В погоне за Солнцем - Ричард Коэн

Идея поставить Солнце себе на службу возникла у людей почти сразу, как только они начали экспериментировать с окружающей средой. Уже в III веке до н. э. и греки, и римляне использовали “сжигающие зеркала”, ручные вогнутые рефлекторы, чтобы фокусировать солнечный свет на вражеских кораблях. Архимед (287–212 до н. э.), по легенде, соорудил целую батарею таких рефлекторов в 212 году до н. э.: чтобы спасти Сиракузы от блокады римского флота, он сжег паруса противника “на расстоянии полета стрелы” (около 50 м). История похожа на миф[669], но тем не менее показывает, что греки в это время уже знали об энергетической природе солнечного света и о ее опасности[670].

Около 100 года н. э. Плиний Младший (61–113) впервые использовал стекло при постройке дома для сохранения тепла; в последующие столетия римские публичные бани всегда проектировались с большими окнами на юг. Римляне также первыми стали строить теплицы. В VI веке император Юстиниан даже ввел закон, защищающий солнечные террасы, публичные и домашние, от возведения вокруг зданий, закрывающих солнечный свет.

Великий персидский ученый Х века Ибн аль-Хайсам (ок. 965–1031) написал значительный труд “О сферических зеркалах”, где, в частности, пересказывал легенду об Архимеде и рефлекторах в Сиракузах как имевшую место; в 1270 году это сочинение перевели на латынь, и оно попалось на глаза Роджеру Бэкону, который предупредил папу римского о том, что сарацины могут использовать вогнутые рефлекторы против крестоносцев в Святой земле. “Идея о преобразовании благотворных солнечных лучей в жестокое военное орудие для сжигания человеческих существ, – пишет об ответе Ватикана Франк Крыза в своей истории солнечной энергии, – воспринималась как извращение и дьявольское наваждение, плод колдовства и сатаны”[671].

По легенде, приблизительно в 212 года до н. э. греческий астроном и математик Архимед использовал зеркала, пытаясь сфокусировать солнечные лучи и поджечь римские корабли (Archive Photos / Getty Images)

В начале XVI века Леонардо да Винчи предложил использовать гигантское зеркало четырех миль в поперечнике в коммерческих целях как источник тепла, а не в качестве оружия. По каким-то причинам – недостаток финансирования или ресурсов (его проект требовал больше стекла, чем тогда существовало!) – из этой затеи ничего не вышло, но сама мысль обозначила смену фокуса с разрушительного использования на практическое, а также подтолкнула солнечные исследования – расцвел интерес к зеркалам и линзам.

В царствование короля Людовика XIV было произведено множество солнечных экспериментов – возможно, вдохновлял их сам Король Солнце. В 1747 году, уже во времена преемника Людовика XIV, Жорж Бюффон (1707–1788) использовал сто сорок плоских зеркал, чтобы зажечь кусок дерева, находящийся в 60 м, доказав тем самым, что подвиг Архимеда был по меньшей мере возможен. Затем наступила индустриальная революция и возникло новое мышление. “В эпоху паровых двигателей казалось, что до овладения энергией Солнца рукой подать… Инженеры XIX века имели дело с достаточно внушительными силами, которые впервые в истории давали им чувство господства над природой, владения инструментами, которые могут изменить условия жизни всего человечества. Почему же не приручить солнечную энергию?” – замечает Крыза[672]. Солнечные насосы, тепловые двигатели и кипятильники были просто побочными продуктами.

В 1830-х во время пребывания в Южной Африке сэр Джон Гершель изобрел актинометр, по сути представлявший колбу с водой, которая при помещении под солнечное излучение позволяла вычислить количество энергии, полученной от Солнца. Позже, как сообщал Стюарт Кларк,

Гершель преуспел еще сильнее: он построил солнечную печь из кусков красного дерева, окрашенного в черный, и добился максимальной температуры около 115 °C – на 11 % выше точки кипения воды на уровне моря.

Давнишней целью было произвести пригодный двигатель на солнечной энергии. Попытки построить такую машину предпринимались с начала XVII века, когда Саломон де Косс сконструировал первый прототип, используя линзы, раму и металлический сосуд для воды и воздуха, но в глазах общественности это было скорее курьезом, нежели чем-то практическим. Однако в 1861 году французский учитель математики Огюстен Мюшо налил воды в железное ведро и окружил его солнечными рефлекторами. Вода при испарении произвела достаточный объем пара, чтобы привести в движение небольшой мотор. За четыре года Мюшо смог создать вполне приемлемый паровой двигатель. Когда он продемонстрировал устройство Наполеону III, тот, впечатленный, предложил финансовую помощь. Мюшо смог увеличить объем своей машины, а также оптимизировал рефлектор, превратив его в подобие усеченного конуса вроде тарелки со скошенными внутрь краями. Он также разработал устройство, которое позволяло всей машине постоянно поворачиваться вслед за солнцем. Спустя шесть лет он поразил зрителей своим детищем, которое один репортер описывал как “перевернутый огромный абажур… покрытый изнути очень тонким слоем серебристого металла”, а сам котел находился в середине. как “колоссальный наперсток” из черненой меди, закрытый стеклянным колоколом. На парижской Всемирной выставке в 1878 году Мюшо выставлял печатный пресс, работающий на солнечной энергии, где использовалось параболическое зеркало, паровой двигатель и поршень; солнечная энергия вернулась на мировую выставку только спустя сто двадцать два года – на “Экспо-2000” во Фрайбурге.