Новости Библиотека Учёные Ссылки Карта сайта О проекте


Пользовательский поиск





предыдущая главасодержаниеследующая глава

Океан надежд

Академик Л. А. Зенкевич еще в конце 60-х годов указывал, что «человечеству необходимо «перестраиваться» на океан. Это неизбежно, и в этом деле нельзя проявлять близорукость, иначе за нее в дальнейшем придется расплачиваться тяжелой ценой». Такой момент наступил, но «перестройка» эта проходит пока еще в целом начальную стадию и в разных странах происходит по-своему. Чем быстрее истощаются запасы полезных ископаемых и продовольственных ресурсов на суше, тем интенсивнее будет происходить многостороннее освоение богатств Мирового океана. Сумеет ли океан в этих условиях с учетом быстрого роста населения Земли, острой нехватки продовольствия и пресной воды прокормить и обеспечить всем необходимым для нормальной жизни человечество? На этот вопрос можно дать утвердительный ответ, но при непременном условии бережного отношения к Мировому океану. В том, что его многие минеральные и биологические богатства не беспредельны, мы уже убедились. Понятно, как важно постоянно и бдительно охранять воды Мирового океана от загрязнения. Значит, необходим осторожный, продуманный подход к эксплуатации его богатств.

От бездумной интенсивной эксплуатации — к управляемому морскому хозяйству — вот как должны строиться наши дальнейшие взаимоотношения с океаном. Только при таком подходе океан сторицей воздаст нам и нашим потомкам за бережное отношение к его недрам, фауне и флоре. И особую озабоченность вызывают мероприятия, направленные на предотвращение загрязнения вод Мирового океана. Ведь при самом разумном рациональном подходе к морскому хозяйству использование новейших технических средств дает возможность более широко использовать богатства океана. Помимо возрастающей добычи минеральных ресурсов, появится возможность создания управляемых подводных биологических хозяйств, удобного и выгодного пассажирского и грузового подводного транспорта, наконец, строительства подводных городов, заводов и фабрик. Человек все шире будет проникать в глубины морей и океанов.

Ниже рассматривается перспективная картина освоения Мирового океана в ближайшие 20—30 лет, в то время, как некоторые моменты характерны уже и для настоящего времени.

Итак, представим себе подводную добычу нефти. Как же будут выглядеть подводные нефтепромыслы и насколько они вообще необходимы? Известно, что все существующие способы добычи нефти с морского дна так или иначе зависят от погодных условий на море. И плавучие буровые установки и стационарные вынуждены простаивать в штормовую погоду. Мало того, штормы и бури очень часто причиняют большой материальный ущерб морским нефтяным промыслам, а иногда и уносят с собой человеческие жизни. И инженеры пришли к выводу, что значительно выгоднее установить буровые скважины непосредственно на морском дне, где нет ни ветра, ни волн. Американский ученый Леон Денфорт предложил проект подводного нефтепромысла, состоящего из системы подводных жилых и производственных помещений, соединенных широкими трубчатыми галереями. Внутри помещений должна быть создана гелиокислородная атмосфера, давление которой равно давлению окружающей среды. В производственных помещениях, выполненных в виде огромных шарообразных камер, устанавливается буровое оборудование. В центральном звездообразном доме живут 45 подводных нефтяников, которые по горизонтальным трубчатым тоннелям ходят на работу в производственные помещения.

Все снабжение, необходимое для промысла нефти, и новую смену рабочих доставляют с надводной базы в специальных контейнерах. Снаружи обслуживание и наблюдение за нефтепромыслом осуществляют с помощью самоходных подводных аппаратов. Отработавшую смену поднимают на поверхность в герметическом лифте. Насколько реален и экономичен этот проект, покажет недалекое будущее.

Рис. 15. Проект подводного нефтепромысла.
Рис. 15. Проект подводного нефтепромысла.

Нефтяные и газовые промыслы на дне океана еще несколько лет назад считались областью фантастики. Но сейчас человек может создать, а частично и имеет глубоководную технику, которая позволит уже в ближайшие годы работать таким подводным промыслам. Ведь уже созданы подводные гипербарические лифты и обитаемые подводные аппараты, которые позволяют водолазам-буровикам монтировать подводные опоры и устранять всякие неисправности в погруженных буровых установках. В ряде случаев с такой работой справляются и телеуправляемые подводные аппараты, оснащенные соответствующими манипуляторами без помощи людей. А обширный опыт зарубежных и советских подводников, с успехом обживающих морские глубины в подводных домах, дает основание считать создание подводных жилых и производственных помещений возможным уже в ближайшие годы.

А вот как известные советские инженеры М. Н. Диомидов и А. Н. Дмитриев (Диомидов М. Н., Дмитриев А. Н. «Покорение глубин»Л., 1974.) представляют себе добычу руд и другого минерального сырья с морского дна в ближайшем будущем. Специальные машпны-автоматы, подобные сухопутным бульдозерам, грейферам, экскаваторам, управляемые дистанционно по команде с надводного судна или с берега, добывают со дна различные виды руд. Руда дробится на куски, удобные для погрузки, и перевозится ныряющим рудовозом. Это судно будет иметь сигарообразный корпус, напоминающий подводную лодку. Горизонтальной плоскостью судно как бы разделяется на две части. Выше этой плоскости в корпусе судна находятся цистерны, обеспечивающие плавучесть, автоматизированная энергетическая установка, судовые устройства и системы автоматизированного управления. Вся нижняя часть судна является трюмом — вместилищем для груза. Трюм занимает всю длину судна и по килевой линии имеет разъем. При помощи мощных гидравлических приводов половины днища могут размыкаться и смыкаться. Смыкаясь, они образуют трюм полуцилиндрической формы. Управление всей работой рудовоза производится по программе, введенной в машину автоматического управления. Запрограммирован весь комплекс команд, подаваемых в строгой последовательности операций всем машинам и устройствам, обеспечивающим подводное движение рудовоза к руднику, его погружение на дно, погрузку руды, всплытие, возвращение в порт и разгрузку. Вся система управления судном является автоматической, самонастраивающейся, способной в случае изменения внешних условий изменить программу и сохранить наиболее выгодный режим работы того или иного устройства. Система навигационных ультразвуковых маяков приведет судно в район глубоководного рудопромышленного предприятия. Здесь судно будет управляться с помощью сигналов, установленных на дне маяков-ответчиков, которые, воздействуя на систему автоматического управления, заставят судно начать погружение. Откроются кингстоны, и вода устремится внутрь цистерны. В то же время включится система ориентации посадки. Как современный самолет, ориентируясь по радиосигналам, осуществляет слепую посадку на бетонную площадку аэродрома, так и судно, «планируя» в глубину, может точно приземлиться в место, наиболее удобное для захвата подготовленного груза. Полная автоматизация управления ныряющим судном уже сегодня представляется вполне реальной. В настоящее время разработаны автоматические системы программного управления дизельным судном. Такое судно-автомат без всякого вмешательства человека может совершать рейсы продолжительностью свыше 30 суток. По сообщениям зарубежной печати, в иностранных флотах ведутся большие работы по автоматизации боевых подводных лодок, для которых проблема «освобождения от экипажа» имеет особое значение. Военно-морской научно-исследовательской лабораторией США разрабатывается проект полностью автономного необитаемого глубоководного аппарата «CMAPT», предназначенного для поиска подводных объектов по заранее заданной программе или с помощью искусственного «интеллекта». Такой аппарат сам автоматически перестраивает программу в зависимости от конкретных условий в районе поиска. По существу, он представляет собой полностью автономный аппарат, снабженный собственным источником энергопитания, работающий по той же системе, что и рудовоз-автомат» Значит, вполне реально появление и такого рудовоза уже в ближайшем будущем.

Рис.16. Сбор железо-марганцевых конкреций.
Рис.16. Сбор железо-марганцевых конкреций.

Кроме подъема и транспортировки грузов с морских глубин, ныряющие судна можно будет использовать и для добычи марганцевых конкреций, лежащих на дне океана. Если тот же ныряющий рудовоз будет иметь добывающую установку, то он сможет сам собирать конкреции с поверхности дна, заполнять ими свой трюм и отвозить их в порт. В этом случае ныряющий рудовоз станет не только подземно-транспортным, но и добывающим судном.

Специальные гидроакустические приборы будут производить поиск наиболее плотных скоплений конкреций и корректировать движение судов. При обнаружении продуктивных залежей конкреций автоматически включится добывающее устройство, расположенное в передней частп днища. Заработают моторы гидрорыхлителей и мощные струи воды с силой ударят по дну. Как раз над скоплениями конкреций будут находиться всасывающие устья, через которые мощные насосы, подобно пылесосам, засосут их вместе с водой и перекачают пульпу в трюм рудовоза.

Попадая в трюм, конкреции будут осаждаться на днище, а легкие частицы ила п песка, взвешенные в воде, через верхние отверстия уйдут за борт. Как только трюм заполнится грузом, автоматически включатся ходовые двигатели, и судно направится в порт.

Ныряющие рудовозы не исключают использования и кораблей, оборудованных несколькими грейдерами или экскаваторными ковшами, способными маневрировать по дну океана. Таким способом возможно извлекать руду с глубины 1500—1700 м. Подобная механическая драга с ковшами, транспортирующими за один подъем 10—30 т, сможет обеспечить суточную производительность 1000— 3000 т руды.

Более эффективными по сравнению с драгами явятся гидродобывающие глубинные машины, одни из которых будут буксироваться подводным кораблем, а другие передвигаться и добывать полезные ископаемые самостоятельно. Двигаясь на гусеничном ходу по морскому дну, машина будет сгребать руду, подавать ее в приемник гидронасоса и по шлангу или трубопроводу руда будет поступать на поверхность моря в приемную баржу.

Наконец, в ближайшем будущем, очевидно, немаловажную роль в добыче некоторых ценных руд будут играть и морские организмы.

Известно, что многие морские животные и водоросли обладают замечательной способностью извлекать и накапливать в своих организмах тот или иной элемент в количествах, превышающих в тысячи раз их концентрацию в морской воде. В ряде стран уже успешно извлекается из раковин устриц магний, который затем широко используется даже в самолетостроении.

Медузы накапливают цинк, олово и свинец, осьминоги — медь, крошечные радиолярии — редкий элемент стронций, асцидии — ванадий.

Японскими учеными несколько лет назад была разработана технология извлечения ванадия из асцидии, что позволило отказаться от импорта этого металла и организовать его промышленную добычу из морской воды.

Хорошо известно, что водоросли богаты йодом. Но есть водоросли — «любители» алюминия, брома и других элементов. Морские животные и водоросли не обошли своим вниманием золото, серебро, цезий, торий и даже радиоактивный уран.

По-видимому, уже недалеко то время, когда будут созданы своеобразные «живые» рудники. В специально выбранных лагунах или участках открытого океана, отгороженных сетями, завесами из воздушных пузырьков или другими средствами, создадут наиболее благоприятные условия для ускоренного роста водорослей или морских животных, аккумулирующих нужный элемент. По мере созревания «живая» руда по специальным трубопроводам поступит в автоматизированные химические комбинаты, которые будут заниматься комплексной переработкой сырья. Наряду с золотом, медью и ураном такой завод-«автомат» «выдаст» белки, жиры, удобрения и другие полезные продукты. Возможность всестороннего, полного использования «живой» руды вселяет надежды на появление уже в недалеком будущем экономически выгодных предприятий.

Исключительно благоприятные возможности имеются и для более полного использования биологических богатств Мирового океана. Уже сейчас многие страны руководствуются основным девизом «от морских промыслов к морскому управляемому хозяйству». Морское управляемое хозяйство должно быть многоплановым. Пройдут годы, и голубой континент станет неисчерпаемым источником пищевого и кормового сырья. Люди будут управлять сложным и высококультурным морским хозяйством, включающим и «животноводство» и разведение растений. Это хозяйство будет интенсивным и рентабельным, построенным на научной основе.

Уже сегодня в Японии, Китае, Индонезии, Филиппинах, Австралии, США, Великобритании, Франции, ФРГ, Норвегии, СССР и в ряде других стран имеются управляемые морехозяйства. Успешная и многогранная деятельность многих из них освещена в главе «Биологические богатства Мирового океана». Ведущие позиции здесь занимает Япония, где темпы развития морехозяйства достаточно высоки (уже в 1968 г. товарная продукция японских морехозяйств давала свыше 10 % всего улова страны). Во всех остальных странах развитие управляемых морехозяйств происходит очень медленно и их доля в общей промысловой продукции пока крайне мизерная. Можно указать много причин, тормозящих развитие управляемых морских хозяйств. Но одной из основных причин все-таки является отсутствие необходимой техники. В последние годы во многих странах интенсивно работают над созданием новой уборочной подводной техники. По-видимому, вскоре появится и такой комбайн для сбора морских водорослей, который описывают в своей книге А. Н. Дмитриев и М. Н. Диомидов. Надводное судно и уборочная машина (подводная косилка) составят морской комбайн. Судно малым ходом пойдет по поверхности моря, а по дну с такой же скоростью будет перемещаться косилка. Судно будет связано с косилкой транспортером или трубопроводом, по которому скошенные водоросли поднимаются на палубу.

Большое значение в обработке подводных водорослевых плантаций сыграет ультразвук. С помощью ультразвуковых вибраторов начнут производить вспашку подводных плантаций. На огромных плантациях морские водоросли будут облучаться ультразвуком, благодаря чему скорость их роста увеличится вдвое. Попутно ультразвук убивает селящихся среди водорослей вредителей. Урожай на подводных плантациях, кроме описанных выше комбайнов, будут убирать и автономные подводные аппараты, управляемые на расстоянии с командного пункта с помощью звуковых импульсов.

Помимо специальных рыбоводческих, водорослевых и планктонных морских ферм,- по-видимому, будут созданы китовые и дельфиньи фермы. Для их размещения легче всего приспособить коралловые атоллы, представляющие собой как бы естественные загоны, довольно широко распространенные в теплых южных морях. При создании таких ферм большое значение будет иметь ультразвук. Все процессы кормления, наблюдения за режимом, охраны выхода и входа в атолл смогут контролировать ультразвуковые устройства дистанционного управления. Кормление китов будет осуществляться из специальных кормушек, в которые вместе с планктоном закладываются водоросли, добываемые неподалеку от фермы специальными подводными косилками или комбайнами. В строго определенные часы по сигналам постухов-дельфинов киты подплывают к кормушкам. К этому времени «снимается» гидроакустический барьер — гидроакустический излучатель большой мощности, который не дает китовому стаду раньше времени подплывать к кормушкам. Такого же рода акустический барьер охраняет вход в выход из атолла. Он не дает возможности китам «улизнуть» в открытый океан и в то же время не служит препятствием для входа и выхода судов из атолла. Гидрофоны, расставленные по всему дну атолла, дают возможность следить за звуковым режимом китов, за их биологической активностью в течение суток, а также узнавать, когда они «отходят ко сну» и нет ли каких-нибудь тревожащих их факторов. Подобным же образом будут устроены и дельфиньи фермы.

В недалеком будущем морское хозяйство будет развиваться в тесной связи и по единому плану с наземным сельским хозяйством; море станет неиссякаемым источником водорослевого корма, рыбной муки для скота и домашней птицы, неограниченного количества удобрений, которые будут использованы для увеличения плодородия наземных полей, огородов и фруктовых садов.

Мировой океан превратится в поистине неистощимую кладовую пищевого сырья, необходимого для обеспечения изобилия продуктов возрастающему населению земного шара.

Одним из направлений дальнейшего освоения Мирового океана является проектирование и создание искусственных островов и плавучих платформ для размещения на них городов, заводов, фабрик, опреснительных установок, нефте- и газохранилищ, установок для разведения аквакультуры, морских энергоустановок, атомных электростанций, а также перевалочных баз для крупнотоннажного транспорта (танкеров, рудовозов и т. п.) и т. д.

Уже сегодня в ряде стран ведутся такие работы. Так, консорциум из промышленных компаний Голландии, Англии, Франции и Швеции разрабатывает проект искусственного острова площадью 3300 га в южной части Северного моря, недалеко от голландского побережья на глубине 25—30 м. Предполагается, что на острове будут размещаться предприятия энергетической, нефтяной, химической, металлургической, судостроительной и авиационной промышленности.

В Токийском заливе возведен искусственный насыпной сейсмоустойчивый остров площадью около 500 га для размещения сталеплавильного завода.

У южного побережья Великобритании сооружен песчаный остров в форме усеченного конуса, каркасом для которого служит специально укрепленная резиновая оболочка. Он будет использоваться в качестве платформы для размещения буровых установок для подводной добычи нефти, электростанции и маяков. В Канаде в море Бофорта построено свыше 10 насыпных островов на глубинах 1,5—5 м, которые используются в качестве платформ для нефтяных буровых установок. США строят глубоководные терминалы для выгрузки или приемки нефти с крупнотоннажных танкеров. Они представляют собой распределительную систему буйкового типа, которая закрепляется с помощью троса на якоре и связана нефтепроводом с сушей.

Американскими учеными разработаны проекты насыпных островов для размещения их в Мексиканском заливе и северо-восточной части Атлантического океана, к северу от мыса Гаттерас. Общая площадь каждого такого острова .8 км2. Он будет огражден высокой дамбой. Основным на этом острове будет нефтеперерабатывающий завод прозводительностью около 68 тыс. т в день и связанные с ним нефтехимические предприятия. Предполагается, что завод будет работать как на импортируемой нефти, так и на добываемой из близлежащих подводных месторождений шельфа. Получаемый в ходе переработки нефти газ используется как сырье при производстве аммиачных удобрений, а часть отходов нефтеперегонки служит топливом для островной паро-турбинной электростанции.

Поставляемые с побережья промышленные отходы также будут использоваться после соответствующей переработки на острове как топливо. Тепловая энергия, получаемая в процессе нефтеперегонки и при работе электростанции, будет использоваться в бумажной и пищевой отраслях. Опреснительный завод начнет поставлять пресную воду и исходное сырье предприятиям, производящим соли, металлы и промышленные газы. Обслуживание комплекса единой системой сбора и переработки отходов позволит обеспечить многократное использование промышленных вод, максимальное извлечение химических веществ и свести практически к нулю сброс жидких отходов. Проектом предусмотрено и строительство судоходного канала глубиной 23 м для подхода к острову крупных танкеров водоизмещением до 250 тыс. т.

Рис.17. Проект американской плавучей атомной станции.
Рис.17. Проект американской плавучей атомной станции.

Кроме судов и самолетов, связь с островом намечает ся поддерживать с помощью двухтрубного автотуннеля длиной 13 км, по которому будут осуществляться перевозки готовой продукции и сменного персонала рабочих, количество которых на острове достигнет 1600 человек. Общая проектная стоимость такого острова составляет 750 млн. долларов.

Другой американский проект такого острова включает сооружение сталепрокатного завода, ядерную электростанцию, завод по выплавке алюминия (как известно, производство алюминия требует большого количества электроэнергии) и базу по перегрузке угля.

Не все проекты создания искусственных островов предусматривают размещение на них комплекса различных производств, тесно связанных друг с другом. Имеются и интересные проекты одноцелевого использования таких островов. Чаще всего такие проекты предусматривают создание на них атомных электростанций, гидротермальных электростанций (использующих разность температур поверхностных и глубинных вод), а также плавучих устройств по хранению и сжижению газа и заводов по переработке железомарганцевых конкреций.

Так, по одному из таких проектов, атомная электростанция мощностью 1150 МВт разместится на заякоренной стальной платформе водоизмещением 150 тыс. т, размерами 120 м*20 м. Защитную дамбу вокруг плавучей установки предполагается сделать из закрепленных на дне бетонных кессонов, тесно примыкающих друг к другу, наподобие сотов в улье.

Американские специалисты планируют ввести в строй первые две атомные электростанции морского базирования неподалеку от берегов штата Нью-Джерси в 1984— 1986 гг. По предварительным оценкам, к концу нынешнего века в действие может быть введено около 60 плавучих атомных электростанций.

Выше, в главе, посвященной энергетическим богатствам Мирового океана, уже упоминалось о том, что в настоящее время вблизи Гавайских островов работает первая опытная гидротермальная станция мини-ОТЕК и готова к спуску на воду гидротермальная станция ОТЕК-1 мощностью 1 МВт.

Некоторые специалисты считают, что морские электростанции США могли бы уже в 1985 г. производить 1000 МВт электроэнергии (следует отметить, что электростанция мощностью 100 МВт полностью способна обеспечить электроэнергией современный город со 100-тысячным населением), а еще через пять лет уже 10 000 МВт. Министерство энергетики и Совет по качеству окружающей среды считают, что в 2000 г. система ОТЕК могла бы дать столько же электроэнергии, сколько сейчас дают все гидроэлектростанции США.

Выше указывалось, что и Япония и ряд европейских стран во главе с Францией проводят аналогичные работы по созданию морских гидротермальных станций и все они планируют завершить опытные работы в начале 80-х гг. и к 1984—1985 гг. построить первые промышленные установки.

Следует отметить, что уже сегодня морские электростанции ОТЕК по стоимости 1 кВт-ч электроэнергии могут конкурировать с электростанциями, работающими на угле, и атомными электростанциями. Кроме того, установки ОТЕК почти не влияют на окружающую среду.

Они не загрязняют ни воду, ни атмосферу и не производят никаких отходов, а запасы тепловой энергии океана практически неисчерпаемы и не зависят ни от каких климатических или сезонных колебаний температуры.

К сожалению, этого нельзя сказать об атомных электростанциях. Пока еще в мире кардинально не решена проблема захоронения радиоактивных отходов, опасность загрязнения морской среды остается достаточно высокой. Кроме того, подвергается термальному загрязнению большое количество воды, необходимой для охлаждения реактора. Конечно, опасность радиоактивного заражения людей в случаях неисправности реактора, неудачного захоронения отработанных радиоактивных веществ значительно уменьшается при размещении АЭС на искусственных островах. Причем, чем дальше они расположены от берега, тем безопаснее будет чувствовать себя население прибрежных районов, что связано еще и с тем, что при возможном радиоактивном заражении морских вод течения будут относить их в открытое море, где вероятность их обезвреживания значительно больше, а не прибивать к берегу.

Рис. 18. Проект плавучего города над глубоководным заливом.
Рис. 18. Проект плавучего города над глубоководным заливом.

В настоящее время рассматриваются три варианта использования получаемой в океане электроэнергии.

Во-первых, использование ее для снабжения ближай ших прибрежных городов. Для этого достаточно соединить электростанцию с берегом подводным силовым кабелем.

Во-вторых, электричество можно производить непосредственно на месте, как указывает французский специалист Франсуаз Арруа-Монин, для промышленности, требующей большого количества энергии, например производства алюминия из бокситов, извлечения магния, обессоливания морской воды, добычи из моря марганца, производства аммиака для получения удобрений.

В-третьих, можно на месте производить водород и транспортировать его на берег с последующим сжиганием его в топливных элементах для получения электричества. Ассоциация европейских стран Евросеан предлагает объединить вместе с производством электроэнергии обессоливание морской воды и создание рыбных ферм Последнее предложение обосновывается тем фактом, что вместе с подъемом глубинной холодной воды, значительно более богатой минеральными солями, к поверхности поднимаются и содержащиеся в них элементы. Эти нитраты, фосфаты и силикаты способствуют развитию фитопланктона и зоопланктона — основной кормовой базы для рыб.

Американские ученые предлагают использовать в качестве источников холодной воды айсберги. В этом случае можно использовать холод для работы электростанции и получить пресную воду для нужд тех стран, где ощущается ее нехватка. Некоторые исследователи предлагают установить электростанцию непосредственно на айсберге, а полученную энергию использовать для передвижения этой огромной массы льда в тот район земного шара, где ощущается недостаток пресной воды.

Выше уже указывалось, что одним из самых перспективных направлений использования потенциальной энергии морей и океанов является производство водорода из морской воды. Топливно-энергетический потенциал водорода известен давно, но только в последние годы в связи с энергетическим кризисом на него стали рассчитывать как на основной заменитель нефти и газа в ближайшем будущем.

Проектируются установки по производству водорода из морской воды, работающие на использовании солнечной энергии. Сотрудники Иокогамского университета создали блок термоэлементов площадью 9—10 м2, который обеспечивает добычу 10 тыс. м2 водорода в год. Прямые солнечные лучи концентрируются при помощи линз на концах термоэлементов, а противоположные концы охлаждаются морской водой. Вследствие разницы температур возникает электрический ток, разлагающий воду на водород и кислород.

Другим весьма перспективным методом получения водорода из морской воды является метод фотолиза, открытый совсем недавно. При использовании фотолиза свет разлагает воду на кислород и водород при помощи клеточных мембран растений, содержащих хлорофилл, и ферментов, добавляемых в качестве катализаторов. Сделан первый шаг на пути создания «биологической» системы, способной преобразовывать солнечную энергию в топливо — водород. В настоящее время работают первые опытные системы такого типа, вырабатывающие водород по десять и более часов подряд. Ценность фотолиза заключается в том, что в противовес электролизу на него не надо тратить электричество. Исходные материалы для этого процесса (свет и вода) имеются практически всегда и в неограниченных количествах. Процесс происходит при нормальных окружающих температурах и не сопровождается образованием промежуточных токсичных соединений. Для функционирования фотолитических систем достаточен свет любой интенсивности, который влияет лишь на темпы производства водорода. Основные затруднения в реализации этого метода в промышленных масштабах заключаются в поисках стойкого фермента-катализатора этого процесса, практически невидоизменяемого под действием кислорода. Сейчас обнаружен подобный фермент гидрогенеза и ведутся дальнейшие исследования по реализации этого метода. Конечной целью ведущихся исследований является осуществление процесса искусственного фотосинтеза. Необходимо «лишь» создание стойких и эффективных фотосинтезаторов. Японские ученые пытаются разработать процесс искусственного фотосинтеза, который мог бы «питаться» отходами, например отстоем сточных вод, вернее, бактериями, которые выделяются в их среде. Эти опыты являются весьма многообещающими.

Ведутся также опытные работы по производству водорода из воды с помощью сине-зеленых и некоторых других видов водорослей, которые способны «расщеплять» воду и генерировать кислород.

Как подсчитали специалисты, коэффициент полезного действия фотолитической системы не будет превышать 13%. Но даже при КПД, равном 10%, для удовлетворения мировых энергетических потребностей достаточно было бы создать в океане коллектор площадью, равной площади Франции. Пока это, конечно, лишь смелые проекты, которые открывают перспективы будущего освоения богатств Мирового океана. Выше речь шла в основном об использовании насыпных островов и плавучих сооружений для размещения на них промышленных предприятий и различных электростанций. А для целого ряда высокоразвитых стран с относительно небольшой площадью и высокой плотностью населения, например для Японии, не меньшее значение имеет и проблема размещения населения в проектируемых плавучих подводных и надводных городах. Не случайно коллективом японских архитекторов разработан проект плавающего города в виде гигантской круглой железобетонной платформы диаметром до 800 м, выступающей из воды всего на несколько метров. Плита поддерживается на поверхности моря плавучими жилыми зданиями, находящимися под водой, и огромными шаровыми понтонами. Дома цилиндрической формы уходят в глубину моря на 300 м. Из окон домов открываются картины подводного мира. На острове прокладываются дороги, устраиваются скверы, спортивные площадки, магазины, кинотеатры, посадочные площадки для вертолетов.

Именно Япония проводила в 1975 г. на острове Окинава международную выставку «Мировой океан». Выставка прошла под девизом: «Океан—каким ему быть». Ее основной целью был показ роли океана в жизни человека, возможности и пути рационального использования его природных богатств. Центральный японский павильон выставки «Акваполис» был построен на плавучем острове диаметром 120 м, перекрытом сферической крышей высотой 40 м. Двухсотметровые стеклянные галереи связали этот искусственный остров с берегом. Подводные помещения с иллюминаторами позволяли посетителям наблюдать за жизнью морских обитателей.

Интересный проект города в море разработала английская фирма «Пилкингтон». Город предлагается строить в 28 км от восточного побережья Англии внутри лагуны у газового месторождения Хеветт. Глубина моря здесь достигает 10,7 м. От штормовых волн город будет защищен молом из цилиндрических пластмассовых мешков, наполненных пресной водой и плавающих на поверхности моря полупогруженными. Кроме того, город должен быть окружен защитной стеной высотой 55 м, в которой предполагается разместить жилые и производственные помещения, а также электростанцию, работающую на природном газе. В искусственно обогреваемой лагуне устроены бетонные острова, а в них — легкие строения из стеклопластика. Внутри города будут ходить электрические автобусы, работающие на батареях, а связь с берегом будут осуществлять суда на воздушной подушке и вертолеты. Одно из основных занятий 30 000 жителей города — добыча полезных ископаемых в море.

Для освоения океана потребуются не только плавучие, но и подводные города. Зарубежная печать в последние годы часто сообщает о проектах таких городов. Так, французский архитектор Жак Ружери, директор центра морской архитектуры, считает, что «человек сперва должен привыкнуть к жизни под водой, чтобы начать там работать. Поиски нефти, залежей полиметаллических руд, новых источников питания, защита окружающей среды — вот те проблемы, которые нельзя решить без хорошего знания моря». Он уже спроектировал и в 1977 г. торжественно открыл «Галатею». Имя морской богини носит настоящий дом, погруженный под воду на глубину 60 м. Он хорошо оборудован и имеет небольшую кухню, душ, туалет. В нем можно прожить месяц под водой, не отказывая себе ни в чем необходимом. В 1978 г. он же спроектировал аквабуль-сферу из плексигласа, где ныряльщик может укрыться и отдохнуть, не поднимаясь на поверхность. Уже заказано шесть таких аквабулей для изучения морских глубин.

А в бухте Аяччо на Корсике создается колония для подводного отдыха. На глубине от 1 до 3 м под водой сооружаются дома в виде палаток, большой подводный сад с воздушными фонтанами. Там будут выращивать водоросли, разводить рыб, лангустов, устриц и других моллюсков. Даже в домашних животных не будет недостатка. Каждый ребенок сможет иметь, скажем, собственного ручного осьминога.

Наконец, в печати появилось сообщение о том, что французская компания морских изысканий опустила обитаемый кессон на рекордную глубину 610 м. А в Великобритании приступают к сооружению деревни на глубине 60 м, которой смогут пользоваться нефтяники при проведении изысканий. Все это события сегодняшних дней. А в отдаленной перспективе можно подумать и о заселении более значительных глубин. Такой город спроектирован американской фирмой «Дженерал электрик». Он должен быть установлен на дне океана между Африкой и Южной Америкой на глубине 3480 м. Выбранное для глубоководного города место представляет собой комплекс холмов, на которых легко закрепить жилище океанавтов. Глубоководные дома будут составлены из множества батисфер диаметром около 4 м. Этот город предназначен для океанографических исследований.

Строительство подводных лабораторий и само появление многочисленных проектов плавучих и глубоководных городов свидетельствует о том, что и создание океанских городов по силам человеку XX века.

Наконец, строительство подводных городов ставит на повестку дня, на первый взгляд, фантастическую идею создания человека-амфибии. Эту идею выдвинул известный французский исследователь морских глубин Жак Ив Кусто еще в 1962 г. на Международном океанографическом конгрессе, проходившем в Лондоне. Он сообщил о возможности создания .«подводного человека», способного находиться под водой на глубине до 2000 м неограниченное время. Для этого необходимо снабдить человека аппаратом, вводящим кислород в кровь и удаляющим из нее углекислый газ. «Чтобы человек мог выдерживать давление на больших глубинах, следовало бы удалить у него легкие. В его кровеносную систему включили бы патрон, который химически питает кислородом его кровь и удаляет из нее углекислоту. Пловец уже не подвергался бы опасности декомпрессии. Мы над этим работаем». Таким образом, этот патрон выполнял бы роль своеобразных жабер, обеспечивая получение кислорода непосредственно из воды. Такого рода высказывания перекликаются с идеями, заложенными писателем-фантастом А. Р. Беляевым в «Человеке-амфибии», но, в отличие от научной фантастики, постановка их реальна в связи с проведением конкретных научных исследований.

В лабораториях ряда стран, в том числе и в Советском Союзе, ставились интересные опыты по поступлению в легкие кислорода непосредственно из воды. Такие опыты в СССР проделывались на собаках и белых мышах. Они дали обнадеживающие результаты, так же как и ряд аналогичных опытов, проделанных в зарубежных странах. Все эти эксперименты позволили крупному специалисту по физиологии дыхания, профессору И. Килстра провести в США подобный опыт на добровольно вызвавшемся американском водолазе Френсисе Фалейчике. Однако из-за возможных непредвиденных осложнений опыт сначала проводился только с правой частью легкого. В дыхательные пути был введен двойной шланг, концы которого находились в бронхах. Через этот шланг водолаз вдыхал обогащенную кислородом соленую воду. Левая часть легкого работала как обычно, вдыхая атмосферный воздух. Ни при испытании, ни после него никаких опасных для жизни осложнений не было. По словам Франсиса Фалейчика, он не испытывал особого затруднения при дыхании водой. Однако победа была неполной. Хотя дыхательная жидкость хорошо питала легкое кислородом справиться с другой жизненно важной задачей — удалять из крови двуокись углерода — она пока как следует не смогла. Впрочем, И. Килстра уверен, что в скором времени ему удастся преодолеть и этот барьер.

Вряд ли, однако, можно считать бесспорным необходимость полного перехода организма к постоянному обитанию в гидросфере. Ведь, как справедливо отмечает советский врач — космонавт Б. Б. Егоров, что «хотя у человека есть все шансы стать Ихтиандром без помощи технических средств и на глубине 500—700 м, легкие человека, по-видимому, смогут усваивать кислород прямо из воды, но пока эта дорога без возврата. Путь в глубины океана нам открыт и в то же время закрыт».

Более разумным представляется вариант разработки методов и средств, позволяющих человеку необходимое время находиться под водой с последующим возвращением в обычную воздушную среду. Именно поэтому во многих странах мира, в том числе и в Советском Союзе, ученые работают над созданием аппарата «искусственные жабры», который мог бы усваивать кислород из морской воды и пропускать обратно углекислый газ без каких-либо хирургических вмешательств. Первым такой аппарат создал американский инженер Вальдемар Эйрес. Он сделал акваланг, в котором вместо баллонов с сжатым воздухом находится уложенная в пакет длинная капиллярная трубка из «чудесной» пленки. Эта пленка пропускает кислород из воды и углекислый газ — в воду В 1978 г. было опубликовано в зарубежной печати следующее сообщение: «Успешные испытания аппарата для извлечения кислорода из воды провели японские ученые. В течение 5 часов человек, находившийся в герметической плавучей камере, дышал воздухом, поступающим через встроенные в камеру «искусственные жабры», принцип действия которых основан на абсорбции кислорода с помощью батареек из пластинок слоистого силикона»

Первый отечественный аппарат «искусственные жабры» был разработан и испытан в Москве в 1972 г. группой любителей-подводников, членов клуба «Дельфин». Эта группа разрабатывает надувные подводные дома, основанные на принципе «искусственных жабер». Испытания домов из специальной пленки прошли успешно. Не исключена возможность, что в будущих морских поселениях такие дома, названные изобретателями «Селена», найдут самое широкое применение. А аппараты «искусственные жабры» дадут возможность плавать будущим акванавтам под водой столько времени, сколько они захотят.

Однако Жак Ив Кусто полагает, что человек на дне моря будет жить постоянно и лишь изредка подниматься на сушу. Технические предпосылки к этому уже имеются. Он предполагает, что «в океане появятся города, больницы, театры... Возникнет новая раса людей «гомо-аква-тикус» — человек подводный. К 2000 г. под водой родится человек». Жизнь покажет, какое из этих двух направлений окажется более приемлемым.

предыдущая главасодержаниеследующая глава




Rambler s Top100 Рейтинг@Mail.ru
© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2001-2017
При копировании материалов активная ссылка обязательна:
http://nplit.ru 'NPLit.ru: Библиотека юного исследователя'