Ярослав Мудрый – Подводная колонизация (страница 1)
Ярослав Мудрый
Подводная колонизация
Введение
Эта книга – приглашение к путешествию. Но не в экзотические страны и даже не в космос. Мы отправимся в мир, который начинается прямо у кромки воды, но при этом изучен хуже, чем поверхность Марса. Мы поговорим о том, чтобы покинуть привычную сушу и сделать своим домом Океан.
Идея эта не нова. Она стара как миф об Атлантиде и юна как последний фильм Жака-Ива Кусто. Еще в 1930 году Александр Беляев, вдохновлявший поколения исследователей, описал в романе «Подводные земледельцы» целые гидрополисы – города под водой. Сегодня то, что казалось фантастикой, превращается в инженерные чертежи. В Японии проектируют города-спирали, уходящие на километр вглубь, в Дубае строят подводные отели, а Полинезия уже готова предоставить свои лагуны для первых плавучих государств.
Но вопрос, который мы ставим во главу угла, звучит жестко и прагматично: зачем? Зачем человечеству, построившему мегаполисы и покорившему небо, променять твердую почву на вечно штормящую или давящую толщу воды?
Ответов несколько, и каждый из них – это вызов, с которым мы уже столкнулись. Во-первых, нам тесно. К 2100 году население планеты приблизится к 11 миллиардам. Суша, какой бы огромной она ни казалась, конечна. Во-вторых, нам мокро. Таяние ледников – не абстрактная угроза. Уже сейчас ученые прогнозируют, что к 2050 году повышение уровня моря затронет 90% прибрежных мегаполисов. Жителям Мальдив или Тувалу, чьи острова уходят под воду, вопрос «зачем» кажется кощунственным – для них океанская колонизация это вопрос выживания . В-третьих, нам нужно топливо и еда. Океан – это гигантский реактор и огород. Газогидраты, редкоземельные металлы, новые источники белка – всё это лежит на дне или плавает в толще воды.
Но просто нырнуть и построить дом не получится. Океан – среда враждебная. Давление, которое сминает подлодки, коррозия, разъедающая металл, и, главное, физиология нашего тела, заточенная под давление в одну атмосферу, – вот стена, о которую разбивались многие амбициозные проекты.
Мы проанализируем все аспекты этой эпопеи: от наивных, но героических экспериментов советских акванавтов проекта «Ихтиандр», которые на чистом энтузиазме опускались на дно в самодельных «стаканах» из металлолома, до высокотехнологичных модульных станций DEEP, которые уже в 2027 году обещают поселить ученых на двухсотметровой глубине на месяцы.
Мы узнаем, можно ли дышать жидкостью, вырастить жабры и не сойти с ума от того, что над тобой – километры воды, в которой обитают существа куда крупнее тебя. Добро пожаловать в бездну.
Глава 1. Третий полюс перенаселения
Человек – существо территориальное. Нам жизненно необходимо пространство. Психологи давно доказали: скученность ведет к росту агрессии и социальной напряженности. И сегодня мы подходим к критическому порогу. Официальная демография говорит нам, что на планете еще много свободных мест – в Сибири, в пустынях Австралии, в джунглях Амазонки. Но это иллюзия пригодности. Мы не можем построить мегаполис в Сахаре без воды, и мы не можем вырубить легкие планеты – сельву – ради пахотных земель, которых нам всё равно не хватит.
Земля – это пирог, который уже съеден. Все плодородные почвы давно распаханы, все удобные для строительства побережья застроены небоскребами, все источники пресной воды поделены. Остались либо экстремальные климатические зоны, либо территории, сохранение которых критически важно для экологического баланса.
И вот тут мы впервые смотрим на карту мира не как на континенты, разделенные океанами, а как на единое целое. Океан занимает 71% поверхности Земли. Но сегодня он используется человечеством лишь как «дорога» и «помойка». С точки зрения пространства для жизни, это огромный, нетронутый материк. Не замерзший, как Антарктида, и не разреженный, как высокогорья.
Искусственные острова: первый шаг
Первые робкие шаги в освоении этого пространства мы уже сделали, даже не задумываясь об этом как о колонизации. Посмотрите на побережье Дубая. Пальмовые острова и архипелаг «Мир» – это чистейший пример терраформирования океана. Острова Пальм Джумейра построены из 94 миллионов кубометров песка и 5,5 миллионов тонн камня. Со спутника это выглядит как дизайнерское решение, но с инженерной точки зрения – это присвоение океанского дна. Мы отгородили часть моря дамбой, осушили его (условно) и поставили там виллы.
Япония пошла еще дальше. Там, где нет места для взлетно-посадочных полос среди гор, они насыпали целый остров в Осакском заливе для аэропорта Кансай. Монако, крошечное государство, где каждый квадратный метр на счету, расширяет свою территорию в море с помощью эко-района Портье Ков.
Это всё – намывные территории. Но у этого метода есть предел. Глубины у берегов быстро увеличиваются, и таскать туда грунт становится безумно дорого. Кроме того, такие острова меняют течения и убивают придонную жизнь.
Следующий уровень: поплавки
Если нельзя насыпать, можно ли построить плот? Именно эта простая мысль породила концепцию систейдинга (seasteading) – создания постоянных плавучих сооружений. Представьте себе город, который не стоит на дне, а заякорен за него. Это огромная платформа или связка платформ, которые поднимаются и опускаются вместе с волной. Технически это называется VLFS (Very Large Floating Structures) – очень большие плавучие сооружения.
Почему это выгодно?
Глубина не имеет значения. Платформе всё равно, километр под килем или десять метров. Ей нужны лишь якоря.
Экологичность. Под платформой сохраняется естественная циркуляция воды и миграция рыб. Это не дамба, перекрывающая залив.
Мобильность. Теоретически, если в одном месте стало плохо (экология, политика), платформу можно отбуксировать в другое.
Звучит фантастически, но инженеры уже просчитывают такие проекты. Проект Oceanix City, поддержанный ООН-Хабитат, предлагает строить шестиугольные платформы, которые будут связываться в огромные "архипелаги", способные вместить до 10 000 человек. На них будут свои фермы, рынки, школы. По сути, это Венеция, построенная по последнему слову технологий.
Подводная урбанистика
Но жизнь на плавучей платформе – это всё ещё жизнь на поверхности, под ветром и солнцем. Настоящая колонизация начинается там, где кончается воздух и начинается вода. Самый амбициозный, дорогой и сложный путь – строительство подводных поселений, гидрополисов.
Почему люди должны жить под водой, а не на воде?
Стабильность. На глубине 30-50 метров шторм не чувствуется. Волнение воды – это лишь поверхностное явление. Там всегда тихо и спокойно.
Экономия пространства. Город на дне не мешает судоходству наверху.
Прямой доступ к ресурсам. Если мы хотим добывать полезные ископаемые со дна или строить подводные фермы по разведению рыбы, жить прямо на месте работ логичнее, чем тратить часы на погружение с поверхности.
Мы стоим на пороге эры, когда понятие «квадратный метр жилья» перестанет быть привязанным к суше. Мы начинаем рассматривать океан как новый урбанистический фронт.
Но чтобы туда переехать, нам нужно решить главную проблему – проблему давления. Ту самую, которая заставляет нас
Глава 2. Сжимаясь под давлением: физиология обреченных на глубину
Человек – это мешок с водой, пронизанный трубками и полостями, заполненными газами. И именно газы, а точнее их поведение под давлением, являются главным врагом и одновременно ключом к нашему выживанию в океане.
Представьте себе обычный день. Воздух давит на ваше тело с силой 1 килограмм на квадратный сантиметр (1 атмосфера). Вы этого не замечаете, потому что изнутри вас распирает такое же давление, уравновешивая внешнее. Теперь нырните на 10 метров. Давление удвоилось. На 20 – утроилось. Каждые 10 метров воды добавляют еще одну атмосферу. На глубине 100 метров давление в 11 раз выше привычного. Что происходит с телом?
Во-первых, сжимаются все воздушные полости. Если ныряльщик задержал дыхание, его легкие, подчиняясь закону Бойля-Мариотта, просто схлопнутся до размера апельсина, вдавив слизистую в бронхи. Это верная смерть – баротравма легких. Поэтому первый закон глубины гласит: никогда не задерживай дыхание, дыши воздухом, который находится под давлением окружающей среды. То есть, чем глубже ты ныряешь, тем более
Кислород – друг и враг
На глубине 70 метров акванавт дышит воздухом, сжатым до 8 атмосфер. Казалось бы, дыши и радуйся. Но тут в игру вступает коварная химия. Кислород в высоких концентрациях (точнее, при высоком парциальном давлении) становится ядом. Он вызывает судороги, потерю сознания и смерть – так называемый кислородное отравление. Поэтому в дыхательных смесях для глубоководных погружений кислорода совсем мало – столько, сколько нужно организму, но не больше.
Азот, составляющий основу нашего воздуха, тоже выкидывает фокусы. На глубине он превращается в наркотик. Это явление называют «азотным наркозом» или «глубинным опьянением». При 40-50 метрах акванавт может начать вести себя как подвыпивший человек: теряет координацию, впадает в эйфорию или панику. Французский океанавт Жак Майоль, нырявший без акваланга на фантастические глубины, описывал это состояние как «безумие глубин», когда кажется, что можно дышать водой и разговаривать с рыбами.