Энергия и цивилизация

Сравнение мощности взрыва обычно проводят не в джоулях, а в единицах тротилового эквивалента (1 тонна ТЭ = 4,184 ГДж): бомба Хиросимы содержала всего 15 кт ТЭ, Царь-бомба – 50 Мт ТЭ. Типичные боеголовки межконтинентальных ракет имеют мощность от 100 кт до 1 Мт, но одна ракета подводного базирования (американский «Посейдон» или русский СС-11) может нести до 10 таких устройств. Чтобы подчеркнуть значительность объемов высвобождаемой энергии, я не использую научную запись (экспоненты), приводя ошеломляющие данные максимальной разрушительной силы взрывчатого оружия (примечание 6.16).

Примечание 6.16. Максимальная энергия взрывчатого оружия

Две ядерных сверхдержавы в конечном итоге накопили арсенал из 5000 стратегических ядерных боеголовок (и более чем 15 000 ядерных боеголовок других типов на ракетах меньшей дальности), совокупная деструктивная энергия которых составила около 30 ЭДж. Понятно, что это было совершенно иррациональным преувеличением. Физик Виктор Вайскопф писал (Weisskopf 1983, 25): «Ядерное оружие – это не оружие войны. Единственная цель, ради которой оно может создаваться – удержать от его использования другую сторону, и для этой цели его не требуется слишком много». Очевидно, что ядерный паритет послужил сдерживающим средством и предотвратил атомную войну, в которой не было бы победителя.

Но создание ядерных бомб тяжелым ярмом легло на национальные бюджеты, поскольку оно требует колоссальных инвестиций и очень крупных затрат энергии, большей частью для отделения изотопов урана (Kesaris 1977; WNA 2015а). Для газовой диффузии необходимо около 9 ГДж/SWU (на отдельную рабочую установку), но современным газовым центрифугам достаточно только 180 МДж/SWU, и 227 SWU нужно, чтобы произвести килограмм оружейного урана, то есть совокупный расход составляет 41 ГДж/кг. Триада средств доставки ядерного оружия – дальние бомбардировщики, межконтинентальные баллистические ракеты и ядерные подводные лодки – также содержит первичные движители (реактивные и ракетные двигатели) и структуры, производство которых и поддержание в рабочем состоянии обходится с точки зрения энергии очень дорого.

Производство обычного оружия тоже требует энергоемких материалов, и его распространение возможно лишь благодаря вторичному ископаемому топливу (бензин, керосин, дизель), электричество же используется, чтобы питать машины, которые перевозят оружие, чтобы экипировать и кормить солдат, которые оперируют им. В то время как обычную сталь можно изготовить из железной руды и чугуна, затратив всего лишь 20 МДж/кг, особые стали, которые применяют в оружейной промышленности, требуют 40–50 МДж/кг, а использование обедненного урана (для бронебойных снарядов и усиленной брони) еще более энергоемко. Алюминий и титан (и их сплавы), главные материалы в современном самолетостроении, воплощают соответственно между 170 и 250 МДж/кг (алюминий) и 450 МДж/кг (титан), а более легкие и прочные композитные волокна обычно требуют между 100 и 150 МДж/кг.

Столь мощные современные военные машины очевидно спроектированы для повышения эффективности боевых действий, а не для минимизации потребления энергии, и они отличаются исключительной энергоемкостью. Например, американский боевой танк «М1/А1 Абрамс» весом в 60 тонн приводится в движение газовой турбиной AGT-1500 Honeyhell мощностью 1,1 МВт и потребляет (в зависимости от задачи, почвы и погоды) 400–800 л/км (Army Technology 2015). Для сравнения, большой «Мерседес S600» требует около 15 л/100 км, а «Хонда Цивик» всего 8 л/100 км. Полет на сверхзвуковой скорости таких высокоманевренных военных самолетов как F-16 Fighting Falcon фирмы «Локхид» и F/A-18 Hornet компании «Мак-Доннел-Дуглас» требует такого объема авиатоплива, что их длительные миссии возможны только при дозаправке в воздухе от самолетов-заправщиков, таких как КС-10, КС-135 и «Боинг-767».

Другой особенностью современного вооружения, определяющей высокие потребности в энергии, является то, что его используют в масштабных соединениях. Наиболее крупная танковая атака в 1918 году состоялась при участии 600 машин (сравнительно легких моделей по меркам времени), но почти 8000 танков, 11000 самолетов и более 50 тысяч пушек и реактивных минометов были развернуты Красной армией перед финальным наступлением на Берлин в 1945 году (Ziemke 1968). Как пример интенсивности современного вооружения можно привести операцию «Буря в пустыне» (январь – апрель 1991 года) и месяцы перед ней («Щит пустыни», август 1990-январь 1991 годов), когда 1300 самолетов совершили более 116 тысяч вылетов (Gulflink 1991).