Константин Циолковский - Промышленное освоение космоса
Мы думаем, что можно со временем устранить эту беду. Температуру жилищ, занимающих обширную площадь, как мы видели, можно понизить по желанию с помощью блестящей их крыши. Для обширной же площади растений этого сделать нельзя, так как без солнечного света растения не развиваются и не приносят плода. Можно, впрочем, это сделать, отражая зеркалами часть солнечного света в небесное пространство. Только это неэкономно, так как растения дадут меньше плодов, и, кроме того, средняя температура Земли понизится, и в полярных странах сделается по-прежнему холодно.
Но сами растения поглощают солнечную энергию, накопляя ее в плодах и других тканях своего тела. В современных растениях это поглощение энергии крайне мало и не превышает 2-10% (банан, кактус Бербанка и другие). Но человек создаст растения или процессы, которые будут запасать 50 и более процентов солнечной энергии. Таким образом, температура будет зависеть от рода растений и машин, которые будут накапливать запасную (потенциальную) энергию Солнца. Эта энергия, в форме плодов и разных веществ, будет перевозиться туда, где в ней будет нужда. Например, в холодные страны, в места фабричных производств. Выделяясь тут, она будет лучшим образом уравнивать температуру Земли. Энергия Солнца не будет пропадать, отражаясь облаками, или зеркалами, а будет выделяться на Земле же для равномерного ее согревания и накопления богатств. Ею можно воспользоваться для совершения полезных работ на Земле, например сравнения ее поверхности и улучшения путей сообщения. При этом произойдет и согревание недостаточно теплых стран Земли.
Так решается и вопрос о землях (по обе стороны экватора) выше 45° широты. Эти 18% земной поверхности так же будут теплы и заселены, как и тропические страны. Тут тоже не будут нуждаться в одежде и обуви. Полярные льды растают, океаны от них очистятся и покроются плотами, как и экзотические моря.
Население Земли увеличится до 5 биллионов, т. е. в 3200 раз. На каждый ар (100 кв. м) придется по человеку.
Останется хотя и прозрачная атмосфера, но все же она будет немалым злом. Во-первых, она поглощает еще много солнечной энергии, во-вторых, ее сильные течения (хотя и более правильные, чем при облачных небесах) производят огромные трения и давления, с которыми нелегко бороться. Состав ее не подходит ни для растений, ни для людей. Излишнее количество азота вредит растениям и не нужно животным, недостаток углекислого газа отзывается дурно на производительности растений. Большое количество кислорода также не только вредно для растений, но и велико для человека, в особенности, если азот почти устранен. Сопротивление атмосферы и ее ветры мешают быстрому передвижению на Земле, что замедляет транспорт товаров и человека. Атмосфера делает очень различной температуру высот: на высочайших горах холоднее, чем при уровне моря, на целых 40–50° Ц. Это тоже не малый минус. Не будь атмосферы, температура места зависела бы только от расстояния до экватора, но не зависела бы нисколько от высоты над уровнем океана. Бороться с температурным влиянием воздуха очень нелегко (особенно ввиду его быстрого непрерывного движения).
После завоевания теплоты Солнца население и его сила будут так громадны, что явится полная возможность регулировать состав воздуха. В самом деле, солнечные двигатели при безоблачном небе, утилизируя 50% солнечной энергии, в среднем дадут около 12 килограмм-метров непрерывной работы на каждый квадратный метр почвы. Эта работа более крепкого работника. Если же принять во внимание 8 часов его труда в сутки, то энергия Солнца на 1 кв. м сравняется с 3–4 работниками. Человек на своем аре будет иметь непрерывную работу в 1200 кг-м, т. е. 16 лошадиных сил, или 12 метрических. Часть этой энергии, конечно, пойдет на пропитание и другие человеческие нужды. Но если половина только останется свободной, то и тогда у каждого жителя, на каждый ар, будет в распоряжении 8 лошадиных сил непрерывной работы. Она и может пойти на преобразование атмосферы, суши и проч.
На человека, с его 100 кв. метрами почвы, приходится около тысячи тонн атмосферы. Таков будет вес воздуха над его головой, или, вернее, над его аром. Как избавиться от этой массы, оставив необходимое для растений и человека?
Прежде решим вопрос, сколько и что необходимо для растений и людей. Ввиду ненужности азота для дыхания человека, он может смело довольствоваться половинной порцией того кислорода, который он получает в свои легкие сейчас. Действительно, 80% примеси азота охлаждают легкие, и потому требуют усиленного поглощения кислорода. Значит, довольно 10%. И сейчас он свободно дышит на 5-верстных горах, где кислорода вдвое менее (10%), чем у океана (20%). Он переносит, хотя и с трудом, даже 5% кислорода. Дети могли бы приучиться к этой малой порции ввиду чистоты кислорода (отсутствия азота), желаемой теплоты, прекрасных условий жизни и приспособительной способности молодых организмов. Но оставим 10%. Давление этой атмосферы составляет 100 граммов на квадратный сантиметр. Это давление уравновешивается слоем стекла или кварца, толщиною в 40 сантиметров. Следовательно, если потолок человеческого жилища будет иметь толщину примерно в поларшина, то его тяжесть вполне уравновесит давление воздуха. Над потолком будет безвоздушное пространство. Если на человека потребуется помещение с площадью пола в 10 кв. м, то потолок должен весить 10 тонн. Экономно ли столько потратить на каждое существо? Но кварца и других материалов, из которых делается стекло, неисчислимое количество; фабричное дело будет на большой высоте, и потому мы это находим вполне возможным. Стекло и при толщине в 40 сантиметров может быть очень прозрачным и потому будет давать довольно света. Оно может обливать (или содержать в себе) металлическую прочную решетку и иметь громадную прочность, которой, впрочем, от него и не требуется.
Со временем выработается порода существ, довольствующихся все меньшим и меньшим количеством кислорода, даже до одного процента, и тогда толщина стекла будет иметь только 4 сантиметра. Есть существа с очень напряженною жизнью, и они довольствуются ничтожным количеством кислорода. Я говорю про крупных рыб. В морской воде, при атмосферном давлении и нуле градусов по Цельсию, содержится только 0,34% по объему кислорода, т. е. около 1/300 объема воды. Это в 3 раза меньше, чем мы предполагаем для человека, и в 60 раз меньше, чем его содержится в воздухе.
Тем не менее это ничтожное количество живительного газа нисколько не мешает морским животным резвиться и по-своему мыслить.
На океанских плотах потолок будет на одной высоте, примерно, 10-ти метров при высоких же деревьях — сообразно их высоте. Тут боковые укрепления поглотят немного материала. На больших плоскогорьях или высотах, с большею площадью, будет то же. На малых площадках боковые укрепления потребуют много массы, но малых площадок не много. Ясно, что воздушные отделения большой разности высот изолированы друг от друга. Температура тут не будет зависеть от высоты, что очень удобно.
Перейдем к растениям. Им надо очень немного паров воды, азота, кислорода и углекислого газа. Сейчас объем углекислого газа по отношению к воздуху составляет одну тридцатую процента, т. е. давление его в 3000 раз меньше, чем атмосферы у уровня океана. Так же мало может быть паров воды, кислорода и азота. Одним словом, самая благоприятная атмосфера растений будет давать давление не больше одной сотой атмосферы (10 г на кв. см). Прозрачный покров, уравновешивающий это давление, имеет толщину в 4 сантиметра. При подходящем составе он почти не будет задерживать солнечную энергию. Такая оранжерея будет иметь потолок, весящий 10 тонн на 1 ар (100 кв. м).
Итак, как для человека, так и для растений потребуется ничтожной высоты атмосфера с незначительной плотностью и потому очень малой массой.
Давление атмосферы уравновешивается весом прозрачного твердого покрова, который и помешает рассеяться тонкому слою воздуха, облекающему всю Землю, параллельно ее твердой или жидкой поверхности.
Значит, почти вся масса теперешнего воздуха должна быть устранена. Это можно сделать разными способами. Можно, например, связать газы химическим соединением с другими веществами и обратить, таким образом, атмосферу в твердые или жидкие тела.
Последнее и совершится понемногу само собой. Действительно, мы видели, что человек, еще раньше своего крайнего заполнения всей поверхности Земли, уже залетел за пределы атмосферы, поселился тут, как на искусственных лунах (или кольцах), завел промышленность, ушел от Земли на одну из орбит (например, между Землей и Марсом), распространил там индустрию и т. д.
Но ведь на все это нужны материалы. Часть их, в особенности строительная, будет заимствована от болидов и маленьких планеток, другая же часть — органическая, состоящая, главным образом, из растений и человека, — потребует много азота, кислорода, водорода, углерода и прочего… Эти материалы могут быть заимствованы, на первое время, из атмосферы, воды и земной коры.