Страница:
Кстати, еще один момент, весьма любимый авторами космической фантастики. Почему-то нападения на внутренние планеты осуществляются методом прохождения флота через всю систему из-за орбиты самой внешней планеты. Например, если завтра зеленые человечки с Альфа Центавра захотят поработить Землю, у них не останется другого выхода, кроме как пролететь в плоскости эклиптики все расстояние между орбитами Плутона и Земли (про пояс Койпера и облако Оорта авторы космической НФ обычно ничего не знают). Мысль о том, что можно подойти к планете под углом к плоскости эклиптики, просто не укладывается в голове у большинства писателей, причем зачастую — вполне уважаемых, вроде Симмонса. И возникают в их воображении могучие оборонительные пояса — орудия и ракетные шахты на астероидах… Но даже если завоеватели решат прогуляться через всю систему, любуясь ее достопримечательностями, вряд ли такая плотность оборонительных точек задержит их хоть ненадолго.
Еще один любопытный момент — это способы предотвращения столкновения с астероидом. Предположим, нам в лоб летит здоровый булдыган в пару километров в диаметре. Уворачиваться же у вас возможности нет или просто лень. Как избежать лобового тарана?
Не мудрствуя лукаво, космические фантазеры просто обстреливают эти астероиды из имеющегося оружия, в результате чего кусок камня взрывается в пух и прах, его обломки разлетаются в разные стороны, а счастливые астронавты благополучно продолжают свой путь. Возможно ли это? Как известно еще со времен Ньютона, сила равна произведению массы на ускорение. Следовательно, чтобы свернуть с пути махину силовыми методами, потребуется попасть в нее чем-то либо очень тяжелым (сопоставимым по массе), либо движущимся с огромной относительной скоростью (при торможении этого чего-то о поверхность астероида и возникнет необходимое ускорение). Первый способ отпадает — не натаскаешься с собой запасов, даже с учетом эффектов на околосветовых скоростях. А второй… чем вы попадете в астероид и, главное, с каким результатом? Уязвимых узлов у него нет. При этом при слишком интенсивном воздействии на небольшую площадь вы, вполне возможно, добьетесь, что скала развалится на части. Но направления движения она при этом не изменит. Уверяю вас, вам будет сугубо параллельно, чем вас накроет в результате — монолитом или грудой льда и щебня. Результатом станут ошметки еще одного пропавшего без вести корабля. Вас не спасет даже атомная бомба: взрывная волна, как упоминалось выше, в вакууме отсутствует, а частичное расплавление поверхности астероида ничем не поможет. Разве что навечно сохранит в застывшем камне отпечатки ваших удивленных физиономий.
Стрелять по идущему на таран астероиду так же бессмысленно, как и по сходящей с горы лавине. Вероятный выход — полностью испарить его и попытаться выжить после удара раскаленным газовым облаком. Но потребное для этого количество энергии удручает.
Впрочем, вам может повезти в одном случае: если вы умудритесь мгновенно испарить большой приповерхностный ледовый карман. Взрыв пара сыграет роль своего рода маневрового реактивного двигателя, в результате чего астероид может достаточно уклониться с прежнего курса, чтобы избежать столкновения. Остается принять закон, по которому ни один астероид не имеет права разгуливать, не обвешавшись ледовыми глыбами…
Конструкции кораблей и планетарное сообщение. Поскольку человеку (как предполагается) будет свойственно не только шастать в космическом пространстве, но иногда и возвращаться на грешную почву, эта проблема относится к разряду ключевых. Причем не только в фантастике, но и в реальной жизни. Как известно, атмосфера обладает значительным сопротивлением. Поэтому основная задача аэродинамики заключается в конструировании обтекаемых воздушных и космических судов, способных на высоких скоростях и при этом не разрушаясь перемещаться в плотных атмосферных слоях. А скорости действительно высокие — корабль не может выйти на орбиту планеты и остаться там, если его скорость не превышает первой космической. Точнее, он не может проделать это эффективно, без колоссального расхода топлива. Разумеется, можно всю дорогу работать двигателями и со временем выползти на орбиту даже на скорости улитки, но потребное количество горючего относит такой способ к категории запретных. Следовательно, для того, чтобы покинуть гравитационный колодец, требуются гигантские скорости. А для их достижения, в свою очередь, необходимо придавать кораблям обтекаемую форму. Человеческое мышление, приученное к красоте полета хищных птиц, радуется схожести с птичьими самолетных форм. Однако на деле обтекаемость является серьезной проблемой при проектировании механизма, вынуждая плотно упаковывать его компоненты в зализанные оболочки. Из-за этого расположение узлов агрегата далеко не всегда оптимально, для обеспечения связности системы требуются вспомогательные механизмы (которые тоже требуют места и немало весят), наконец, возникают проблемы с охлаждением. Вероятно, конструкторы укажут и на другие проблемы, но для нас достаточно вышеперечисленного, чтобы осознать: обтекаемая форма является скорее недостатком, чем достоинством летательного аппарата. Следовательно, она будет применяться только в случае реальной необходимости.
Из этого следует банальный вывод, к которому прогрессивное человечество пришло десятилетия назад: скорее всего, космические корабли разделятся на два непересекающихся класса: атмосферные транспортные челноки и заатмосферные корабли. При этом последние в целях удешевления вряд ли будут обладать возможностью посадки на планеты с атмосферой или даже просто временного входа в газовую среду, а их конструкция в общем и целом потребует лишь прохождения векторов главной тяги через центр масс. Ну, и общей прочности, разумеется, чтобы не разваливаться при ускорениях. Разнообразные космические штурмовики и бомбардировщики вряд ли станут исключением из правила. Поэтому эпизоды наподобие посадки Люка Скайуокера на планету мастера Йоды в свом верном X-Wing не пройдут.
Созвездия. Вообще говоря, известно, что созвездия формируются зачастую далеко отстоящими друг от друга звездами. Кроме того, каждый школьник знает, что понятие созвездия применимо только к конкретной точке пространства. Сместись на пару парсеков в сторону — и рисунок звезд неузнаваемо изменится. Однако нет-нет, да проскальзывает в фантастике (начиная еще с Гамильтона) могучая империя (или республика), обосновавшаяся, скажем, в созвездии Ориона. При этом расстояния от Земли до Бетельгейзе, Ригеля и Беллятрикс (Альфы, Беты и Гаммы Ориона) составляют соответственно 650, 1076 и 240 световых лет. Империя протяженностью в восемьсот с лишком световых лет — нехило, э?
Тема третья, технологическая
Тема четвертая. Экология
Еще один любопытный момент — это способы предотвращения столкновения с астероидом. Предположим, нам в лоб летит здоровый булдыган в пару километров в диаметре. Уворачиваться же у вас возможности нет или просто лень. Как избежать лобового тарана?
Не мудрствуя лукаво, космические фантазеры просто обстреливают эти астероиды из имеющегося оружия, в результате чего кусок камня взрывается в пух и прах, его обломки разлетаются в разные стороны, а счастливые астронавты благополучно продолжают свой путь. Возможно ли это? Как известно еще со времен Ньютона, сила равна произведению массы на ускорение. Следовательно, чтобы свернуть с пути махину силовыми методами, потребуется попасть в нее чем-то либо очень тяжелым (сопоставимым по массе), либо движущимся с огромной относительной скоростью (при торможении этого чего-то о поверхность астероида и возникнет необходимое ускорение). Первый способ отпадает — не натаскаешься с собой запасов, даже с учетом эффектов на околосветовых скоростях. А второй… чем вы попадете в астероид и, главное, с каким результатом? Уязвимых узлов у него нет. При этом при слишком интенсивном воздействии на небольшую площадь вы, вполне возможно, добьетесь, что скала развалится на части. Но направления движения она при этом не изменит. Уверяю вас, вам будет сугубо параллельно, чем вас накроет в результате — монолитом или грудой льда и щебня. Результатом станут ошметки еще одного пропавшего без вести корабля. Вас не спасет даже атомная бомба: взрывная волна, как упоминалось выше, в вакууме отсутствует, а частичное расплавление поверхности астероида ничем не поможет. Разве что навечно сохранит в застывшем камне отпечатки ваших удивленных физиономий.
Стрелять по идущему на таран астероиду так же бессмысленно, как и по сходящей с горы лавине. Вероятный выход — полностью испарить его и попытаться выжить после удара раскаленным газовым облаком. Но потребное для этого количество энергии удручает.
Впрочем, вам может повезти в одном случае: если вы умудритесь мгновенно испарить большой приповерхностный ледовый карман. Взрыв пара сыграет роль своего рода маневрового реактивного двигателя, в результате чего астероид может достаточно уклониться с прежнего курса, чтобы избежать столкновения. Остается принять закон, по которому ни один астероид не имеет права разгуливать, не обвешавшись ледовыми глыбами…
Конструкции кораблей и планетарное сообщение. Поскольку человеку (как предполагается) будет свойственно не только шастать в космическом пространстве, но иногда и возвращаться на грешную почву, эта проблема относится к разряду ключевых. Причем не только в фантастике, но и в реальной жизни. Как известно, атмосфера обладает значительным сопротивлением. Поэтому основная задача аэродинамики заключается в конструировании обтекаемых воздушных и космических судов, способных на высоких скоростях и при этом не разрушаясь перемещаться в плотных атмосферных слоях. А скорости действительно высокие — корабль не может выйти на орбиту планеты и остаться там, если его скорость не превышает первой космической. Точнее, он не может проделать это эффективно, без колоссального расхода топлива. Разумеется, можно всю дорогу работать двигателями и со временем выползти на орбиту даже на скорости улитки, но потребное количество горючего относит такой способ к категории запретных. Следовательно, для того, чтобы покинуть гравитационный колодец, требуются гигантские скорости. А для их достижения, в свою очередь, необходимо придавать кораблям обтекаемую форму. Человеческое мышление, приученное к красоте полета хищных птиц, радуется схожести с птичьими самолетных форм. Однако на деле обтекаемость является серьезной проблемой при проектировании механизма, вынуждая плотно упаковывать его компоненты в зализанные оболочки. Из-за этого расположение узлов агрегата далеко не всегда оптимально, для обеспечения связности системы требуются вспомогательные механизмы (которые тоже требуют места и немало весят), наконец, возникают проблемы с охлаждением. Вероятно, конструкторы укажут и на другие проблемы, но для нас достаточно вышеперечисленного, чтобы осознать: обтекаемая форма является скорее недостатком, чем достоинством летательного аппарата. Следовательно, она будет применяться только в случае реальной необходимости.
Из этого следует банальный вывод, к которому прогрессивное человечество пришло десятилетия назад: скорее всего, космические корабли разделятся на два непересекающихся класса: атмосферные транспортные челноки и заатмосферные корабли. При этом последние в целях удешевления вряд ли будут обладать возможностью посадки на планеты с атмосферой или даже просто временного входа в газовую среду, а их конструкция в общем и целом потребует лишь прохождения векторов главной тяги через центр масс. Ну, и общей прочности, разумеется, чтобы не разваливаться при ускорениях. Разнообразные космические штурмовики и бомбардировщики вряд ли станут исключением из правила. Поэтому эпизоды наподобие посадки Люка Скайуокера на планету мастера Йоды в свом верном X-Wing не пройдут.
Созвездия. Вообще говоря, известно, что созвездия формируются зачастую далеко отстоящими друг от друга звездами. Кроме того, каждый школьник знает, что понятие созвездия применимо только к конкретной точке пространства. Сместись на пару парсеков в сторону — и рисунок звезд неузнаваемо изменится. Однако нет-нет, да проскальзывает в фантастике (начиная еще с Гамильтона) могучая империя (или республика), обосновавшаяся, скажем, в созвездии Ориона. При этом расстояния от Земли до Бетельгейзе, Ригеля и Беллятрикс (Альфы, Беты и Гаммы Ориона) составляют соответственно 650, 1076 и 240 световых лет. Империя протяженностью в восемьсот с лишком световых лет — нехило, э?
Тема третья, технологическая
Здесь мы рассмотрим два вопроса технического плана, не подходящие для предыдущих разделов.
Путешествия во времени. Со времен Уэллса стало довольно модно отправлять героя в прошлое или будущее с помощью разнообразных установок. Сунул парня в камеру, нажал на кнопку, бац — и он уже в другом веке. В чем проблема?
Первая проблема заключается в том, что герой в ином времени почему-то оказывается на том же самом месте земной поверхности, с которого отправлялся. Предполагается, что перемещение происходит только по одной — временнОй — координате, оставляя три остальных неизменными. Но позвольте! Планета Земля, что бы ни думали по этому поводу древние философы, не является центром мироздания! Она не закреплена в одной точке космоса — наоборот, она весьма интенсивно движется в пространстве: по орбите вокруг Солнца, вместе с Солнцем — вокруг ядра Галактики, вместе с Млечным Путем и прочими галактиками разбегается куда-то в непонятном направлении… Ее траектория весьма сложна, и отправлять героя в прошлое (или будущее) только по одной координате означает гарантированно выбросить его в вакуум вдали от любого планетарного тела. Ну, или внутри его, если очень повезет и если это можно назвать везением.
Просчитать аналитически расположение Земли в пространстве с точностью хотя бы до метров практически невозможно: подобная задача аналитически в общем виде не решается уже для трех тел. А численные расчеты требуют огромных ресурсов, и требования нелинейно возрастают при увеличении количества задействованных объектов. А ведь на положение Земли влияет не только Солнце — еще и Луна, тела Солнечной системы (вплоть до астероидов), даже ближайшие звезды. Про дрейф плит земной коры просто молчу. И самая минимальная погрешность просто в исходных данных приведет к тому, что незадачливый хрононавт окажется совсем не там, где планировалось.
Но и это не все. Пространство, в которое попадает герой после перемещения, уже занято. Даже обычный воздух является вполне материальной смесью газов. Если просто переместить объект без подготовки места финиша, это приведет к резкому насыщению воздухом тканей тела. Данное событие далеко не так безобидно, как может показаться. Во-первых, кровь уже содержит в себе газы атмосферы, причем максимально возможное их количество. Новые газы отнюдь не растворятся в ней. Наоборот, они немедленно вскипят, превратившись в газовые пузырьки, и закупорят собой кровеносные сосуды — этакий вариант кессонной болезни на суше. Подобная закупорка гарантированно ведет если не к мучительной смерти, то уж точно к инвалидности на всю оставшуюся жизнь. Ну, и внезапное двухкратное повышение давления в легких тоже общее самочувствие не улучшит. Кстати, это справедливо не только для путешествий во времени, но и для телепортации. Единственным способом избежать такого развития событий является полная ликвидация некоторого объема вещества в точке финиша и обеспечение там полного вакуума. Однако тогда человеку придется путешествовать как минимум в герметичном защитном костюме: мгновенные перепады давления в таком диапазоне приведут в уныние даже самый закаленный организм.
Помехи связи. Мелкий, однако постоянно бросающийся в глаза ляп связан с симптомами нарушающейся связи. Очень популярным приемом для наведения тени на плетень являются внезапные помехи в эфире, из-за чего голос говорящего по радио прерывается шипением и треском, изображение идет горизонтальными полосами, а о содержимом жизненно важного послания остается только догадываться (чем герои и занимаются все оставшееся время). Подобные проблемы действительно могут иметь место, однако они характерны для аналогового вещания. Уже в наше время этот способ медленно, но верно вытесняется цифровым. Кинофильмы в форматах divx и dvd, внедрение телевизионного стандарта hdtv, широкое распространение сотовых телефонов — примеров много. Даже в классическом радиоэфире планируется вести цифровое вещание в диапазоне, доселе занятом АМ-радио. Причин вытеснения аналоговых методов много. В их числе — возможности кодирования передачи с коррекцией ошибок и эффективным быстрым шифрованием, устойчивость к помехам, удобство хранения цифровых записей, использование цифровых каналов общего пользования (типа Интернета) для передачи аудио— и видеопотока, повышение эффективности использования полосы пропускания и т.п. Можно прогнозировать, что в обозримом будущем цифра вытеснит аналог даже в нашей скучной серой реальности. Что уж говорить о далеком-далеком будущем?
А в цифровом вещании помехи выглядят совсем иначе, чем в аналоговом. Там нет треска и шипения — его место занимает глухая тишина в тех местах, где электроника не смогла восстановить испорченный пакет. Там нет горизонтальной ряби на изображении — только неподвижные пестрые блоки в испорченных местах. В цифровом мире невозможно имитировать помехи, просто покрутив из стороны в сторону ручку настройки радиостанции или пошипев в микрофон. И отговориться тем, что не расслышал приказ («Второй, приказываю стрелять!»-«Первый, не слышу вас из-за помех»), тоже не удастся: если ответ идет без сбоев, то и начальный запрос наверняка прошел полностью.
Путешествия во времени. Со времен Уэллса стало довольно модно отправлять героя в прошлое или будущее с помощью разнообразных установок. Сунул парня в камеру, нажал на кнопку, бац — и он уже в другом веке. В чем проблема?
Первая проблема заключается в том, что герой в ином времени почему-то оказывается на том же самом месте земной поверхности, с которого отправлялся. Предполагается, что перемещение происходит только по одной — временнОй — координате, оставляя три остальных неизменными. Но позвольте! Планета Земля, что бы ни думали по этому поводу древние философы, не является центром мироздания! Она не закреплена в одной точке космоса — наоборот, она весьма интенсивно движется в пространстве: по орбите вокруг Солнца, вместе с Солнцем — вокруг ядра Галактики, вместе с Млечным Путем и прочими галактиками разбегается куда-то в непонятном направлении… Ее траектория весьма сложна, и отправлять героя в прошлое (или будущее) только по одной координате означает гарантированно выбросить его в вакуум вдали от любого планетарного тела. Ну, или внутри его, если очень повезет и если это можно назвать везением.
Просчитать аналитически расположение Земли в пространстве с точностью хотя бы до метров практически невозможно: подобная задача аналитически в общем виде не решается уже для трех тел. А численные расчеты требуют огромных ресурсов, и требования нелинейно возрастают при увеличении количества задействованных объектов. А ведь на положение Земли влияет не только Солнце — еще и Луна, тела Солнечной системы (вплоть до астероидов), даже ближайшие звезды. Про дрейф плит земной коры просто молчу. И самая минимальная погрешность просто в исходных данных приведет к тому, что незадачливый хрононавт окажется совсем не там, где планировалось.
Но и это не все. Пространство, в которое попадает герой после перемещения, уже занято. Даже обычный воздух является вполне материальной смесью газов. Если просто переместить объект без подготовки места финиша, это приведет к резкому насыщению воздухом тканей тела. Данное событие далеко не так безобидно, как может показаться. Во-первых, кровь уже содержит в себе газы атмосферы, причем максимально возможное их количество. Новые газы отнюдь не растворятся в ней. Наоборот, они немедленно вскипят, превратившись в газовые пузырьки, и закупорят собой кровеносные сосуды — этакий вариант кессонной болезни на суше. Подобная закупорка гарантированно ведет если не к мучительной смерти, то уж точно к инвалидности на всю оставшуюся жизнь. Ну, и внезапное двухкратное повышение давления в легких тоже общее самочувствие не улучшит. Кстати, это справедливо не только для путешествий во времени, но и для телепортации. Единственным способом избежать такого развития событий является полная ликвидация некоторого объема вещества в точке финиша и обеспечение там полного вакуума. Однако тогда человеку придется путешествовать как минимум в герметичном защитном костюме: мгновенные перепады давления в таком диапазоне приведут в уныние даже самый закаленный организм.
Помехи связи. Мелкий, однако постоянно бросающийся в глаза ляп связан с симптомами нарушающейся связи. Очень популярным приемом для наведения тени на плетень являются внезапные помехи в эфире, из-за чего голос говорящего по радио прерывается шипением и треском, изображение идет горизонтальными полосами, а о содержимом жизненно важного послания остается только догадываться (чем герои и занимаются все оставшееся время). Подобные проблемы действительно могут иметь место, однако они характерны для аналогового вещания. Уже в наше время этот способ медленно, но верно вытесняется цифровым. Кинофильмы в форматах divx и dvd, внедрение телевизионного стандарта hdtv, широкое распространение сотовых телефонов — примеров много. Даже в классическом радиоэфире планируется вести цифровое вещание в диапазоне, доселе занятом АМ-радио. Причин вытеснения аналоговых методов много. В их числе — возможности кодирования передачи с коррекцией ошибок и эффективным быстрым шифрованием, устойчивость к помехам, удобство хранения цифровых записей, использование цифровых каналов общего пользования (типа Интернета) для передачи аудио— и видеопотока, повышение эффективности использования полосы пропускания и т.п. Можно прогнозировать, что в обозримом будущем цифра вытеснит аналог даже в нашей скучной серой реальности. Что уж говорить о далеком-далеком будущем?
А в цифровом вещании помехи выглядят совсем иначе, чем в аналоговом. Там нет треска и шипения — его место занимает глухая тишина в тех местах, где электроника не смогла восстановить испорченный пакет. Там нет горизонтальной ряби на изображении — только неподвижные пестрые блоки в испорченных местах. В цифровом мире невозможно имитировать помехи, просто покрутив из стороны в сторону ручку настройки радиостанции или пошипев в микрофон. И отговориться тем, что не расслышал приказ («Второй, приказываю стрелять!»-«Первый, не слышу вас из-за помех»), тоже не удастся: если ответ идет без сбоев, то и начальный запрос наверняка прошел полностью.
Тема четвертая. Экология
Компьютеры при всем их распространении до сих пор остаются чем-то чужеродным в нашей жизни. В космос, опять же, мы летаем не каждый день, а до освоения космических пространств руки вообще пока не дошли. А вот разрушительные ураганы, наводнения и вонючий городской смог хорошо знакомы многим людям. Возможно, именно поэтому данной теме уделяют пристальное внимание все на свете — от уборщиц до президентов. При этом большинство твердо уверено, что с глобальным потеплением и парниковым эффектом надо бороться, нефть вот-вот кончится, а нефтяные корпорации роют человечеству могилу, душа на корню исследования в области альтернативной энергетики, разработки электромобилей и тому подобные прогрессивные штучки. Рассмотрим эти стереотипы подробнее.
Исчерпание нефтяных запасов и энергетический кризис. Постапокалипсис — любимая тема прогностической фантастики. Все плохо, индустрия развалилась, наука дискредитировала себя, прогресс кончился раз и навсегда… Но самое худшее в том, что исчерпались запасы нефти, а несчастное человечество, как встарь, оказалось вынуждено пахать землю и возить грузы на лошадках. За немногие уцелевшие бензохранилища ведется война, на автомобилях рассекают только суперважные лица и пустынные бандиты-отморозки, а ржавые нефтепроводы стоят унылыми памятниками самим себе.
При этом неявно подразумевается, что произойдет это вот-вот (по историческим меркам, разумеется, — через десять-двадцать-пятьдесят лет). Поэтому рассмотрим идею энергетического кризиса с точки зрения сегодняшних технологий.
Итак, нефть скоро кончится, потому что ее запасов хватит на двадцать лет (тридцать или сорок, неважно). Так ли это? Отнюдь нет. Популярная пресса и телепередачи, рисуя мрачные картинки, упорно выпускают одно-единственное, но при этом ключевое слово: «разведанные». Что это означает? Да очень простую вещь: на указанный срок разведанных запасов нефти хватит, только если все мировые нефтедобытчики немедленно прекратят вести разведку. Но такого никогда не случится. Нефтеразведка ведется постоянно — хотя бы просто в надежде найти новые, более удобные источники нефти. Арабские шейхи за счет нефти живут, Америка и Европа стараются поменьше зависеть от шейхов, а потому колесо крутится безостановочно. Если в середине прошлого века разведанных запасов хватало на сорок лет (по тем темпам потребления), то сегодня эта цифра составляет лет семьдесят. Единственная страна, где на сегодняшний день разведанные запасы нефти уменьшаются это, увы, Россия. О причинах предоставляю догадываться читателю, но в скобках могу заметить, что исчерпание нефтяных запасов здесь ни при чем.
Можно констатировать, что на обозримый исторический период этих запасов хватит. Что случится дальше, гадать бессмысленно. Разумеется, можно спрогнозировать, что человечество изо всех сил будет стремиться уйти от использования нефти в качестве топлива — это слишком ценный материал для химической промышленности. Страшные сказки о людях, которые изобрели таблетки для воды, на которых обычный автомобиль ездит в десять раз дольше, чем на бензине, а потом пропали без вести, это все-таки сказки. Нефтедобывающие корпорации, конечно, могущественны и влиятельны, но соперничать с общеэкономическими тенденциями они не смогут. Тем более если эти тенденции поддержит кто-то вроде правительства Дяди Сэма. Нефтяной кризис конца семидесятых (когда арабы потребовали платы за нефть не долларами, а чистым золотом) из памяти американцев изгладится не скоро.
Кстати, малоизвестный у нас факт. В США имеются и активно разрабатываются собственные нефтяные месторождения. Однако значительная часть добытой нефти превращается в стратегический запас, закачиваясь в огромные подземные хранилища типа выработанных шахт. Так что поставить Америку на колени нефтяным шантажом сегодня будет очень сложно.
Но предположим, что случилось страшное. Завтра утром мы просыпаемся и обнаруживаем, что нефть заодно с газом кончаются. И что нам остался год (два, пять, десять) пользоваться этим источником углеводородов. Ожидает ли нашу цивилизацию энергетический крах? Ответ однозначен — да никогда в жизни. Помимо нефтяных и газовых теплоэлектростанций, существует еще масса способов производить энергию. Например, можно топить электростанции углем, исчерпание запасов которого на нашей планете не прогнозировал еще ни один сумасшедший фантаст. Угольные ТЭС на сегодня не являются наиболее распространенными только потому, что с углем возникает масса как технологических, так и экологических хлопот, а потому нефтепродукты и газ куда удобнее. Помимо угля можно вспомнить еще солнечные и ветряные генераторы (о них разговор пойдет чуть ниже), спирт из сахарного тростника (на котором в теплой Бразилии бегает большая часть автомобилей), газовые конденсаты северных шельфов (которые сегодня толком не умеют ни добывать, ни перерабатывать, но это временно), гидроэлектростанции, паровые и парогазовые генераторы (которые можно топить хоть дровами), приливные и геотермальные станции, а также нелюбимые «зелеными» атомные станции. Наконец, можно упомянуть термоядерные установки, которых сегодня нет в действующем виде только из-за непомерной дороговизны экспериментальных образцов. Углеводород — царь современной энергетики, но лишь потому, что обладает наиболее низким соотношением цена/качество.
Наконец, в прогнозах нельзя не учитывать, что еще сто лет назад большую часть современных методов производства электроэнергии еще не изобрели, а годовые объемы производства электричества на всей планете были меньше, чем сегодня за час потребляет не самый крупный мегаполис.
Альтернативная энергетика. Выше была упомянута причина, по которой альтернативные методы производства энергии не распространены слишком широко — они экономически невыгодны. Но, может быть, нужно бросать все и переходить на них хотя бы благодаря их экологической чистоте?
Ну да, с разбегу.
Поп-экологи часто тыкают пальцем в солнечные батареи и ветрогенераторы, с пафосом призывая покаяться, отринуть грехи предков и броситься покрывать крыши фотопластинами и ветряками, отказываясь от бесовских электростанций. Так, мол, все будет экологически чисто и радостно всем без исключения.
Однако такие пропагандисты почему-то всегда забывают упомянуть, что экологическая чистота метода зависит не только от способа работы устройства. Для объективной оценки необходимо учитывать весь жизненный цикл устройства — со стадии производства до стадии утилизации. И вот если мы присмотримся к солнечным панелям поподробнее, то тут-то и выяснится, что в целом они весьма негативно влияют на чистоту окружающей среды. Дело в том, что компонентами фотоэлементов являются такие вещества, как фосфор и галлий, которые вместе с своими соединениями относятся к первому-второму классу опасности (чрезвычайно и высокоопасные вещества). Их производстве весьма грязно в экологическом плане, а эффективных методов утилизации отработавших свое солнечных панелей попросту не существует. В настоящий момент их просто выбрасывают на свалку, в результате чего вся химическая гадость оказывается в окружающей среде. Лопасти ветряков производятся из легких металлов наподобие алюминия, чье производство, во-первых, также чрезвычайно грязно и, во-вторых, требует такого количества электроэнергии, произвести которое сами ветряки просто не в состоянии. Далее, массовое применение солнечных батарей способно существенно понизить среднесуточную температуру, а ветряков — изменить розу ветров в данной местности. Следствием окажется, например, изменение картины выпадения осадков, что моментально ударит по сельскому хозяйству. Генерируемый лопастями ветряков инфразвук — не самый благоприятный фактор из тех, что влияют на здоровье и психику человека. Наконец, солнечные батареи эффективны только в местах, где постоянно светит солнце — а это преимущественно пустыни, откуда энергию еще нужно довести до цивилизации. Да панели еще и требуется постоянно чистить от пыли, иначе выработка энергии резко падает.
Приливные станции также опасны для окружающей среды. Они приводят к застою вод в прибрежной зоне, к ее загниванию и вымиранию местной флоры и фауны. Геотермальные электростанции могут действовать только в сейсмически активных зонах (что ведет к постоянному риску их разрушения). Опять же, встает проблема транспортировки электроэнергии к цивилизации. Прокладка ЛЭП весьма разрушительна для местности, по которой она проходит.
Ну, про атомные станции наслышаны все. И взорваться могут, и отходы генерируют опасные… Между прочим, на данный момент это наиболее безопасный и чистый способ производства электроэнергии, что бы ни кричали истерики из «Гринписа». Да, проблема утилизации их отходов стоит весьма остро, но объем этих отходов относительно невелик. Человечество в процессе жизнедеятельности производит (и сбрасывает в окружающую среду) массу ядовитой дряни, которая убивает куда быстрее и мучительнее, чем рак, вызванный радионуклидами. Но образ врага уже сложился, и с этим трудно что-то поделать. Как результат — вместо того, чтобы разрабатывать эффективные методы утилизации ЯО, человечество страдает фигней, пытаясь полностью запретить атомную энергетику.
Зачастую, кстати, опасность радиоактивного загрязнения окружающей среды вольно или невольно преувеличивают. Так, в свое время наделало немало шуму применение американскими войсками в Югославии боеприпасов из обедненного урана. Впоследствии неоднократно заявлялось, что этот уран, попадая в естественную среду, вызывает повышение уровня радиации, рост числа канцерогенных заболеваний и тому подобные ужасные последствия. Возможно, в лабораторных условиях эти боеприпасы и являются причиной чего-то подобного, но на практике, как показали недавние исследования, все это страшилки чистой воды. В районах применения урановых боеприпасов радиационный фон не отличается от естественного, а увеличения количества онкологических заболеваний не отмечено. Вообще обедненный уран никак не вредит человеческому организму, попадая в него с водой и пищей. Опасность возникает только при попадании мелкодисперсной урановой пыли в легкие. Этот случай хотя и частный, но типичный.
Завершая тему, необходимо признать непреложный факт: производство энергии в принципе не может быть экологически чистым. Равно как не может быть экологически чистым ее использование. Как минимум всегда имеет место тепловое загрязнение окружающей среды, про которое, опять же, горе-экологи то ли предпочитают умалчивать, то ли вообще о нем не подозревают. Между тем, вреда оно наносит ничуть не меньше, чем химическое или радиационное загрязнение. Так, сбросы горячей (даже идеально чистой) воды из охлаждающих контуров электростанций в прилегающие реки приводят к бурному размножению микроскопических водорослей и уменьшению содержания в воде кислорода. Это, в свою очередь, ведет к гибели рыб и прочей живности.
Напоследок поговорим об альтернативных двигателях для автомобилей. Известных мне альтернатив, собственно, три.
Первая — упомянутый выше бразильский спирт. Это действительно реальная замена бензину. Одна беда — для его производства требуется массовое производство сахарного тростника или иного сахаросодержащего продукта. Хорошо теплой Бразилии, а России что делать? У нас и с сахарной свеклой-то проблемы. Разумеется, можно производить топливо и из простых дров, но это гораздо менее эффективно, чем применение углеводородов. Кроме того, леса и так сводятся куда быстрее, чем восстанавливаются.
Вторая альтернатива — электродвигатели. Все очень здорово до тех пор, пока не встает вопрос о том, как их питать. На сегодня известен единственный метод запасать электричество впрок — аккумуляторы. Но пока не существует аккумуляторов, способных соперничать по емкости с бензобаком. Кроме того, аккумуляторы содержат огромное количество весьма опасных химических элементов и соединений — от свинца и серной кислоты в классическом варианте до кадмия, никеля, кобальта и лития в последних версиях (второй, максимум третий класс опасности химических веществ). Эффективных методов утилизации аккумуляторов, равно как и солнечных батарей, не существует, так что они отправляются на свалки целиком, отравляя все вокруг.
Есть еще, впрочем, возможность питать автомобили от солнечных батарей. О них — смотри выше.
Наконец, еще один любимый конек попсовых экологов — водородный двигатель. Действительно, трудно возразить против выхлопа, на сто процентов состоящего из водяного пара. Однако для того, чтобы добыть водород, требуется огромное количество электроэнергии. Откуда ее взять? См. выше. Говорить после этого об экологической чистоте водорода становится как-то неприлично. Опять же, на данный момент не существует эффективных методов транспортировки и хранения водорода: он чрезвычайно взрывоопасен, а в жидком виде еще и весьма текуч и разрушительно действует на материал контейнера (насыщение металла водородом повышает его хрупкость). Да, придуманы безопасные способы запасать его в пористых структурах (например платиновых), но пока они так и не могут покинуть пределы лабораторий и от народа куда дальше, чем народовольцы.
Исчерпание нефтяных запасов и энергетический кризис. Постапокалипсис — любимая тема прогностической фантастики. Все плохо, индустрия развалилась, наука дискредитировала себя, прогресс кончился раз и навсегда… Но самое худшее в том, что исчерпались запасы нефти, а несчастное человечество, как встарь, оказалось вынуждено пахать землю и возить грузы на лошадках. За немногие уцелевшие бензохранилища ведется война, на автомобилях рассекают только суперважные лица и пустынные бандиты-отморозки, а ржавые нефтепроводы стоят унылыми памятниками самим себе.
При этом неявно подразумевается, что произойдет это вот-вот (по историческим меркам, разумеется, — через десять-двадцать-пятьдесят лет). Поэтому рассмотрим идею энергетического кризиса с точки зрения сегодняшних технологий.
Итак, нефть скоро кончится, потому что ее запасов хватит на двадцать лет (тридцать или сорок, неважно). Так ли это? Отнюдь нет. Популярная пресса и телепередачи, рисуя мрачные картинки, упорно выпускают одно-единственное, но при этом ключевое слово: «разведанные». Что это означает? Да очень простую вещь: на указанный срок разведанных запасов нефти хватит, только если все мировые нефтедобытчики немедленно прекратят вести разведку. Но такого никогда не случится. Нефтеразведка ведется постоянно — хотя бы просто в надежде найти новые, более удобные источники нефти. Арабские шейхи за счет нефти живут, Америка и Европа стараются поменьше зависеть от шейхов, а потому колесо крутится безостановочно. Если в середине прошлого века разведанных запасов хватало на сорок лет (по тем темпам потребления), то сегодня эта цифра составляет лет семьдесят. Единственная страна, где на сегодняшний день разведанные запасы нефти уменьшаются это, увы, Россия. О причинах предоставляю догадываться читателю, но в скобках могу заметить, что исчерпание нефтяных запасов здесь ни при чем.
Можно констатировать, что на обозримый исторический период этих запасов хватит. Что случится дальше, гадать бессмысленно. Разумеется, можно спрогнозировать, что человечество изо всех сил будет стремиться уйти от использования нефти в качестве топлива — это слишком ценный материал для химической промышленности. Страшные сказки о людях, которые изобрели таблетки для воды, на которых обычный автомобиль ездит в десять раз дольше, чем на бензине, а потом пропали без вести, это все-таки сказки. Нефтедобывающие корпорации, конечно, могущественны и влиятельны, но соперничать с общеэкономическими тенденциями они не смогут. Тем более если эти тенденции поддержит кто-то вроде правительства Дяди Сэма. Нефтяной кризис конца семидесятых (когда арабы потребовали платы за нефть не долларами, а чистым золотом) из памяти американцев изгладится не скоро.
Кстати, малоизвестный у нас факт. В США имеются и активно разрабатываются собственные нефтяные месторождения. Однако значительная часть добытой нефти превращается в стратегический запас, закачиваясь в огромные подземные хранилища типа выработанных шахт. Так что поставить Америку на колени нефтяным шантажом сегодня будет очень сложно.
Но предположим, что случилось страшное. Завтра утром мы просыпаемся и обнаруживаем, что нефть заодно с газом кончаются. И что нам остался год (два, пять, десять) пользоваться этим источником углеводородов. Ожидает ли нашу цивилизацию энергетический крах? Ответ однозначен — да никогда в жизни. Помимо нефтяных и газовых теплоэлектростанций, существует еще масса способов производить энергию. Например, можно топить электростанции углем, исчерпание запасов которого на нашей планете не прогнозировал еще ни один сумасшедший фантаст. Угольные ТЭС на сегодня не являются наиболее распространенными только потому, что с углем возникает масса как технологических, так и экологических хлопот, а потому нефтепродукты и газ куда удобнее. Помимо угля можно вспомнить еще солнечные и ветряные генераторы (о них разговор пойдет чуть ниже), спирт из сахарного тростника (на котором в теплой Бразилии бегает большая часть автомобилей), газовые конденсаты северных шельфов (которые сегодня толком не умеют ни добывать, ни перерабатывать, но это временно), гидроэлектростанции, паровые и парогазовые генераторы (которые можно топить хоть дровами), приливные и геотермальные станции, а также нелюбимые «зелеными» атомные станции. Наконец, можно упомянуть термоядерные установки, которых сегодня нет в действующем виде только из-за непомерной дороговизны экспериментальных образцов. Углеводород — царь современной энергетики, но лишь потому, что обладает наиболее низким соотношением цена/качество.
Наконец, в прогнозах нельзя не учитывать, что еще сто лет назад большую часть современных методов производства электроэнергии еще не изобрели, а годовые объемы производства электричества на всей планете были меньше, чем сегодня за час потребляет не самый крупный мегаполис.
Альтернативная энергетика. Выше была упомянута причина, по которой альтернативные методы производства энергии не распространены слишком широко — они экономически невыгодны. Но, может быть, нужно бросать все и переходить на них хотя бы благодаря их экологической чистоте?
Ну да, с разбегу.
Поп-экологи часто тыкают пальцем в солнечные батареи и ветрогенераторы, с пафосом призывая покаяться, отринуть грехи предков и броситься покрывать крыши фотопластинами и ветряками, отказываясь от бесовских электростанций. Так, мол, все будет экологически чисто и радостно всем без исключения.
Однако такие пропагандисты почему-то всегда забывают упомянуть, что экологическая чистота метода зависит не только от способа работы устройства. Для объективной оценки необходимо учитывать весь жизненный цикл устройства — со стадии производства до стадии утилизации. И вот если мы присмотримся к солнечным панелям поподробнее, то тут-то и выяснится, что в целом они весьма негативно влияют на чистоту окружающей среды. Дело в том, что компонентами фотоэлементов являются такие вещества, как фосфор и галлий, которые вместе с своими соединениями относятся к первому-второму классу опасности (чрезвычайно и высокоопасные вещества). Их производстве весьма грязно в экологическом плане, а эффективных методов утилизации отработавших свое солнечных панелей попросту не существует. В настоящий момент их просто выбрасывают на свалку, в результате чего вся химическая гадость оказывается в окружающей среде. Лопасти ветряков производятся из легких металлов наподобие алюминия, чье производство, во-первых, также чрезвычайно грязно и, во-вторых, требует такого количества электроэнергии, произвести которое сами ветряки просто не в состоянии. Далее, массовое применение солнечных батарей способно существенно понизить среднесуточную температуру, а ветряков — изменить розу ветров в данной местности. Следствием окажется, например, изменение картины выпадения осадков, что моментально ударит по сельскому хозяйству. Генерируемый лопастями ветряков инфразвук — не самый благоприятный фактор из тех, что влияют на здоровье и психику человека. Наконец, солнечные батареи эффективны только в местах, где постоянно светит солнце — а это преимущественно пустыни, откуда энергию еще нужно довести до цивилизации. Да панели еще и требуется постоянно чистить от пыли, иначе выработка энергии резко падает.
Приливные станции также опасны для окружающей среды. Они приводят к застою вод в прибрежной зоне, к ее загниванию и вымиранию местной флоры и фауны. Геотермальные электростанции могут действовать только в сейсмически активных зонах (что ведет к постоянному риску их разрушения). Опять же, встает проблема транспортировки электроэнергии к цивилизации. Прокладка ЛЭП весьма разрушительна для местности, по которой она проходит.
Ну, про атомные станции наслышаны все. И взорваться могут, и отходы генерируют опасные… Между прочим, на данный момент это наиболее безопасный и чистый способ производства электроэнергии, что бы ни кричали истерики из «Гринписа». Да, проблема утилизации их отходов стоит весьма остро, но объем этих отходов относительно невелик. Человечество в процессе жизнедеятельности производит (и сбрасывает в окружающую среду) массу ядовитой дряни, которая убивает куда быстрее и мучительнее, чем рак, вызванный радионуклидами. Но образ врага уже сложился, и с этим трудно что-то поделать. Как результат — вместо того, чтобы разрабатывать эффективные методы утилизации ЯО, человечество страдает фигней, пытаясь полностью запретить атомную энергетику.
Зачастую, кстати, опасность радиоактивного загрязнения окружающей среды вольно или невольно преувеличивают. Так, в свое время наделало немало шуму применение американскими войсками в Югославии боеприпасов из обедненного урана. Впоследствии неоднократно заявлялось, что этот уран, попадая в естественную среду, вызывает повышение уровня радиации, рост числа канцерогенных заболеваний и тому подобные ужасные последствия. Возможно, в лабораторных условиях эти боеприпасы и являются причиной чего-то подобного, но на практике, как показали недавние исследования, все это страшилки чистой воды. В районах применения урановых боеприпасов радиационный фон не отличается от естественного, а увеличения количества онкологических заболеваний не отмечено. Вообще обедненный уран никак не вредит человеческому организму, попадая в него с водой и пищей. Опасность возникает только при попадании мелкодисперсной урановой пыли в легкие. Этот случай хотя и частный, но типичный.
Завершая тему, необходимо признать непреложный факт: производство энергии в принципе не может быть экологически чистым. Равно как не может быть экологически чистым ее использование. Как минимум всегда имеет место тепловое загрязнение окружающей среды, про которое, опять же, горе-экологи то ли предпочитают умалчивать, то ли вообще о нем не подозревают. Между тем, вреда оно наносит ничуть не меньше, чем химическое или радиационное загрязнение. Так, сбросы горячей (даже идеально чистой) воды из охлаждающих контуров электростанций в прилегающие реки приводят к бурному размножению микроскопических водорослей и уменьшению содержания в воде кислорода. Это, в свою очередь, ведет к гибели рыб и прочей живности.
Напоследок поговорим об альтернативных двигателях для автомобилей. Известных мне альтернатив, собственно, три.
Первая — упомянутый выше бразильский спирт. Это действительно реальная замена бензину. Одна беда — для его производства требуется массовое производство сахарного тростника или иного сахаросодержащего продукта. Хорошо теплой Бразилии, а России что делать? У нас и с сахарной свеклой-то проблемы. Разумеется, можно производить топливо и из простых дров, но это гораздо менее эффективно, чем применение углеводородов. Кроме того, леса и так сводятся куда быстрее, чем восстанавливаются.
Вторая альтернатива — электродвигатели. Все очень здорово до тех пор, пока не встает вопрос о том, как их питать. На сегодня известен единственный метод запасать электричество впрок — аккумуляторы. Но пока не существует аккумуляторов, способных соперничать по емкости с бензобаком. Кроме того, аккумуляторы содержат огромное количество весьма опасных химических элементов и соединений — от свинца и серной кислоты в классическом варианте до кадмия, никеля, кобальта и лития в последних версиях (второй, максимум третий класс опасности химических веществ). Эффективных методов утилизации аккумуляторов, равно как и солнечных батарей, не существует, так что они отправляются на свалки целиком, отравляя все вокруг.
Есть еще, впрочем, возможность питать автомобили от солнечных батарей. О них — смотри выше.
Наконец, еще один любимый конек попсовых экологов — водородный двигатель. Действительно, трудно возразить против выхлопа, на сто процентов состоящего из водяного пара. Однако для того, чтобы добыть водород, требуется огромное количество электроэнергии. Откуда ее взять? См. выше. Говорить после этого об экологической чистоте водорода становится как-то неприлично. Опять же, на данный момент не существует эффективных методов транспортировки и хранения водорода: он чрезвычайно взрывоопасен, а в жидком виде еще и весьма текуч и разрушительно действует на материал контейнера (насыщение металла водородом повышает его хрупкость). Да, придуманы безопасные способы запасать его в пористых структурах (например платиновых), но пока они так и не могут покинуть пределы лабораторий и от народа куда дальше, чем народовольцы.