунглях во влажном теплом климате сотни миллионов лет назад.

Когда эти деревья и растения погибали, они падали в тихие заболоченные воды, которые пре­дохраняли их от гниения. Бактерии превращали часть древесины в газы, которые улетучивались, оставляя черную массу, большей частью состояв­шую из углерода. С этого началось образование так называемых угольных пластов.

Со временем толстый слой земли и песка был нанесен поверх этой черной пастообразной расти­тельной массы. Своей тяжестью земля и песок почти полностью выдавили из нее всю жидкость, и она стала затвердевать, превращаясь в камен­ный уголь. Весь этот процесс происходил в пери­од от одного миллиона до двухсот пятидесяти миллионов лет назад.

Энергия, то есть способность выполнять рабо­ту, присуща материи. Все на земле, что имеет массу и занимает какое-то место в пространстве, есть материя. Энергия и материя — это те две первоосновы, которые образуют Вселенную и все, что в ней находится.

Материя состоит из атомов, и каждый атом имеет энергетические частицы. Энергия удержи­вает части атома вместе. Материя может превра­щаться в энергию, а энергия в материю,— и так до бесконечности.

Энергия угля первоначально была солнечной энергией. Миллионы лет назад растения исполь­зовали эту энергию для химических реакций, обеспечивающих рост, а углекислый газ, содержа­щийся в воздухе, трансформировался в углерод, который потом стал каменным углем.

Эта энергия может быть высвобождена под действием тепла. Тепло заставляет атомы и молекулы двигаться все быстрее и быстрее, пока неко­торые электроны не начинают из них выскаки­вать. Когда уголь загорается, выделяется тепловая энергия. Она всегда находилась в нем в форме так называемой потенциальной энергии. Тепло высвобождает хранящуюся в угле энергию и пре­вращает ее в кинетическую, то есть рабочую энергию.

Это и есть энергия, которая заставляет двига­тели и генераторы работать на нас.

Бетон — это один из самых важных и нужных строительных материалов, когда-либо созданных человеком. Это прочный, долговечный, довольно-таки дешевый и простой в изготовлении и ис­пользовании материал. Он не разрушается ни от огня, ни от воды, ни от непогоды, ни от больших нагрузок. Огромные дамбы, мосты, небоскребы, транспортные магистрали, дома, взлетные полосы для самолетов — все это сделано из бетона.

Бетон приготовляется из портландского цемен­та, воды, песка, гравия или щебенки. Эти матери­алы смешиваются в нужной пропорции — и полу­чается бетон. Приготовленному бетону можно придать практически любую форму, залив его в специальные формы, называемые опалубкой.

При смешивании вода и цемент образуют не­что вроде пасты, окутывающей песок и гравий. Когда паста застывает, она превращается в твер­дую, как камень, массу. Время от времени увлаж­няя бетон, налитый в форму, можно сделать его еще тверже, так как вследствие химической реак­ции между цементом и водой бетон со временем все больше твердеет.

Бетон используется по-разному, в зависимости от специфической цели, для которой он предназ­начен. Например, бетон, наложенный тонким сло­ем, хрупок и быстро ломается. Чтобы добиться прочности бетонных конструкций к нагрузкам, бетон накладывают на стальные прутья или сетку. Такой бетон называется железобетоном.

Другой способ укрепления изделий из бетона состоит в том, что он заливается на предварительно натянутую пружинистую стальную сетку. Та­кой бетон называется напряженным.

Сейчас делают бетон, содержащий в каждом кубическом сантиметре миллиарды маленьких пу­зырьков воздуха. Такой бетон называется яче­истый. Из него делают дорожные покрытия, на которые не действует ни мороз, ни оттепель. Итак, как вы видите, существует много спосо­бов усовершенствовать бетон и сделать его при­годным для специальных строительных нужд.

В музеях вы, конечно, видели различные ва­зы, сосуды, чашки и блюда, сделанные гончарами. Предметы гончарного производства делаются из специальной глины, пока она мягкая, а затем об­жигаются в печах, чтобы затвердели. Искусство делать такие вещи называется керамикой.

Слово «керамика» иногда употребляют не только по отношению к изделиям из одной гли­ны, но и к изделиям, покрытым эмалями и стек­лом. Но в любом случае для изготовления этой продукции используются методы обжига и при­родные материалы: глина, песок и измельченные горные породы.

Керамика — это одно из самых древних ис­кусств на земле, поскольку глина встречается практически повсеместно. Были обнаружены че­репки, сделанные еще в доисторические времена. Хорошо обожженное глиняное изделие очень долговечно. Оно может разбиться, но никогда не гни­ет и не ржавеет.

Замечательными гончарами были древние ки­тайцы. Они изобрели способ производства очень прочной полупрозрачной керамики, известной как фарфор. На западе этот материал стал изве­стен под названием «china», как и сама страна, где его начали впервые производить.

Существует шесть основных типов глины, ис­пользуемой для производства керамики. Пер­вый — обычная глина, которая не пригодна для тонкой работы. То, что из нее получается, назы­вается глиняной или керамической посудой.

Самая чистая глина — это каолин, или китай­ская глина. Ее используют для изготовления ки­тайского фарфора. При обжиге она приобретает чистейший белый цвет.

В давние времена, когда еще не было холо­дильников, глиняные кувшины использовались для хранения холодной воды. Вода в них остава­лась холодной, потому что этот тип керамики яв­ляется грубым материалом и позволяет жидкости просачиваться в его тонкие поры. Просачиваясь наружу, жидкость начинает испаряться, и это по­стоянное испарение влаги с поверхности сосуда помогает кувшину и его содержимому оставаться холодным.

В наше время глиняную посуду покрывают специальным блестящим составом, чтобы предотв­ратить это испарение, и такая посуда обычно на­зывается не глиняной, а керамической.

Многие вещи, используемые нами в повсед­невной жизни, сделаны при помощи пресс-форм и литейных форм.

Пресс-форма — это приспособление для вы­давливания из листового металла или пластмассы фигурных деталей определенной формы. Если вы когда-нибудь наблюдали за тем, как из раскатан­ного теста вырезают формочками печенье в виде звездочек и сердечек, то вы имеете элементарное представление о том, как работает это устройство.

Литейная форма — это приспособление для от­ливки фигурных деталей из металла, пластмассы и тому подобного. Эти вещества в жидком состоя­нии вливаются в полую форму (изложницу) и ос­таются там до тех пор, пока не застынут. Фор­мочка для приготовления желе — простейший пример литейной формы.

Пресс-формы используются в промышленно­сти для изготовления таких деталей, которые трудно сделать другими методами. Например, час­тей легковой машины, таких, как бампер и капот.

Литейные формы тоже используются в про­мышленности для изготовления таких деталей, как ручки холодильника, корпус радиоприемника, автомобильные радиаторные решетки.

На изготовление таких деталей обычными ме­тодами (вырезая, подпиливая, высверливая и так далее) потребуется слишком много времени и бу­дет израсходовано слишком много материала. При помощи пресс-форм и литейных форм их можно делать так же легко и быстро, как печенье и желе.

Кроме изготовления сложных профилей фор­мы используется, когда надо сделать большое ко­личество одинаковых деталей. Преимущество это­го способа состоит также в том, что детали в этом случае не нуждаются в особой доработке. Слож­ное литье иногда нужно подшлифовать и отполи­ровать, чтобы устранить неровности и шерохова­тости. А на штамповке подпиливаются острые уг­лы.

Обычно формы состоят из двух частей. Будучи соединенными вместе, они образуют нужный профиль. Литьем делают только внешнюю часть детали. Штамповкой можно делать и внешнюю, и внутреннюю части.

Знаете ли вы, что пресс-формы использовали уже в 650 году до н.э. и что с их помощью грече­ские кузнецы делали серебряные монеты? В вы­резанный из более твердого металла шаблон кла­ли кусочек серебра и ударами молота расплющи­вали, и причем одновременно на него переносил­ся узор с шаблона.

Обычно гвозди используют для того, чтобы скреплять друг с другом куски дерева или приби­вать к дереву другие материалы. Гвозди вбивают­ся молотком в нужное место и удерживаются в дереве силами трения. Некоторые гвозди имеют шероховатую поверхность, чтобы лучше держать­ся.

Большинство гвоздей делается машинным спо­собом из жесткой стальной проволоки. Такие ма­шины могут изготовлять сотни гвоздей в минуту. Сначала машина разрезает проволоку на части нужной длины. Затем она сплющивает одни ко­нец куска, придавая ему форму шляпки. И, нако­нец, заостряет другой конец.

Некоторые виды гвоздей, называемые гране­ными, штампуются или вырезаются из листового металла. Граненые гвозди имеют четырехуголь­ную форму сечения, а не круглую.

Существует огромное количество видов гвоз­дей, так как все они используются с разными це­лями. Универсальные гвозди, используемые для самых разнообразных видов работ, называют обычными гвоздями. Столярные гвозди, использу­емые для изготовления мебели, имеют очень ма­ленькие шляпки, чтобы их не было заметно.

Кровельные гвозди имеют, напротив, очень большие шляпки. Они используются, чтобы при­бивать ими к крыше кровельную дранку и толь. Большие шляпки хорошо держат тонкий материал и предохраняют его от разрывов в месте крепле­ния.

У некоторых гвоздей две шляпки, одна над другой. Гвоздь забивается до первой шляпки. Верхняя остается на поверхности, чтобы гвоздь можно было легко вытащить. Двухшляпочные гвозди используются при сколачивании лесов, подмостков и других временных сооружений.

Большинство гвоздей делают из стали. А гвоз­ди, используемые для вколачивания в цемент или каменную кладку, делают из специальной закаленной стали. Некоторые гвозди, например кро­вельные, оцинковываются, то есть покрываются слоем цинка, чтобы не ржавели.

Гвозди, используемые при строительстве су­дов, должны быть абсолютно нержавеющими. Обычно они делаются из латуни или бронзы. Гвозди длиннее пятнадцати сантиметров называ­ются костыльными.