Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

До сих пор мы говорили о нанотехнологиях в лаборатории, на производственных предприятиях и в изделиях, предназначенных для непосредственного использования человеком. Молекулярное производство может также производить изделия, которые будут выполнять некоторую полезную временную функцию для защиты окружающей среды. Избавление от разрушающих озон загрязнителей высоко в стратосфере — один из примеров. Возможны и более простые подходы, без изощренности нанотехнологий, вот один из них, предназначенный для очистки стратосферы от хлора: сделайте огромное количество воздушных шаров, размером с пыльцу и достаточно легких, чтобы попасть в озоновый слой. В каждый из них поместите небольшую солнечную электростанцию, молекулярно-перерабатывающий завод и микроскопическое зерно натрия. Завод по переработке собирает хлорсодержащие соединения и выделяет хлор, который вступает в реакцию с натрием, в результате получается хлорид натрия — обычная соль. Когда натрий заканчивается, шар разрушается и падает. В конце концов, кусочек соли и биоразлагаемая крошка падают на Землю, обычно в море. Отличный способ быстро очистить стратосферу.

Более серьезная проблема (требующая наземного решения) — климатические изменения, вызванные повышением уровня углекислого газа (CO 2). Глобальное потепление, ожидаемое большинством климатологов и, вероятно, происходящее сегодня, вызвано изменениями в составе земной атмосферы. Солнце светит на Землю, греет ее. Земля излучает тепло обратно в космос, охлаждая поверхность. Скорость, с которой она охлаждается, зависит от того, насколько прозрачна атмосфера для излучения тепла. Тенденция атмосферы удерживать тепло, препятствовать выходу теплового излучения в космос, вызывает так называемый «парниковый эффект». Этому способствуют несколько газов, но CO 2представляет собой наиболее серьезную проблему. Главный вклад вносят ископаемое топливо и вырубка лесов. До появления новой технологической базы в атмосферу, вероятно, будет добавлено около 300 миллиардов тонн избыточного CO 2.

Небольшие теплицы могут помочь обратить вспять глобальный парниковый эффект. Развивая более эффективное сельское хозяйство, молекулярное производство может освободить землю для лесовосстановления, помогая восстановить урон зеленым насаждениям, который был вызван борьбой с голодом. Растущие леса поглощают CO 2.

Если лесовосстановление происходит недостаточно быстро, можно использовать недорогую солнечную энергию для непосредственного удаления СО 2, в результате чего образуется кислород и блестящая графитовая галька. Покрытие по всему миру дорог краской, содержащей солнечными батареями, даст около четырех триллионов ватт энергии, что достаточно для удаления CO 2со скоростью 10 миллиардов тонн в год. Временное покрытие солнечными батареями одной десятой части сельскохозяйственных угодий США даст «урожай» энергии, достаточной чтобы убрать 300 миллиардов тонн CO 2в течение пяти лет. Ветры разнесут очищенный воздух по всему миру. Урон, нанесенный атмосфере Земли в двадцатом веке, может быть устранен менее чем за десятилетие восстановительных работ двадцать первого века. Поврежденные экосистемы— это другое дело.

Пространство около Земли загрязнено маленькими орбитальными объектами, некоторые из которых размером с булавку. Большую часть обломков составляют фрагменты использованных ракетных ступеней, а также перчатки и камеры, потерянные астронавтами. Это проблема не связана с качеством жизни на Земле, но создает проблемы для дальнейших космических полетов, человечество начинает историческое распространение за пределами Земли — первое большое расширение пространства своего обитания после заселения континентов, которое произошло очень давно.

Орбитальные объекты движутся намного быстрее, чем пули, выпущенные из винтовки, их энергия пропорциональна квадрату скорости. Небольшие фрагменты мусора в космосе могут нанести огромный ущерб космическому кораблю, и что еще хуже — их воздействие на космический корабль может увеличить количество мусора. Каждый фрагмент, оказавшийся на пути астронавта, для него потенциально смертелен. Сегодня крошечная часть космоса, которая находится рядом с Землей, все больше загрязняется.

Этот мусор нужно собрать. Молекулярное производство позволит построить маленький космический корабль, способный маневрировать в космосе, собирая один кусок мусора за другим. Нужны небольшие космические корабли, так как нет смысла отправлять шаттл ради куска металла размером с почтовую марку. С помощью этих устройств мы можем очистить небо и сделать его более пригодным для жизни.

Мы говорили об отходах, которые просто нуждаются в молекулярных изменениях, чтобы сделать их безвредными, и токсичных элементах, которые были добыты под землей, но ядерные технологии создали третий вид отходов. Они превратили медленную, умеренную радиоактивность урана в быструю, интенсивную радиоактивность вновь созданных элементов, продуктов деления и возможной нейтронной бомбардировки. Никакие молекулярные изменения не могут сделать их безвредными, и они не были добыты в земле. Продукты молекулярного производства могут помочь с традиционными подходами к обращению с ядерными отходами, помогая хранить их в наиболее стабильных и надежных возможных формах, но есть более радикальное решение.

Еще до эпохи создания ядерного реактора и ядерной бомбы экспериментаторы умели искусственно создавать радиоактивные элементы, ускоряя частицы и направляя их в нерадиоактивные цели. Эти частицы мчались достаточно быстро, чтобы проникнуть внутрь атома и достичь ядра, присоединившись к нему или разбив его на части.

Вся Земля состоит из остатков ядерных реакций древних звезд. Ее радиоактивность низкая, потому что прошло много времени — много периодов полураспада для большинства радиоактивных ядер. Удар по этим стабильным ядрам часто превращает их в радиоактивные. А удар по радиоактивному ядру имеет определенный шанс вернуть его в стабильное состояние, уничтожив радиоактивность. Ударяя, сортируя и разгоняя снова, атомная машина может вырабатывать электроэнергию и собирать радиоактивные отходы, получая в результате только стабильные нерадиоактивные элементы, идентичные тем, которые распространены в природе. Не рекомендуйте это своему конгрессмену — сегодня это будет слишком дорого — но когда-нибудь это станет практичным способом уничтожать радиоактивные остатков ядерных отходов двадцатого века.

Нанотехнологии не могут сделать это напрямую, потому что молекулярные машины работают с молекулами, а не с ядрами атомов. Но косвенным образом, делая энергоносители и оборудование недорогими, молекулярное производство может дать нам средства для чистого и удобного решения проблемы радиоактивных отходов, оставшихся после ядерной эры.