В программе экспериментов шестого экипажа Международной космической станции (ноябрь 2002 - май 2003 года) был пункт, скорее напоминающий детскую игру: космонавты намеревались макать в мыльный раствор проволочные рамки разной формы и наблюдать, какие конфигурации принимает мыльная пленка. Они даже захватили с собой известную книгу Чарльза Бойса "Мыльные пузыри" (первое издание - 1911 год), неоднократно выходившую и в русском переводе.

Пленка воды с капельками красителей.

При осторожном слабом нагреве в пленке возникали конвекционные токи, выявленные на снимке красителями.

Ответственный за эксперимент американский астронавт Доналд Петти развел немного мыла из набора для бритья в дистиллированной воде (2,5%) и добавил 15% глицерина. Сделал из тонкой стальной проволоки круглую раздвижную петлю - чтобы ее легко можно было просунуть в узкогорлый сосуд с мыльным раствором, а затем вынуть и раздвинуть, растянув пленку и наблюдая на ней игру цветов интерференции. Но, чтобы не перемазать при неловком движении всю станцию мыльным раствором, астронавт решил сначала поупражняться на чистой воде.

К удивлению экспериментатора, на петле диаметром 53 миллиметра, обмокнутой в дистиллированную воду, осталась пленка воды! По сравнению с толщиной проволочки он оценил ее толщину примерно в 300 микрометров (около трети миллиметра), что значительно больше обычных мыльных пленок. По толщине и диаметру рассчитан объем водяной пленки - около 660 кубических миллиметров. Пленка воды оказалась очень прочной, выдерживала растяжение петли до диаметра 115 миллиметров, причем ее толщина уменьшалась до 60 микрометров (что толще обычных мыльных пленок раз в 50). На не слишком растянутую пленку диаметром до 70-80 миллиметров можно было дуть, при этом по ней бежали волны, но она не лопалась. Если водяную пленку не трогали, она держалась на петле до 12 часов.

Продолжив эксперименты, астронавт взял бутылочки с пищевыми красителями (спиртовые растворы), оставшимися на кухне от приготовления рождественского пирога, и нанес тонкой пипеткой по капле разных цветов на пленку. Капельки оставались круглыми разноцветными пятнами. Эти пятна можно было двигать, осторожно дуя на них через пипетку. Через несколько часов края цветных кружочков размылись, а затем красители постепенно перемешались в грязно-зеленый цвет. Ускорить расплывание капелек красителя можно было, осторожно нагревая пленку - даже лучом света от карманного фонарика. Тогда возникали конвекционные токи красителя.

В петлю можно было добавлять воду шприцем с тонкой иголкой. По мере добавления пленка раздувалась в двояковыпуклую линзу. Осторожно приложив к петле краешек бумажного полотенца, лишнюю воду можно было отсосать, но сделать при этом толщину пленки меньше исходных 300 микрометров не удавалось.

Вода обладает собственным поверхностным натяжением, но из-за силы тяжести в земных условиях, как правило, мы можем наблюдать его действие только в прозрачном сосуде с водоотталкивающими стенками, где вода чуть-чуть выпячивается, образуя мениск. На орбите поверхностное натяжение воды свободно проявляет себя.

Эксперименты с чистой водой оказались настолько захватывающими, что мыльный раствор решили отложить на следующие полеты. А интересно было бы проверить - вдруг в космосе можно и мыльные пузыри выдувать без всякого мыла?

№1, 2004