Текст книги "100 знаменитых изобретений"

Консервы

Еще в глубокой древности перед человечеством встал вопрос: что делать, чтобы пища не портилась как можно дольше? Сначала наши предки старались сохранить пищу для себя и для своего племени. Потом, по прошествии времени, стали делать запасы для снаряжения армий или экспедиций.

Самый древний способ сохранения продуктов – сушка. У североамериканских индейцев, например, существовало блюдо под названием «пеммикан». Его изготавливали из высушенного на солнце мяса, растертого между камнями, с добавлением различных приправ. Эту смесь прессовали и хранили в кожаных мешках.

Другой способ – охлаждение. На острове Крит найдены развалины древнего храма, построенного во втором тысячелетии до нашей эры. В глубоких и всегда холодных подземных галереях дворца были обнаружены большие глиняные кувшины, в которых хранили пищу.

Позднее люди заметили, что продукты лучше сохраняются, если хорошо просолены или прокопчены. Потом изобрели маринование и квашение. В тех местах, где позволял климат, пищу замораживали.

Сушение, копчение, квашение, маринование, соление продуктов применялось для предохранения от порчи и перевозок на большие расстояния. Но поиски способов сохранения продуктов продолжались. Это имело большое значение для путешественников, купцов, военных.

В начале XIX в. было сделано изобретение, в корне изменившее представление человечества о сроках хранения продуктов, значительно упростившее жизнь профессиональных поваров и обычных домохозяек всего мира. Речь идет об изобретении консервов.

Еще в конце XVIII в. в революционной Франции был объявлен конкурс на лучший способ хранения продуктов. Во время походов Наполеон Бонапарт столкнулся с проблемой обеспечения армии провиантом. Полностью решить этот вопрос за счет населения покоренных областей удавалось далеко не всегда, а везти припасы с собой не имело смысла: они бы испортились в пути.

Решил эту проблему поставщик двора Наполеона известный парижский кулинар Николя Франсуа Аппер. Однажды он представил на суд императора жареную баранью ногу, кашу с тушеной свининой и компот из персиков, запаянные в герметичные банки примерно три месяца назад.

Блюда не отличались отменным вкусом, но были вполне качественны и съедобны.

Аппер назвал свое изобретение консервами – от латинского conservo — сохранять. Говорят, что Аппера подвигнуло на изобретение интересное наблюдение: прокипяченные, плотно закрытые бутылки с соком долго не портятся. По другим данным, он воспользовался опытами некоего итальянца.

Бонапарт распорядился выделить Апперу солидные средства для продолжения опытов.

Изобретение консервов спасало наполеоновскую армию в многочисленных походах. Благодаря наполеоновским войнам, консервы Николя Аппера стали известны по всей Европе. Вскоре автор изобретения получил от французского правительства титул «Благодетель человечества» вместе с солидной денежной премией и красивой памятной медалью.

Позже предприимчивый француз открыл на одной из парижских улиц магазин «Разная снедь в бутылках и коробках», где продавались продукты в запаянных и герметично закрытых бутылках. При магазине действовала небольшая фабрика по производству консервированных продуктов.

Впоследствии Аппер продал свое дело в Париже и основал консервную империю «Аппер и сыновья». Дело его жизни ширилось и развивалось, народ все охотнее покупал мясные, рыбные и плодоовощные консервы, изготовляемые сетью его фабрик по всей Европе.

Помимо предпринимательской деятельности, Аппер написал книгу «Искусство консервирования растительных и животных субстанций на долголетний период».

На Лондонской выставке в 1857 году были опробованы консервы, изготовленные Аппером еще в 1812 году для Наполеона, и признаны вполне съедобными.

Консервирование, не получившее поначалу во Франции признания, было оценено в Англии. Английский механик Питер Дюран первым начал делать консервные банки из пищевой жести. Поначалу это были очень неуклюжие жестянки, сделанные вручную, с неудобной крышкой. Англичане взяли патент на производство консервов по методу Аппера и с 1826 года снабжали свою армию мясными консервами. Правда, для вскрытия таких банок солдатам были нужны молоток и долото.

Эстафету производства консервов подхватили американцы. Они усовершенствовали жестяные банки, и с 1819 года стали выпускать консервы из тунца, омаров и устриц. Позднее стали консервировать и фрукты. Дело у американских фабрикантов шло превосходно: покупатели приняли новинку с удовольствием. Появились заводы по производству консервных банок. Спустя почти 40 лет после начала производства консервов в США, в 1860 году, там была изобретена такая незаменимая в хозяйстве вещь, как консервный нож.

В России первый консервный завод появился в 1870 году. Основным заказчиком была армия. В Петербурге выпускали пять видов консервов: жареную говядину (или баранину), рагу, кашу, мясо с горохом и гороховую похлебку.

Помимо вышеперечисленных методов, в XIX в. консервирование стали осуществлять также при помощи сахара. Высокая концентрация сахара в растворе (не менее 60–65 %) из-за высокого осмотического давления делает невозможным поглощение микробами питательных веществ и подвергает микробные клетки сильному обезвоживанию. Такой способ применяют для консервирования фруктов (изготовление повидла, варенья, джема, желе).

Научное обоснование процессы консервирования по методу Аппера получили в 1857 г. Малоизвестный в то время французский ученый Луи Пастер выступил на конференции Общества естествоиспытателей с докладом о том, что в природе существуют невидимые глазу существа – микробы, которые вызывают процесс гниения, что и приводит к порче продуктов.

Жизнедеятельность микроорганизмов проявляется лишь при наличии определенного температурного режима, достаточной влажности, при отсутствии антибиотических веществ в продукте, наличии или отсутствии кислорода. Если эти условия нарушены, микроорганизмы погибают. Это положение и является основным принципом, на котором базируются методы консервирования – пастеризация и стерилизация.

В настоящее время выпускают следующие виды консервов:

– мясные: натуральные (тушеная говядина, свинина, баранина, отварная птица); кулинарно обработанные птицепродукты и мясо; паштеты, гуляш, бефстроганов; консервированные колбасы, колбасные фарши, сосиски; субпродукты (почки, мозги, рубец);

– мясорастительные: мясо с горохом, фасолью, чечевицей, крупяными и макаронными изделиями;

– молочные консервы: сгущенные молочные продукты (молоко, сливки, снятое молоко), стерилизованное сгущенное молоко без сахара;

– рыбные консервы: натуральные (лососевые, осетровые, из морепродуктов – крабов, креветок, мидий, кальмаров в собственном соку), из рыбы, обжаренной в томатном соусе или масле, из копченой рыбы. Все виды рыбных консервов подвергают стерилизации. Помимо консервов из рыбы изготовляют пресервы – рыбные консервы, не подвергающиеся стерилизации из рыбы пряного посола в различных острых заливках;

– овощные консервы: натуральные (морковь, свекла, зеленый горошек, томаты, огурцы и др.), соки – морковный, томатный, свекольный, томатопродукты (паста, пюре, соусы), закусочные (фаршированные, нарезанные овощи, голубцы, овощная икра), готовые блюда (борщи, супы, солянки, рагу), маринованные и квашеные овощи, грибные консервы;

– фруктовые консервы: натуральные, компоты из свежих плодов с сахаром, стерилизованные пюре, соки, варенье, джемы, желе, сиропы.

Консервы расфасовывают и герметически упаковывают в металлическую (жестяную, алюминиевую), стеклянную и полимерную тару.

Благодаря различным видам консервирования стало возможным хранение продуктов в течение длительного времени, их перевозка на большие расстояния в места, где они востребованы.

Космический корабль

Космический корабль – это летательный аппарат, предназначенный для полета людей или перевозки грузов в космическом пространстве.

О кораблях для перевозки грузов по околоземной орбите было рассказано в статье «Искусственный спутник Земли». В данной статье пойдет речь об аппаратах, предназначенных для полета людей в космос, а также об аппаратах для полетов за пределы земной орбиты к другим планетам Солнечной системы.

2 января 1959 г. на Луну была запущена советская автоматическая межпланетная станция «Луна-1». Впервые искусственному телу, созданному на Земле, была сообщена вторая космическая скорость, равная 11,2 км/с. Этой скорости достигла последняя ступень многоступенчатой ракеты, которая по заданной программе вышла на траекторию движения по направлению к Луне. Последняя ступень ракеты весила 1472 кг без топлива и была оборудована контейнером с научной аппаратурой общим весом 361,3 кг. На АМС размещалась радиоаппаратура, телеметрическая система, приборы для исследования межпланетного пространства. На последней ступени ракеты была установлена аппаратура для образования искусственной кометы.

Расчеты элементов траектории движения осуществлялись на электронно-вычислительных машинах по данным измерений, автоматически поступавшим в координационно-вычислительный центр. Ракета прошла на расстоянии 5 тыс. км от Луны и стала спутником Солнца – первой искусственной планетой солнечной системы. Ее максимальная удаленность от Солнца, афелий, составляла 197,2 млн км, минимальная, перигелий, 146,4 млн км.

Проведенные в ходе полета измерения дали новые сведения о радиационном поясе Земли и космическом пространстве. В мировой печати «Луна-1» получила название «Мечта».

Спустя два месяца, 3 марта, США после ряда попыток с помощью ракетной системы «Юнона-2» запустили космическую ракету «Пионер-4», которая прошла на расстоянии почти 60 тыс. км от Луны.

11 марта 1960 г. в США с помощью 3-ступенчатой ракеты типа «Тор-Эйбл» был запущен другой спутник Солнца – «Пионер-5» с полезным весом 42 кг.

12 сентября 1959 г. в СССР была запущена автоматическая межпланетная станция «Луна-2», которая впервые достигла поверхности Луны. Ставилась задача – исследование космического пространства при полете к Луне. Последняя ступень ракеты, двигаясь к Луне, превысила вторую космическую скорость. Последняя ступень ракеты представляла собой управляемую ракету весом 1511 кг (без топлива), которая несла контейнер с научной аппаратурой. 14 сентября 1959 г. в 0 ч 2 мин 24 с по московскому времени «Луна-2» вместе с последней ступенью ракеты – носителя достигли поверхности Луны восточнее моря Ясности вблизи кратеров Аристид, Архимед и Автолик.

Для такого полета потребовалось создание высокосовершенной многоступенчатой ракеты, мощных ракетных двигателей, работающих на высококалорийном топливе, высокоточной системы управления полетом ракеты, автоматического измерительного комплекса на Земле для прослеживания полета ракеты и т. п.

Производившиеся при полете исследования показали, например, что Луна не имеет сколько-нибудь заметного магнитного поля.

4 октября 1959 г. был произведен запуск советской космической ракеты, которая вывела на орбиту автоматическую межпланетную станцию «Луна-3». Ее вес достигал 278,5 кг. На борту АМС находились радиотехнические и телеметрические системы, фототелевизионная система с автоматической обработкой пленки на борту, комплекс научной аппаратуры, системы ориентации относительно Солнца и Луны, солнечные батареи, система терморегулирования.

Последняя ступень ракеты-носителя вывела АМС «Луна-3» на окололунную орбиту. Огибая Луну, станция прошла на расстоянии 6200 км от ее поверхности. 7 октября 1959 г. с ее борта была проведена съемка обратной поверхности Луны. После обработки пленки на борту полученные изображения были переданы телевизионной системой на Землю.

После облета Луны «Луна-3» перешла на орбиту искусственного спутника Земли и, совершив 11 оборотов вокруг Земли, прекратила свое существование, сгорев в плотных слоях атмосферы.

12 февраля 1961 г. усовершенствованной многоступенчатой ракетой был выведен на орбиту тяжелый искусственный спутник Земли, и в тот же день с него стартовала управляемая космическая ракета, которая вывела автоматическую межпланетную станцию «Венера-1» на траекторию Венеры. Вес АМС составил 643,5 кг. На ее борту находилась научная аппаратура для проведения исследований космического излучения, магнитных полей, межпланетного вещества и регистрации соударений с микрометеоритами. Скорость полета АМС в начале выведения ее на траекторию к Венере превышала величину второй космической скорости.

19–20 мая 1961 г. «Венера-1» прошла на расстоянии около 100 000 км от Венеры и вышла на орбиту спутника Солнца.

Параллельно с полетами автоматических межпланетных станций шла подготовка к полету в космос человека. Еще в 1951 г. высотный полет в герметическом контейнере, размещенном в головной части геофизической ракеты В-1А, созданной в КБ Королева, поднялись собаки Дезик и Цыган. Они благополучно вернулись на Землю. После этого запускали мух-дрозофил, мышей, крыс, морских свинок. Эти полеты давали возможность проводить анализ состояния живого организма в условиях ракетного полета.

В ходе этих экспериментов опробовались различные способы возвращения животных на землю: вместе с герметичным контейнером, а также в высотном скафандре с прозрачным гермошлемом на парашюте отдельно от контейнера.

На втором искусственном спутнике Земли на околоземную орбиту отправилась собака Лайка. Во время полета велось наблюдение за состоянием животного.

11 января 1960 г. было принято решение о создании отряда космонавтов. Позже он стал называться Центром подготовки космонавтов. В первом составе отряда были Юрий Гагарин, Герман Титов, Павел Попович и другие летчики, впоследствии ставшие космонавтами. Первое занятие космонавтов состоялось 14 марта 1960 г. в Москве.

В том же году в Казахстане начались испытания парашютной системы космического корабля «Восток».

В мае 1960 г. состоялся первый запуск корабля «Восток» с системой ориентации и тормозной двигательной установкой. В результате отказа инфракрасной установки корабль вместо торможения стал разгоняться и перешел на более высокую орбиту.

19 августа 1960 г. на орбиту вышел второй корабль-спутник, на борту которого находились собаки Белка и Стрелка, а также крысы, мыши и дрозофилы. На следующий день корабль приземлился в заданном районе.

1 декабря 1960 г. был запущен третий корабль, на котором находились собаки Пчелка и Мушка. Спускаемый корабль, в котором они находились, сорвался на нерасчетную траекторию и погиб.

В это же время на мысе Канаверал во Флориде американцы проводили запуски капсул «Меркурий». Летом 1960 г. ракета взорвалась спустя 65 секунд после старта. В ноябре 1960 г. капсула не отделилась от ракеты и вместе с ней упала в океан. Спустя две недели произошел пожар ракеты на старте.

31 января 1961 г. была запущена капсула, в которой находился шимпанзе Хэм. Он был натренирован нажимать на кнопки и рычаги, реагируя на световые сигналы, в случае неудачи получая удары током. В ходе полета произошел аварийный разгон носителя, что привело к 18-кратным перегрузкам. Автоматика вышла из строя, и Хэм постоянно получал удары током. Капсула приводнилась в 130 милях от заданной точки.

9 марта 1961 г. был запущен 4-й корабль-спутник. В его пилотском кресле сидел манекен – усредненное чучело человека. Его называли «Иван Иванович». Вместе с ним полетела собака Чернушка. После 88 минут полета корабль благополучно приземлился.

Последней репетицией полета стал запуск 25 марта 5-го спутника с очередным «Иваном Ивановичем» и собакой Звездочкой.

После этого было принято решение о старте человека.

5 апреля на космодром Байконур в Казахстане прилетел начальник Центра подготовки космонавтов Н. П. Каманин и с ним 6 кандидатов. У трапа их встретил Королев и сообщил, что полет состоится 10–12 апреля.

На заседании Государственной комиссии рассматривались две кандидатуры – Гагарина и Титова. Был утвержден Гагарин. 11 апреля он приехал на старт для встречи с сотрудниками космического комплекса. Вместе с Титовым и Каманиным Гагарин попробовал космическую пищу в тюбиках. Затем он был вызван на инструктаж.

12 апреля 1961 г. Гагарин приехал на космодром и после доклада председателю Государственной комиссии занял место в кабине «Востока». В 9 ч 07 мин «Восток» с первым в мире космонавтом на борту поднялся в космос. Космический корабль вышел на орбиту с максимальным удалением от Земли 327 км. Период его обращения вокруг Земли составлял 89,1 мин, наибольшая скорость полета достигала 28 000 км/ч. Общая мощность двигателей ракеты-носителя была 20 млн л. с. После облета земного шара в 10 ч 25 мин была включена тормозная двигательная установка, и корабль стал снижаться с орбиты для приземления. В 10 ч 55 мин корабль совершил посадку в Саратовской области.

Космический корабль «Восток» состоял из двух основных отсеков: сферического спускаемого аппарата и приборного отсека.

Спускаемый аппарат с кабиной космонавта был выполнен в форме шара диаметром 2,3 м и массой 2,4 т.

В корпусе кабины космонавта имелись 3 иллюминатора с жаропрочными стеклами. Система жизнеобеспечения поддерживала в кабине нормальное давление, химический состав атмосферы, температуру и влажность. Запас воды, пищи и регенерационных веществ был рассчитан на 10 суток. Для дополнительной страховки в полете использовался специальный скафандр.

Кресло космонавта обеспечивало безопасность человека в полете и при воздействии перегрузок. В его корпусе были смонтированы система вентиляции скафандра, катапультные и пиротехнические устройства, парашютные системы, аварийный запас, включающий пищу и воду, спасательные и сигнальные устройства, которые могли использоваться после посадки.

На корабле также были аппаратура для контроля работы систем и управления кораблем, радиоаппаратура для связи с Землей, автоматическая регистрация данных о работе приборов, радиотелеметрическая система, аппаратура контроля состояния космонавта, система ориентации, радиосистема для измерения параметров орбиты, система приземления, оптическое устройство «Взор» для ручной ориентации, телевизионная аппаратура, тормозная двигательная установка.

Для управления кораблем в кабине был пульт с приборной доской и ручка с блоком управления. Космонавт мог определять проекцию своего местоположения на поверхности Земли при помощи миниатюрного глобуса Земли, расположенного на приборной доске.

Для схода корабля с орбиты и посадки использовалась тормозная двигательная и парашютная системы. Первая использовалась для схода корабля с орбиты, вторая – для торможения на заключительном этапе спуска и посадки.

Это было началом эпохи пилотируемых космических полетов.

5 мая 1961 г. американский астронавт А. Шеппард совершил суборбитальный полет по баллистической траектории на высоте 195 км длительностью 15 мин. Он приземлился в 500 км от старта. 21 июля 1961 г. такой же полет совершил В. Гриссом.

6 августа 1961 г. в Советском Союзе был произведен запуск в космос космического корабля «Восток-2», который пилотировался Г. С. Титовым. Этот полет продолжался 25 ч 18 мин. Космический корабль пролетел свыше 700 тыс. км, совершив более 17 оборотов вокруг Земли. Полет Г. С. Титова доказал возможность длительного пребывания человека в космическом пространстве.

20 февраля 1962 г. американец Дж. Гленн на корабле «Меркурий» совершил орбитальный полет.

11 и 12 августа 1962 г. на орбиту были выведены корабли «Восток-3» (космонавт А. Г. Николаев) и «Восток-4» (космонавт П. Р. Попович). Они совершили первый групповой полет, в ходе которого минимальное расстояние между кораблями составляло около 5 км. Между ними была проведена радиосвязь. Впервые осуществлялась прямая телетрансляция из космоса.

16 июня 1963 г. в космос поднялся корабль «Восток-6», который пилотировала первая женщина – космонавт Валентина Терешкова. Она пробыла в космосе 3 суток и приземлилась 19 июня.

В этот же день, 19 июня, советская автоматическая межпланетная станция «Марс-1», запущенная 1 ноября 1962 г., пролетела возле Марса.

12 октября 1964 г. корабль «Восход» доставил на орбиту сразу троих космонавтов – В. М. Комарова, К. П. Феоктистова и Б. Б. Егорова. Они находились в корабле без скафандров, в обычной одежде.

Многоместный корабль «Восход» весил 5,32 т и состоял из кабины, приборного отсека и мог оснащаться шлюзовой камерой. Тормозные установки и система приземления были сдублированы. Управление кораблем и посадка могли осуществляться автоматически и вручную.

18 марта 1965 г. во время полета «Восхода-2» А. А. Леонов совершил первый выход в открытый космос, продолжавшийся 20 мин.

1967 год открыл счет погибшим космонавтам. 27 января во время пожара на стартовой площадке в корабле «Аполлон» сгорели В. Гриссом, Э. Уайт и Р. Чаффи. Всему виной стала ватка, пропитанная спиртом, попавшая на открытую спираль обогревателя. Быстрому распространению огня способствовала атмосфера из чистого кислорода, применявшаяся на американских кораблях.

24 апреля при испытании нового корабля «Союз-1» во время посадки из-за сбоев в работе парашютной системы погиб В. М. Комаров.

В конце 1960-х годов начались пилотированные полеты к Луне. 24 декабря 1968 г. на окололунную орбиту вышел американский «Аполлон-8». 20 июля 1969 г. первую посадку на Луну осуществил «Аполлон-11» с Н. Армстронгом и Э. Олдриным.

17 ноября 1970 г. на Луну был доставлен «Луноход-1», управлявшийся радиосигналом с Земли. За 11 лунных суток он прошел 10,5 км в районе Моря Дождей.

В 1971 г. на орбиту была выведена первая орбитальная станция «Салют». Через 4 дня после запуска станция состыковалась с кораблем «Союз-10».

«Салют» состоял из 3 отсеков: переходного, рабочего и агрегатного.

Переходной отсек являлся одним из жилых отсеков станции. Он предназначался для проведения научных экспериментов. В его состав входил стыковочный узел для соединения с транспортным космическим кораблем, перехода космонавтов и переноса грузов. Внутри отсека находились система терморегулирования и жизнеобеспечения, научная аппаратура, пульты управления. Снаружи были установлены солнечные батареи, антенны, баллоны со сжатым воздухом, звездный телескоп и другие приборы.

Рабочий отсек был самым большим на станции. Он располагался в ее средней части и служил для работы и отдыха космонавтов. В нем находились основные приборы и агрегаты системы управления станцией, системы жизнеобеспечения, аппаратура радиосвязи, запасы воды и пищи, научная аппаратура.

В нем космонавты управляли станцией, проводили исследования, отдыхали. В передней части этого отсека располагался центральный пост управления станцией с пультами пилота, пультом управления бортовой ЭВМ и другими системами управления.

В рабочем отсеке находились другие посты для наблюдения поверхности Земли, для проведения медико-биологических экспериментов и работы с навигационной аппаратурой. Всего в рабочем отсеке было 15 иллюминаторов для ориентации, фотографирования и визуальных наблюдений.

В рабочем отсеке поддерживалось нормальное атмосферное давление, влажность и температура. На его наружной части располагалась часть научной аппаратуры, антенны и датчики системы ориентации, панели радиаторов системы терморегулирования, антенны связи и телерадиометрии.

Корпус рабочего отсека состоял из двух цилиндрических оболочек: верхней, примыкающей к переходному отсеку, и нижней. Они соединялись друг с другом конической обечайкой.

Агрегатный отсек состоял из отсека двигательных установок, корректирующей двигательной установки, отсека двигателей ориентации, защитных экранов двигательной установки и системы исполнительных органов.

12 апреля 1981 г. был запущен первый корабль многоразового использования «Колумбия» по программе «Спэйс Шаттл».

В рамках данной статьи можно лишь коротко рассказать об основных этапах исследования космоса при помощи космических аппаратов. Со времени запусков первых кораблей на Луну и полета Ю. Гагарина не прошло и полувека. И все же эта история насчитывает немало героических, драматических и трагических страниц.