Текст книги "Пустыня как она есть"

Автор книги: Агаджан Бабаев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 14 страниц)

Профессор, доктор географических наук Самуил Юльевич Геллер появлялся в Каракумах еще за два года до окончания Ленинградского университета – он уже в 1926 году участвовал в экспедиции, которой руководил академик Ферсман. И начиная с этого времени вся жизнь Самуила Юльевича была неразрывно связана с изучением и освоением пустынь. Он был человеком предельно скромным, всегда доступным для коллег и учеников, до удивления нетребовательным во всем, что касалось его личных удобств. Он, кстати, довольно быстро изучил и затем в совершенстве знал туркменский язык, до тонкостей понимал природу пустыни, жизнь и быт местного населения. Жители пустыни считали его полностью своим человеком и нередко называли просто «Кумлы», то есть «Пустынник».

Особое внимание С. Геллер уделял вопросам происхождения тех или иных геологических образований, ландшафтным особенностям среднеазиатских пустынь, исследованию древнейших рек и их следов на поверхности пустыни. Участвуя в дискуссиях о происхождении грядовых песков в Каракумах, он выдвинул оригинальную идею их образования за счет деятельности древнейших водотоков. Он также объяснил некоторые удивительные особенности рельефа западной части Средней Азии, такие, как бессточные впадины, которые лежат ниже уровня Мирового океана, и чинки – очень крутые обрывы большой протяженности.

У ученого немало оригинальных работ, посвященных водным ресурсам Каракумов, народному опыту водопользования, методам сбора и сохранения местных пресных вод. Он исследовал также залив Кара-Богаз-Гол как источник минеральных солей – сырья для химической промышленности. Рассматривал возможность использования этого залива как своеобразного регулятора уровня Каспийского моря. Не раз обращался С. Геллер к самым актуальным научным и народнохозяйственным проблемам, в том числе и к проблемам такого масштаба, как судьбы Аральского и Каспийского морей. Он посвятил им последние годы жизни, возглавив экспедиции Института географии Академии наук СССР, ставившие своей целью детально исследовать современную жизнь двух крупнейших водоемов. Ученый выдвинул немало смелых и интересных для практики идей, ко многим из них еще не раз, видимо, будут возвращаться те, кто занимается освоением пустынь.

Свой путь в науке Нина Трофимовна Нечаева начала около 50 лет назад как рядовой геоботаник, исследующий растительность одного из пустынных районов Туркменистана. Сегодня Нина Трофимовна доктор биологических наук, профессор, действительный член Академии наук Туркменской ССР, Герой Социалистического Труда. Ей принадлежит выдающаяся роль в развитии науки о пустынных пастбищах, не говоря уже о том, что Нина Трофимовна Нечаева первая женщина, которая буквально изъездила и прошагала вдоль и поперек все пустыни Средней Азии и Казахстана. Более 200 научных трудов принадлежат ее перу – это монографии, статьи и книги, где не только разрабатываются фундаментальные научные проблемы, но и даются важнейшие практические рекомендации. Ее работы главным образом посвящены экологии растений пустыни, связи ее растительных ресурсов с метеорологическими условиями, улучшению и рациональному использованию пустынных пастбищ. Теоретические работы Н. Нечаевой всегда завершаются важными практическими выводами, которые в итоге широко используются в сельском хозяйстве и животноводстве. Как крупного ученого, новатора Нину Трофимовну Нечаеву знают далеко за пределами нашей страны. Каждый, кому приходилось или сейчас приходится работать с Ниной Трофимовной, навсегда запомнит ее удивительное трудолюбие, высокую требовательность к себе, душевность и горячую заинтересованность во всяком деле, которое она делает. Нина Трофимовна искренне радуется каждому успеху в освоении пустынь, глубоко переживает промахи, неоправданную медлительность, безынициативность. Страстная заинтересованность в деле, в практической ценности научных исследований – черта, характерная и для всей школы Н. Нечаевой, которая уже выпустила на тропу научных исследований более 30 докторов и кандидатов наук.

Нет, видимо, ученого-пустыневеда, который не участвовал бы в экспедиционной работе, но Борис Александрович Федорович в этом отношении наверняка может считаться рекордсменом – он 56 раз отправлялся с экспедициями в пустыни Средней и Центральной Азии, иногда как рядовой исследователь, но чаще как руководитель. Сам же он выбрал свой путь, связал свою жизнь с изучением пустынь, когда более 50 лет назад в первых своих экспедициях общался с академиками В. Обручевым и А. Ферсманом.

Используя комплексные методы исследований, Борис Александрович в своих многочисленных научных трудах – а их насчитывается более трехсот – обосновал появление и накопление огромной толщи песков в Каракумах как результат древнейших наносов Амударьи. Ученый исследовал также роль воздушных потоков в образовании различных песчаных покрытий пустыни, впервые разрабатывал механизмы возникновения различных эоловых форм, их классификацию, выявил и объяснил существующие в различных районах особенности воздействия ветра на песок. Благодаря этим работам Б. Федорович по праву считается основоположником учения о рельефе песков в пустынях нашей страны. Мягкий, отзывчивый человек, Борис Александрович всегда предельно принципиален, когда дело касается научной истины. Несмотря на преклонный возраст, он и сейчас много работает, в частности, готовит научные кадры для разворачивающихся работ в области освоения пустынь.

Названные здесь имена выдающихся советских ученых-пустыневедов ассоциируются не только с глубокими и полезными научными исследованиями. Работа их, как и многих других специалистов самых разных областей, дает нам пример проявления таких замечательных качеств советского человека, как интернационализм, стремление помочь людям, бескорыстно отдать свои силы и знания тем, кто в них нуждается. Географы, врачи, инженеры, геологи, строители, агрономы, транспортники начали приезжать в Среднеазиатские республики уже в первые годы после окончания гражданской войны. Они приезжали в эти жаркие края, сознательно шли на большие трудности и лишения, чтобы помочь народам, которые только что освободились от колониального гнета царской империи, народам, которые, несмотря на свою богатую историю и древнюю культуру, находились в то время на первых ступенях экономического, социального и культурного прогресса. Достаточно вспомнить, что до революции на весь Туркменистан было 56 врачей, меньше 300 больничных коек, в общеобразовательных школах училось всего несколько тысяч человек. Эти цифры производят удручающее впечатление, если сопоставить их с аналогичными показателями сегодняшнего дня – сейчас в нашей республике более 20 тысяч больничных коек, здесь работает около 5 тысяч врачей, в институтах и техникумах учатся 50 тысяч студентов, в школах – более чем полмиллиона учащихся.

В первые послереволюционные годы, когда подавляющая часть населения Средней Азии была неграмотной, находилась в страшной бедности, во власти религиозных предрассудков, когда огромные природные богатства региона просто не были разведаны, особенно остро ощущалась потребность в помощи людей науки. И можно не сомневаться в том, что стремление оказать эту помощь было важнейшей движущей силой, которая привлекла в среднеазиатские пустыни М. Петрова, В. Кунина, С. Геллера, Н. Нечаеву, Б. Федоровича и многих других советских ученых и специалистов. Сегодня рядом с этими именами можно назвать многие имена их учеников – местных ученых, чьи отцы, как правило, не имели представления о науке. И уже приходит в науку, в том числе в пустыневедение, новое поколение национальных научных кадров, молодые люди, получившие блестящее образование в различных центральных или в среднеазиатских вузах и готовые продолжить благородное дело освоения пустынь, начало которому было положено основоположниками и первопроходцами, в трудную минуту протянувшими народам Средней Азии руку товарищеской помощи.

Белое солнце пустыни

Если попросить человека, впервые побывавшего в Каракумах или в Кызылкумах и в Каршинской или Голодной степи, рассказать о главных своих впечатлениях, то он наверняка прежде всего вспомнит сильнейшую жару. Вспомнит беспощадное белое Солнце пустыни, которое, в его представлении, просто уничтожает, испепеляет все живое, делает человека слабым и беспомощным, сочную зелень растений превращает в желтую труху. И специалист, занимающийся освоением пустынных территорий, видимо, в числе первых по важности природных факторов пустыни назовет интенсивное солнечное излучение. Однако даст ему высокую положительную оценку. Специалист отметит, что Солнце создает в пустыне огромные термические ресурсы, они особенно эффективно используются в районах с изобилием воды, но могут быть неплохо утилизированы и в безводных районах.

Достаточно вдуматься в соотношение всех «за» и «против», вспомнить о том, как использует солнечную энергию живая природа и как учится пользоваться ею человек, чтобы понять – Солнце действительно огромное богатство пустыни. Пожалуй, даже главное ее богатство. Потому что Солнце – это энергия. Та самая энергия, которая есть один из основных компонентов развития растительного мира, превращения мертвого набора химических элементов в зеленый лист, в коробочку белоснежного хлопка, в золотистое зерно. Та самая энергия, которая жизненно необходима человеку для создания «второй природы» – заводов, машин, новых материалов.

Солнце – одна из бессчетных звезд вселенной. Вот уже несколько миллиардов лет в солнечных недрах идут термоядерные реакции, водород превращается в гелий, и за счет этого выделяются огромные количества энергии. Общую тепловую мощность нашего Солнца представить себе довольно трудно – если бы мы захотели отметить, во сколько раз оно мощней всех земных электростанций, то должны были бы назвать число с четырнадцатью нулями. Земля – маленький шарик, расположившийся на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца, и поэтому нашей планете достается очень малая часть солнечной энергии: менее чем миллионная доля процента. Но даже и этого количества вполне хватает, чтобы согреть Землю солнечным теплом, дать жизнь растениям, прокормить человечество, запасти в земных недрах уголь, нефть, газ.

Разным участкам земного шара достаются различные порции солнечного тепла и света главным образом потому, что они под различными углами подставлены солнечным лучам. На территории, не слишком далекие от экватора, солнечное излучение в полдень падает практически под прямым углом, и каждый квадратный метр там получает максимум того, что вообще можно получить на данном расстоянии от Солнца. А чем ближе к полюсам, тем меньше угол, под которым солнечный луч встречается с Землей, тем меньше тепла и света сюда доходит.

На московской параллели каждому квадратному метру Земли достается примерно в два раза меньше солнечной энергии, чем в районе экватора, а на параллели Мурманска – почти в четыре раза меньше. Пустыни, как известно, все находятся в довольно низких широтах, в районах, сравнительно недалеко отстоящих от экватора, а нередко и в самих экваториальных зонах. И поэтому пустынные территории очень богаты солнечным теплом, они получают его почти максимально возможное количество.

Специалисты разных профессий по-разному оценивают солнечную активность на той или иной территории, разными мерками определяют количество солнечного света и тепла, которые этой территории достаются. Кинематографисты, например, удовлетворяются числом солнечных дней в году – им не так важно, холодно или тепло, важно лишь, чтобы яркое Солнце создавало благоприятные условия для съемок.

Специалисты в области сельского хозяйства оценивают работу Солнца средней суммарной температурой для данной территории. Не самым жарким днем, не самым холодным, а именно суммарной температурой – она показывает общее количество тепла, которое достается данной территории за год, за месяц или за сельскохозяйственный сезон. Как говорится, день на день не приходится, сегодня может быть очень жарко, завтра прохладнее, сегодня безоблачное небо, а завтра пасмурное. Но растения развиваются не по такому уж строгому графику, им важно суммарное количество тепла и света, полученное за период вегетации, то есть за период роста и развития. А об этом как раз и может рассказать суммарная температура. Найти ее достаточно просто – нужно сложить среднесуточные температуры интересующего вас месяца или части года. Цифры получаются большие – суммарная месячная температура может исчисляться сотнями градусов, суммарная годовая – тысячами.

Ну и, наконец, инженеры чаще всего оценивают обеспеченность данной территории солнечной энергией по тому, сколько ее приходится на квадратный метр земной поверхности: по суммарной годовой энергии в джоулях на квадратный метр или в килокалориях на квадратный метр. Или по мощности, по числу ватт, которые достаются квадратному метру поверхности в среднем за год или за один солнечный день того или иного месяца.

Точкой отсчета может служить так называемая солнечная постоянная – количество лучистой солнечной энергии, которое падает на единицу поверхности, подставленной перпендикулярно солнечным лучам на границе земной атмосферы. То есть солнечная постоянная показывает тот максимум, который могла бы получать Земля в районах, достаточно близких к экватору, если бы ничего не терялось в атмосфере. После несложных пересчетов можно получить, что солнечная постоянная соответствует мощности 1353 ватта на квадратный метр или энергии 4871 килоджоуля на квадратный метр в час. На земной поверхности эти показатели заметно меньше. Даже для районов большинства пустынь солнечную радиацию можно грубо оценить величиной в 1000 ватт, то есть один киловатт на квадратный метр. Правда, эта цифра относится только к полудню, в более ранние часы и в более поздние Земля получает значительно меньше энергии. Но даже с учетом этого солнечная энергия, которую получает каждый квадратный метр поверхности среднеазиатских пустынь за один солнечный день, могла бы заменить примерно пол-литра бензина. И если бы энергия солнечных излучений без потерь превращалась бы в это автомобильное топливо, то установка, улавливающая солнечную энергию на площади в 20 квадратных метров, то есть занимающая крышу автобуса, ежедневно добавляла бы в бензобак 10 литров бесплатного бензина.

Каким бы заманчивым ни казалось прямое и без потерь получение нефтепродуктов из солнечных лучей, подобные энергетические процессы относятся пока к области фантастики. Одним из самых выгодных способов использования солнечной энергии пока остается выращивание тех или иных сельскохозяйственных культур. Этот путь ведет и к некоторым интересным решениям энергетических проблем. В Бразилии ведутся работы по переводу автомобильного транспорта с бензина на этиловый спирт. Его будут получать из специально выращиваемых кустарников, дающих без особых затрат очень большой прирост биомассы. В процессе ее переработки спирт образуется из природных углеводородов растительного происхождения, которые, в свою очередь, появились за счет солнечной энергии, поглощенной растением. Кстати, вообще все виды горючего, используемого человеком, кроме атомного горючего – урана, своим появлением обязаны Солнцу. Не только прозаическая древесина, но и нефть, газ, уголь – это не что иное, как «солнечные консервы». Согласно теории органического происхождения горючих ископаемых в их химической структуре как бы законсервирована энергия Солнца, накопленная в далекие времена в биологической массе растений и животных.

Но оставим пока в стороне энергетику. Обратим свой взор к тем представителям растительного мира, которые кормят нас и одевают. Тот факт, что Солнце совершенно необходимо для созревания хлебного колоса и виноградной лозы, люди знают с незапамятных времен. Но особый интерес к этой зависимости проявляется в последние столетия, когда человек решил повнимательней присмотреться к природе. И вот выясняется, что достающееся растениям количество солнечного света и тепла не просто влияет на развитие зеленого мира, а влияет чрезвычайно сильно. Подлинную сенсацию произвело открытие заметной связи между солнечной активностью и ценами на пшеницу на мировом рынке. Проанализировав изменение этих цен в период с 1750 по 1900 год, получили график, в котором явно наблюдались резкие скачки цен, происходившие регулярно каждые 11 лет. Они совпадали с известными одиннадцатилетними циклами солнечной активности, о которой астрономы прошлых веков судили по количеству солнечных пятен. А в период с 1800 по 1830 год, когда среднее число солнечных пятен резко уменьшилось, мировые цены на пшеницу подскочили в 2–3 раза.

Сейчас мне хотелось бы несколько отвлечься от нашей основной темы и напомнить о курьезном случае, поучительном для тех, кто собирается работать в науке, и даже для тех, кто просто интересуется научными сенсациями. Сравнительно недавно один английский ученый, развивая популярные в наше время исследования, призванные выявить влияние Солнца на земную жизнедеятельность, решил проанализировать статистику рождаемости детей. И выявил, что рождаемость сильно зависит от погоды – в ясные, солнечные дни детей рождается значительно больше, чем в пасмурные, дождливые. Полученные данные были опубликованы, и кое-кто даже нашел им объяснение. Но вот один из сотрудников ученого, не сумев объяснить эту странную зависимость, стал тщательно проверять исходный материал. И обнаружил, что первичные данные относились не к самому факту рождения ребенка, а к его официальной регистрации. А эту операцию можно очень просто связать с погодой – в дождливый день родители просто стараются не выходить из дому. С регистрацией ребенка особой спешки нет, и люди ждут день-другой, чтобы не мокнуть под дождем.

Этот курьез напоминает лишь, как опасно делать выводы, не убедившись в правильности предпосылок. И он, конечно, не имеет никакого отношения к твердо установленному влиянию солнечной радиации на жизнь растений. Хотя бы потому, что биохимики в деталях выяснили, как именно солнечный луч участвует в развитии растения, в накоплении зеленой массы и созревании плодов.

Среди огромного многообразия сельскохозяйственных культур есть такие, которые произрастают только в районах с очень теплым климатом или, как мы теперь можем сказать, в районах с высокой суммарной температурой. Мы уже говорили, что в нашей стране главным образом на пустыни приходятся основные территории с высокими суммарными температурами, необходимыми для таких культур, как хлопок, кофе, цитрусовые. Орошая эти территории, мы получаем сельскохозяйственные земли, можно сказать, неповторимые.

Но и в части солнечного тепла, или, как сказал бы специалист, в части тепловых ресурсов, пустыни тоже бывают разные. В пустынях западнее и восточнее Аральского моря сумма температур, превышающих порог «плюс десять градусов», лежит в пределах 3500–4000 градусов. Километров на сто южнее сумма температур достигает уже 4500–5000, а еще через сотню-другую километров – 5000 градусов. На юго-западе Туркменской ССР есть районы с суммарными температурами, заметно превышающими 6500 градусов.

Вообще же границы районов с разными суммарными температурами нередко имеют довольно сложную конфигурацию, и бывает, что территории, расположенные не так уж далеко одна от другой, по термическим ресурсам различаются весьма заметно. На суммарные температуры влияют и такие природные факторы, как медленные изменения климата, изменение солнечной активности в соответствии с одиннадцатилетними циклами и, наконец, некоторые антропогенные процессы. Установлено, что интенсивное орошение может снижать суммарную температуру на несколько градусов. Это вполне понятно: там, где есть влага, происходит ее испарение, а всякое испарение сопровождается понижением температуры. Такое снижение неприятно, но неизбежно – без орошения районы с высокими суммарными температурами для сельскохозяйственного производства вообще бесполезны.

Точно промеренные и подсчитанные суммарные температуры не есть какие-то отвлеченные географические характеристики. Эти цифры строго ограничивают возможности выращивания тех или иных культур, и их никак не обойдешь даже при наличии всех других благоприятных факторов. Лучшим тонковолокнистым сортам хлопчатника нужен очень жаркий климат, нужны суммарные температуры не менее 4900 градусов. Температуры на несколько сот градусов ниже позволяют выращивать только скороспелые, менее ценные средневолокнистые сорта хлопчатника. А районы с температурами ниже 4000 градусов для хлопка вообще непригодны, хотя там могут с успехом выращиваться некоторые сорта винограда.

На орошаемых пустынных землях (правильнее было бы сказать, бывших пустынных землях) посевы хлопчатника чередуются с посевами кормовой культуры люцерны – такие севообороты улучшают почву, снижают ее засоленность и, кроме того, позволяют создавать комплексные хозяйства, где хлопководство сочетается с животноводством. Так вот и для люцерны далеко не безразлично количество солнечного тепла: при суммарных температурах 4900 градусов она растет очень быстро, и за лето можно сделать до семи укосов люцерны. А при температурах около 4000 градусов – только до четырех.

В целом же нужно сказать, что все пустынные территории, которые удается оросить и превратить в плодородные поля, великолепно обеспечены солнечной энергией. И пусть не везде здесь может расти южанин хлопчатник, но зерновые культуры, фрукты, овощи, бахчевые, наконец, травы, идущие на корм скоту, получат столько жаркого солнца, что смогут давать по два, а некоторые и по три урожая в год, если будет достаточно воды.

Главное, что нужно растению, – это солнце, воздух, вода и, конечно, почва. Солнце дает энергию, необходимую для того, чтобы соединить имеющиеся химические элементы, собрать из них белки, жиры, углеводы. Вода входит в состав растительных клеток, выполняет транспортные функции, доставляя те или иные вещества на место стройки, туда, где идет синтез органических соединений, создаются архитектурные шедевры зеленого мира. Воздух дает растению углерод – важнейший химический элемент, необходимый для строительства растительной ткани.

Многие вещества, тоже совершенно необходимые для строительства живой материи, растение получает из почвы. Взять, к примеру, азот – обязательный элемент любой белковой молекулы, а также молекул нуклеиновых кислот. Он входит в важнейшие для всего живого молекулярные конструкции в заметных количествах, и, казалось бы, растения и животные не должны чувствовать в нем недостатка: азота очень много в воздухе, по объему примерно 80 процентов. Но извлекать его из воздуха растения не умеют, они получают его из почвы, так же как фосфор и калий, их тоже немало идет на строительство растительной ткани. А еще растение берет из почвы микроэлементы, такие, как медь, железо, марганец, серебро. Хотя они нужны растению в очень малых, просто-таки микроскопических количествах (за что и получили название микроэлементов), но без них растение развиваться не может.

Однако обязательно ли получать все это из почвы? Живут же морские растения, прикрепившись к сваям причалов или каменистым берегам. Они обходятся без земли…

Гидропоника – так назвали (от греческих слов «гидро» – вода и «поника» – работа) методы выращивания сельскохозяйственных культур без почвы, без земли. Ее заменили определенными химическими растворами, в которых в удобном виде содержатся все необходимые растению вещества. Гидропоника – дело непростое, особенно если применять ее в больших масштабах. Но есть у нее несколько достоинств первостепенной важности. Прежде всего она позволяет точно дозировать все потребляемые растением вещества, не растрачивать ценные питательные вещества на кормежку сорняков или иных паразитов. И не выбрасывать с трудом добытые удобрения, как это, к сожалению, неизбежно происходит сегодня, – заметная часть внесенных в почву химикатов вымывается дождями и уносится в реки и моря.

И видимо, одним из первых кандидатов для практического применения гидропоники могут быть некоторые пустыни. В окрестностях города Шевченко, который окружен в основном сильно засоленными почвами, уже несколько лет проводятся опыты по выращиванию овощей на гравии. Гидропонные плантации занимают участок площадью пять тысяч квадратных метров, то есть примерно с футбольное поле. Там же пробовали выращивать методами гидропоники зерновые культуры, используя их как добавку в корм скоту. Наконец, значительный интерес представляют эксперименты по выращиванию хлореллы – водоросли, которая содержит много питательных веществ, может оказаться хорошей кормовой добавкой и, ко всему, еще отличается большой скоростью образования биомассы. Хлореллу выращивают в установках, где вообще главное действующее лицо – солнечное освещение. И если исследования завершатся успешно, лучшего места, чем пустыня, для выращивания хлореллы не найти. И солнца хватает, и потребители кормов недалеко.

Наряду с различными отраслями сельского хозяйства на пустынные территории, богатые «солнечным сырьем», могут претендовать и другие отрасли. В том числе малая энергетика. И даже большая. Мы убедимся в этом, отправившись еще на одну экскурсию. На сей раз наш путь лежит в научный центр, где разрабатывается широкий круг проблем, связанных с использованием солнечного тепла и света.

Выехав из Ашхабада в направлении местечка Бекрава, примерно на восьмом километре шоссе издалека виден необычный дорожный знак – большой желтый круг с расходящимися во все стороны лучами. Если подъехать поближе и прочитать надпись внутри круга, обнаружится, что это не дорожный знак, а творение людей веселых и изобретательных – вывеска солидного научного учреждения. На ярко-желтом фоне четкими буквами написано название, подобного которому нигде больше не увидишь, – Институт солнечной энергии. Этот единственный в своем роде институт входит в состав Академии наук Туркменской ССР, в его тематике отражены практически все основные направления научных исследований, ставящих своей целью использовать огромное богатство, доставшееся нашим пустыням, – энергию солнечных лучей.

На первый взгляд может показаться, что никакие новые исследования в этой области не нужны. Потому что люди уже давно умеют превращать свет и тепло в электричество. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть, как отклоняется под действием падающего света стрелка фотоэкспонометра. Или взглянуть на прямоугольные ячеистые панели, которые разместились на площадке недалеко от входа в институт. Это солнечные батареи, они очень похожи на огромные крылья, которые вы не раз видели на снимках различных космических аппаратов. «Крылья» – панели фотоэлементов, их смело можно назвать солнечными электростанциями космических кораблей, так как они сами, без посредников превращают свет, который на них падает, в электрическую энергию. Ее хватает и на освещение космического дома, и на работу многочисленных бортовых агрегатов, научных приборов, средств радиосвязи, систем жизнеобеспечения.

И казалось бы, чего проще: ставь на бесплодные пески пустыни такие же солнечные батареи, перехватывай ими падающую на Землю солнечную энергию и получишь электрическую энергию, которую можно пустить и на подъем воды из колодцев, и на опреснение ее, и на освещение домов. А поскольку неиспользуемых песчаных пустынь пока еще достаточно много, то можно, видимо, с помощью фотоэлектрических преобразователей получать настолько много энергии, что ее хватит для электроснабжения ближайших городов и промышленных предприятий. Будем считать, что в среднем мощность солнечного излучения, учитывая суточную неравномерность, составляет 10 процентов от солнечной постоянной, то есть примерно 100 ватт на квадратный метр. Тогда получится, что с квадратного километра пустыни (это миллион квадратных метров) можно было бы получить примерно 100 тысяч киловатт электрической мощности. Ее вполне хватило бы для энергоснабжения небольшого города.

Последние фразы, как вы, конечно, заметили, построены в сослагательном наклонении, с использованием частицы «бы». Потому что в нашем простейшем расчете не учтен один очень важный показатель, и это делает весь расчет неверным. Мы не учли коэффициент полезного действия фотоэлектрических преобразователей, считали, что он равен 100 процентам, то есть что вся солнечная энергия целиком превращается в электрическую. В действительности же даже лучшие современные полупроводниковые фотоэлементы превращают в электричество пока примерно 10 процентов падающей на них солнечной энергии, а рядовые, серийные преобразователи имеют коэффициент полезного действия процентов пять-шесть.

Если учесть эту невеселую реальность, то получится, что с квадратного километра пустыни мы можем получить максимальную мощность не 1 миллион, а лишь 50–60 тысяч киловатт электрической мощности. И это, между прочим, тоже было бы неплохо, если бы сами фотоэлементы стоили дешевле, пока же цена их настолько высока, что о широком использовании специалисты и не говорят. Кое-кто из них полагает, что полупроводниковый элемент станет выгодным для солнечной энергетики прибором, если стоимость его будет снижена на два порядка. То есть примерно в 100 раз.

Где же выход? Неужели заманчивая идея использования бесплатного и бесполезно теряемого в пустыне солнечного тепла не может быть реализована? Неужели техника не предлагает никаких реальных возможностей.

Возможностей таких, оказывается, существует несколько. И на разных направлениях ведутся исследовательские работы, предпринимаются практические попытки впрячь Солнце в упряжку полезных дел. В Институте солнечной энергии есть площадки, на которых расположились самые разные системы преобразователей солнечной энергии. Это настоящий полигон, где ведущие научные центры страны проверяют свои разработки.

Энергично в последнее время идет совершенствование самих фотоэлектрических преобразователей как по снижению их стоимости, так и повышению коэффициента полезного действия. Результаты могут быть получены только в фундаментальных физических исследованиях, затрагивающих самые тонкие механизмы взаимодействия излучений с веществом. Известно, что физики не любят давать широковещательных обещаний, но, видимо, какие-то надежды на серьезное улучшение важнейших характеристик фотоэлемента все-таки имеются. Во всяком случае, в последние годы в этой области заметен явный прогресс: еще не так давно коэффициент полезного действия полупроводникового фотоэлемента находился где-то в районе одного процента.