Метод и творчество. Динамика науки

Еще один рывок в этой области обеспечен развитием спутниковой связи и спутниковых средств навигации. Развитие данной области тесно сопряжено с прогрессом космонавтики. Искусственные спутники Земли используются для передачи и приема различных сигналов и информации (о внутреннем состоянии космических объектов, об их местоположении на орбите, передаются телевизионные сигналы о космических съемках и т.д.). В последней четверти XX в. началось использование уникальной системы спутникового глобального позиционирования (GPS). Правительство США потратило на создание этой системы десятки миллиардов долларов. Современная GPS состоит из трех сегментов: космического, сегмента контроля и пользовательского сегмента. В нее входят 24 спутника, которые находятся на 6 орбитах. На орбиту выводятся и дублирующие спутники. На Земле расположены станции наблюдения и ведущая станция (в объединенном центре управления космическими системами военного назначения). Основной потребитель информации этой системы - Министерство обороны США. Приемники информации установлены на всех боевых и транспортных самолетах и кораблях, а также в крылатых ракетах и в системах наведения новых управляемых авиабомб.

Аналогичная система - ГЛОНАСС - была создана и в СССР. Ее космический сегмент охватывает 24 спутника, размещенных на трех разных орбитах. Однако в последние годы она не развивается по причине недофинансирования. К тому же она закрыта для гражданских пользователей.

Энергетический прорыв

Во второй половине XX в. бурно развивалась наукоемкая энергетика. Известно, что в основе энергетики лежит преобразование различных видов энергии (механической, тепловой, электрической и др.). Выработка контролируемой энергии достигается с помощью сложных технических устройств, использующих разнообразные процессы, открытые наукой.

В современной техногенной цивилизации главным источником энергии служит углеводородное сырье. Однако его запасы ограничены, и потому взоры ученых обратились к использованию альтернативных источников: лучистой энергии Солнца, геотермальных вод, энергии ветра, колебаний вод морей и океанов и пр. В качестве принципиально нового источника рассматривается прирученная атомная и термоядерная энергия. В этой области первоначально была использована контролируемая реакция цепного деления урана. В 1954 г. была построена первая атомная электростанция и тем самым доказана возможность производства электрической энергии на основе расщепления ядер урана.

Для создания энергетических сооружений нового типа пришлось решать комплекс новых физических, химических, технологических проблем. Энергетическая эффективность деления урана была обоснована тем, что при распаде одного его грамма выделяется столько же тепла, сколько при сгорании трех тонн каменного угля. Но технологический эффект удалой, получить, когда были сконструированы и построены специальные реакторы. Сегодня есть печальный опыт эксплуатации реактора типа РБМК (на медленных нейтронах) и достаточно успешный опыт работы реакторов ВВЭР. После чернобыльской катастрофы ученые начали сомневаться в безопасности эксплуатации АЭС. Законную тревогу проявляет и население. Однако оптимистические подходы к развитию ядерной энергетики сохраняются. В последние годы много внимания уделяется созданию реакторов на быстрых нейтронах (реакторы-размножители). В них используется уран-238, но для получения не энергии, а горючего. Этот изотоп урана хорошо поглощает быстрые нейтроны и превращается в плутоний-239. Появляется вторичное ядерное топливо, которое можно использовать в дальнейшем. Здесь нет зон высокого давления, в качестве теплоносителя применяется жидкий натрий, разработаны несколько защитных оболочек. Специалисты полагают, что реакторы на быстрых нейтронах способны обеспечить человечество теплом и электроэнергией на ближайшее тысячелетие.

Разрабатываются также энергетические программы по использованию термоядерных реакций. Дело идет о создании уникальных установок, предназначенных для получения колоссальной энергии, которая выделяется покалишь при опустошительном взрыве водородной бомбы.

Учеными установлено, что для осуществления термоядерной реакции необходимо соблюдение нескольких условий. Например, для реакции синтеза тяжелых ядер водорода нужна температура порядка 100 миллионов градусов. Такой перегрев приводит к появлению плазмы - смеси свободно двигающихся положительных ионов и электронов. Нужна также высочайшая плотность плазмы (выше ста тысяч миллиардов частиц в кубическом сантиметре). К тому же реакцию надо сохранить во времени не менее одной секунды.