Фантастические зарисовки будущего могут стать реальностью

Частота природных бедствий возросла с 1970-х годов на порядок по сравнению с предшествующими пятью десятилетиями. Среднее число жертв на Земле от циклонов, тайфунов, землетрясений и наводнений исчисляется за последние 50 лет 46 тыс. чел. в год. Материальный ущерб, наносимый климатическими катастрофами, возрос в девять раз и в 1995 г. превысил 90 млрд. долл. Это приближается к значению инвестиционных ресурсов Земли (200 млрд. долл. в год), т.е. наступает время, когда все инвестиции должны тратиться только на восстановление разрушенного природными явлениями. По оценкам, в 2010 г. в результате катастрофы беженцами станут 50 млн. человек.

В документе Всемирной конференции по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро в 1992 г. констатировалось: «Человечество переживает решающий момент в истории. Противоречия между сложившимся характером развития и природой достигли предела. Дальнейшее движение по этому пути ведет к глобальной катастрофе, когда природа отплатит человечеству за надругательство над собой глобальными ответными реакциями — изменением климата, засухами, опустыниванием, усилением проникновения через атмосферу жесткого ультрафиолетового излучения, непредсказуемыми генетическими изменениями, эпидемиями, голодом и мором».

Знаменательно, что грядущие катастрофы уже исследуют финансисты и политики. Бывший глава Всемирного банка сэр Николас Стерн в своем 700-страничном труде, посвященном глобальному потеплению Земли, признает, что «первые признаки смены климата уже очевидны». Картина возможного экологического апокалипсиса, по мнению британского ученого и дипломата К.Тикелла, представляет собой кошмарный фантастический фильм. Стихийные бедствия — наводнения, ураганы, торнадо, цунами, пожары — превратятся в повседневность. Более того, они достигнут несокрушимой силы. Ледники растают, уровень Мирового океана поднимется почти на метр с затоплением плотно населенных районов речных дельт в Западной Европе и Юго-Восточной Азии, сдвинутся климатические пояса, изменятся направления ветров и океанских течений, увеличится количество осадков.

К этому можно добавить парадоксальный факт: станет реальной угроза нехватки питьевой воды. Вечная мерзлота на болотистых равнинах Восточной Сибири растает с выбросом в атмосферу метана, океанская вода будет нагреваться, выделяя растворенный углекислый газ и повышая влажность на планете. Парниковый эффект будет развиваться ускоренными темпами. Как следствие, мировая экономика впадет в коллапс. Стихийное переселение народов вызовет геноцид, войны, деградацию человека. В общем оправдается предвидение Ж.Б.Ламарка (1809 г.), что «назначение человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания».

Этот, по определению Н.Моисеева, «планетарный кризис» перерастет в катастрофу всей человеческой цивилизации, о которой видные государственные деятели и ученые говорят последние десятилетия. Скорее всего, тот путь, на который станет находящаяся сейчас в точке бифуркации мировая цивилизация, приведет к двум возможным сценариям (которые, может быть, в прошлом уже реализовывались в Солнечной системе) — в направлении современного состояния Венеры (разогрев атмосферы) или Марса и Луны (потеря атмосферы). Образно говоря, человечество сейчас находится в положении, когда спусковой крючок нажат, но пуля еще не вылетела...

Кризис цивилизации

Экологический кризис — это кризис не природы, а современной цивилизации. На Земле на цивилизованном уровне живет около 1,5 млрд. чел., что соответствует величине демографической емкости Земли — численности населения планеты, для которой могут быть обеспечены высокие стандарты благосостояния при сохранении биотического равновесия. Если уровень жизни всех людей поднять до западных стандартов, то нагрузка на природу увеличится настолько, что биосфера не выдержит. Несмотря на то что проблема по существу была впервые сформулирована Донеллой и Дениссом Медоузами еще в 1972 году в докладе Римскому клубу под названием «Пределы роста», она до сих пор фактически замалчивается элитой международного сообщества. Международная экополитика не способна замедлить развитие экологического кризиса, а порождаемые ею неоправданные иллюзии («устойчивого развития» и т.п.) становятся опаснейшими заблуждениями (И.Острецов). Поэтому так как сценарий с существенным сокращением населения планеты не проходит, то необходимо искать иные пути решения проблемы.

Принято считать, что изменения климата связаны с эмиссией в атмосферу углекислого газа. Но, строго говоря, вести разговор надо не об эмиссии углекислоты, а об отрицательном кислородном балансе в атмосфере Земли и об эмиссии в атмосферу водяных паров, являющихся гораздо более сильным антропогенным газом по сравнению с углекислотой. Выбросы паров воды сегодня в 300 раз превышают выбросы углекислоты. В этом вроде нет ничего опасного, но в природе отсутствуют механизмы по разложению воды и возврату в атмосферу использованного кислорода. Невосполнимые потери кислорода связаны с тем, что при многих процессах, например, при сгорании углеводородного топлива образуется вода, причем с 1 кг водорода теряется 8 кг атмосферного кислорода. Водород является гораздо более сильным «загрязнителем» атмосферы, чем даже природный газ и нефть. Широкая пропаганда так называемой «водородной энергетики» носит чисто спекулятивный характер, поскольку водород является всего лишь энергоносителем, а не первичным источником энергии. Для его получения нужны также либо органика, либо ядерная энергия. Альтернативой тепловой энергетике в качестве базового источника энергии является атомная энергетика. Поэтому создание ядерной, безотходной энергетики является важнейшей задачей человечества. Но это должна быть не урановая и не плутониева технология. На данное обстоятельство обращалось внимание международной общественности на саммите тысячелетия ООН.

Промедление смерти подобно

Трагедия современной цивилизации в том, что она пришла к периоду экспоненциального роста производительных сил, достигла планетарного могущества, не успевая осмыслить как свою силу по отношении к природе, так и негативные обратные связи. И, как результат, нет должного понимания в необходимости срочного принятия неотложных мер для преодоления планетарного кризиса. Поэтому основной тезис выдающегося экономиста Н.Стерна — последствия глобальной экологической катастрофы можно предотвратить, если начать всем государствам действовать немедленно. Сейчас уже действительно «промедление смерти подобно», ибо величина ущерба от стихийных бедствий сопоставима с объемом производства ВНП развитых стран.

Но предложения Н.Стерна лежат в плоскости морали, духовности. Спасти человечество, по его мнению, должен пресловутый «золотой миллиард», который обязан умерить аппетит необузданного потребления и усмирить непомерный рост мировой экономики. Достижение комфортных условий жизни для всех регионов земного сообщества невозможно, поэтому необходимо стремиться к более скромной цели — к достижению результатов, взаимоприемлемых для живущих землян с учетом интересов будущих поколений. «У нас еще есть время, чтобы принять меры, пока они не переросли в проблемы. Сейчас эти меры обойдутся всего в 1% мирового ВВП, то есть более 300 млрд. долл. Однако, если ничего не делать, то эти затраты возрастут в несколько раз», — предупреждает ученый. В будущем ущерб превысит потери экономики во всех мировых войнах и экономических кризисах.

Стивен Хокинг, выдающийся английский астрофизик, заведующий кафедрой прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета, которой когда-то заведовал сам Исаак Ньютон, считает: если планетарный экологический кризис сейчас удастся отстрочить, то в ближайшие 50—100 лет появится угроза других не менее опасных для человечества катаклизмов. Он считает, что поскольку «жизнь на Земле находится под постоянно растущей угрозой уничтожения бедствием типа внезапного глобального потепления, падения метеоритов, ядерной войны, генетически модифицированного вируса или других опасностей, о которых мы еще не знаем», то «выживание человечества зависит от его способности найти во Вселенной новые места обитания».

Хочу подчеркнуть, что именно внезапность таких катастроф может привести к неожиданному уничтожению жизни на Земле. Заявление С.Хокинга очень важное, ибо авторитет его в среде мировой элиты очень высок. В молодости ученого постигла страшная болезнь, которая почти полностью обездвижила его, лишила возможности говорить. Болезнь не сломила его. Он стал выдающимся ученым, которому прочат завершение дела Эйнштейна — закончить единую теорию поля. Сейчас 64-летний гений переключился с «черных дыр» на земные проблемы.

Выход из планетарного кризиса Хокинг видит в скорейшем освоении других планет. По его мнению, люди могли бы иметь постоянную базу на Луне через 20 лет и колонию на Марсе в последующие четыре десятилетия. «Мы не найдем ничего столь же удобного, как Земля, если не отправимся в другую звездную систему», — сказал ученый, добавив, что даже если люди не уничтожат себя в ближайшие 100 лет, они должны заполучить космические колонии, которые могут существовать без поддержки с Земли. Идея расселения в Космосе в общем-то известна еще со времен К.Циолковского. Новым и неожиданным является близость сроков, о которых говорит ученый.

Судя по всему, такие же планы преследуют и деятели мировой космонавтики. Правда, первопричиной этих разработок является желание первыми получить доступ к изотопу гелий-3 — новому источнику термоядерной энергии, который есть в больших количествах на Луне. Земные запасы гелия-3 настолько малы, что использовать их в промышленных масштабах невозможно. «По оценкам, на нашем спутнике содержится не менее 1 млн. тонн гелия-3, что может полностью обеспечить земную энергетику на срок более 1000 лет», — считают эксперты. Во всяком случае, если ранее NASA говорило о 2030 годе, как дате вероятной высадки человека на Марс, то теперь — о 2020-м. Планируется, что на Луне будет построена промежуточная станция для полета на Марс. Иными словами, кто первым освоит Луну, тот первым высадится и на Марс. Американские специалисты планируют высадиться на Луну в 2015 году, а на Марс — уже в 2020-м. Российские ученые, в свою очередь, обещают ступить на Луну в 2012 году, а к 2020 году построить там всю необходимую транспортную систему. Как видно, схватка за экологически чистый источник энергии теперь ведется параллельно с борьбой за освоение Марса, т.е. оба эти процесса взаимосвязаны.

Но здесь возникает неожиданный аспект проблемы — связь развития атомной энергетики на Земле с реальностью освоения Космоса. В настоящее время декларируется развитие атомной энергетики на основе широкого строительства АЭС на тепловых нейтронах и быстрых реакторов-размножителей. Необходимость развития бридерной программы связана с тем, что запасы урана-235 по своим энергетическим возможностям не превосходят запасов нефти. Следовательно, при широком развитии программ строительства реакторов на тепловых нейтронах запасы урана-235 будут быстро истощены. Весьма важным обстоятельством необходимости сохранения запасов урана-235 является то, что уже во второй половине текущего столетия энергетические проблемы человечества не смогут быть решены без промышленно-энергетического выхода в космос. Только на базе химических двигателей крупные задачи в космосе решены быть не могут. Единственным средством, дарованным человечеству для решения этой задачи, является как раз уран-235, без которого невозможно строить ядерные космические ракетные двигатели любого типа. Поэтому, по мнению профессора И.Острецова, одного из пионеров создания ядерных электроракетных установок, сжигание урана-235 в реакторах на тепловых нейтронах является преступлением перед будущими поколениями.

Тепловая смерть Земли

На Земле миллиарды лет сохранялся баланс тепловой энергии, поступающей от Солнца (167 млрд. МВт), а 0,1% тепла, запасенного растениями (167 млрд. кВт), сохранялось на Земле в виде нефти и угля. Эта энергия высвобождается при сгорании на «благо человечества». В настоящее время общий выброс вырабатываемой энергии в окружающую среду равняется 27,8 млрд. кВт, т.е. человечество высвобождает энергию, соизмеримую с энергией Солнца, поступающей на Землю. И если за миллиарды лет существования Земли она приспособилась держать в равновесии баланс тепловой энергии, то энергия, поступившая за последние десятилетия в окружающую среду, нарушает этот баланс, провоцируя в ускоряющемся темпе глобальное потепление. Поэтому при современном использовании природных ресурсов через 40—50 лет в мире наступит тепловая смерть. Как видно, человечество зашло в своеобразный энергетический тупик: с одной стороны, для повышения уровня жизни необходимо увеличивать производство энергии, а с другой — этого нельзя делать из-за экологических ограничений.

Из сказанного следует очевидный выход: если Земля перегревается за счет внутренних процессов и Солнца, то ее следует охладить. Французский климатолог Эдуар Бар в интервью газете Le Monde обрисовал возможные геоинженерные методы рукотворного изменения климата в случае резкого и неожиданного ухудшения климатической ситуации. Наиболее перспективное, по мнению Э.Барра, средство охлаждения Земли связано с постановкой за пределами лунной орбиты огромного зеркала между Землей и Солнцем, что дало бы дополнительную солнечную тень и уменьшило освещение Земли. Но никаких оценок реальности этой схемы Бар не дает.

Более подробно рассматриваются им земные методы, некоторые из которых уже проходят экспериментальную проверку. Так, проводятся и эксперименты по удобрению южных океанов частицами, что способствует фотосинтезу (а значит, поглощению углерода) у фитопланктона и, следовательно, уменьшает концентрацию углекислого газа, вызывающего парниковый эффект.

Есть предложения по распылению в верхних слоях атмосферы частиц (в частности, сернистого ангидрида — идея лауреата Нобелевской премии П.Крутцена) или аэрозолей, чтобы они отражали часть солнечных лучей. Однако «при применении геоинженерных инструментов в планетарном масштабе будет затронута не только атмосфера, но и вся климатическая система, возникнет гигантский и сложнейший эффект домино, — пояснил ученый. — Чтобы предсказать и оценить его побочные последствия, необходим огромный труд с участием климатологов, океанографов, геологов, астрономов, биологов, агрономов». Э.Бар считает, что в случае резкого и неожиданного ухудшения климатической ситуации применять даже рискованные геоинженерные средства придется уже через несколько десятилетий.

Космический «зонт»

В развитие высказанных Э.Баром идей я проанализировал вариант размещения на некоторой орбите космических экранов (космического «зонта»), составленных из уже разработанных сейчас и проходящих экспериментальную проверку «солнечных парусов», которые рассматриваются как основной элемент перспективных космических двигателей. Такой парус представляет собой огромное полотно из сверхтонкого материала (к примеру, алюминированного пластика), которое отражает падающий на него свет и под давлением фотонов создает тягу. В настоящее время разработаны варианты пленок, их конструктивное оформление и системы развертывания на орбите. Имеются и очень легкие с малой тягой высокоэкономичные электроракетные двигатели, которые, с одной стороны, будут стабилизировать огромных размеров космический «зонт», а с другой будут поддерживать его на орбите. Таким образом, создание космических экранов можно начинать не с нуля, так как уже имеется большой научный и конструкторский задел.

Основной проблемой, возникающей вследствие масштабных факторов отличия космического экрана от солнечного паруса (размеры больше на несколько порядков) является прочность пленки экрана и ее масса. Очевидно, что должен быть найден оптимум этих взаимоисключающих друг друга характеристик. При этом существенное облегчение для создания экрана в сравнении с солнечным парусом является возможность его размещения вдали от Солнца в условиях менее напряженного теплового режима.

В настоящее время некоторые изготовленные солнечные паруса имеют поверхностную плотность менее 10 г/м2. Прочность солнечного паруса может быть увеличена за счет включения в парус металлических ребер, что уменьшит повреждения от столкновений с микрометеоритами. Сейчас можно говорить о возможности создания тонкого экрана, состоящего из нескольких слоев крепкого, жаропрочного композитного волокна с отражающим покрытием, который будет иметь поверхностную плотность менее 1 г/м2. В будущем следует ожидать создания солнечных парусов с поверхностной плотностью 0,1 г/м2. Уже реально рассматривается создание инфраструктуры производства пленок для солнечных парусов непосредственно в космосе. Используя вакуумное напыление, можно изготовлять в космосе большие металлические листы толщиной 20—30 нм. При этом возможно получить поверхностную плотность экрана до 0,05 г/м2. В будущем нанотехнология сможет создавать перфорированные или ячеистые пленки. Если перфорации в ней будут существенно меньше длины волны падающего на него света, малая масса и высокая отражательная способность могут, дополнив друг друга, значительно повысить производительность солнечных экранов.

Что касается электроракетных двигателей, то для них наступает время широкой эксплуатации. Они имеют значительно большую удельную тягу, дающую возможность работать длительное время с небольшим запасом рабочего тела при небольшой тяге, характерной именно для ЭРД. Сейчас мы имеем разработанный 25 лет назад ЭРД типа ТХД и российский СПД-290 с характеристиками, достаточно близкими к решению этой задачи.

Достоинством предлагаемой системы экранирования Земли является, с одной стороны, малая стоимость экрана, двигателей и всей установки, а с другой — возможность вывода ее из эксплуатации в любое время без последствий для Земли, чего нельзя сказать об иных вариантах вмешательства в биосферу Земли, которые могут нанести вследствие своей неконтролируемости больший вред, нежели ожидаемая польза.

Какие возможны сценарии планетарного кризиса?

Сценарий первый. Действия мировой элиты были эффективными и своевременными. Начавшиеся опасные тенденции глобального потепления остановлены. Удалось создать системы охлаждения Земли и роста энергопотребления. Начала интенсивно развиваться ядерная энергетика на базе релятивистских ускорителей. Опасность будущих катаклизмов, в т.ч. и от падения больших метеоритов, заставила готовиться к переселению в Космос, для чего было обеспечено создание ядерных ракетных двигателей и предпринята попытка создать на Венере, Марсе и Луне условия, пригодные для жизни. На прошедшем этапе успех выживания обеспечился эффектом «дьявольского насоса» — перекачки капиталов, ресурсов, «мозгов» из менее развитых стран в государства «золотого миллиарда» взамен переноса в эти страны производств по добыче сырья, вредных и опасных для здоровья отходов и т.д. Начала происходить экономическая и генетическая стратификация планеты; сократилась средняя продолжительность жизни людей, подорвался генофонд и пропали шансы менее развитых стран преодолеть собственную отсталость.

Сценарий второй. Действия мировой элиты не были эффективными и своевременными. Начавшиеся опасные тенденции глобального потепления не были остановлены. Стихийные бедствия, катастрофы достигли апогея. Коллапс производства привел к резкому падению техногенной нагрузки на окружающую среду, что сыграло положительную обратную связь и медленно, в течение десятилетий, Земля возвращается в устойчивое положение. Деградация человеческой цивилизации постепенно останавливается и медленно переходит на кривую возврата к прошлому. На народы, более подготовленные к планетарному кризису или слабо зависящие от изменений окружающей среды, природные катаклизмы не оказали разрушительного влияния, как это имело место в развитых странах. Поэтому они стали выполнять историческую миссию возрождения новой человеческой цивилизации.

Сценарий третий. Прогресс на Земле остановился. Из точки бифуркации биосферы процесс пошел в необратимом направлении. Жизнь постепенно угасла. Атмосферные характеристики на Земле начали дрейфовать к параметрам атмосферы Венеры, Марса или Луны.

P.S. Определить место и перспективы Украины в планетарном кризисе, исходя из этой картины, читателю представлю самому.

Хотел бы, чтобы изложенная информация не представлялась некой страшилкой. Часто люди несерьезно относились к подобным перспективам, не хотели верить в их реальность: «Бог не допустит»… Но был Всемирный потоп... Ранее действительно то, что касается действий человека на природу, было локальным, незначительным и опасности не носили глобального характера. Теперь силы человека соизмеримы с геологическими. Опасность гибели нашей цивилизации увеличивается и тем, что материальные силы переплелись с духовным падением человека, с его моральной деградацией…