Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения

Не инерция и косность ума помешала строителям современных электростанций обратиться к прямому преобразованию тепловой и атомной энергии в электричество. Мысль об этом родилась гораздо раньше, чем возникли большие электростанции. Но препятствовали громадные трудности этого дела. Многолетние усилия ученых приводили к недостаточным результатам.

Помните колпак на керосиновую лампу, продававшийся в радиомагазинах? В колпаке заключалась термобатарея, превращавшая теплоту керосинового огонька в электрический ток. От такой керосиновой лампы мог работать радиоприемник. Но электростанция на подобных батареях работать не может. Слишком много еще теряется здесь тепла.

На первой Международной конференции по мирному использованию атомной энергии я видел электрическую атомную батарейку. Тепловое и ядерное излучение превращалось в ней в электрический ток. Батарейка питала маленький генератор, создававший писк в наушниках. Новорожденное пищало тогда в колыбели.

Лишь недавно стало возможным объявить генеральный штурм проблемы прямого преобразования тепла в электричество. Вдохновенье и подсказка пришли с неожиданной стороны.

Комментарии буржуазных публицистов и философов, провожающих завистливым взглядом горделивую стаю советских космических ракет с хвостами жар-птицы, иногда напоминают реплики Ужа горьковскому Соколу.

— Ну зачем, — восклицают они, — человеку столь высокий полет, ну зачем ему рваться в космос, когда столько еще на земле нерешенных насущных задач? Ну зачем затрачивать громадные средства и силы на эти феерические хвосты, на почти фантастические, далекие от жизни затеи? И расчетливо ли вкладывать средства в дело, не дающее сегодня непосредственной выгоды?

Все эти вопросы рождены не одной лишь циничной демагогией жрецов «холодной войны», но порой возникают из самого духа бизнесменской философии прагматизма, справедливо называемой «философией чистогана».

Что можно ответить нашим искренне убежденным или притворствующим оппонентам? Можно обратить их внимание на то, что в условиях советской действительности регулярные полеты в космос планомерно сочетаются с беспримерным по размаху и темпам жилищным строительством, неосуществимым ни в одной капиталистической стране; можно призвать сомневающихся бизнесменов к деловому терпению, объяснив, что затраты в настоящем обязательно окупятся в далеком будущем, уподобив, популярности ради, вложения в космос долгосрочному займу с процентами при возврате.

Но сказать все это, и только это — означает сказать не все.

Можно утверждать на основании самого убедительного опыта в мире — научного опыта коммунистического строительства, что постановка великих и дальних целей, планомерное к ним движение — это и есть наилучший путь разрешения повседневных, насущных практических задач. Это справедливо для всей современной науки, и в особенности для науки социалистического общества. Диалектика развития науки и техники такова, что реализация, казалось бы, далекой от жизни, фантастической идеи полета в космос оказалась самым практичным свершением повседневности, самым могучим стимулом укрепления связи науки с жизнью.

Высоко уходит в небо ствол могучего древа современной космической науки. Но чем выше дуб, тем раскидистей его крона, тем все больше и больше боковых ветвей расходится в стороны к проблемам, имеющим важное самостоятельное народнохозяйственное значение, безотносительно к осуществлению космических полетов…

Крона древа космической науки и техники небывало густа и ветвиста. И это закономерно. Ю. А. Гагарин недаром назвал космический корабль сооружением более сложным, чем все, что можно себе представить. Посещая лаборатории советских ученых, то и дело касаешься этого древа, замечаешь ценнейшие плоды, вызревающие на какой-либо из его ветвей.

Мы коснемся тут лишь одного из многих узлов ракеты — ее реактивного сопла с огненным хвостом жар-птицы.

Специалисты по химии высоких скоростей, изучившие процессы горения в сопле, пришли к выводу, что сопло представляет собой как бы незримую анфиладу химических цехов, в каждом из которых происходят свои технологические превращения. Постепенные фазы разложения и сгорания топлива как бы разделены в пространстве по зонам, растянутым вдоль сопла в цепочку. Проносясь вдоль сопла в ревущей струе пламени, молекулы горючего претерпевают последовательные изменения, как детали на заправском конвейере, движущемся со сверхзвуковою скоростью. Было бы неправильно называть его сборочным конвейером, это, скорее, конвейер для разборки сложной молекулы горючего. Каждая из позиций «конвейера» характеризуется определенной степенью «разборки». Если б появилась возможность отбирать «детали», то бишь молекулы, с различных позиций «конвейера», то из разных зон сопла можно было бы получать различные химические вещества. Такая возможность есть. Надо лишь установить в соответствующей зоне сопла охлаждающий поясок, на котором будут осаждаться молекулы. Если жечь в длинном сопле углеводородное топливо и поближе к входному отверстию поставить охлаждающийся поясок, можно добиться получения этилена; передвинув поясок по направлению к выходу — получаешь ацетилен; передвинув поясок еще ближе к выходному отверстию — получаешь углерод. В огнедышащем сопле ракеты видится сегодня прообраз химического завода для простого скоростного, непрерывного получения разнообразных и ценных продуктов.

В одной из советских лабораторий мы столкнулись с совсем неожиданным превращением ракетного сопла. Исследователи увидели в нем электростанцию будущего. Да, не удивляйтесь, в жарком хвосте пламени они разглядели и топку, и котел, и турбину, и электрический генератор — одним словом, могучее средство для прямого превращения тепловой энергии в электрическую. Мы могли воочию убедиться, что стоит лишь поднести к ревущему жалу пламени обыкновенный магнит, как из этого соседства немедленно рождается электрический генератор. В пламени возникает электрический ток. Нужно несколько усилий воображения, чтобы разобраться в этом.

Легко сообразить, что цилиндрический якорь в зазоре магнитов обыкновенного генератора может быть заменен движущейся металлической лентой. Еще одно усилие воображения — и вместо непрерывно текущей ленты мы представим себе проводящую жидкую (например, ртутную) струю. А отсюда один лишь шаг к пониманию роли струи пламени. Ведь известно, что пламя является проводником тока. Многим памятен школьный опыт, где огонь свечи разряжает шарик электроскопа. Но нежаркий огонь свечи — довольно плохой проводник; иное дело высокотемпературное ракетное пламя. В струе ракетного пламени, помещенной в магнитное поле, возникает электрический ток, как во всяком движущемся проводнике. Но этот проводник обладает особенными свойствами.

Пламя, вырывающееся из ракетного сопла, — это то «четвертое состояние вещества», которое физики называют плазмой. От обычного газа плазма отличается тем, что все большую и большую роль в ней начинают играть свободные электроны и ионизированные наэлектризованные атомы и молекулы. Впрочем, плазма как раз и является самым обычным состоянием вещества. Ведь из твердой, жидкой и газообразной материи состоит лишь незначительная часть Вселенной, остальной же мир построен из плазмы.

Естественно, что в основе теории нового генератора лежит теория плазмы. Эта новая наука называется магнитогидродинамикой. Она родилась из изучения поведения космических туманностей и оболочек звезд. Теперь уравнения космической науки помогают добывать земные киловатты. На наших глазах создается магнитогидродинамический генератор, без котлов, турбин, якорей, без единой подвижной механической детали, позволяющий превращать тепло непосредственно в электричество.

Руководитель работ подает команду к запуску агрегата. Все надевают темные защитные очки. Раздается шипение газа, переходящее в рев пламени. Ослепительный кинжал огня вонзается в междуполюсное пространство магнита. Охлаждаемые электроды, погруженные в плазму, собирают электрический ток, и стрелка амперметра достигает наивысшего отклонения.