Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1987. július-december (20. évfolyam, 26-51. szám)
1987-10-09 / 40. szám
987. X. 9. TUDOMÁNY TECHNIKA (Lőrincz János felvétele) i Adóvevő műholdas távközlésre A föld két vagy több távoli pontját összekötő műholdas távközlési kapcsolat megteremtésére szolgál a Tesla 11 DD 424 jelzésű adóvevő állomás, amelyet a csehszlovák és a szovjet partnervállalatok a két I ország közötti kétoldalú megállapodás értelmében fejlesztettek ki. Ez a megállapodás része a KGST-országok 2000-ig szóló komplex ■ műszaki-tudományos fejlesztési programjának és e program keretében [ ez az első ilyen fajta termék. Geosztacionárius műhold segítségével - a Lucs típusú szovjet gyártmányú telekommunikációs műholddal dolgozik együtt - képes a tévé, I vagy a digitalizált rádiójelek vételére és sugárzására duplex rendszerben, ■ amely a telefonösszeköttetés szempontjából is fontos. A vétel 11 gigaherces (GHz) az adás pedig a 14 Ghz-es frekvenciasávban történik. Az állomást az antenna vevőteljesítményének és a vevőkészülék minőségének alapján a nemzetközi előírások a második kategóriába sorolják. I A parabola antenna 4,23 méter átmérőjű Cassegrain-antenna, gyújtó- I pontjában a sugárzóval, amely a parabolára sugározza a jeleket, s mögötte a mikrohullámú vevőkészülékkel, amely a 11 Ghz-es jelet a 70 | Mhz-es tartományba konvertálja. A jel további feldolgozása már az állomás részét képező konténerben I történik, ahol a 70 MHZ-es vevőkészülék a Galaktika 2 jelzésű szovjet I adókészülék, a klimatizációs berendezés és az ún. extremális automata . található. Ez utóbbi arra szolgál, hogy a műholdról érkező jel erősségét I figyelje és irányítsa a parabola antenna mozgását a műhold esetleges I elmozdulása irányában. (A geosztacionális műholdaknak mindig van' bizonyos kis elmozdulásuk a Földhöz viszonyítva). A klimatizációs berendezés biztosítja, hogy az állomás mínusz 40 és plusz 50 C° között is megbízhatóan működjön. Kétszáz méter távolságból automatikusan ellenőrizhető és irányítható az egész berendezés, s a modulált és demodulált jelet is ilyen távolságra lehet elvezetni. Az egész berendezés - a Galaktika 2 kivételével - hazai alkatrészekből épül, csak néhány speciális félvezető alkatrész származik a KGST- i országokból. Kifejlesztésében részt vett a Tesla Pardubice és a LET I Kunovice vállalat is, de a munkák koordinátora és a berendezés nagyobb I részének gyártója a Tesla Hloubjétín volt. -szénMŰHOLDDAL KOMBINÁLT RÁDIÓTÁVCSŐ Az elmúlt években már sikerült a különböző kontinenseken működő rádiócsöveket összekapcsolni, hogy a rendszer tényleges bázishosszának növelésével javítsák a felbontóképességet. Most először sikerült egy földi vevőállomást egy műhold parabolaantennájával összekapcsolni. Az összekapcsolt rendszer effektiv átmérője 178 ezer kilométer lett. Ezzel a rendszerrel ezred ivmásodperces felbontást remélnek elérni. (Összehasonlításul: a legjobb optikai távcsövek csak az NITROGÉN A FAGYÖNGYNEK Amerikai és nyugatnémet kutatók megvizsgálták, hogy miként jut az élősködő fagyöngy elegendő nitrogénhez. Minthogy a növények nem köthetik meg a levegő nitrogénjét, a fagyöngy azokra a nitrogénvegyületekre van utalva, amelyeket a gazdanövény a talajból vesz fel. Minthogy a nitrogén gyakran a gazdanövénynek is „hiánycikk“, a fagyöngynek trükkhöz kell folyamodnia, hogy elegendő nitrogénhez jusson: rendszerint jóval több vizet párologtatnak el levélfelületükön, mint a gazdanöegymástól 1 ívmásodpercre levő objektumokat különböztetik meg). Mindenesetre a rendszer három egységének az ausztráliai Tidbinville-ben és a japán Usudéban levő két földi állomásnak, valamint a TORS (Tracking and Data Relay System 7 nyomkövető és adattovábbító műhold) távolságát egy centiméter pontossággal kell meghatározni, hogy a számítógép képekké dolgozhassa fel a Földi vevőállomásokon az űrből felfogott jeleket. vény. Ezzel magukhoz szippantják a tápanyagok nagyobb részét. Másképpen viselkedik a fagyöngy olyan fákon, amelyeknek gyökerein nitrogénmegkötő baktériumok élnek, és így szöveti folyadékuk sok nitrogént tartalmaz. Az ilyen fákon a fagyöngy sem párologtat jobban, mint a gazdanövény, ennek ellenére nagyon gyorsan nő az élősködő. A nitrogén- megkötő baktériumokkal együtt élő akácfajon például hatszor gyorsabban nő a fagyöngy, mint a borókán. Galileo Galilei egy 1638-ban megjelent munkájában írja: „A hangmagasság a dobhártyát érő le- vegölökések időegységre eső száma." Az pedig, hogy a hangot adó testek (húrok, sípok, rudak) hang- magassága a testek geometriai méreteivel fordított arányban áll, már az ókorban ismert volt. Azonos vastagságú, de csökkenő hosszúságú acélrudakat kalapáccsal egymás után megütve, mind magasabb hangot hallunk. Végül olyan rudat ütünk meg, amelynek hangja már nem hallható. Hogy a rúd rezgésbe jön éppen úgy, mint az előző, az logikus, de ki is mutatható. Az is kimutatható, hogy a rúd rezgését a levegő átveszi és a rezgés „hang“ alakjában terjed tovább. A kutya és macska felfigyel a rúd megütósére, esetleg a kisgyermek is meghallja, de a felnőttek általában már nem. Az ilyen hang, amelynek rezgésszáma túl van az emberi fül által érzékelt frekvencia határán, „hangon túli hangnak“, azaz ultrahangnak nevezhető. A hallhatóság felső határa egyénenként változó, de általában 16 kHz-re tehető. Az ultrahang felfedezésének pontos dátumát nem ismerjük, de a 19. század végén már világossá vált, hogy az akusztikának egy ismeretlen, nagy területe vár meghódításra. A fejlődés eleinte lassú volt, mert a hangforrások gyengék voltak és érzékelésükre sem volt megfelető eszköz. Akkoriban ultrahangkeltésre különböző sípokat és szirénákat használtak, de ma hangforrásként kizárólag elektromos eszközöket alkalmaznak. A második világháború után az ultrahangok technikai alkalmazásának területe jelentősen kibővült. AHOVÁ NEM JÓ A RADAR A gyakorlat szempontjából célszerű az akusztikai jelenséget aszerint osztályozni, hogy terjedési tulajdonságait vagy pedig energiáját hasznosítják-e. Az előbbi esetben passzív, az utóbbiban pedig aktív akusztikai energiáról beszélünk. Felhasználási területük eltér egymástól. A passzív ultrahangok felhasználásának három nagy területe említhető meg, az irány- és távolságmérés, az anyagvizsgálati és a híradás- technikai alkalmazások. Az irány- és távolságmérés lényege hasonlít a radarhoz, ezért ezt a technikát ,,sonar“-nak is nevezik. Két lényeges különbség van azonban, mégpedig a terjedő rezgések eltérő természetében. Az egyik az, hogy a radar elektromágneses rezgései fény- sebességgel, a sonar mechanikai rezgései pedig hangsebességgel terjednek. A második lényeges különbség a vivőközegben mutatkozik. Elektromos vezetőben az elektromágneses hullámok nem használhatók, mert a közeg elnyeli azokat. Ezért használhatatlan a radar víz- alatt. A gáznemű anyagokban viszont az ultrahanghullámok elnyelése nagyságrendekkel nagyobb, mint a folyadékban. A sonar tehát elsősorban víz alatti kutatásra alkalmas, levegőben kicsi a hatótávolsága. A visszaverődött jel nagyságából és minőségéből a visszaverő tárgy anyagi jellegére és alakjára vonatkozó felvilágosítást kapunk. A so- narral tehát térképszerűen tanulmányozhatjuk a tenger fenekét úgy, mint a radarral a föld felszínét. Az anyaghibák kimutatására és helymeghatározására több lehetőség is kínálkozik. Az ultrahangos anyagvizsgálat elvi lehetőségét az adja, hogy az ultrahangnak a fényhez hasonló optikai tulajdonságai vannak. A „hangsugarak“ terjedése az új közeg határfelületén való viselkedése, a különféle alakú és vastagságú anyagokon való áthatolása alapján kapott képből vissza tudunk következtetni az anyag belső képére, annak szerkezetére. A szilárd anyagokban előforduló legkisebb repedés is az ultrahang tökéletes visz- szaverödését eredményezi. A hibák, repedések, légzárványok kimutatása az anyag belsejében sokkal hatásosabb ultrahanggal, mint röntgen- sugarakkal. a módszer kiválóan alkalmas öntvények és hegesztési varratok vizsgálatára. Az ultrahang híradástechnikai alkalmazása a nagy távolságú vízalatti hírközlés céljait szolgálja. Ma ez a módszer a tengerhajózás és a tengeralattjáró-közlekedés nélkülözhetetlen segédeszköze. HANGBAN FÜRDETETT FÉMEK Az aktív ultrahang hatásainak vizsgálatához és alkálmazási területeinek kialakításához lényegesen különböző technikai eszközökre van szükség mint a passzív ultrahang esetében. Alapvető különbség elsősorban a elhasználandó energia mennyiségében mutatkozik. A nagyon erős ultrahang közvetlen fizikai hatás elérését teszi lehetővé. Az ultrahang a közegben levő, fajsúlyúkban különböző részecskéket együttrezgésre terjeszti. Az egyes részecskék gyors mozgása és a tömegük következtében mozdulatlanul maradó, vagy lassabban mozgó nagyobb részecskék súrlódása hozza létre a jellegzetes ultrahangos dörzsölő hatását. Ez a jelenség nagy szerepet játszik az ultrahanggal vaio tisztítás folyamatában, amely az aktív ultrahang egyik legfontosabb alkalmazási területe. A fémfelületek idegen anyagoktól szennyeződésektől, oxidrétegtól való megtisztítása rendkívül bonyolult folyamat. Tisztításon a mindennapi életben általában szennyeződések eltávolítását értik, de hogy valami mikor szennyeződés, azt csak egy adott esetben lehet meghatározni. Az-alumínium és a könnyűfémek felületén mindig jelen levő oxidréteg már mint eltávozandó szennyeződés szerepel. Az ultrahangos tisztítás alapja a kavitációs jelenség. Ez nem más, mint a folyadékokban fellépő üregképződés (buborék), amely akkor kelekezik, ha az áramló folyadék nyomása, állandó hőmérséklet mellett,- egy kritikus érték alá süllyed. A képződő buborékok becsapódásának hatására, illetve a folyadékban fellépő feszültségek miatt szakadnak le a nagyobb felületű szeny- nyezódések a fémről. Ugyanakkor a gáz- és gőzbuborékok a szennyeződés és a felület közé is behatolva lefeszítik a tapadó szennyező réteget. Mivel a tisztítás folyadékban történik hatásfokát növeli, ha a tisztító közeg oldja a szennyeződést. Az ultrahangos tisztítás jelentőségét növeli, hogy a segítségével a legnagyobb tisztasági fok érhető el. Nagyon elterjedt a műszeriparban, ahol sok apró alkatrészt kell megtisztítani, de hasonlóan gazdaságos alkal-' mazása a kohászatban, és óriási előnye, hogy könnyen automatizálható. „HANGOS“ FÉMMEGMUNKÁLÁS Lényegében a dörzsölő és felaprózó hatás kihasználásán alapul az aktív ultrahangok alkalmazásának nem túl régi keletű felhasználási módja, az ultrahanggal való fúrás. A keményfémek gazdaságos megmunkálása különösen olyan esetekben nehéz, amikor nem egyszerű kör keresztmetszetet, hanem bonyolultabb alakot kell nagy pontossággal és felületi finomsággal kimunkálni. Az ultrahangos fúrás során a megmunkálást nagy amplitúdójú rezgésnek kitett csiszolószemcsék végzik, amelyek az anyagból minden egyes ütközéskor egy kis darabot leforgácsolnak. így lehetővé válik a rideg, nagyon kemény anyagok megmunkálása, s mivel a művelet során az anyagban lényeges hőmérsékletemelkedésre nem kerül sor, nem lépnek fel hó okozta feszültségek sem, mint például a szikraforgácsolásnál. Fontos ipari alkalmazási terület még az ultrahangos forrasztás és hegesztés is. Közismert, hogy a könnyűfémek hegesztése nagy nehézségekbe ütközik a felületükön képződő oxidréteg miatt. A hagyományos módon eltávolított oxidréteg másodpercek alatt újraképzödik és ez lehetetlenné teszi a forrasztást. Az ultrahangos hegesztésnél az ultrahang eltávolítja az oxidréteget és nagy nyomás következtében a felületeket megfolyatja és összehegesz- ti anélkül, hogy jelentősebb felmelegedés jelentkezne. A fent leírt technológiáknak rendkívül nagy szerepük van a modern mikroelektronikában, mivel lehetőséget adnak a nagyon vékony fémlemezek hegesztésére. Az aktív ultrahangnak a vegyi hatásai is jelentősek. Lényegesen meggyorsítják a vegyi folyamatokat, megváltoztatják az anyag szerkezetét. Ipari alkalmazása miatt megemlíthető az ultrahangos galvanizálás, a folyadékok gáztalanítása és az ötvözetek tökéletes összekeverése. GYÓGYÍTÁS HANGGAL Külön fejezetet érdemel az ultrahang orvosi alkalmazása. Nagyon fontos diagnosztikai eszköze a belgyógyászatnak, a szemészetnek, a szülészetnek és a neurológiának. Az anyagvizsgáló-defektoszkóp- műszerek elvén működő számítógépesített berendezések segítségével időben felismerhetők a rosszindulatú daganatok s egyéb elváltozások. A modern készülékekkel „metszet“ készíthető a test bármely részéről, az ultrahangos vizsgálati módszerek nagy előnye, hogy teljesen ártalmatlanok az emberi szervezetre. Ez nagyon fontos körülmény a szülészetben a magzat fejlődésének helyzetének nyomon követésében. Az utóbbi időben a szív, a máj, a vese, a tüdő, az epe vizsgálatára is készülnek ultrahangos diagnosztikai eszközök. Fontos szerepet játszik közvetlenül a gyógyításban is. Reumatikus megbetegedések, gerinctáji fájdalmak és egyes gyulladások esetén alkalmaztak ultrahangkezelést eredményesen. A vese- és epekövek szétroncsolhatók és eltávolíthatók a szervezetből műtét mélkül, ultrahang segítségével. Természetesen az alkalmazás más területeiről is szólni lehetne még. A fejlődés óriási, ha meggondoljuk, hogy még harminc évvel ezelőtt is, az ultrahangról mint kuriózumról beszéltek. Napjainkban az élet számos területén találkozhatunk vele és a tudományos kutatás eredményeképpen - más tudományokkal kölcsönhatásban - a technika és az ipari termelés újabb területeit teszi hatékonyabbá. A ROVARVILÁG GONDOS RABSZOLGATARTÓI A hangyák a rovarvilág rabszolgatartói - más rovarok, például levéltelek csordáit legeltetik a növényeken és fejik rendszeresen mézharmatjukat. Nemcsak védelmezik kedvenceiket, hanem gyakran búvóhelyet és építenek nekik, vagy megosztják veiül búvóhelyüket. NSZK- beli kutatók most megfigyelték: olyannyira kötődnek rabszolgáikhoz, hogy még akkor is magukkal viszik őket, amikor kirepülve új kolóniát alapítanak. A kutatók a Plagiolepis hangyák több törzsét tanulmányozták Görögország déli részén, egy fenyöerdőben. A hímek és a nőstények kirepültek és nászra a sziklákra telepedtek le. Valamennyi nőstény bíbortetvet vitt magával rágójában és párzás után kezdte beásni magát a talajba új telep alapítására. A hangyakirálynő azonnal magával vitte rabszolgáját is, nehogy utódai nélkülözzék a finom mézharmatot és a rabszolgahad együtt növekedjék az új kolóniával. SZILÁRD OXIGÉN Az amerikai Cornell egyetem kutatói megtalálták az első jeleket arra, hogy az oxigén szilárd fémmé alakítható rendkívül nagy nyomáson. Gyémántüllőt használva a kutatók rendkívül nagy, egészen 1,3 megabar nyomásnak tettek ki oxigénmintákat. (Egy megabar nyomás 980 ezer atmoszférával egyenlő. Az óceánok legmélyebb pontján 0,001 megabar, a Föld magjában pedig mintegy 3,6 megabar lehet a nyomás.) Egy megabar nyomást elérve az oxigénminta kezdte visszaverni az infravörös fényt, jellegzetes fémes csillogást vett fel. Még meg kell mérni az anyag villamos vezetését, hogy bizonyíthassák: valóban szilárd fémmé alakítható az oxigén. FENYŐVÉDELEM A GYÜMÖLCSFÁKNAK Fenyőfából vontak ki a gyümölcsfák kártevőit elriasztó anyagot a le- ningrádi fatechnológiai intézetben. A riasztószer hatásosan távol tartja a gyümölcsfáktól a nyulakat, amelyek nagy veszélyt jelentenek a fák kérgére. Minthogy a védőanyag vízben oldhatatlan, az eső nem mossa le a fákról. Fagyban is megőrzi hatását, amikor a télen kiéhezett rágcsálók gyakran megrágják a gyümölcsfákat, ugyanakkor teljesen ártalmatlan az állatokra és a környezetre. Nagy mennyiségben állítható elő a fakitermelés hulladékból, egyszerű berendezésekkel. (D) Ami a hangon túl van MAJTHÉNYI SZILVIA ét *
