Промышленное освоение космоса
Шрифт:
Мы видим, что совершенное использование не лишает нас достаточного тепла. Напротив, умеренные страны сделаются теплее, а несносный жар тропических стран будет терпимее.
Пока Солнце дает нам очень немного в сравнении с тем, что может дать. Это зависит от человеческого незнания и неумения. Малость получаемого ограничивает размножение человека и делает его рабом природы и своих нужд — вечным мучеником непосильного труда. Используемая механическая работа водопадов в 543 000 раз меньше солнечной энергии, а работа угля в 125 000 раз меньше. Растениями же используется примерно не более одной десятитысячной мощи лучей.
Пока только намечается рациональное использование Солнца с помощью отобранных растений, поставленных в искусственную обстановку и тогда могущих использовать в тропическом климате до 5% и более солнечной энергии. Это возможно и сейчас. Такие растения и теперь есть. Тогда совершенно померкнет значение всех родов угля (черного, белого и голубого). В самом деле при пятипроцентном использовании Солнца оно уже даст в 6000 раз больше, чем дает ископаемое. Когда человеческое население Земли увеличится во столько же раз, тогда упрочится и господство его над планетой. Но теоретически возможно использование до 50% и более лучистой энергии.
Извлекая солнечную энергию при посредстве отборных растений, мы получаем: 1. Пищу, которой хватит для пропитания населения в 1000 миллиардов. 2. Множество продуктов, необходимых для транспорта, строительства, одежды, лечения и так далее. 3. Горючее в тысячи раз более обильное, чем ископаемый уголь. Значит, чем далее (по мере истощения каменноугольных копий и нефти), тем более мы должны обращать внимание на растения, на их отбор, усовершенствование и воспитание. Есть и другие пути эксплуатации солнечной энергии, но они не так близки и понятны, как агрикультура.
Только недостаток углекислого газа в атмосфере, необходимого для будущего интенсивного хозяйства, заставит нас нещадно добывать и сжигать каменный уголь и всячески извлекать углекислый газ из недр Земли для обогащения им атмосферы. Так, обжиг углекислых металлов (например, обжигание углекислой извести — бетонное дело) пополняет отчасти атмосферу драгоценным для нас углекислым газом. Без него невозможно усиленное земледельческое хозяйство. Без него — гибель для размножения человечества и полного овладения им Землей.
Земная энергия*
Энергию можно выражать в виде работы — в тонно-метрах, в виде теплоты — в тонно-градусах, еще в форме угля или пищи. Притом энергию можно относить к разному времени. Работу (лучше) — к одной секунде. Например, труд работника — 5-10 кг-м/сек, лошадиная сила — 75 кг-м, метрическая сила — 100 кг-м. Тонно-метр работы в секунду составит мощность в 10 метрических сил или в 10 кВт. Уголь же и пищу удобнее выражать годовым продуктом или дневным, например, кило- грамм-метр риса в день.
Для энергии Земли, даже секундной, получаются громадные, неудобовоспринимаемые числа. Поэтому мы будем уменьшать их в миллиард раз. Тогда увидим продукцию, приходящуюся на пару людей. Из этих чисел выяснится значение энергии разного рода.
Разберем сначала энергию Земли с точки зрения механической работы. Солнце дает в среднем на пару людей или на 15 десятин надельной земли (столько приходится земной суши на каждого человека) в год 858 миллиардов тонно-метров. В одну секунду это составит 27 000 тонно-метров. Часть этой энергии отражается облаками и воздухом и теряется навсегда, другая поглощается атмосферой и превращается в тепло. Человеку достается примерно 10%, которыми он еще не умеет как следует пользоваться. Если бы умел, то получил бы 2700 тонно-метров работы в секунду или непрерывную работу в 27 000 киловатт. Это на каждую пару людей.
Солнечные моторы очень дороги, несовершенны и неудобны. Пусть они в будущем используют 10%. Тогда каждая пара людей получит мощность в 2700 киловатт.
Полная работа водопадов (конечно, на 2 человека) составляет 0,15 ватт. Она, стало быть, будет меньше возможной солнечной энергии в 18 000 раз. Заметим, что использованная энергия движения воды еще в 12 раз меньше полной. Гораздо больше энергия ветра. На пару людей она составляет не более 84 киловатт. Все же она меньше солнечной в 32 раза. На деле еще гораздо меньше (в 4 раза), так как над океаном ветрянок пока строить нельзя. Притом, она замедляет движение атмосферы; ветер ослабнет и его работа также.
Каменного угля и нефти добывается в год на пару людей не более 2 тонн (до промышленного кризиса). Это составит непрерывную работу в 4 киловатта. Но использованная моторами энергия не более 25%. Получим на пару людей один киловатт, что меньше солнечной энергии в 2700 раз. Использовать энергию падения воды и угля гораздо проще, чем возиться с солнечными моторами и ветрянками. Но мы можем утилизировать солнечную энергию посредством растений. Это пока будет гораздо доступнее.
От солнечных лучей мы в секунду получаем 27 000 тонно-метров. Если бы растения утилизировали целиком (100%) все это количество, то, сжигая растения в моторах, мы получили бы обратно такую же мощность. Но растения на практике утилизируют только 0,1% и не более 5%. Моторы также не используют более 25%. Таким образом, посредством растений мы можем получить от 7 до 337 киловатт. Это больше энергии ископаемых в 7-337 раз.
Но могут быть и моторы совершеннее и растения, лучше использующие солнечные лучи. Тогда энергия всех родов померкнет по отношению к лучистой.
Резюмируем полученные расчеты о возможной мощности (в киловаттах) которой сейчас располагает или может располагать пара людей или 1,5 га ее надельной почвы.
Солнечные моторы — 2700 (10% полной).
Движение воздуха — 20.
Ископаемое горючее— 1.
Все водопады — 0,15.
Солнечная энергия посредством растений и распространенных двигателей — от 7 до 337.
Вот какой механической работой в недалеком будущем может располагать каждая пара людей. Поясним, что один киловатт соответствует непрерывной работе 10 человек или восьмичасовой работе 30 человек.
Солнечные моторы и ветрянки — дело более отдаленного будущего. Все же ветрянки и сейчас используются в огромном числе. На работу эту надо обратить особенное внимание, так как она может дать в 20 раз больше, чем ископаемое горючее, и в 140 раз больше всех водопадов. Механическая работа с помощью растений доступнее и обещает в 7-337 раз больше работы, чем ископаемое горючее. Все водопады дадут в 7 раз меньше работы, чем уголь. А то, что эксплуатируется сейчас падением воды — в 80 раз меньше.
Теперь рассмотрим лучистую энергию Солнца в отношении питания. Это даже важнее для человека. Без топлива в теплом климате можно обойтись, без пищи же невозможно. Мы видели, что секундная энергия лучей Солнца, приходящаяся на 2 человек, соответствует 2700 тонно-метрам или 6,7 тонно-градусам. В сутки это составит 544 000 тонно-градусов. Если бы все это количество утилизировалось растениями в виде съедобных плодов, то получили бы в сутки на пару людей, например, 136 тонн муки. Но, во-первых, существующая утилизация составляет от 0,1% до 5%, а, во-вторых, примерно половина продуктов несъедобна, а дает лишь горючее. Стало быть, мы можем принять использование от 0,05% до 2,5%. Тогда получим от 68 кг до 3400 кг муки. Это на пару людей в одни сутки. При такой же утилизации картофеля или бананов получится в 4 раза больше, мяса — в 2 раза, моркови и подобных водянистых плодов и фруктов — в 8 раз. Кажется, довольно для пропитания не одной пары людей, а в 100-1000 раз больше.