Реферат: Альтернативные Источники Питания

Средняя школа № 266

Альтернативные источники энергии.

Подготовил

Ученик 11 – А класса

Серый Евгений

1999

Киев

Perpetuum-mobile

Сенсационное сообщение пришло из Анг­лии. Изобретатель Джон Серл сконструировал летательный аппарат в виде вращающегося диска. Аппарат потребляет энергию только при разгоне, а затем летит сам по себе по класси­ческому варианту вечного двигателя.

Идея «перпетуум-мобиле» - двигателя, ра­ботающего без потребления энергии до пол­ного износа деталей, пришла из глубины ве­ков - чуть ли не со времен родоначальника механики Архимеда. Хитроумных конструкций, придуманных досужими умами, не сосчитать. Только ни одна не работала. Бесплодные по­пытки не прекратились и после того, как Фран­цузская академия наук в середине прошлого века наложила категорический запрет на рас­смотрение проектов «вечных двигателей». Только энтузиастам никакой запрет не указ. Тем более что в то время в Антверпенском му­зее уже работали и по сей день работают де­ревянные часы, которых еще ни разу не заво­дили. Вместо гирь там изогнутая стеклянная трубочка с глицерином, в которой ходят два поршня. Глицерин реагирует на изменение ат­мосферного давления, сжимаясь и расширя­ясь, и поршни постоянно подкручивают пружи­ну. Конечно, это не классический «перпетуум-мобиле», поскольку механизм потребляет энергию извне, но ведь работает же два сто­летия...

Французских академиков можно понять. Немецкий исследователь Клаузиус в свое вре­мя опубликовал знаменитый постулат о том, что в принципе невозможно создать устрой­ство, вырабатывающее больше энергии, чем к нему подведено. А это автоматически исклю­чает существование вечного двигателя.

В этом утверждении есть один нюанс. Оно выведено на основании фактов, полученных в то время наукой. Но она не стоит на месте и постоянно открывает новые явления природы, хотя далеко не всегда может их объяснить.

Еще в 1931 году знаменитый изобретатель Никола Тесла  построил легковой ав­томобиль, работающий по принципу «вечного двигателя». Машину разгонял источник элект­роэнергии с так называемым аномальным энер­гобалансом, то есть, когда «на выходе» получа­ется больше энергии, чем подается «на вход». Откуда поступала дополнительная энергия в машину Теслы?

Изобретатель не дал ответа на этот вопрос и не раскрыл секрета своей конструкции. Изве­стно лишь, что в нее входили какие-то электро­вакуумные приборы и антенна. Автомобиль раз­вивал скорость до 130 км/час - по тем време­нам просто рекордную. Почему же Тесла «зак­рыл» свое изобретение? Возможно, он сам не мог объяснить это явление. А может быть не хотел навлечь на себя упреки в «несерьезнос­ти» своего изобретения.

Агрегат, вырабатывающий электричество с аномальным энергобалансом, получил назва­ние конвертера. Такое имя дал ему американ­ский изобретатель доктор Морей, который в 1937 году построил конвертер, потребляющий 100 ватт энергии, а выдающий 3,5 киловатта! Устройство весило 25 килограммов и тоже имело антенну. Два года спустя, Морей пост­роил конвертер, выдающий 50 киловатт!

В конструкциях Теслы и Морея самое зага­дочное - это антенна. Что она принимает? Бли­же всех к этой загадке, пожалуй, подошел наш современник, профессор Чернетский. В сво­ей лаборатории он демонстрирует обычную электролампочку, в которой вольфрамовая нить светится от энергии вакуума!

Еще великий физик Поль Дирак утверждал, что вакуум - неисчерпаемая кладовая энергии. И энергия эта вокруг нас - протяни руку и возьми. Сейчас наука подошла к этому поро­гу! Например,аномальный энергобаланс нео­днократно наблюдался на экспериментальном стенде ЦНИИМАША, где в специальном уст­ройстве было зарегистрировано превышение энергии по отношению к затратам в четыре раза!

Летательный аппарат Джона Серла, о кото­ром упоминалось выше, представляет собой магнитное кольцо, вращающееся на роликах. Больше ничего о конструкции неизвестно. При достижении определенной скорости враще­ния аппарат начинает саморазгоняться. Тогда происходит потеря веса аппарата, и он взле­тает! Как утверждают наблюдатели, присут­ствовавшие на испытаниях, несколько моде­лей просто потерялись, улетев неизвестно куда. Итоговый полет был проведен с управ­ляемым аппаратом из Лондона в Корнуэлл и обратно, что в общей сложности составило 600 километров.

Таким образом, вечный двигатель уже по­строен. И не исключено, что в XXI веке он орга­нично войдет в наш быт. Так же как найдет при­менение энергия вакуума, которую невозмож­но исчерпать.

Время – бесконечный источник энергии?

20 января этого года состоялось очеред­ное заседание Отделения планетологии Рус­ского географического общества в Санкт-Пе­тербурге с необычной повесткой дня: «Новый класс явлений в природных процессах и тех­нологиях». Основным докладчиком был изве­стный петербургский физик, старший науч­ный сотрудник Физико-технического инсти­тута имени академика А.Ф.Иоффе Анатолий Павлович Смирнов. Доклад этот в определен­ном смысле произвел впечатление разорвав­шейся бомбы!

В самом деле, речь в нем шла о большой группе экспериментально обоснованных от­крытий, абсолютно не укладывающихся в рамки известных физических законов и при­вычных представлений о естественных при­родных процессах. О некоторых из них в раз­ное время сообщалось в докладах на научных конференциях и даже в научно-популярных изданиях. Но собранные вместе с добавлени­ем новых данных, они просто ошеломляли и, по справедливому утверждению докладчика, превратились в дерзкий вызов современной науке и обыкновенному здравому смыслу.

К примеру, французский ученый Л. Кирвран обнаружил, что в растениях со временем появляются химические элементы, которых в них отродясь не было! Единственное, но не­вероятное объяснение заключается в превра­щении одних элементов в другие (трансмута­ция) под воздействием какой-то энергии. Ал­химия, да и только! Говорили даже, что это воздействие неуловимых космических частиц - нейтрино! Кирвран наблюдал подобные пре­вращения химических элементов и у птиц в одном из экспериментов с курами ученый давал им корм с уменьшенным содержанием кальция. После этого они начинали нести яйца с тонкой, «кожистой» скорлупой Кирв­ран добавлял в корм очищенную слюду (каль­ция в слюде нет) и куры стали нести яйца с твердой скорлупой, как будто они наклева­лись кальция! Почему у яиц появилась скорлу­па с высоким содержанием кальция - точно не известно. Если опять говорить о трансмута­ции, то надо объяснить, за счет каких сил она происходит...

Преведущая статья московского популяризатора науки Альберта Валентинова «Можно ли построить вечный двигатель?» В ней приведены приме­ры создания электрических устройств, выра­батывающих гораздо больше энергии, чем они потребляют. Откуда берется «лишняя» энер­гия? Непонятно. Она возникает, как кажется, буквально из ничего! Докладчик на заседании Отделения планетологии говорил, что даже живые существа, включая человека, расходу­ют на поддержание своей жизнедеятельнос­ти больше энергии, чем получают ее с пищей.

А тектонические процессы на Земле, переме­щение целых континентов по поверхности на­шей планеты - все это примеры вопиющего энергетического дисбаланса: в недрах Зем­ли просто нет таких сил, которых хватило бы на выполнение столь титанической работы!

Новосибирские исследователи во главе с академиком Российской академии наук Ми­хаилом Михайловичем Лаврентьевым нео­днократно проводили такой удивительный опыт. Они направляли телескоп с помещен­ными в его фокусе бактериями на какую-ни­будь звезду, и бактерии под влиянием ее све­та заметно оживлялись. Поскольку, как это понятно, видимое нами положение звезды расходится с истинным (мы видим, собствен­но говоря, не звезду, а свет, идущий от нее), то на самом деле эта звезда несколько сме­щена и находится на темном участке неба. Это место, зная скорость и направление дви­жения звезды, можно точно рассчитать. Так вот, новосибирские исследователи переме­щали потом объектив телескопа в точку ис­тинного положения той самой звезды и - бак­терии тоже начинали шевелиться быстрее! Почему? Ведь свет от истинного местополо­жения звезды еще не успел дойти до Земли? Какая сила теперь-то воздействовала на бак­терии? Точного ответа нет...

Ученые по-разному высказываются отно­сительно возможного источника «дополни­тельной» энергии в природе. Связывают его с физическим вакуумом, с так называемыми торсионными полями, космическими лучами и т.д. Но самую оригинальную теорию на этот счет высказал замечательный ученый, астро­физик, доктор физико-математических наук, многие годы работавший в знаменитой Пул­ковской обсерватории, Николай Александро­вич Козырев. В этом году ему исполнилось бы 90 лет...

Судьба Козырева и его нетривиальных идей исполнена высокого драматизма. Он скончался 15 лет назад - 15 февраля 1983 года в возрасте 75 лет. Комиссия планетоло­гии Географического общества СССР плани­ровала тогда провести вечер памяти ученого, но ... начальство не разрешило. А некролог в журнале «Земля и Вселенная» появился аж почти через год! Чем же не угодил Козырев сильным мира сего в то время? А своими сме­лыми научными идеями, выходящими за рам­ки «разрешенных» тогда Академией наук СССР...

6 ноября 1936 года Козырева арестовали. «Взяли» прямо с праздничного бала в Юсуповском дворце на Мойке. Вместе с другими астрономами-«участниками шпионской орга­низации» он прошел все круги ада приснопа­мятного ГУЛАГа.

Находясь в тюремной камере на двоих, Николай Александрович продолжал раздумы­вать об оставленных на воле научных заняти­ях. Еще до ареста он озадачился вопросом: в чем причина свечения Солнца и звезд? Уче­ный подозревал, что причина эта не в термо­ядерных реакциях, как пишут в учебниках по астрономии. Ведь согласно измерениям яр­кости звезд, внутренняя температура у них явно недостаточна для поддержания этих ре­акций. Вообще, думал Козырев, звезда - не ядерный котел, а «машина», перерабатыва­ющая неизвестную нам форму энергии в свечение. Для проверки этой идеи нехватало свежих фактов и цифр. По словам учено­го, никогда он не просил у Бога помощи с та­ким дерзновением и с такой верой, как в те дни. И случилось чудо: вдруг открылось око­шечко в двери камеры и кто-то просунул в него книгу. Это был только что вышедший «Курс астрофизики и звездной астрономии»!

Козырев освободился из заключения «ус­ловно-досрочно» в последних числах декаб­ря 1946 года, а 10 марта 1947 года блестяще защитил докторскую диссертацию на тему «Источники звездной энергии и теория внут­реннего строения звезд». Обратим внимание на срок, прошедший между освобождением ученого и защитой диссертации, - здесь нет ошибки. Действительно, защита прошла все­го лишь через два с небольшим месяца пос­ле 10-летней изоляции Николая Александро­вича от науки, и этот удивительный факт ос­тается самой большой загадкой его жизни!

Судя по всему, некие незримые силы по­ощряли поиски ученого на избранном им пути. А путь был все тот же: согласно расче­там, звезды и наше Солнце не могут суще­ствовать за счет термоядерных реакций еще и потому, что они просто «выгорели» бы за несколько десятков миллионов лет! А они, как известно, светят миллиарды лет. Звезда - это в высшей степени экономичная «машина», утверждал Николай Александрович, ибо на выработку энергии она не расходует соб­ственного вещества!

Раз звезды не затухают, значит они попол­няют откуда-то свою энергию. Эти пылающие солнца несутся в безбрежном космическом пространстве и при этом вращаются. А вра­щение происходит во времени. И здесь Ко­зырева озарила мысль, возвращающая нас к названию этого очерка: вращение звезд обусловлено и вызвано ... потоком времени! Этот поток создается всем понятным объек­тивным отличием прошлого от будущего. Как говорил герой романа М.Анчарова «Самши­товый лес» изобретатель Сапожников, если в поток времени вставить вертушку, она зак­рутится!

Итак, слово названо: Время. Вот в чем причина кислой мины на лицах людей, от ко­торых зависела судьба Козырева-новатора. Вот в чем причина того, что в апреле 1979 года он был уволен из Пулковской обсерватории, а в 1986 году дирекция ликвидировала его лабо­раторию...

Жизнеспособность Вселенной, по Козыре­ву, объясняется исключительно «ходом» вре­мени. В любом действии причина, как всем ясно, предшествует следствию и всегда нахо­дится на некотором расстоянии от него. Меж­ду ними существует и промежуток времени. Расстояние, разделенное на временной про­межуток, дает, стало быть, скорость ( «ско­рость хода времени»). Но скорость - свойство физическое и поэтому время, как таковое, вза­имодействует с окружающим веществом, из­меняет его состояние, а значит, и энергию! Та­ким образом, говорил Козырев, все сущее жи­вет не только во времени, но и с его активным участием!

Поскольку время, рассуждал Николай Александрович, присутствует во Вселенной повсеместно, его взаимодействие с матери­альными телами должно быть мгновенным на любом расстоянии! А вот этого правоверные физики не могут простить ему по сей день. Ведь, по их понятиям, скорость взаимодей­ствий в природе не может превышать скоро­сти света. Впрочем, решающее слово было за экспериментом...

Козырев направлял телескоп на яркую звезду. В его фокус помещал металлическую пластинку. При наведении телескопа на цель явно менялись электрические свойства пла­стинки. Видимо, от света звезды. Тогда уче­ный прикрывал объектив светонепроницае­мой крышкой. Свет не попадал на пластинку, но результат не заставил себя ждать: опять изменились электрические свойства! Вывод Козырева: на пластинку действует поток вре­мени, идущий от звезды. Критики давали иные объяснения. Тогда ученый направил те­лескоп на видимое положение звезды и, по­лучив ожидаемый эффект на пластинке, пе­ревел объектив на заранее вычисленное, ис­тинное ее место. Пластинка и здесь отреаги­ровала на сигнал. Этим сигналом, согласно мнению ученого, мог быть только поток вре­мени!

Николай Александрович не успел полнос­тью доработать свою революционную теорию об энергетической природе времени. И тем не менее следует считать доказанным фак­том присутствие в нашем мире универсаль­ного вида мгновенных и повсеместных взаи­модействий, которые ответственны за явле­ния, с которых начинался этот очерк. Вполне возможно, что этим универсальным видом и является время...

Открытия Козырева были Откровением в самом высоком смысле слова. По словам его сына Федора Николаевича, провидец начал труд своей жизни не из научного лю­бопытства, а из нравственного неприятия того, что над головой мы видим ядерные топки. И когда он пришел к своему главно­му выводу - звезда получает из времени ровно столько энергии, сколько излучает, -он увидел в этом подтверждение своего ре­лигиозного опыта: «рука дающего не оску­деет!» И человек озаряется светом в такой же степени, в какой он его излучает. Так было и так будет всегда!

Солнечная Энергия.

Говорить о надвигающемся на человече­ство кризисе энергетических и минеральных ресурсов уже давно стало привычным делом Однако все оценки на этот счет исходят из предполагаемого замедления роста населения Земли, правда, неизвестно каким образом (хотя обсуждаются разные варианты сокраще­ния рождаемости).

Если же экстраординарные меры против бурного размножения человечества не будут приняты, то, согласно данным Организации Объединенных Нации к началу XXII века (пос­ле 2100 года) население Земли достигнет 11 5 миллиардов человек (сегодня - вполовину меньше)!

Предположим что уровень потребления земных ресурсов к тому времени сравняется с нынешним американским (видимо, это не так уж невероятно через 100 лет') В таком случае будущее наших даже ближайших потомков вы­рисовывается просто ужасающим' Если при нынешнем темпе потребления нефти ее изве­стных запасов, как считают ученые хватит на 40 лет, то при "американском темпе спустя век, - всего на 7 лет Угля. считаем, хватит на 220 лет. а через 100 лет его достало бы лишь на 30 лет' Меди имеем на 40 лет. а через 100 лет- на 4 года' Цинка - вместо 20 лет- наЗ года итд. итп. Не говорим уже о продовольствии и пресной воде.

Как же быть? Выход один - искать новые вы­сокоэффективные источники энергии не зави­сящие от наших планетарных ресурсов и. что немаловажно, экологически чистые. Можно конечно, уповать на то, что за 100 лет люди чему-нибудь научатся Но как представляется и сейчас уже не рано думать об этом.

Атомная и термоядерная энергетика ко­нечно были бы очень хороши если бы не со­бытия, подобные Чернобылю и если бы люди научились управлять термоядерной реакцией (что уже много лет никак не получается). Остается надеяться на помощь космоса.

Имеется в виду бескрайнее море солнеч­ной энергии разливающейся по космическо­му пространству которую можно было бы в принципе как-то концентрировать и отправлять на Землю Согласно одному из предваритель­ных проектов эту задачу могли бы выполнить искусственные спутники Земли несущие сол­нечные батареи подобные используемый ныне на российской орбитальной станции Мир.

Идея спутников с солнечными батареями не нова Она была высказана в 1968 году и за­патентована в 1973 Однако проработки про­екта выполненные в конце 70-х - начале 80-х годов показали явную экономическую нецеле­сообразность его осуществления Но в после­дующие годы благодаря повышению эффек­тивности солнечных батареи и открывшейся возможности сравнительно дешевых запуске в с помощью российских ракет идея обрела эко­номический смысл

Разумеется батареи на спутниках должны иметь гигантские размеры Сейчас самая боль­шая конструкция на орбите - космическая стан­ция Мир Она имеет длину 24 метра и вес -более 100 тонн' Спутник же способный скон­центрировать на своих батареях и отправить на Землю энергию достаточную для нагрева 5 миллионов бытовых электрических печей (крупная атомная электростанция обогревает лишь 1 миллион печей! должен иметь разме­ры порядка 10 километров длины С) и 3 кило­метра ширины Такая конструкция даже изго­товленная из сверхлегких материалов будет весить многие сотни тонн' Запустить ее на ор­биту конечно будет очень трудно

Принцип работы спутника с солнечными батареями сводится к тому что солнечный свет падает на плоскую поверхность батареи сло­женную из полупроводниковых элементов и в полупроводниках возникает электрический ток перетекающий с освещенной стороны батареи на затемненную В электрический ток преоб­разуется от 5 до 10 процентов солнечной энер­гии Это конечно мало Внушают оптимизм но­вые полупроводники из соединении галлия и арсенида которые повышают этот про цент до 40.

Теперь как передать полученную электро­энергию на Землю⁷ Предлагается использо­вать микроволновое излучение всем знакомое по бытовым микроволновым печам Микровол­ны - это электромагнитное излучение подоб­ное видимому свету но со значительно боль­шей длиной волны - от одного миллиметра до одного метра Микроволновое излучение про­ходит через земную атмосферу с минимальны­ми потерями энергии - в хорошую погоду те­ряется всего 2 процента.

Это излучение впервые использовалось в радиолокаторах в годы Второй мировой воины В послевоенные десятилетия устройства пре­образующие электрический ток в микроволно­вое излучение значительно усовершенствова­лись Экспериментальные системы сегодня уже преобразуют ток в микроволны которые поступают от излучающей антенны к приемной и в ней вновь превращаются в электрический ток При этом сохраняется 60 процентов энер­гии.

Система спутников с солнечными батаре­ями должна будет иметь несколько сот гене­раторов микроволнового излучения' Они бу­дут работать на орбитальную антенну диамет­ром 1 километр От нее излучение пойдет на наземную приемную антенну размерами тоже немалыми - 10 на 13 километров. Есть проект соорудить такую конструкцию на плавучем ос­новании в океане Тепло от нее будет нагре­вать воду и появится возможность разводить под этим сооружением рыбу, причем в коли­честве до 5 процентов от всей рыбы потреб­ляемой в США.

Микроволновое излучение с космической орбиты будет узконаправленным так что оно не представит опасности для здоровья людей Даже если все энергопотребление Соединен­ных Штатов Америки покроется спутниками с солнечными батареями микроволновая ради­ация не выйдет за пределы существующих до­пустимых норм Подобная система по расче­там специалистов, может появиться на косми­ческой орбите примерно к 2030 году.

В дополнение к сказанному можно доба­вить что спутник с солнечными батареями может быть выведен на геостационарную ор­биту (с тем чтобы он постоянно находился над одним и тем же местом на Земле) на вы­соту 36 километров Этот спутник будет пе­рерабатывать солнечную энергию практичес­ки круглый год и направлять ее на одну и ту же наземную приемную антенну Отсюда электрический ток уже пойдет к потребите­лям Таких комплексов "Космос-Земля'' мо­жет быть сколько угодно.