С момента, когда был зажжен первый костер, энергия заняла прочное место в основании жизнедеятельности человека. Без энергии не обходится ни микроскопический процесс сгорания жира глубоко в организме человека, ни полет на Луну.
Найти, выделить и переработать энергию стало одной из основных целей практического применения науки. Энергетика прошла длинный путь от угольных печей до атомных электростанций, и еще больший путь ей предстоит пройти к использованию энергии солнца, возобновляемых источников энергии и термоядерному синтезу, если он все же будет осуществим. А пока человечество относится, по мнению экспертов, к цивилизациям такого типа, чей энергетический потенциал пока слишком мал, чтобы с ним считаться, и слишком неконтролируем, чтобы был резон его использовать без опасности взорвать планету.
Несколько дней назад президент Белоруссии Александр Лукашенко поучаствовал в церемонии торжественного ввода в эксплуатацию новой атомной электростанции, которая должна очень сильно помочь в обеспечении республики электроэнергией. Как говорится, ”не прошло и …”, как работу станции пришлось экстренно останавливать. Виной тому оказался взрыв оборудования, которое в том числе отвечает за безопасность работы объекта. Проблема не могла остаться без внимания, ведь у нас еще свежи в памяти Чернобыль и Фукусима, оставившие свой мрачный след не только в прошлом, но и в будущем. Одно то, что станция находится в самом центре Европы, откуда рукой подать до многих крупных столиц, включая Москву, уже заставляет насторожиться и мысленно попросить руководство БелАЭС не запускать ее заново. Давайте разберемся, что там произошло и настолько это опасно для окружающих.
Всем организмам на нашей планете нужно откуда-то добывать энергию, и бактерии — не исключение. В лесах, городах и даже на поверхности наших тел им всегда есть чем полакомиться. Но что же им делать, если вокруг нет ни деревьев, ни металлов, ни живых организмов? А ведь для существования живым организмам также очень важно наличие воды. В 2017 году австралийские ученые проводили научные исследования на территории холодной Антарктиды, где как раз нет ничего, чем могли бы питаться бактерии. Но, несмотря на суровые условия, микроскопические существа на родине тюленей и пингвинов все-таки существуют. В ходе их изучения исследователи выяснили, что для питания им не нужно ничего, кроме свежего воздуха. А в пустынных регионах нашей планеты всегда есть чем дышать. Но каким же образом бактерии извлекают энергию из воздуха?
Солнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется через сколько-то там миллионов лет, но к тому времени мы уже покинем эту планету или сами, или в виде кучки пепла, которую развеет в космосе очередной огромный камень, налетевший на наш голубой шарик. Именно из-за такой стабильности Солнца его можно и нужно использовать для получения энергии. Люди уже давно научились это делать и сейчас продолжают совершенствовать технологии солнечной энергетики. Но как же работают солнечные панели, батареи и вообще, как можно превратить свет в электричество внутри розетки?
По мере своего развития человечество потребляет все больше энергии. Примерно 50 лет назад электричество нужно было в основном для работы холодильника, телевизора и лампочки. Пускай сейчас они стали потреблять намного меньше, а лампы накаливания и вовсе заменили на светодиоды, но это не означает, что мы победили энергетический голод. У нас появилось очень много других потребителей. Смартфоны, компьютеры, планшеты, игровые приставки, наконец, электромобили… Все это не просто требует энергию, но и намекает нам на то, что ее должно становиться все больше и больше. Ее рост должен идти чуть ли не по экспоненте. Кто же будет давать нам эту энергию? Есть варианты.
В 1969 году английский физик сэр Роджер Пенроуз впервые предположил, что из черной дыры можно извлечь бесконечную энергию. Ученый полагал, что только высокоразвитая инопланетная цивилизация сможет добыть энергию в эргосфере черной дыры – внешнем слое ее горизонта событий, где, чтобы оставаться неподвижным, объект должен двигаться быстрее скорости света. Два года спустя другой физик по имени Яков Зельдович предположил, что теорию Пенроуза можно проверить с помощью эксперимента на Земле, а совсем недавно это удалось исследователям из университета Глазго. Ученые доказали, что способ получить энергию черной дыры действительно работает в реальной жизни – с помощью эффекта Доплера и звуковых волн.
Ученые уже придумали или готовятся придумать много новых типов двигателей для космических кораблей. Самые смелые предположения даже говорят про варп-двигатель, который должен разгонять корабль до скоростей, в несколько раз превышающих скорость света за счет искривления пространства в мощном гравитационном поле. Пока это только фантастика, которая скоро может стать перспективой. Зато ионные двигатели уже существуют и даже применяются. Они уже на данном этапе могут развивать скорости в несколько раз выше тех, что предлагают традиционные ракетные двигатели. Правда, они не могут отправить ракету в космос. Вот такие противоречия. Но как же тогда работает ионный двигатель и почему на данном этапе это действительно является технологией будущего?
Космическая отрасль максимально консервативна. Это касается не только Роскосмоса, но и космических программ других стран. Только Илон Маск со своей SpaceX попробовал показать, что все может быть по-пижонски и у него получилось, но костюмы и дизайн кораблей в стиле фильма Интерстеллар это скорее исключение. В любом случае это больше внешняя оболочка. Внутри самой ракеты лежат те же принципы, что и в других подобных аппаратах. Самое главное, что в этом нет ничего принципиально нового и все уже было придумано советскими и американскими учеными десятки лет назад. Давно была придумана и технология типа двигателей, которые сейчас считаются новыми и перспективными.
Тема железных дорог часто будоражит умы не только фанатов и любителей техники, но и простых людей. Все из-за того, что есть какая-то романтика в этих железных великанах. Ведь это как живые динозавры, которые были на заре зарождения транспорта и живы до сих пор. Некоторые машины, которые в свое время изменили представление человечества о том, как можно перемещаться по нашей планете, сейчас доживают свой век на кладбищах паровозов, куда их отправили за ненадобностью. Но даже там они выглядят очень эпично и впечатляюще. Давайте поговорим об одном из таких мест. А заодно просто углубимся в эту тематику.
Слышали про атомные электростанции? Звучит круто и они дают нам очень многое, но теперь появился новый тип этих источников энергии. Только представьте себе: безумное количество энергии, которое можно доставить куда угодно и при этом с минимальными затратами. Не надо тянуть провода или готовить инфраструктуру и специальные подстанции. Просто энергия придет сама. Еще Тесла хотел передавать энергию без проводов на огромные расстояния, но тогда до этого так и не дошло. Теперь пришло время чего-то нового — того, чего нет в мире. О чем это я? Ах да, плавучие атомные станции.
До тех пор, пока мы не научимся получать энергию из реакции термоядерного синтеза, самым эффективным и экономичным способом ее добычи будут атомные станции. Только они могут обеспечить огромное количество энергии с минимальными затратами топлива. Проблема в другом. Все это топливо после того, как переходит в разряд ”отработанного ядерного топлива” (ОЯТ), становится бременем для нашей планеты. Его надо куда-то девать и за прогресс приходится платить. Как говорится, вход рубль, выход — два. Но как можно справиться с ним, чтобы это топливо не вредило планете и ее жителям? Оказывается, есть несколько очень действенных способов, кроме захоронения. Давайте посмотрим, во что превращается ”выхлоп” атомной станции.