Вам, земляне(Издание второе, переработанное)

Зигель Феликс Юрьевич

Тем не менее, используя земные ресурсы, надо твердо помнить, что многие из них (например, залежи нефти и ценных металлов) невозобновляемы. Во всяком случае, мы пока не знаем, как их получать из других, менее ценных веществ, если даже такой процесс технически возможен. Лишь атмосфера, гидросфера и биосфера демонстрируют нам постоянное самовозобновление в тех природных циклах, которые совершаются с самого начала геологической истории.

Но и возможности «возобновимых» ресурсов мы не должны переоценивать. Засорение среды, все еще пока продолжающееся в огромных масштабах, ведет к истреблению биосферы и даже угрожает дальнейшему существованию человечества. Биосфера до появления человека также создавала

свои «отбросы», но эти «отходы» жизни снова вовлекались ею в казалось бы вечный круговорот. То, что нам теперь кажется идеалом (отходы одного производства— сырье для другого), давно уже осуществлялось в природе. Но «синтетика», новые искусственные минералы, которые создает человек, не усваиваются биосферой и не вовлекаются ею в вихрь жизни. Вот почему в сегодняшней ситуации говорить о возобновимых ресурсах трудно.

Разработка недр Земли должна сочетаться с интенсивной борьбой с загрязнением среды. В нашей стране достигнуты серьезные успехи в бурении. Используются новые машины для проходки тоннелей и выработки угольных пластов. В будущем «сверлении» земной коры предполагается использовать и ультразвук, и высокочастотные токи. Существуют разработки совершенных подземоходов, этих технических «кротов», которые сообщают с помощью автоматики тем, кто управляет ими с поверхности, о богатствах подземного мира.

Трудно сказать, как скоро мы «разработаем» всю земную кору и «примемся» за мантию или даже ядро — технические трудности на этом пути колоссальны. Но не видно принципиальных причин, мешающих глубинному освоению Земли.

Когда истощатся рудные запасы нашей планеты, человечество, вероятно, перейдет к использованию обычных горных пород. Это логично — ведь в 100 тоннах магматической горной породы, например гранита, содержится в среднем 8 тонн алюминия, 8 тонн железа, 0,5 тонны титана и многие другие ценные вещества.

А богатства океана, в каждом кубическом километре которого находится 38 тонн твердого вещества! Из них 30 тонн составляет поваренная соль, а остальные 8 тонн приходятся на ценные элементы (например магний — 4,5 тонны). Земные океаны содержат 10¹⁷ тонн водорода и 10¹³ тонн дейтерия — сырья для атомных и термоядерных установок.

Термоядерная энергия кажется нам панацеей. И в самом деле, солнечную энергию мы использовать эффективно пока не умеем, а остальные виды энергии (включая энергию воды, ветра и вулканов) явно не обеспечат энергетических нужд человечества. Использование нефти и угля в качестве топлива заставляет вспомнить знаменитое замечание Д. И. Менделеева: «Можно топить печь и ассигнациями!»

Но так ли хороша термоядерная энергия, как иногда об этом пишут? Да, энергии при термоядерном синтезе можно получить много, во всяком случае достаточно для человечества «на первое время». Но производство этой энергии «грязное» и опасное. Оно и останется таковым, пока не будут найдены (если это возможно!) способы обезвреживания ядерных «отходов». Предложение об атомных «свалках» на Луне вряд ли подходящее— ведь Космос мы все- таки собираемся осваивать, т. е. заселять.

Таким образом, проблемы вещественных и энергетических ресурсов человечества очень сложны. Безответственным оптимистическим заявлениям на этот счет надо противопоставить серьезную работу по созданию безотходного производства, обеспечению прогрессивного развития земной биосферы и поискам новых, «чистых» способов получения большого количества энергии.

Чем богат ближний космос? Насколько реально его освоение и использование на благо человечеству?

Пожалуй, нигде в другой области так не ощущается взрывообразный характер развития земной цивилизации, как в космонавтике. Ее успехи поистине изумительны. Всего за

какие-то два десятилетия — срок, ничтожный в истории Земли, наша планета оказалась окруженной свитой из тысяч спутников, земные автоматические станции успешно исследуют Луну, Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн и межпланетное пространство. Окрестности Земли ежегодно бороздят пилотируемые космические корабли, и, наконец, состоялись первые экспедиции на Луну.

Калейдоскоп достижений современной космонавтики несколько притупил у большинства землян способность удивляться новому: к запуску очередного спутника многие из нас относятся столь же равнодушно, как к заурядному полету самолета. В этой адаптации человеческого сознания к успехам космонавтики можно усмотреть и положительную черту. Люди начали привыкать к космосу, а космонавтика постепенно становится таким же повседневным человеческим делом, как авиация. Но именно это и отражает важнейшее событие в эволюции Земли — переход человечества в космическую фазу своего существования.

Попробуем представить себе дальнейший ход событий. Попытаемся набросать близкие и далекие перспективы в освоении Солнечной системы.

Жидкостные ракетные двигатели — основа современных ракет- носителей. В качестве горючего в них используются, например, керосин, спирт, гидразин, жидкий водород, окислителем служат жидкий кислород, азотная кислота или перекись водорода. Эти двигатели очень шумны, прожорливы, но зато они развивают огромную тягу, способную придать космическим аппаратам требуемые космические скорости. Максимальные скорости истечения газов из сопла жидкостных ракетных двигателей не превышают 5 км в секунду, а оптимальное число ступеней в стартовых комплексах обычно заключено в пределах 2–4. По мере проникновения все в более и более отдаленные районы Солнечной системы размеры и масса ракет-носителей значительно увеличиваются. Необходимость в таких исполинах отпадает, если межпланетный комплекс собирать на околоземной орбите. Но для доставки отдельных блоков на эту орбиту опять же потребуются достаточно мощные стартовые ракетные системы.

Существует несколько вариантов ядерных ракетных двигателей. В них рабочее тело нагревается не за счет собственной химической энергии, как в жидкостных ракетных двигателях, а за счет тепла, выделяющегося при ядерной реакции. В качестве рабочего тела можно использовать водород или даже обычную воду. В двигателях с твердофазным ядерным реактором удавалось достичь (при наземных испытаниях) скоростей истечения до 8 км в секунду. В двигателях с жидкофазным ядерным реактором эта скорость может быть доведена до 20 км в секунду. Если же удастся в космических двигателях использовать газофазный ядерный реактор, скорость истечения можно повысить до 70 км в секунду.

Когда человечество научится управлять термоядерной реакцией, оно, несомненно, использует термоядерные реакторы и для космических полетов. В этом случае станут реальными скорости истечения до 100 км в секунду.

Следует заметить, что высокие скорости, истечения газов из сопла космических двигателей сами по себе еще не решают всех проблем космической тяговой энергетики. Даже если эти скорости будут огромными, а тяга ничтожно мала, двигатель не сможет сообщить космическому аппарату нужное ускорение. По-видимому, космические ядерные двигатели придется использовать главным образом как двигатели малой тяги, пригодные для коррекции, маневрирования, но не для старта с Земли и других крупных небесных тел. Возможно, что через несколько лет ядерные двигатели с твердофазными реакторами удастся использовать на верхних ступенях ракет-носителей (верхних потому, что на нижней ступени эти двигатели вызвали бы радиоактивное заражение). Во всяком случае, жидкостные ракетные двигатели будут служить еще долго.