Артур Кларк - Черты будущего
Невзирая на опасности и трудные проблемы нашей эпохи, мы должны быть счастливы, что живем сейчас. Всякая цивилизация в некотором смысле подобна австралийскому сёрферу — спортсмену-пловцу, несущемуся на гребне прибойной океанской волны. Волна, несущая нас, еще только начала свой бег. Те, кому кажется, что она уже спадает, опережают историю на многие столетия. Позади остались рифы, которые мы уже преодолели; под нами — могучая волна, она едва начинает пениться, выгибая гребень все выше и выше над морем…
А что впереди?
Мы не можем сказать: мы еще слишком далеко от берега, нам не видны его очертания. С нас достаточно того, что мы летим вперед, вперед — на гребне волны.
9
Туда нам не добраться
В автобиографии писателя XIX века Ричарда Джефриса есть одно сильное, хотя и тяжеловесное, выражение «недосягаемая голубизна цветка небес». Оно запомнилось мне с давних времен. «Недосягаемая» — слово, которым мы редко пользуемся сейчас, когда люди добрались до величайших высот и глубин Земли и готовятся к путешествию далеко за пределы нашей планеты. Однако всего лишь сто лет назад земные полюсы были совершенно неизведанными; большая часть Африканского материка оставалась столь же таинственной, как и во времена царя Соломона; ни один человек не погружался в морские воды глубже 20–30 метров и не поднимался в небесные дали выше 1–11/2 километров. Мы так сильно шагнули вперед за это короткое время и, бесспорно, так далеко продвинемся в будущем (если человечество сумеет пережить пору своего созревания), что мне хочется поставить один вопрос, который показался бы весьма странным нашим предкам: существует ли где-либо место, которое навсегда останется недосягаемым для нас, каковы бы ни были масштабы научного прогресса в будущем?
Одна «кандидатура» приходит на ум сразу. Всего в шести с половиной тысячах километров от места, где я сейчас сижу, есть пункт, до которого добраться гораздо труднее, чем до обратной стороны Луны или, если уж на то пошло, и до обратной стороны Плутона. От вас этот пункт находится тоже в шести с половиной тысячах километров. Вы уже, наверное, догадались, что я имею в виду центр Земли.
Принося глубочайшие извинения Жюлю Верну, я вынужден все же заявить, что через кратер вулкана Снеффельс[20] в этот весьма интересный пункт попасть нельзя. По существу, через любую систему кратеров, пещер, туннелей — как естественных, так и искусственных — нельзя опуститься под землю глубже чем на три — три с половиной километра. Самая глубокая шахта достигла отметки всего два с лишним километра.
Как и на море, давление под поверхностью Земли нарастает с глубиной в результате воздействия веса вышележащих слоев пород. Поверхностные породы нашей планеты приблизительно втрое плотнее воды, поэтому и давление по мере углубления возрастает в три раза быстрее, чем под водой. Когда батискаф «Триест» опустился на дно Марианской впадины, на глубину более 11 километров под поверхностью Тихого океана, давление там достигало более тысячи атмосфер на каждый сантиметр поверхности сферической наблюдательной камеры; поэтому стенки камеры пришлось сделать из стали толщиной 12 сантиметров. Под землей такая величина давления будет отмечена уже на глубине всего три с небольшим километра, а это ведь только ничтожная царапинка на поверхности нашей планеты.
В центре Земли давление, по ориентировочным подсчетам, должно достигать примерно 3,5 миллиона атмосфер — в три тысячи раз больше давления, испытанного батискафом «Триест».
Под действием такого давления горные породы и металлы становятся текучими, как жидкости. Кроме того, по мере углубления в толщу Земли температура неизменно повышается, достигая в центре земного шара, вероятно, более 3000 °C. Отсюда с очевидностью явствует: не следует рассчитывать, что мы обнаружим готовую дорогу к сердцу нашей планеты. Что касается прежнего представления о пустотелой структуре Земли (некогда выдвигавшегося в качестве серьезной научной теории), то оно должно быть — не без сожаления — отвергнуто вместе с целым ворохом «подземных фантазий» вроде «В сердце Земли» Эдгара Берроуза.
Максимальная глубина, которой достигли буровыми скважинами нефтяные компании (самые настойчивые исследователи земных недр), составляет пока что немногим более восьми километров. Это всего лишь четверть толщины твердой земной коры, которая равна под континентами около 35 километров. Под океанами кора значительно тоньше, и сейчас разрабатывается проект бурения скважины сквозь нее (так называемый проект «Мохол») для получения образцов материала, на котором эта кора плавает.
Обычно для бурения глубоких скважин применяют долото, укрепленное на конце тысячеметровой, свинченной из труб, буровой колонны, которая приводится во вращение двигателем, расположенным на поверхности Земли. По мере углубления скважины все больше и больше энергии теряется на трение о ее стенки, а на подъем и опускание километров труб всякий раз, когда нужно сменить долото, затрачиваются многие часы.
Более новые способы бурения исключают необходимость трубчатых буровых колонн; двигатель, электрический или гидравлический, укрепляется на самом долоте. Русским принадлежит приоритет в этой области; ими также разработан бур, который можно назвать ракетным, — он прожигает скважину струей пламени кислородно-керосиновой смеси, при горении которой достигается температура свыше 3000 °C. Используя один из таких новых методов, мы сможем пройти скважину глубиной 15–16 километров, затратив на это несколько миллионов долларов, и углубиться почти на половину толщины земной коры, или на 1/400 радиуса Земли.
Но пробурить скважину диаметром 150 миллиметров — это еще не значит исследовать подземные толщи, так что давайте рассмотрим некоторые другие, более волнующие возможности. Русские горные инженеры уже построили механических кротов, управляемых человеком, для проходки туннелей на небольших глубинах. Они очень похожи на то устройство, с помощью которого герой романа Берроуза добрался до Пеллюцидара — мира, расположенного в центральной части земного шара. Проблема уборки грунта при проходке решена точно так же, как ее решает обыкновенный крот: грунт, разрыхляемый головной фрезой, уплотняется и вдавливается в стенки туннеля.
Механический крот даже в сравнительно мягком грунте перемещается довольно медленно, так как за ним тянется электрокабель и часто приходится менять буровой механизм. Чтобы «Земной зонд» мог рассчитывать на проникновение куда-нибудь поглубже, мы должны применить совершенно новый принцип проходки и обеспечить подачу значительного количества энергии.
Источником энергии при работе под землей могут служить ядерные реакции: они уже несут такую службу под водой. Что же касается метода разработки пород, то здесь опять русские (которые, по-видимому, заинтересованы в подземных исследованиях не меньше, чем в космических) предложили одно решение. Они используют высокочастотные токи для чисто термического разрушения горных пород. Скорость прокладки пути сквозь толщу Земли посредством электрической дуги зависит только от подачи энергии. С этой задачей может справиться и ультразвук; сейчас он уже используется в малых масштабах для сверления особо твердых материалов, не поддающихся обработке обычными инструментами.
Атомный «подземоход», управляемый человеком, — неплохой предмет размышлений для любого клаустрофоба[21]. В большинстве случаев нет смысла сажать в него человека. Так или иначе человеку все равно придется рассчитывать только на приборы — его собственные органы чувств окажутся бессильными. Все научные наблюдения и сбор образцов можно провести автоматически по предварительно разработанной программе. Кроме того, без экипажа, нуждающегося в питании и кислороде, машина будет работать намного дольше. Она могла бы неделями, месяцами странствовать в сердцевине Гималаев или под дном Атлантического океана, прежде чем направиться домой с грузом накопленных сведений.
Глубина, на которую удается проникнуть такому зонду, ограничена давлением, которому должны противостоять его стенки. Этот предел давления, пожалуй, мог бы быть весьма высоким, если тело зонда сделать монолитным, а пустоты, оставленные внутри, заполнить жидкостью для обеспечения дополнительной прочности. Это, кстати, еще один довод против экипажа, состоящего из людей.
В лабораторных условиях сейчас достигнуты давления порядка четверти миллиона атмосфер[22]; эта цифра соответствует давлению на глубине 650 километров под поверхностью Земли. Отсюда отнюдь не вытекает, что мы можем построить машины, способные углубиться на 650 километров, но цифра в десять раз меньшая, по-видимому, не выходит за пределы возможного. Высокие температуры — менее серьезная проблема; кроме отдельных горячих точек, наподобие вулканов, температуры в земной коре не превышают 300–400 °C. Таким образом, можно предполагать, что в последующем мы, если пожелаем, сумеем исследовать большую часть толщи земной коры с помощью машин, которые представляются осуществимыми в свете современного состояния техники.
