А. Лельевр - Альманах "Эврика"-84
Небольшой опыт работы со сверхпроводящими обмотками у нас уже есть. В частности, несколько лет назад начались эксперименты с «Токамаком-7», магнитная система которого выполнена с использованием сверхпроводящей обмотки.
Сегодня мы научились греть плазму до термоядерных температур с помощью уникальных генераторов сверхвысокочастотных радиоволн — гиротронов. На Т-10 благодаря применению гиротронов удалось получить плазму с электронной температурой свыше 30 миллионов градусов.
Сейчас мы работаем над созданием Т-15. Эта установка реакторного масштаба. В отличие от трех установок подобного типа, которые строятся в США, Англии и Японии, Т-15 будет единственной со сверхпроводящими обмотками. Надеемся, что на ней удастся поднять температуру плазмы до 100 миллионов градусов при достаточно высокой ее плотности.
Приходится преодолевать немало трудностей. Например, большая проблема — создание технологии получения сверхпроводника, состоящего из сплава ниобия и олова. Этим занимается ряд институтов.
Когда вступит в строй первая промышленная термоядерная электростанция? Точно сказать непросто. Дело в том, что энергетика очень капиталоемкая отрасль. Все установки типа «токамаков» не только стоят довольно дорого, но требуют новых технических решений. Поэтому часто бывают трудности с финансированием, изготовлением оборудования, получением новых материалов. Все это растягивает сроки ввода в строй новых реакторов.
Советский Союз предложил построить интернациональный термоядерный реактор «Интор», проект которого разрабатывается международной группой ученых и инженеров под эгидой МАГАТЭ. «Интор» уже прошел международное обсуждение. Сейчас советские специалисты совместно со специалистами других стран работают над совершенствованием его параметров. Прежде всего с точки зрения улучшения эксплуатационных качеств и уменьшения стоимости.
В течение ближайшего времени мы должны принять решение, будет ли этот проект осуществляться общими силами или нет…
Одна из важнейших задач, которая стоит перед нами, — это создание надежных сельскохозяйственных машин и разработка методов их ремонта. Есть определенные достижения в этой области. Например, для повышения износоустойчивости деталей сейчас начали применяться лазеры, порошковая металлургия.
Кроме того, мы трудимся над созданием средств переработки и хранения продукции. Здесь есть различные предложения. Одни считают, что сельскохозяйственную продукцию лучше хранить в озоне, другие — в бескислородной атмосфере. Сейчас ведутся эксперименты, которые покажут, какой из этих способов более перспективен. Вопрос поднятия сельского хозяйства сложный, и в его решении принимают участие и физики, и математики, и биологи, в общем, представители всех областей науки.
Совсем недавно поступило сообщение о работах ученых Украинской академии наук. Они нашли оригинальный способ использования сельхозотходов. При быстром высушивании отходов яблок, груш и т. д. получают концентрат порошка. Он может с успехом использоваться в пищевой промышленности. Из этого порошка производят мармелад, сахар, конфеты, которые по своим вкусовым качествам ничем не отличаются от тех, к которым мы привыкли. Особенно они полезны людям, которым сахар противопоказан, например диабетикам. Но это лишь частные отдельные примеры из общей программы участия физиков в помощи сельскому хозяйству…
Мы еще плохо относимся к запасам полезных ископаемых. Например, добывем апатиты на Кольском полуострове, часть веществ используем, а часть просто выбрасываем. Хотя могли бы все пустить в дело. Например, из отходов апатитов можно получать титановый дубитель для обуви, который с успехом заменяет хромовый. Им очень интересуются во всем мире, как средством для увеличения стойкости кожи.
Сейчас полезные ископаемые приходится добывать все с больших глубин. Растут требования к технике и метод ал разведки природных ресурсов. Большая работа в этом направлении ведется горняками и геофизиками.
Много ресурсов мы еще оставляем в земле. Например, более половины нефти во время добычи мы по разным причинам не можем поднять на поверхность. Непростительная расточительность. Сейчас отрабатываются более совершенные методы добычи.
Ученые должны дать решения этих вопросов. Но главное слово все же за практиками. Идеи начинают работать только тогда, когда становятся достоянием производства.
Мы как-то привыкли говорить только о природных ресурсах и забываем о человеческих. Ведь в конечном счете все создается трудом человека. Мы должны- научиться лучше использовать возможности человека и, в первую очередь интеллектуальные. Эксплуатировать сейчас только его физическую силу неразумно. Одна из основных задач на сегодняшний день — создание автоматизированных производств, которые освободили бы человека от непроизводительного труда. Человек должен думать, а машина — исполнять.
ЭНЕРГИЯ С ОРБИТЫ
В XXI веке на ночном небосводе ярко загорятся новые «созвездия» — энергетические спутники Земли. Моя уверенность в этом основывается прежде всего на высоких темпах развития космической науки и техники. Всего за два с небольшим десятилетия наша страна проделала гигантский путь от запуска первого искусственного спутника Земли до создания на орбите уникальных комплексов типа «Салют» — «Союз». Их появление открывает возможности и для строительства в космосе крупных объектов, наделяет реалистическими чертами проекты, еще недавно казавшиеся фантастическими.
С другой стороны, нельзя не отметить, что космическая гелиоэнергетика — экологически самая чистая. И практически неисчерпаемая. Не исключая атомной энергетики, она может существенно дополнить ее. В минуту Солнце посылает на Землю столько же энергии, сколько за полтора года вырабатывают все электростанции нашей страны. В космосе же ее еще больше: там нет восхода и захода Солнца и атмосферы облаков, препятствующих прохождению лучей. Поэтому на единицу космической площадки поступает в десять раз больше солнечной энергии, чем на такую же площадь земной поверхности. Причём поступает круглосуточно. Вот почему сверхмощные потоки солнечных лучей гораздо выгоднее «перехватывать» в космосе с помощью гигантских орбитальных гелиостанций.
За последние двадцать лет космическая гелиоэнергетика получила интенсивное развитие. Благодаря работам научно-производственного объединения «Квант», возглавляемого членом-корреспондентом Академии наук СССР Н. Лидоренко, других коллективов, созданы фотоэлектрические устройства, преобразующие солнечное излучение в электрическую энергию. Установленные на спутниках и космических кораблях, они питают током аппаратуру, вспомогательные двигатели, системы жизнеобеспечения экипажей. Набирают темп работы по использованию гелиоэнергетики в маршевых электрореактивных двигателях космических аппаратов, предназначенных для полетов в труднодоступные области межпланетного пространства — например, к дальним планетам Солнечной системы.
В то же время наша научная общественность занимается и более отдаленными проектами «индустриализации» ближнего космоса — я имею в виду космические солнечные электростанции (КЭС), конструктивный облик которых в основном уже определился. Они будут представлять собой грандиозные сооружения массой в 20–60 тысяч тонн, поднятые над Землей примерно на 36 тысяч километров. Мощность такой КЭС оценивается в 5 миллионов киловатт, на миллион больше, чем у самой крупной в Европе Ленинградской АЭС. Такую мощность обеспечат многие тысячи солнечных батарей, размещенных на панелях КЭС, площадь которых составит около пятидесяти квадратных километров.
Станция, выведенная на геостационарную орбиту, «повиснет» над одной точкой земной поверхности. Круглосуточно освещаемая Солнцем, она станет непрерывно вырабатывать электроэнергию. Только весной и осенью раз в сутки КЭС будет входить в тень Земли на непродолжительное время — максимум на 1 час 15 минут.
Передавать энергию на Землю можно с помощью лазерного или сверхвысокочастотного излучения. Второй способ предпочтительнее по ряду причин. СВЧ-излучение устойчиво в условиях космического холода, беспрепятственно проникает сквозь толщу атмосферы, не боится туманов и грозовых туч. У него сравнительно низкие потери при прямом и обратном преобразовании. Наконец, космическая гелиоэнергетика сможет широко использовать уже созданные и отработанные СВЧ-устройства. На Земле это излучение поступит на приемную антенну, диаметр которой составит несколько километров. Здесь его энергия будет преобразована в электрический ток, который вольется в энергосистему страны.
Для монтажа КЭС, доставки их на рабочие орбиты и обслуживания потребуются сборочно-монтажные, межорбитальные транспортные и эксплуатационные космические средства. Их создание представляет не менее сложную задачу, чем строительство самих КЭС. Ключом к решению всей этой проблемы будут грузовые сверхмощные ракеты-носители, с помощью которых элементы КЭС станут выводиться с Земли на низкую околоземную орбиту отдельными конструкциями массой от 100 до 500 тонн. Расчеты показывают, что за год двумя сверхмощными транспортными средствами можно доставить в космос все элементы одной КЭС.
