К.Э. ЦИОЛКОВСКИЙ О РЕКОНСТРУКЦИИ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

© Б.П.Филимонов, А.Б.Филимонов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Исследование научного творчества К.Э. Циолковского"
2017 г.

Среди научных идей К.Э. Циолковского важное место занимают идеи дальнейшего освоения человечеством планеты Земля. Циолковский развивал их во взаимосвязи с идеями о путях освоения космоса, неоднократно затрагивал их в ранних произведениях и не раз возвращался к ним на протяжении всей своей жизни. Три комплекса глобальных проблем разработаны Циолковским наиболее детально: целенаправленное регулирование земной атмосферы, конкретные пути освоения Мирового океана, способы повышения эффективности использования солнечной энергии для нужд сельского хозяйства и освоения труднодоступных районов земной суши.

Проблема загрязнения земной атмосферы (в частности, нарастающая концентрация в ней углекислого газа) тревожит мировую общественность с конца 1960-х годов. Циолковский в условиях, когда эта проблема еще не назрела, сумел предвосхитить ее важные аспекты, указал на принципиально новые, в высокой степени конструктивные, подходы к ее решению. Он предложил сосредоточить усилия на распространении сортов растений, способных утилизировать не доли процентов энергии Солнца, как обычно, а во много раз больше. Этой же проблемой в свое время занимался К.А. Тимирязев.

Основной тезис ученого - экстремальность жизни человека на Земле. Обусловленная катастрофическим ростом народонаселения, она должна с течением времени все более возрастать. Население планеты вынуждено будет расселяться не только на суше, но и занять всю поверхность океанов, где будут устроены на громадных платформах («плотах» по терминологии Циолковского) жилища, накрытые общими защитными куполами. Грандиозный стеклянный купол изнутри поддерживается давлением искусственной газовой среды и укреплен тонкими тягами и опорами. «Плот» площадью в сотни квадратных километров составляет одну громадную территорию, разделенную на множество отделений ради удобства регулирования микроклимата. Жизнь под куполом приведет к ликвидации естественного круговорота воды в атмосфере, на смену чему придет его искусственный эквивалент - регулирование испарения воды и выпадения осадков (или без таковых) «по желанию людей», внутри купольных городов. Идея крытых городов была особенно популярна в 1960 - 1970 годы ХХ в. Тогда за рубежом и в СССР создавались грандиозные проекты крытых поселений для пустынь и приполярных зон. Затем человечество поостыло к этой идее, так как поняло, что у него сегодня нет ни ресурсов, ни желания, ни возможности для реализации этих дорогостоящих проектов. Для освоения водных гладей поверхности океанов нужны не только высокоразвитая технология, но и особое островное расположение, которое присуще, например, Японии. Неудивительно, что именно в Стране восходящего Солнца появилось несколько проектов создания огромных платформ в море. При этом осваивается именно внутреннее море, как и предусматривал Циолковский. Так японцы предполагают решить в будущем свои демографические проблемы. Наибольшую известность получили проекты расширенного на водные пространства Японского моря Токио, создания искусственного атолла «Большой Исаак» и другие. В последние десятилетия человечество начало все шире осваивать акватории Мирового океана путем сооружения сравнительно крупных «станций-островов». Такого рода установки сооружаются в основном для эксплуатации на морском мелководье донных нефтяных месторождений. До недавних пор они строились преимущественно на опорах, непосредственно закрепляющихся на морском дне. Однако расширение площади эксплуатируемых месторождений заставляет все чаще прибегать к плавучим установкам, закрепленным якорями. В целом идея Циолковского создать сеть искусственных плавучих островов определенного масштаба и конфигурации представляется тем более важной, что смыкается с идеей о возможности целенаправленно регулировать солнечное облучение путем соответствующего изменения режима облачности, что составляет еще одну группу рассматриваемых проблем.

Последняя в свою очередь подразделяется на три взаимосвязанные подгруппы: проблема повышения доли гелиоэнергетики в мировом энергетическом балансе, проблема использования гелиоэнергетики для кондиционирования воздуха в жилых и других закрытых помещениях на всем пространстве земного шара (включая проблемы отопления, охлаждения, освещения, подогрева воды и приготовления пищи), проблема освоения пустынь, вообще засушливых зон земного шара.

В рамках первой подгруппы проблем Циолковский уделил исключительное внимание вопросам конструирования экономного и эффективного солнечного нагревателя, который можно было бы легко эксплуатировать в домашних условиях даже в умеренных широтах, не говоря уже о тропиках. К настоящему времени эта идея приобрела чрезвычайную популярность. В частности, растет число индивидуальных домов-новостроек, в которых энергия солнца используется в той или иной мере для указанных нужд. Кстати сказать, Циолковского интересовало не только солнце, но производные восполняемые источники энергии (ветер, волны, вообще гидроэнергия и т. д.). При этом он рассчитывал возможности повысить мощность солнечного облучения путем изменения режима облачности. Это значительно повысило бы потенциал гелиоэнергетики и ее «конкурентоспособность» в сравнении с другими компонентами мирового энергетического баланса. В связи с общеизвестными затруднениями в производстве энергии на базе невосполняемых источников актуальность вопросов форсированного развития гелиоэнергетики и ее производных быстро возрастает. Циолковский сумел в этом отношении предвосхитить будущее почти на полвека.

Столь же актуальна и вторая подгруппа проблем. Создать энергетически автономные, т. е. зависимые только от потока солнечных лучей, жилой дом или производственное помещение, в котором за счет гелиоэнергетики кондиционируется воздух, подогревается вода, готовится пища, работают осветительные и другие электроприборы, означает получить беспрецедентную в истории человечества возможность осваивать «неудобные» районы земной поверхности. Они, как известно, занимают в общей сложности большую часть суши, не говоря уже о Мировом океане. В настоящее время с каждым годом ширится фронт научно-исследовательских работ и опытно-конструкторских разработок по данной проблематике. В этом отношении творческие «заделы» Циолковского могут иметь не только историко-техническое, но и прикладное значение.

Исключительный интерес представляет третья подгруппа проблем, связанных с комплексным освоением пустынь, занимающих свыше трети земной суши. Циолковский сознавал, что ключ к решению проблем – получение достаточного количества пресной воды. И он предлагал для этого использовать подземные запасы, расположенные под пустынями (с помощью все той же гелиоэнергетики), а также способ конденсации влаги из воздуха. Ученый предлагал осваивать пустыню, опираясь на запасы пресной воды и на энергетически автономные поселения, - примерно так же, как и Мировой океан, - путем планомерного продвижения фронта специальной культивации почвы для интенсивного растениеводства. Реализация этой идеи позволила бы полностью преобразовать значительные пространства земной суши и вместе с сетью искусственных плавучих островов Мирового океана привела бы к коренной реконструкции всей земной поверхности.

Циолковский не только высказывал конструктивные идеи. Он пытался обосновать их детальными расчетами, «проигрывал» различные конкретные варианты, занимался, как мы сказали бы сейчас, прикладными аспектами глобального моделирования – причем в отличие от современных специалистов без помощи электронной вычислительной техники и без опоры на современные методики технологического прогнозирования. В частности, он рассматривал возможности качественно нового состава земной атмосферы (на девять десятых из кислорода и на одну десятую из углекислого газа, с «упразднением» излишнего, по мнению Циолковского, азота и инертных газов), способы удержания подобной атмосферы над земной поверхностью (с помощью особой кварцевой оболочки), различные варианты регулирования флоры и фауны земной суши и Мирового океана.

Многое в этих расчетах по меньшей мере дискуссионно, что вполне объяснимо обстановкой, в которой они производились. Но поражает эвристичность мышления автора, сумевшего и при существовавших условиях выйти на высокий уровень сверхдолгосрочного нормативного прогнозирования.

Вместе с тем, вряд ли правомерно безоговорочно соглашаться с Циолковским во всех его высказываниях. Так, например, мы не можем согласиться с тезисом Циолковского относительно того, что чем больше численность населения, «тем совершеннее его члены и тем выше общественное его устройство», и проистекающим отсюда принципиальным курсом на увеличение народонаселения Земли в несколько тысяч раз (до нескольких триллионов человек). Не можем мы согласиться и с курсом на полное истребление «дикой» флоры и фауны на Земле, чтобы дать больше простора культурному растениеводству. Имеются также возражения относительно некоторых конкретных расчетов Циолковского. Но при всех ошибках, недочетах и спорных положениях Циолковский дал, на наш взгляд, поразительно много нового, причем во многих случаях вряд ли имел прямых предшественников.