Чёрную дыру называют «космический пылесос», но что будет если взять самый обычный бытовой пылесос и попробовать включить его в открытом космосе? Будет ли он работать?
Будет ли работать пылесос в космосе?
Если мы хотим включить пылесос в открытом космическом пространстве, в первую очередь нам потребуется найти источник питания для прибора — бытовую розетку.
Один из вариантов — использовать пылесос с собственной батареей или подключать его к аккумуляторной станции. Варианты наподобие «подключиться через адаптер к нейтронной звезде» или «использовать солнечные батареи» мы не рассматриваем из-за их фантастичности. Но, допустим, мы взяли пылесос со встроенной батареей, далее дело за малым — узнать, что будет с пылесосом, если единственное, что остаётся — нажать кнопку включения.
Будет ли работать пылесос в космосе?
Мы нажали кнопку включения пылесоса и… скорее всего, ничего или практически ничего не произошло. Дело в том, что космос — это наиболее близкое представление идеального вакуума, то есть места, в котором совершенно нет ни воздуха, ни газов — пустота. Это известно многим со школьных курсов физики.
Но на самом деле это не совсем правда, космос имеет некоторое количество газов и определённое давление, просто концентрация газов невероятно мала по сравнению с атмосферой Земли, а давление настолько мало, что им можно пренебречь, посчитав его за ноль.
То есть, говоря с технической точки зрения мы можем включить пылесос и заставить его работать в космосе, но сперва нужно понять, как он работает.
Главные характеристики пылесоса — разрежение (вакуум) и расход воздуха (л/с). Эти параметры должны быть указаны в характеристиках прибора. Наибольшее разрежение мы получим, если расход воздуха составит 0 л/с, а наибольший расход воздуха — если разрежение будет равно 0 бар.
Максимальная сила всасывания пылесоса достигается при оптимальном соотношении двух показателей. Также на эффективность всасывания влияет размера отверстия, через которое проходит воздух: с увеличением отверстия увеличивается расход воздуха, но уменьшается разрежение.
В отличие от космоса на Земле есть атмосфера
А теперь представьте эффективность пылесоса при разрежении в 0,000000000000000001 бар — такие величины для космоса являются нормой. При этом на Земле разрежение составляет примерно 1,01325 бар. То есть формально пылесос будет работать и даже будет что-то собирать, но крайне неэффективно и едва ли мы это сможем увидеть.
Другая сложность уборки пылесосом в космосе — перегрев устройства. В зависимости от освещённости и удалённости от Солнца температура варьируется, но, например, на теневой стороне МКС температура может составлять -157 градусов по шкале Цельсия. Когда на станцию светит солнце, её оболочка может разогреваться до 121 °C. Мотор пылесоса очень легко может переохладиться или наоборот — перегреться.
Кроме того пылесос может начать громко гудеть, как, например, если вы перекроете его входное отверстие, из-за чего возрастёт сопротивление работе мотора, и он может не выдержать нагрузки. Дома вы бы распознали проблему по характерному громкому шуму, но в космосе нет звуков.
Пылесос, затерянный среди космических туманностей
Пылесос создаёт разницу между давлением воздуха снаружи и его частью, попавшей внутрь прибора. Внутри пылесоса давление ниже, чем вокруг, за счёт этого воздух всасывается внутрь, а пыль и грязь оседают на фильтрах и в мешке. Для работы пылесосу нужен газ, которого практически нет в космосе. Поэтому даже если у вас получится поймать одинокие частицы газа, эффекта от их всасывания не увидите.
Но как же пояс астероидов, например? В нём наверняка есть много маленьких частиц, которые можно поймать пылесосом. Да, частицы есть в большом количестве, но не стоит забывать, что «плавают» они в почти абсолютной пустоте. Вы не сможете их собрать, попросту потому, что вокруг них нчиего нет.
Пылесос на Луне, Марсе, на МКС, под водой или в горах
Те же выкладки применимы и к использованию пылесоса на Луне или Марсе. Эти космические тела не имеют атмосферы (Луна) или она очень разряжена (Марс). Образцы грунта с Луны доставляют на Землю при помощи буровых установок именно потому, что пылесос там не работает. Образцы с Марса пока не были доставлены на Землю, но ни один анализ марсианской почвы, проводимый марсоходами, не использовал пылесос, потому что это неэффективно.
Астронавт Трейси Дайсон использует пылесос на МКС
Что до использования пылесоса на МКС, космических челноках и прочих объектах с некоторой атмосферой, то здесь почти нет ограничений благодаря наличию той самой атмосферы. Эффективность прибора будет пониже, чем на Земле, но работать он всё равно будет.
Интересно, что пылесосы используются часто под водой. Например, чтобы убрать со дна грязный грунт или при археологических раскопках. Потому что вода практически заменяет воздух, это среда, которая всасывается вакуумом.
И напоследок самое интересное открытие — пылесос в горах. Как известно, чем выше мы поднимаемся, тем сложнее дышать из-за разрежённости атмосферы. Это значит, что на высоте нескольких километров воздуха значительно меньше, поэтому, например, если бы жители горного Тибета захотели воспользоваться пылесосом, они бы смогли, но вскоре бы бросили это занятие из-за слабой эффективности прибора.
Использование пылесоса в космосе не имеет никакого смысла, кроме исключительно научно-познавательного. Неэффективно, непрактично, зато очень весело и помогает узнать новое об окружающем нас мире.
В телеграм-канале публикую чаще, больше и разнообразнее: t.me/grolchannel
