В погоне за научными открытиями исследователи готовы работать в самых экстремальных условиях. Сегодня лаборатории располагаются не только в университетских кампусах, но и на дне океанов, в вечной мерзлоте и даже на орбите Земли.
4. Исследовательский центр энергии океана FloWave Эдинбургского университета: как создать океан в лаборатории
Как вы представляете научную лабораторию? В большинстве случаев это будут пробирки, колбы и микроскопы. Однако в Эдинбургском университете все по-другому.
Фактически это самый совершенный в мире симулятор океана. В испытательном бассейне диаметром 25 м создаются обычные и сложные океанские явления, например, разнонаправленные ветровые волны, которые, хотя и возникают по воле ветра, но не всегда совпадают с его направлением, а также океанские зыби и приливные течения.
Он может генерировать волны высотой до 1 м в любом направлении и течение под ними со скоростью 1 м в секунду. А масштабирование позволяет моделировать 28-метровые волны и течения скоростью до 14 узлов.
Проект создан для тестирования энергетических установок на открытой воде, да и любое морское оборудование может здесь пройти испытания. В этой лаборатории исследования займут несколько дней или недель, в то время как в океане могут затянуться на месяцы или годы.
3. Смитсоновский институт тропических исследований (STRI): единение с природой
Эта лаборатория ― практически нетронутые цивилизацией тропические леса Панамы. То, что начиналось с небольшой деревенской станции на острове Барро-Колорадо, теперь имеет девять полевых станций, шесть лабораторий и ежегодно принимает около 1200 приглашенных ученых и студентов.
Большинство штатных ученых STRI постоянно живут в исследовательских центрах и имеют возможность изучать прошлое, настоящее и будущее тропической флоры и фауны и проводить полевые эксперименты. Здесь трудятся антропологи, экологи, этологи, эволюционные биологи, палеонтологи и физиологи.
В Панаме насчитывается более 10 тыс. видов растений, в том числе 1500 видов деревьев, 972 вида птиц, в том числе многие южноамериканские, которые не распространяются дальше на север, и 1778 видов морских рыб. Принимая во внимание небольшую площадь (78200 км²) биологическое разнообразие Панамы, пожалуй, не имеет себе равных.
Ежегодно STRI проводит 10−15 университетских полевых курсов, в которых участвуют такие гиганты, как Принстон, Макгилл, Йель, Гарвард, Кембридж, Дартмутский колледж и Университет Вермонта. В полевых исследованиях принимают участие и панамские студенты различных ступеней — от бакалавриата, магистратуры и аспирантуры до постдокторантов и старших исследователей.
2. Aquarius Science Laboratories: настоящее подводное царство
Глядя на эту лабораторию, невольно вспоминается «Наутилус» капитана Немо. Но это не научная фантастика, такая станция действительно существует. Она расположена почти в 9 км от Ки-Ларго, штат Флорида, на глубине 19 м. Рядом находится живой коралловый риф.
На сегодняшний день «Аквариус» — единственная в мире действующая подводная лаборатория. Это стальной цилиндр, диаметр которого 3 м, а длина 14 м. Состоит он из трех отсеков. Главный ― достаточно прочный, чтобы выдерживать внешнее давление под водой, а внутри поддерживать нормальное для человека давление, равное атмосферному. Шлюзовая камера предназначена для ожидания персонала перед выходом в глубины. Это необходимо, чтобы выровнять давление между нормальным внутри и высоким снаружи. И, наконец, так называемая «мокрая палуба», с которой исследователи и отправляются в океанские глубины. Ко дну лабораторию крепит опорная плита, а на поверхности плавает буй, через который внутрь закачивается воздух.
Собственно, идея создания «Аквариуса» и состояла в том, чтобы позволить ученым работать здесь неделями, периодически погружаясь. Несмотря на удаленность от цивилизации и от земли, здесь вполне современное техническое оснащение: компьютеры, интернет, телефоны, радио, оборудование для видеосвязи.
На «Аквариусе» даже проходят симуляции космических миссий и тренировки по выживанию в экстремальных условиях. Такие подводные приключения устраивает астронавтам NASA, и длятся они около 10 дней.
1. Международная космическая станция: целый мир на орбите
Несмотря на всю уникальность мировых исследовательских станций, есть, пожалуй, бесспорный победитель в номинации «необычная лаборатория». Самая большая из когда-либо построенных космических станций поддерживается совместными усилиями NASA (США), Роскосмоса (Россия), EKA (Европа), JAXA (Япония), CSA (Канада).
МКС находится на орбите Земли на средней высоте 400 км и совершает 15,5 оборота в день вокруг нашей планеты. Прибывающие космические корабли стыкуются с помощью восьми причальных портов. Большие солнечные батареи и радиаторы соединены с герметичными модулями, в которых живут космонавты и проводят свои исследования в области астробиологии, астрономии, метеорологии, космической погоды, материаловедения, медицины. Кроме того, на МКС тестируются системы космических аппаратов, предназначенных для дальних миссий на Марс и Луну.
Даже земные студенты получают возможность участвовать в образовательных демонстрациях и экспериментах, разработанных ими самими. Все это организуется с помощью видеосвязи и электронной почты.
Сборка комплекса началась в 1998 году и продолжается по сей день, так как станция постоянно развивается. Ее длина 109 м, а масса 419,7 тыс. кг. Кроме исследовательских помещений, здесь расположены спальные места, две ванные комнаты, тренажерный зал и смотровой купол с обзором 360°.
