Последний свет человечества

ВОПРОС: А что, если бы все люди одновременно исчезли с лица Земли? Через сколько времени погаснет последний искусственный источник света?

– Алан

ОТВЕТ: На титул «последнего огонька» будет много претендентов.

Прекрасная книга Алана Вейсмана «Земля без людей» подробно описывает, что произошло бы с домами, дорогами, небоскребами, фермами и домашними животными, если бы люди внезапно исчезли. Научно-популярный сериал «Жизнь после людей» посвящен аналогичной теме. Однако ни в книге, ни в сериале нет ответа на данный конкретный вопрос.

Начнем с очевидного: большая часть искусственных источников света долго не протянет, потому что основные электромагистрали довольно быстро разрушатся. Тепловые электростанции, которые обеспечивают большую часть электричества на Земле, требуют постоянной подачи топлива, а для этого именно люди должны принимать какие-то решения.

В отсутствие людей уменьшится потребность в энергии, но термостаты в наших квартирах будут продолжать работать. Угольные шахты и нефтяные вышки отключатся в первые же несколько часов, остальные предприятия подхватят у них эстафету. Эту ситуацию сложно решить даже с участием людей. В результате начнется нарастающая лавина отключений, которая приведет к полному параличу всех основных энергосетей.

Однако немало электричества исходит из источников, которые не зависят от основных сетей тепловых электростанций. Давайте взглянем на некоторые из них и посмотрим, когда они могут отключиться.

Дизельные генераторы

Многие люди, живущие, к примеру, на далеких островах, получают энергию при помощи дизельных генераторов. Эти устройства будут работатать, пока у них не закончится топливо, а этот срок в большинстве случаев составит от нескольких дней до нескольких месяцев.

Геотермальные электростанции

Источники электроэнергии, которым вообще не нужно топливо, поставляемое людьми, окажутся в более выигрышной ситуации. Например, геотермальные станции, использующие тепло недр планеты, некоторое время обойдутся без вмешательства людей.

Однако инструкция по эксплуатации геотермальной станции на острове Свартсенги в Исландии гласит, что раз в шесть месяцев необходимо заменять масло в трансмиссиях и смазывать все электрические моторы и сочленения. Без обслуживающего персонала, способного это сделать, некоторые станции проработают еще несколько лет, но в конце концов все механизмы разрушатся.

Ветряные турбины

Машинам, действие которых основано на силе ветра, повезет больше. Ветряки специально конструируют таким образом, чтобы они не требовали постоянного ухода, по той простой причине, что их много и залезать на них большая морока.

Некоторые ветряные турбины могут работать очень долго без вмешательства людей. Гедсерский ветряк в Дании был установлен в конце 1950-х и вырабатывал энергию в течение 11 лет без единого ремонта. Современные турбины обычно рассчитаны на 30 000 часов (3 года) непрерывной работы без технического обслуживания, и, без сомнения, некоторые из них проработают еще десятилетия. И хотя бы в одном из них наверняка будет светиться хотя бы один жидкокристаллический экран на панели какого-нибудь индикатора.

Но в конце концов большая часть ветряных турбин остановится по той же причине, что и геотермальные станции: их движущиеся части заклинит без смазки.

Гидроэлектростанции

Генераторы, превращающие энергию падающей воды в электричество, продолжат какое-то время работать. Документальный сериал «Жизнь после людей» показывал интервью с оператором электростанции на плотине Гувера, который сказал, что, если бы все сотрудники ее покинули, она проработает еще несколько лет на автопилоте. Рано или поздно станция, скорее всего, станет жертвой либо засоров в системе забора воды, либо тех же механических поломок, что убьют ветряки и геотермальные станции.

Батарейки

Огоньки, использующие электричество батареек, погаснут в течение одного-двух десятилетий. Даже если батарейка не используется, она все равно постепенно разряжается. Некоторые типы батарей проживут дольше остальных, но даже те из них, которые, согласно рекламе, приспособлены для длительного хранения, смогут удерживать заряд всего десять-двадцать лет.

Есть несколько исключений. В Кларендонской библиотеке Оксфордского университета есть колокольчик на батарейке, который работает с 1840 года. Его звон практически не слышен, а на каждый удар молоточка тратится микроскопическая доля заряда. Никто толком не знает, какая именно батарея используется в колокольчике, потому что никто ни хочет разбирать его.

К сожалению, никакого света колокольчик не дает.

Ядерные реакторы

Долговечность ядерного реактора – непростой вопрос. Перейдя в режим низкой мощности, реактор может работать почти бесконечно, так высока удельная энергоемкость ядерного топлива.

Как сказано в одном интернет-комиксе:

К сожалению, на практике реакторы все равно проработают недолго. Как только хоть что-нибудь пойдет не так, ядро реактора автоматически перейдет в режим остановки. Возможно, это произойдет довольно быстро; причиной могут стать разные факторы, но наиболее вероятным будет отключение подачи энергии на реактор.

Может показаться странным, что для работы энергетической станции требуется внешний источник энергии, но каждая часть управляющей системы ядерного реактора спроектирована так, чтобы любой сбой немедленно заставил реактор остановиться. Как только извне перестанет поступать энергия – из-за того ли, что внешняя электростанция перестанет работать, или у запасных генераторов закончится топливо, – реактор отключится.

Космические зонды

Из всех творений человека наши космические аппараты могут оказаться самыми долговечными. Некоторые из них останутся на орбите на миллионы лет, но их электрическое оборудование не проживет так долго.

Пройдут столетия, и наши марсоходы будут погребены глубоко в пыли. К тому времени многие спутники рухнут обратно на землю, сойдя с орбиты. Спутники GPS на дальних орбитах протянут дольше, но со временем даже самые стабильные орбиты будут искажены под влиянием Луны и Солнца.

Многие космические аппараты работают за счет солнечных панелей, другие за счет энергии радиоактивного распада.

Марсоход «Кьюриосити», к примеру, использует энергию тепла, выделяемого кусочком плутония: этот радиоактивный материал находится в контейнере, укрепленном на вертикальном штоке.

«Кьюриосити» мог бы получать электроэнергию в течение более чем ста лет. В конце концов напряжение станет слишком слабым для его работы, но скорее всего, другие детали машины износятся еще раньше.

Итак, «Кьюриосити» выглядит многообещающе. Есть одна проблема – у него отсутствуют какие-либо осветительные приборы.

Строго говоря, у «Кьюриосити» есть фары – он использует их, чтобы подсвечивать образцы и проводить спектроскопию. Однако они включаются только тогда, когда проходят измерения. Без соответствующих инструкций (которые должны дать люди) у него не будет повода их включать.

Если на борту нет людей, космическому аппарату не очень-то нужны источники света. Зонд «Галилео», который исследовал Юпитер в 1990-е, был снабжен несколькими светодиодами в механизме устройства, записывавшего информацию о полете. Но поскольку они излучали волны в инфракрасном диапазоне, называть их «огнями» не вполне корректно. Да и в любом случае «Галилео» больше нет – как и было запланировано, зонд врезался в Юпитер в 2003 году[28].

На других наших аппаратах тоже имеются источники света. Например, некоторые спутники GPS используют ультрафиолетовые светодиоды, чтобы контролировать статическое напряжение на поверхности оборудования, и эти элементы работают от солнечных батарей. Теоретически они могут работать столько, сколько будет светить Солнце. К сожалению, большая их часть не протянет хотя бы столько, сколько «Кьюриосити», и рано или поздно будет уничтожена в результате столкновения с космическим мусором.

Но солнечные батареи используются не только в космосе.

Солнечная энергия

Телефонные будки для экстренных вызовов, стоящие вдоль дорог в отдаленных местностях, часто работают на солнечной энергии. Обычно они оборудованы фонариком, который горит по ночам.

Так же как и ветряки, эти заброшенные в глуши устройства довольно хлопотно обслуживать, поэтому они спроектированы в расчете на длительную работу. Если солнечные панели периодически очищать от пыли и мусора, они проработают так же долго, как и электроника, которая к ним подключена.

Провода и электрические контакты рано или поздно разъест коррозия, но солнечные панели, находящиеся в сухом месте и подключенные к качественной электронике, смогут спокойно вырабатывать энергию в течение столетия, особенно если ветер или дождь время от времени будут очищать их от пыли.

Если следовать четкому определению понятия «свет», то огни, получающие питание от солнечных батарей в удаленных уголках планеты, могли бы оказаться последним уцелевшим источником искусственного света[29].

Но есть еще один претендент, и он довольно странный.

Эффект Вавилова – Черенкова

Обычно радиоактивность невидима.

Когда-то циферблаты часов покрывали слоем радия, чтобы они светились. Однако светилась не сама радиоактивность, а фосфоресцирующая краска, наносившаяся поверх радия и испускавшая свет под действием излучения. С годами краска осыпалась, и хотя эти часы все еще радиоактивны, они уже не светятся.

Однако циферблаты – не единственный радиоактивный источник света.

Когда радиоактивные частицы проходят через материалы наподобие воды или стекла, они светятся, поскольку движутся быстрее скорости света в этой среде (но, конечно, медленнее скорости света в вакууме). Это называется эффектом Вавилова – Черенкова, его пример – узнаваемое голубое свечение ядра ядерного реактора.

Некоторые из наших радиоактивных отходов, например цезий-137, расплавляют и смешивают со стеклом, затем охлаждают в плотные бруски, которые обматывают изоляцией для безопасной транспортировки и хранения.

В темноте они светятся синим.

Цезий-137 имеет период полураспада 30 лет, значит, спустя двести лет они все еще будут светиться с мощностью в 1 % от изначальной радиоактивности. Свет будет угасать со временем, но сохранит тот же синий цвет.

Вот и ответ. Спустя столетия в безлюдных бетонных бункерах будет по-прежнему светиться синим светом наш радиоактивный мусор.