«Космос так устроен, что в нем вечно бушует, переливается лучистая энергия, источник органической жизни. Значит, он мудро устроен, храня в себе бесконечные, никогда не истощающиеся силы – источник жизни и ощущений».
К.Э. Циолковский. «Свойства космоса»
Котел и зеркало для улавливания солнечных лучей
Логика ученого безупречна. Что представляют собой различные виды энергии на земле? Что такое запасенные природой нефть и газ? Все это вторичные запасы солнечной энергии. Главная идея – учиться использовать лучистую и тепловую энергию солнца напрямую, не сжигать бездумно то, что природа копила сотни тысяч лет и что невозможно возобновлять. Циолковский также ценил труд шахтеров и понимал, что он сопряжен с опасностью для жизни. Да и вообще ученый стремился освободить человека от тяжелой физической работы.
«Пока главное значение для людей имеет только потенциальная энергия каменного угля и нефти. Но и та совершенно ничтожна по отношению к солнечной, непрерывно истекающей из Солнца. Только неумение пользоваться солнечной энергией делает временно значимой энергию ископаемых углей».
Циолковский много раз указывал, что наша планета получает всего лишь одну двухмиллиардную долю лучистой энергии светила, просто в силу скромных размеров Земли как тела Солнечной системы. Однако и та не полностью проникает к поверхности земного шара. Часть ее поглощается атмосферой, которая, по выражению ученого, грабит нас. Однако и то, что приходит, не используется нами! На один квадратный метр поверхности Земли приходится две – три лошадиные силы энергии, эквивалент физической работы десятков человек. Как применить эту силу?
В статье «Солнце и завоевание пустынь» (1933 г.) ученый дал описание гелиостанции (по определению академика А.Е. Ферсмана). Что это такое? На плоской поверхности, например, на крыше здания, устанавливается ряд подвижных жалюзи в виде прямоугольных поверхностей. Разные варианты отражательных поверхностей с черным, прозрачным или зеркальным покрытиями дают максимальные или минимальные температуры в зависимости от поставленной задачи. Например, если жалюзи стоят вертикально и открывают черную поверхность крыши, мы получаем максимально возможную температуру. Если закрыть зеркальные или белые жалюзи, их поверхность будет отражать солнечные лучи.
Установка для регулирования потока солнечных лучей
О металлических зеркалах – концентраторах солнечного тепла – написана и статья «Простой солнечный нагреватель» (1924 – 1933 гг.).
Как применить полученную энергию? Она нужна для регулирования температуры жилищ днем и ночью, зимой и летом. Она пригодится в солнечных лечебницах, банях, прачечных, кухнях, оранжереях. В еще большей степени она нужна на заводах и фабриках, в мастерских, где действуют солнечные моторы.
Циолковский ставит парадоксальный вопрос: как солнечная энергия поможет охлаждению?
«Представьте себе, что вся пустыня покрыта зеркалами, отражающими солнечные лучи. Тогда температура страны так понизится, что польются необычные для пустыни дожди. Воспользовавшись ими для орошения растений, устраняем зеркала. Засияет солнце, растения получат необходимую для них энергию. Вызывая так с помощью зеркал, когда нужно, ливни, мы получим наилучшие урожаи».
На солнечной энергии работают холодильные башни, установки для снабжения жилищ водой, те же гелиостанции. Об этом статья «Освоение жарких пустынь» (1934 г.). Так с помощью Солнца человек сможет изменять климат по собственному желанию, превращать пустыни в цветущие сады с климатом умеренных широт.
Еще одна статья «солнечного» цикла называется «Охлаждение воздуха жилых помещений» (1935 г.). Здесь он дал схему водяного охладителя-испарителя собственной системы. Ученый предлагал оборудовать такими охладителями крыши жилых зданий в среднеазиатских пустынях.
Солнечные моторы, нагреватели, накопители и уловители лучистой энергии хороши не только на Земле. В свое время они будут применяться и в космосе. Погоня за светом и пространством – лейтмотив выхода человека в космические просторы.
«Материальное преимущество звездоплавания не в завоевании планет, а в использовании солнечной энергии» —
— утверждал ученый в 1932 году. Здесь другие масштабы и возможности. В условиях невесомости нет пределов, ограничивающих размеры архитектурных сооружений и технических комплексов. Солнечные накопители могут быть любых размеров, хотя бы величиной с земной шар. Зеркала не гнутся от тяжести, их перемещение не стоит труда. Кроме того, в пустоте беспредельного пространства атмосфера не препятствует получению сверхвысоких и сверхнизких температур для промышленного производства. Это о промышленности, а что нужно непосредственно людям?
Быт космического полета, жизнь растений в космической оранжерее – ничто невозможно без участия Солнца. В повести «Вне Земли» Циолковский ярко описал животворную роль лучей.
«Солнечные лучи польются через прозрачные покровы оранжереи и приготовят для нас с баснословною быстротою наш роскошный стол. Они дарят нам и кислород и мимоходом очищают почву и воздух от животных выделений».
Внутри ракеты температура регулируется по воле путешественников с помощью тех же жалюзи, какие мы уже рассмотрели на примере жилых домов с гелиостанциями на крышах. Блестящие, как рыбья чешуя, пластинки на поверхности ракеты закрывают ее поверхность, чтобы происходило охлаждение, и встают перпендикулярно, открывая черную поверхность, если нужна наивысшая температура внутри. Итак, ни шага, ни вздоха, ни глотка воды, ни кусочка пищи нет без живительного Солнца.
Наконец, Циолковский размышляет…
«Мы, в сущности, совершенно не знакомы с истинной энергией солнечного света, еще не коснувшегося воздуха. Может быть, она совсем необыкновенна по своим химическим свойствам…»
В.И. Алексеева,
заведующая научно-просветительным отделом музея
