Людина дивиться в завтра

МРІЯ І ЖИТТЯ

Отже, ми з вами пройшли дорогами, якими веде нас у майбутнє уява інженера. Інженера, котрий мріє про нечувану енергетичну могутність людства, про машини для незвичайних подорожей «в тому числі й космічних… Інженера, який мріє збагатити техніку, вдавшись до великого вчителя «природи… Інженера «творця грандіозних планів перетворення планети, щоб на ній краще і зручніше жилося…

І коли уявити собі цей світ завтрашнього дня, пройшовши тим самим маршрутом мрії, накидати контури Прийдешнього «хоча б у найзагальніших рисах, «то перед нами розгорнеться велична картина.

Достаток енергії приведе до нечуваного розквіту промисловості і сільськогосподарського виробництва, до швидкого освоєння колись диких районів Землі. Лінії енергопередач «хвильоводних чи бездротових «опережуть усі континенти, всю земну кулю. Більше того «електромагнітні енергетичні канали простягнуться й за межами планети «від космічних станцій, від Місяця та інших форпостів освоєного космосу.

Однак і це ще не все. Відбудуться якісні зрушення, зумовлені розвитком енергетики в нечуваних досі масштабах.

«Наявність великих кількостей дешевої електроенергії, «говорить академік М. М. Семенов, «дозволить одержувати практично необмежену кількість матеріалів, спростити способи їх виробництва.

…Величезна потреба виникне на той час у полімерних матеріалах, виробництво яких за масштабом буде наближатись до виробництва металів. Усі запаси природних газів, нафти й вугілля доведеться спрямувати саме на це, а також взагалі на створення різноманітних органічних речовин. Це якраз і буде забезпечуватися широким застосуванням електроенергії замість газу, нафти й вугілля.

Сільське господарство і харчова промисловість будуть повністю електрифіковані та автоматизовані. При наявності надлишку дешевої електроенергії виробництво добрив буде дуже спрощене і може розширитись до яких завгодно масштабів. Іригація безводних районів із застосуванням пластмасових плівок для утримання вологи як під шарами землі, так і над рослинами, обігрівання ґрунтів на Півночі з застосуванням величезних парників та оранжерей, що мають штучне освітлення, дозволить всюди збирати високі врожаї овочів і в багатьох випадках двічі на рік. Величезні ресурси електроенергії дадуть змогу в широких масштабах опріснювати воду з морів та солоних озер.

Повна автоматизація виробництва приведе до того, що загальнокорисний робочий день скоротиться до трьох-чотирьох годин. А решту часу люди приділятимуть своїм улюбленим заняттям: спортові, садівництву, художній самодіяльності, народним театрам, творчим заняттям мистецтвом та літературою і, особливо, наукою й технікою в чудових громадських лабораторіях, які стануть центрами масового розвитку науки.

Так я уявляю собі життя в XXI столітті, столітті суцільної електрифікації».

Нові транспортні машини дозволять стерти останні білі плями з економгеографічних карт. Слідом за розвідкою Крайньої Півночі і тропічного поясу півдня настане черга їх планомірного освоєння. В орбіту господарської діяльності людини ввійдуть величезні райони, в її розпорядженні будуть велетенські ресурси.

Якими ж уявляються нам риси Прийдешнього? Візьмемо хоч би Океан. Саме життя вимагає підкорення водної стихії «від поверхні до дна. Епоха Океану настає з такою ж неминучістю, з якою настала свого часу епоха космосу. Людство змогло прорватися у світовий простір. Людство зможе також освоїти глибини, освоїти океанське дно, і це вже справа найближчих десятиріч, почасти «навіть років.

Воістину невичерпні ресурси «харчові й хімічні «ховають у собі води, що заповнюють океанське ложе. Це величезний гідроенергетичний резерв Землі. Не випадково тому освоєння Океану справедливо вважають завданням не меншої ваги, ніж підкорення космосу.

Інженер забезпечить усім необхідним освоювачів глибинної цілини. Вони матимуть човни, здатні опускатись на дно в будь-якому місці Світового океану. Будуть станції-автомати океанографічної, геофізичної та геологічної служб. Виникнуть поселення в Океані. Буде розроблено способи проходки донних порід.

Штурм земних глибин вестимуть і на суходолі. Геологи проникнуть у царину верхньої мантії «близького підкіркового шару Землі.

Свердловини пронижуть земну кору там, де її товща сягає кількох кілометрів. Одкриється доступ до магматичних шарів та до глибинних рудних родовищ і чистих металів, їх добуватимуть різними фізико-хімічними способами, перероблятимуть копалини просто під землею.

З надр Землі, з геокосмосу полинемо думкою в космос. Ще зарано створювати конкретні плани, як добувати хімічну сировину на сусідніх планетах та їх супутниках, на Місяці та астероїдах. Одначе вже й нині нас цікавить питання, що саме можна там надибати.

Не раз, наприклад, спостерігали на Місяці виверження газів. А в небесних прибульцях «метеоритах «знаходили вуглеводні. Саме це й наштовхнуло на думку «а чи не трапиться на нашому природному супутнику нафта чи хоча б горючі гази? Адже вони були б чудовою хімічною сировиною. Пальне для кораблів, для потреб селища на Місяці, для місячного всюдихідного транспорту «його не довелося б завозити з Землі.

Думають і про добування ракетного пального з порід, що є на Місяці. Висувають припущення, ніби космонавти зуміють поступово налагодити виробництво синтетичної їжі з речовин, що їх утворюватимуть у хімічний спосіб просто в космосі.

На Землі трапляються підземні природні сховища газу, нафти, прісної води. Вчені міркують: можливо, на Місяці є льодові комори, сховані від сонячних променів? Якщо це підтвердиться, то космонавти будуть забезпечені водою, киснем, воднем. Воду, до речі, вдасться, очевидно, добувати з гірських порід, де вона перебуває у зв’язаному вигляді.

А якісь мінерали, рідкісні цінні елементи можна сподіватись побачити на Місяці? Така можливість не виключена. І якщо добування їх та перевезення будуть вигідні, то чому б не скористатися запасами небесної комори!

Можливо, космонавти-геологи знайдуть корисне не лише на Місяці. Планети, супутники планет, астероїди «ось бази майбутньої хімічної індустрії в космосі.

Буде перетворено саму Землю, буде перетворено сусідні планети. Буде освоєно ближній космос, земна цивілізація знайде контакт із цивілізаціями інших світів… Такий розгін інженерної думки майбутнього.

Звичайно, в першу чергу людей цікавить Земля. Якою ж постане вона перед космонавтами майбутнього, що зможуть поглянути на планету «збоку»?

Зелена, квітуча, родюча, «так починає змальовувати «землю 2001 року» Л. Хітцігер. Під таким заголовком у журналі «Нейє Берлінер Іллюстрірте» було надруковано карту перетвореної земної кулі.

…Змінився клімат полярних і приполярних областей, що входять до сільськогосподарської зони. Вона охоплює степові та лісові райони, тропічні джунглі, пустелі Африки, Аравії, Середньої Азії, Австралії. Навіть у районах найрізкішого континентального клімату за допомогою хімії одержують високі врожаї. Зросла загальна площа водних басейнів планети.

У навколоземному просторі пролягають орбіти метеорологічних супутників, супутників зв’язку і космічних станцій. Метеосупутники ведуть безперервні спостереження за земною кулею і дають точні прогнози погоди на кілька тижнів уперед. Космічні станції також несуть «службу Землі», і з них стартують у далекі рейси кораблі. Супутники разом із наземними станціями забезпечують всепланетний телефонний зв’язок і телебачення.

Щодалі більше й більше скоряється природа людині. Приборкано повені. Широко використовують внутрішнє тепло Землі, керують витіканням лави «адже це цінна хімічна сировина. Змінюють напрямок згубних хвиль цунамі…. Можливо, навчаться приборкувати грози, землетруси, виверження вулканів.

На карті ««розсипи» значків. Це енергостації: термоядерні і сонячні, вулканічні й ті, що використовують підземне тепло та енергію землетрусів, установки для безпосереднього перетворення хімічної енергії вугілля й нафти в електричну.

…На початку другого тисячоліття збудовано нові мости, і трансконтинентальна транспортна артерія пройшла з Південної Африки через увесь «чорний континент», по Середземноморській дамбі, через Європу й Азію до Північної та Південної Америки. Термоядерні енергостанції живлять її енергією, вони постачають струм новим великим містам Гренландії та Антарктиди, що буяють зеленню…

Можливо, «зелена планета» на межі третього тисячоліття буде не зовсім така, бо деякі інженерні проекти, задумані сьогодні, застаріють. З часом виникнуть інші рішення, відкриються нові шляхи перетворення планети. Та безсумнівно одн» «Земля справді стане зелена, квітуча, родюча…

Що ж потрібно інженерові, щоб втілити свої мрії в життя? Коротко відповісти на це важко. Та все ж спробуємо.

Інженерові майбутнього будуть потрібні нові високоміцні та довговічні матеріали із заздалегідь заданою структурою, з наперед визначеними властивостями. Тут слово за хімією.

Вона не лише творець цілого світу синтетики. Вона допомагає опрацьовувати метали й пластмаси, виготовляти з них деталі машин та будівельних конструкцій.

Вивчаючи разом з фізикою будову речовини «на рівні молекул», хімія розкриває таємниці перетворень, що відбуваються в твердих тілах. Як впливають на них навантаження, як вони руйнуються, як діють на них холод чи тепло, які секрети подрібнення і, навпаки, сполучення маленьких частинок, кристаликів, крупинок, зерен?

За всім цим «відповіді на інші питання, вже суто інженерного характеру.

Як досягти максимальної міцності під час гартування, кування та штампування? Як зменшити твердість при різанні металів, при тонкому подрібненні речовин? Як найліпше приготувати порошки «металеві й неметалеві, з яких методом порошкової металургії вироблятимуть згодом деталі для машин? Який шлях до металу без дефектів у структурі «до надміцності?

Енергетикові майбутнього будуть потрібні ідеальні провідники. Слово ідеальний тут не береться в лапки, бо вже є провідники, що працюють без втрат енергії. Електрони в них рухаються без будь-якого опору з боку зустрічних атомів і молекул.

Надпровідність поки що виникає лише за наднизьких температур, близьких до абсолютного нуля. Інженери створили найтонші електровимірювальні прилади, дослідні зразки обчислювальних машин з надпровідними елементами «кріотронами.

Цікаво, що надпровідні елементи пам’яті електронних машин «це в сотні разів тонші за людську волосину плівки. Вони спрацьовують майже миттю, за стомільйонну частку секунди, а тому місткість і гнучкість такої пам’яті надзвичайно велика.

Проте надпровідна лінія передачі і вічний електромагніт лишаються мрією. Слід позбавити надпровідник теплобоягузтва, бо навіть незначне нагрівання знищує цю чудову властивість.

Метали тут не допоможуть. Треба створити штучні речовини, які за своєю структурою будуть надпровідні за будь-яких температур. Розрахунки хіміків показали, що можна одержати синтетичний надпровідник «полімер особливої структури. Навіть при дуже сильному нагріванні він не втратить своїх унікальних електричних властивостей. Поки що цей полімер є лише в теорії, але й практика тут, з усього видно, не за горами. Дуже вже великі вигоди обіцяє такий полімер «він викличе, по суті, переворот у техніці.

Інженер одержить від хіміка не лише цілком нові матеріали, буде оновлено й удосконалено чимало старих. Сучасність дає цьому багатообіцяючі приклади. Так створено «диво-бетон», щільний, міцний мало не як метал, до того ж вологотривкий, морозостійкий, такий, що не боїться хімічного впливу. Цей бетон використовують, власне, як замінник металу. Є надміцний чавун, міцне і, в разі потреби, гнучке скло. Хіба це не переконливі факти!

Перед нашим поглядом вимальовуються «блакитні міста» з ситаловими будинками та покриттями шляхів. Ситал «це родич скла. Його виготовляють з відходів, з доменного шлаку. Негорючий, щільний, стійкий, що не поступається перед мармуром і гранітом, до того ж гарний «це справді універсальний будівельний матеріал майбутнього.

Ось що пише про ситал професор І. Китайгородський:

«Заміна вікон з великою кількістю дрібних переплетінь великим дзеркальним склом перетворить зовнішній вигляд міст. Замість сірого асфальту, що весь час потребує ремонту, ми покриємо вулиці вічними кольоровими плитами, а тротуари «мозаїчними панелями, до того ж дешевими і стійкими. Все місто набуде святкового звучання. Вулиці доповнюватимуть архітектуру споруд, бо для оформлення майданів, будинків, метро будуть використовувати кольорові ситали в необмеженій кількості. Ситалові черепичні деталі не лише прикрасять, а й зміцнять дахи будинків, їх не треба буде фарбувати. Барви і світло ввіллються в ансамбль наших міст і сіл, оточуватимуть людей у труді й щоденному побуті».

Однак і це ще не все.

Скління літаків «краще, ніж було досі, склотканини, що не поступляться міцністю перед сталлю, і склопластики, з яких будуватимуть судна, автомобілі, корпуси літаків І ракет, велетенські дзеркала для телескопів і крихітні деталі приладів, частини конструкцій, мостів, водосховищ і гребель, газопроводів і різних підземних споруд. Кругом «ситали!

І «хтозна «можливо, ситалургія дасть матеріали для підводних містечок та позаземних станцій, для будівництва, що розгорнеться на малоосвоєних нині просторах Землі «в районах вічної мерзлоти, у тропіках тощо.

Ми бачили, які дивовижні перспективи відкриває співдружність техніки й біології «біоніка. Не треба багато фантазії, щоб уявити, який вигідний буде союз хіміка, фізико-хіміка та інженера.

Скинути зайву вагу споруд і машин «ось до чого постійно прагне сучасна техніка. І тут їй пощастило досягти чималого. Інакше не було б у нас таких потужних двигунів, як нині. Коли ж спробувати збудувати їх Із матеріалів, якими користувалися хоча б на початку цього століття, то матимемо приголомшливий результат. Авіадвигун буде такий важкий, що його не підніме жоден літак. Паротурбогенератор вражатиме своїми розмірами. До речі, менше кілограма ваги на кінську силу «такий показник авіадвигуна тепер, а в турбін «усього чотири-п’ять кілограмів ваги, замість ста п’ятдесяти на кінську силу, як це було раніше.

Однак скинути зайву вагу «це ще не все. Зросли навантаження, яких зазнають деталі машин, що стали високошвидкісними. Так, скажімо, ротор газової турбіни робить за хвилину понад двадцять тисяч обертів. Доводиться збільшувати розміри деталей, щоб вони не виходили з ладу. Знову все зводиться до міцності.

Міцніші матеріали потрібні транспортним машинам, а також для залізничних рейок, якими нині мчать поїзди зі швидкістю понад сто кілометрів на годину.

Інженери давно шукають шляхи до підвищення міцності металів і сплавів. Вони намагаються змінити їхню внутрішню будову, користуючись нагріванням та охолодженням, діючи механічною силою. Нині ці давно відомі засоби впливу на метал інженери намагаються застосувати по-новому, поєднавши один з одним.

Виникають і зовсім нові ідеї. Так, магнітні поля змінюють розміри і обсяг кристалів заліза. Цим можна скористатися для поліпшення якостей металу.

Потоки частинок, що виникають в ядерному реакторі чи в прискорювачі, теж змінюють структуру матеріалу. Опромінювання може зміцнити метал. Щоправда, лишати метал надовго радіоактивним не можна.

Вчені намічають ще один шлях утворення надміцних матеріалів. Для техніки майбутнього він надзвичайно важливий. Це один із прикладів того, коли мале обертається на велике. Нині одержано лише крихітні ниткоподібні кристалики, досліди поки що не вийшли за межі лабораторії. Зате в перспективі матимемо не тільки міцний, а й стійкий щодо всяких впливів і, зокрема, високих температур матеріал.

Річ у тім, що сучасні засоби зміцнення мають один істотний недолік. Минає час «і метал знеміцнюється, втрачає всі набуті якості. На нього шкідливо впливає тепло «він може працювати лише за порівняно низьких температур, а це дуже рідкісний випадок у техніці.

Інженери замислились над тим, як упоратися з примхами зміцненого металу. Для цього їм знову довелося вдатись до малого «до кристала, який можна добре розгледіти лише в мікроскоп. Виявилось «навіть незначної кількості домішок досить, щоб метал «зіпсувався», щоб у ньому виникли дефекти, щоб через сторонні атоми порушилась однорідність. Хоч, правду кажучи, вже пощастило довести вміст домішок до дуже малої величини «десятої частки процента.

Щоб мати не просто чистий, а надчистий метал, роблять по-різному. Переплавляють метал у вакуумі; провадять «зонову» плавку, при якій стрижнеподібний зливок поступово прогрівається струмами високої частоти, і все «зайве» в ньому збирається в один кінець, а другий стає абсолютно чистим. Застосовують і хімічні засоби «примушують домішки утворювати сполуки з іншими речовинами. Можна створити метал, в якому лишиться одна десятимільйонна процента домішок!

Проте, очевидно, навіть надчистий метал не можна зробити надміцним. Вже не домішки, а дефекти, що причаїлись у надрах металу, знижують його цінність. Вирішили застосувати надвисокі тиски. Можливо, піддаючи матеріал стисненню, пощастить усунути дефекти, досягти надміцності.

Вже є дуже тоненька, та надзвичайно міцна нитка в кілька сантиметрів завдовжки. Перед ученими стоїть завдання виготовити з таких ниток тканину і обмотати нею чи взяти її за основу комбінованих матеріалів. Тоді, приміром, керамічна труба з такою тканинною прокладкою витримає великі навантаження.

Тепер ми знову можемо поговорити про те майбутнє, коли в розпорядженні конструктора буде справді надміцний» метал.

Залізницями «звичайними чи монорейковими «помчать швидкі ешелони. Велетенські вагони вміщатимуть не десятки, а сотні пасажирів.

Ріки перетнуть легкі, ажурні, несхожі на сучасні мости» без важких опор і могутніх ферм.

Літаки й ракети, що стануть значно легші, літатимуть набагато далі, бо вони зможуть брати більше пального.

Підводні човни вільно досягатимуть океанського дна навіть у найглибших його місцях «їхній корпус витримає який завгодно тиск.

Підземоходи проникнуть у товщу земних надр на десятки кілометрів.

Численні машини стануть швидкохідними, потужними І водночас компактними.

З’являться гігантські споруди, що вражатимуть своїми розмірами.

Надміцні метали згодяться і поза Землею «з них будуватимуть станції-супутники і складатимуть кораблі для польотів до інших планет.

Завівши мову про металургію, без якої не здійснить своїх задумів інженер майбутнього, треба сказати про те, якою стане вона сама, як зміниться з часом металургійне виробництво. Адже металургія «помічник і спільник інженера.

Металургійний завод найближчого майбутнього «це передусім завод-велетень, він буде набагато більший від найбільшого сучасного. Варто назвати лише одну цифру: за» рік він даватиме сталі приблизно двадцять п’ять мільйонів тонн, а сьогодні рекордом вважається два з половиною мільйони тонн.

Завод займе величезну територію, і побіля нього виросте ціле місто з населенням приблизно півтораста тисяч чоловік, йому потрібна буде електростанція з такою потужністю, як Дніпровська ГЕС імені Леніна. Його власному залізничному транспортові доведеться перевозити п’ятдесят мільйонів тонн вантажу на рік. Домні знадобиться потужна станція водопостачання. Витрата повітря досягне кількох десятків тонн на хвилину, отже і потужність повітродувок та компресорів становитиме десятки тисяч кінських сил.

Роботою керуватимуть автомати по заданій програмі.

Завод вироблятиме рейки, труби, листовий прокат, при потребі із захисними покриттями. Швидкість прокатки різко зросте, а витрата металу зменшиться.

Можливо, зміниться і прокатний стан, якщо вдасться витягувати метал, що кристалізується, просто з відкритого розплаву. Сили зчеплення примусять металеві пластинки прилипати одна до одної, і з ванни за платівкою-кристалізатором потягнеться деталь потрібної форми «лист, труба, дротик будь-якої довжини. Треба лише охолоджувати метал у міру того, як він виходитиме, щоб прилипання не припинялось.

Однак, поки є домна, металургійний завод майбутнього лишається принципово такий самий, як сьогодні. Змінюються тільки масштаби. Згодом інженер відмовиться від домни і видобуватиме залізо безпосередньо з руди. Пряме відновлення «давня мрія металурга. Очевидно, не мине й чверті століття, як металургійний завод набуде зовсім іншого вигляду.

Стане дійсністю безполуменева металургія. В свердловину, що сягає рудного покладу глибоко під землею, будуть накачувати розчинники «кислоти й луги. При цьому спробують добувати їх тут-таки, на місці «з сировини, що потрапить під руки. З розчину за допомогою електролізу вилучать як основний метал, так і його супутники «рідкісні елементи.

Своє слово скаже й біометалургія. Водорості, комахи та бактерії, як відомо, нагромаджують у своїх тканинах рідкісні метали. Отже, плантації водоростей, розплідники гусені та колонії мікроорганізмів дадуть металургам цінну сировину.

Тим, що ми тут розповіли про хімію та металургію, не вичерпується, звичайно, відповідь на питання, що дадуть інженерові-конструктору, творцю нової техніки, його колеги «творці нових матеріалів. Не закінчено тут і розповідь про те, які в інженерній справі відбудуться стрибки та перевороти хоча б найближчого десятиліття.

Можна було б навести й інші приклади.

Технологія обробки: широке застосування електроніки, електронний промінь у ролі різця, свердла, фрези; електронна плавка, обробка різних матеріалів, зварювання «не лише на Землі, а й у космосі при спорудженні позаземних станцій…

Кібернетика: кібернетичні моделюючі і керовані пристрої, методи машинної математики «для вибору оптимальних технологічних процесів та режимів…

Механізація та автоматика в найширших масштабах і в-найрізноманітніших царинах «це справді науково-технічна революція, що змінить характер виробництва….

Та ми ще на початку книжки домовились обмежити рамки розповіді. Бо інакше довелося б писати не одну, а кілька книжок.

Однак варто зачепити ще одне питання, яке не може не хвилювати нас. Коли здійсняться начерки інженера ««проектувальника» завтрашнього дня? Тут не можна, звичайно, дати точні прогнози, бо час все одно виправить їх. Очевидно, дещо збудеться швидше, ніж сподіваються. Приклад Із сучасного «космічні польоти: адже порівняно недавно дехто із скептиків вважав, що підкорення космосу «справа далекого майбутнього…

Але дещо не здійсниться так швидко, як гадають нині, «всі труднощі, всі повороти технічного прогресу передбачити неможливо. Та все ж цікаво ознайомитися хоча б з варіантом «розкладу на майбутнє». Ним займався, наприклад, англійський учений і письменник Артур Кларк, автор книжки «Профілі прийдешнього». Висловлювали свої припущення й інші письменники, вчені, інженери «за кордоном і в нас у Радянському Союзі. Ось яка вимальовується хронологія майбутніх науково-технічних досягнень.

На 1970 рік: висадка людини на Місяці і ракета з атомним двигуном; машини-перекладачі; зберігання електроенергії на складах.

На 2000 рік: освоєння планет; штучний мозок; передача енергії без дротів.

На 2010 рік: подорож до центра Землі; передача по радіо відчуттів, що сприймаються нашими п’ятьма органами чуттів.

На 2020 рік: запуск автоматів до інших зірок; роботи «механічні працівники.

На 2030 рік: контакт з позаземними цивілізаціями.

На 2050 рік: керування силою тяжіння; пробудження спадкової пам’яті.

На 2060 рік: досконалі машини, що навчають; пристосування планет для життя людей.

На 2070 рік: швидкість, близька до світлової; керування кліматом.

На 2080 рік: міжзоряний політ; машини, розумніші за людей; універсальні машини, що виготовляють яку завгодно річ.

На 2100 рік: зустріч з іншими цивілізаціями; світовий мозок; можливість керування функціонуванням іншої зірки.

Це припущення доповнює ще датування найважливіших хіміко-біологічних досягнень за той самий час «від вивчення мови дельфінів на 1970 рік до керування спадковістю, біологічної інженерії, анабіозу[3], штучного життя і безсмертя протягом XXI сторіччя, десь на рік 2100-й.

Кларкові накреслення слід, звичайно, вважати лише за спробу показати прогрес у найзагальніших обрисах. Та навіть і вони свідчать про те, що можна більш-менш конкретно уявити, висловлюючись мовою самого Кларка, «вертикальний розріз майбутнього».

Попереду грандіозні перспективи, і вони відкриваються вже в туманній далечіні тисячоліть. Інженер не просто мріє «він працює над втіленням своїх задумів у життя.

Ми з тобою, читачу, вже були свідками деяких звершень. Ми будемо очевидцями, а може, й учасниками здійснення багатьох інших чудових задумів.