A Hét 1978/2 (23. évfolyam, 27-53. szám)
1978-10-28 / 44. szám
TUDOMÁNYTECHNIKA A PHOBOS MAKETTJE A Phobos nevű Mars-holdnak képünkön látható makettját amerikai kutatók szerkesztették a Mariner-9 mérte adatok alapján, 1:60 000-es méretarányban. A Phobos, akárcsak a Hold, kötött keringésű égitest, vagyis ugyanazt az oldalát fordítja a bolygó felé. A maketten a Phobosnak a Mars felé forduló félgömbjének közepét (a ,,szubmarspont"-ot) a Mars szimbóluma jelöli. A Phobos legjobban egy háromtengelyű ellipszoiddal írható le. Az egyik átmérője 27 km, az észak-déli tengelye 19,2 km, a kelet-nyugati 21,4 km hosszú, így tehát a modellen a legnagyobb átmérő 45 cm. Noha a Mariner-fotók feloldóképessége a Vikongorbiterekéhez képest csekély, sikerült mesterségesen létrehozott (szimulált) fényviszonyok között 260 kráter helyét meghatározni és kimérni. A legnagyobb a Stickney nevű kráter (az előtérben) — átmérője a számítások szerint 11120 m, a déli-sarki Hall nevű kráteré (fönt) 5936 m. Az üvegrosttal erősített poliésztergyantából készített Phobos-modell jó szolgálatot tesz a Viking-fotók kiértékelésében. Tervezik is, hogy a nyolcvanas évek elejére egy további makettet készítenek a Phobosról a Viking-felvételek alapján, s azon már rajta lesznek majd a közelmúltban fölfedezett árokrendszer árkai és a 70 méteresnél kisebb képződmények is. HANGYÁK „BESZÉLGETÉSE" Több hangyafaj olyan szervvel rendelkezik, amelynek segítségével meglehetősen erős hangot képes kiadni. Milyen szerepet játszanak ezek a hangok a hangyák életében? A moszkvai Lomonoszov Egyetem rovartani tanszékén kísérleti úton kerestek választ a kérdésre. Tavasszal begyűjtötték néhány, különböző fajhoz tartozó hangyacsaládot (minden családban 300—600 egyed volt), s a laboratóriumban mesterséges bolyban helyezték el őket. Kiderült, hogy a hangyák különböző helyzetekben, mind a fészekben, mind azon kívül kibocsátanak hangokat. A följegyzett hangjeleket három csoportba lehet sorolni, segélykérő jelek, támadó jelzések (harc idején) és táplálkozási jelek. Különösen erőteljesek azok a segélykérő jelek, amelyeket például a valahová odaragadt, mozgási képességüket elveszített hangyák bocsátanak ki. A különböző fajokhoz tartozó hangyák harc közben szintén meglehetősen erős kiáltásokat hallatnak. Ilyenkor a harcban résztvevő dolgozók mindegyike kibocsát ilyen hangokat. Építkezés közben csak igen ritkán „hangoskodnak”. A műszerek táplálkozás idején észlelték a legtöbb hangot. Amikor a földerítést végző hangya átadja az ételt a dolgozónak, akkor csak ő „beszél”, amikor pedig szétosztják az ételt a dolgozók között akkor már mindegyik — azok is akik adják és azok is, akik kapják az ételt. A vizsgálatok során rögzített hangok rövid, 10-től 100 ezredmásodpercig tartó megismétlődő hangimpulzusok. A jelzések már említett három fajtája mind a hangimpulzusok időtartamában, mind az ismétlődés gyakoriságában különbözik egymástól. A hangyák „beszélgetése” meglehetősen széles hangtartományban folyik, 0,3-tól 5 kiloherzig. Érdekes, hogy a segélykérő jelek rendszerint alacsonyabb rezgésszámnak. Üzemek a világűrben Verne Gyula izgalmas űrhajós regényének egyik hőse növényeket, sőt háziállatokat is visz magával kalandos útjára, csakúgy, mint a francia regényíró tudós orosz kortársának, Ciolkovszkijnak űrutasai. Nem véletlen az egyezés a fantáziadús regényíró és a nagyszerű tudós merész álmodozásaiban: mindkettőjük abból a feltételezésből indul ki, hogy hoszszantartó űrutazás esetén az űrutasok csak saját termesztésű élelmiszerekkel tudják fedezni fehérje- és vitaminszükségletüket. Koruk technikájának fejletlen volta miatt eszükbe sem juthatott a világűr két fontos tulajdonságának, a súlytalanságnak és a légüres térnek gyártási célokra való felhasználása. Századunk hatvanas éveiben az űrkutatás rohamos fejlődése, valamint a vákuumtechnológia ipari alkalmazása vetette fel először űrbéli üzemek létesítésének lehetőségét. Ebben az időben kezdett a tudományos-technikai forradalom fontos tényezőjévé válni az elektronika és a híradástechnika. Elsőként az űrhajózás lépett fel a miniatürizáció követelményével, mivel az űrbe szállítható hasznos teher nagysága meglehetősen korlátozott. Később az ipar csaknem minden területe is igényelni kezdte a nagy áramköri sűrűségű elektronikus alkatrészeket mérési, irányítási, automatizálási célokra. Ez teremtette meg a félvezető integrált áramkörök gyártásának igényét. A gyártási folyamatoknál a nagyon tiszta félvezető egykristályokat csakis légritka térben lehet növeszteni. Mivel földi körülmények között a magas vákuum előállítása költséges és nehéz feladat, az űrtechnológusokban felvetődött az „igazi” vákuumban való gyártás ötlete. Az első kísérletek arra szolgáltak, hogy megállapítsák, milyen különleges tulajdonságokkal bírnak a világűrben előállított anyagok. A Szojuz 6 és az Apollo 8 kísérletei nyitották meg a sort. Tellur szenyeződésű indium kristályt állítottak elő a Földön fellelhető legjobb technológiával. A kiváló minőségű földi minta indium kristályában elektronmikroszkóp alatt a szennyező tellur 1—10 mikron vastagságú inhomogenitási csíkjai látszottak. A kristály egy darabkáját űrhajóval felvitték, a súlytalanság és a légritka tér állapotában megolvasztották, majd lehűtve viszszahozták a Földre. A minta vizsgálatának eredményei minden várakozást felülmúltak: a szennyezés olyan egyenletesen oszlott el a kristályban, hogy egyetlen jelenlegi műszerrel sem sikerült semmilyen egyenetlenséget kimutatni. Mivel a félvezetőből készült integrált áramkör minőségét döntő mértékben befolyásolja a szennyeződés eloszlásának egyenletessége, szakmai körökben a kísérlet eredménye nagy szenzációt keltett. További kísérletekben germánium és szilícium egykristályokat növesztettek. Mindkettő, de főként az utóbbi elem a jelenlegi integrált áramkörgyártás alapja. Földi körülmények között akár vízszintesen, akár függőlegesen növesztik a kristályokat, a nehézségi erő hatására ezek villamos ellenállása a kristálytengely mentén jelentős ingadozásokat mutat. Mivel a belőle készült áramköri lapocska ellenállásának homogénnek kell lennie, nyilvánvaló, hogy az egyenetlenségek rontják az anyag elektromos tulajdonságait. Az űrhajós kísérleteknél növesztett egykristályok ellenállása a kristálytengely mentén tökéletesen állandónak mutatkozott. Legutóbb a Szaljut 6 űrállomáson végeztek nagy érdeklődést keltő egykristály-növesztési kísérletet. A Morava kísérletet, amelyet a prágai szilárdtestfizikai intézet készített elő, külön érdemes kiemelni. A Szplav olvasztókemencében új típusú félvezetőket és fényvezető anyagokat hoztak létre, ezek megszilárdulási, kristályosodási folyamatait tanulmányozták. Az optikai híradástechnika számára nélkülözhetetlen fényvezető szálak optikai tulajdonságai is messze meghaladják a földi körülmények között gyártott szálak minőségét — ezt a Szaljut 6-on végzett kísérletek is megerősítették. , Mindezek a különleges tulajdonságok a vákuumnak és a súlytalanságnak tulajdoníthatók, mivel a megolvasztott anyagba a környezetből nem juthat be semmilyen szennyeződés,^ gravitáció nélküli térben pedig a hővezetés, hőeloszlás, olvadás, dermedés, kristályosodás, lecsapódás, párolgás, felületi feszültség, kohéziók, adhézió stb. előre pontosan kiszámítható módon érvényesülnek. Az egyirányú kristályosodás technológiai szempontból nagy jelentőségű, mivel ily módon különleges tulajdonságú munkadarabok állíthatók elő. Például a repülőgépturbinák világűrbeni gyártása lehetővé tenné, hogy a Földön öntött lapátokat az űrben felolvasztva az anyag átkristályosítása útján olyan nagy szilárdságú anyag jönne létre, amely többszörösére meghosszabbítaná a repülőgép hajtóművének élettartamát, jelentősen javítaná hatásfokát. Az űrtechinológia további nem elhanyagolható előnyöket is ígér. A súlytalansági állapot lehetővé teszi, hogy az anyagok szabadon lebegjenek, nincsenek érintkezésben a tartály (pl. olvasztótégely) falával, tehát ily módon sem szennyeződhetnek. Ezenkívül csekély erővel nagy tömegeket lehet mozgatni akár elektromágneses, elektrosztatikus előtér segítségével, esetleg hangrezgés is felhasználható mozgatás céljaira. A súlytalanság lehetővé teszi eddig ismeretlen ötvözetek keletkezését is. Az arany és a germánium nagy fajsúlybeli különbségük miatt a Földön nem ötvözhetők. Ezzel szemben az űrben megolvasztva a két fém minden nehézség nélkül ötvözetet alkot, ami erősen lehűtve kitűnő szupravezető. Nemcsak a kohászat és a fémmegmunkáló technika, de a biológia is jelentős eredményeket könyvelhet el már napjainkban az űrkísérletek jóvoltából. Elsősorban biológiai anyagok villamos térben való szétválasztásával — elektroforézissel — kísérleteznek. Földi körülmények között a különböző töltésű részecskék elektroforetikus szétválasztása nem mindig sikerül, a sejtek jelentékeny része a tartály fenekén gyűlik össze. A Szojuz—Apollo közös űrrepülés alkalmával folytattak először ilyen szétválasztási kísérletet. Az amerikaiak a kísérletben urokináz enzimet termelő veseszövetsejteket szeparáltak majd ezeket földi laboratóriumban továbbtenyésztették. Az űrhajón szeparált sejtek mintegy hatszor annyi urokinázt termeltek, mint a földiek. A vérrögöket feloldó, trombózis ellenszereként használható urokináz ma még nagyon drága, dózisa 1500 dollárba kerül. Szakemberek remélik, hogy az űrbéli gyártás kezdeti szakaszában sikerül az árat a jelenlegi tizedére csökkenteni. Jelenleg ugyan még csak kísérletek folynak az űrtechnológia újabb lehetőségeinek feltárására, a legfejlettebb ipari államok, a Szovjetunió, USA, NSZK, Japán, Franciaország és az Interkozmosz tagállamai már az első technológiai laboratóriumok létrehozásának feltételeit kutatják. Szakemberek előrejelzése szerint századunk kilencvenes éveiben már termelni fognak az első űrgyárak, az* ezredfordulón pedig nemcsak a működő világűrbeli gyárak lesznek földi társaik hatékony segítői, de a világűrben létesítendő lakótelepek sem tartoznak majd a fantázia szüleményei közé. OZOGANY ERNŐ 18
