Сергей Венецкий - В мире металлов

Новое "увлечение" лазера

Еще недавно идея "гиперболоида инженера Гарина" (а точнее, писателя Алексея Толстого) казалась несбыточной фантазией, а сегодня современные "гиперболоиды" — лазеры прочно вошли в жизнь. Круг "интересов" лазерных лучей с каждым годом расширяется. Одним из последних "увлечений" этих чудо-лучей стала термическая обработка металлов. Уже созданы специальные установки для лазерного упрочнения стальных изделий. Такой обработке подвергались режущие кромки инструмента и технологической оснастки (например, штампов) из быстрорежущей и других инструментальных сталей. При облучении происходит скоростная закалка поверхностного слоя (0,07 — 0,2 миллиметра), в результате чего твердость и износостойкость металла повышаются в 2,5–3 раза.

Археологов иногда в шутку называют "историками с лопатой". И действительно, при раскопках не обойтись без лопаты, заступа, кисточки и других немудреных инструментов. Но в наши дни археологические экспедиции оснащены и современными приборами, помогающими ученым вести поиски следов древних культур.

При исследовании вблизи Томска древнего центра металлургического производства, существовавшего три тысячелетия назад, была проведена магнитометрическая съемка территории площадью в две тысячи квадратных метров. При этом удалось обнаружить ряд магнитных аномалий, свидетельствующих о том, что в земле присутствуют заметные количества железа. Раскопки, проведенные в отмеченных местах, позволили найти остатки железоплавильных печей, возле которых оказались запасы древесного угля, куски металла, шлаки. Найдены также склады железных изделий — оружия, инструментов, принадлежностей упряжи.

В Японии разрабатывается проект гигантского плавучего аэродрома для города Осака. По утверждению авторов проекта, такому аэродрому, длина которого составит пять километров, а ширина — один километр, будут нипочем даже цунами — частые гости побережья японских островов. Любопытно, что на сооружение этого аэродрома (разумеется, если проект будет принят) потребуется 5,5 миллиона тонн стали, т. е. столько, сколько ежегодно расходует вся судостроительная промышленность Японии.

На металлургических предприятиях ГДР в ближайшие годы намечено "принять на работу" 500 роботов, которые будут трудиться на самых тяжелых производственных участках. Первые 40 металлических тружеников уже "зачислены в штат" Мансфельдского комбината и вскоре приступят к выполнению своих запрограммированных обязанностей.

В основе наследственного механизма всех живых существ нашей планеты лежит один и тот же генетический код. По мнению биологов, такое единообразие свидетельствует, что вся жизнь на Земле развилась из одной и той же колонии микроорганизмов. А поскольку непременным спутником биохимических процессов является редко встречающийся на Земле молибден, можно предположить, что эта первородная колония попала к нам с другого небесного тела, богатого молибденом.

Такую гипотезу инопланетного происхождения земной жизни выдвинул известный английский ученый в области молекулярной биологии лауреат Нобелевской премии Ф. Крик совместное профессором Л. Ореллом. Гипотеза весьма любопытна, хотя в ней немало уязвимых мест.

Существует немало проектов пополнения земных запасов полезных ископаемых за счет небесных тел. В межпланетном пространстве "разгуливают" десятки тысяч так называемых астероидов, или малых планет, состоящих главным образом из железа и никеля. Орбиты вращения некоторых из них проходят сравнительно недалеко от орбиты Земли, и иногда астероиды оказываются на довольно близком расстоянии от нашей планеты. По мнению ряда ученых, теоретически возможно, используя ракетную технику, доставить астероид на околоземную орбиту, а затем развернуть на нем добычу железа и никеля.

Один из проектов предусматривает засылку на астероид специальных автоматических устройств, которые с помощью солнечных печей будут переплавлять астероидное вещество в слитки весом в миллионы тонн. Ракеты доставят эти слитки на околоземную орбиту и останется лишь благополучно спустить металл на поверхность Земли. Но как? Предлагается, например, расплавлять его на орбите и вводить в него газ, а полученные металлические пеноблоки приводнять затем в океан. Здесь они будут плавать в ожидании транспортных судов, которые доставят их на прибрежные металлургические заводы.

По подсчетам специалистов, один кубический километр астероидного вещества при нынешних нормах потребления обеспечит Землю железом на 15 лет, а никелем — примерно на 1250 лет.

Смелые проекты, не правда ли? Но разве еще совсем недавно визит человека на Луну не воспринимался даже многими учеными лишь как дерзновенный полет фантазии?

Мысль о пополнении земных запасов железа и никеля за счет космических тел довольно часто обсуждается специалистами. Об этом, правда в шутливой форме, говорил и американский ученый Д. Фроман, который до 1962 года был техническим директором Лос-Аламосской лаборатории, где ведутся исследования в области использования атомной энергии. Выступая на банкете после конференции по физике плазмы (их практическом применении в ближайшем будущем.

Представим себе, что нам удалось изобрести космический корабль, Колорадо-Спрингс, 1961 год), Фроман сказал: "Поскольку я не очень хорошо разбираюсь в физике плазмы и термоядерном синтезе, я буду говорить не о самих этих явлениях, а об одном, который движется за счет того, что выбрасывает продукты реакций дейтерий — дейтерий и дейтерий — тритий. На таком корабле можно стартовать в космос, поймать там несколько астероидов и отбуксировать их на Землю. (Идея, правда, не нова). Если не очень перегружать ракету, то можно было бы доставить на Землю 1000 тонн астероидов, затратив всего около тонны дейтерия. Я, честно говоря, не знаю, из какого вещества состоят астероиды. Однако вполне может оказаться, что наполовину они состоят из никеля. Известно, что 1 фунт никеля стоит 50 центов, а 1 фунт дейтерия — около 100 долларов. Таким образом, на 1 миллион долларов мы могли бы купить 5 тонн дейтерия и, израсходовав их, доставить на Землю 2500 тонн никеля стоимостью в 2,5 миллиона долларов. Неплохо, правда?

Я уже было подумывал, а не организовать ли мне Американскую Компанию по Добыче и Доставке Астероидов (АКДДА)?. Если кто-либо из присутствующих с крупным счетом в банке пожелает войти в число учредителей, пусть подойдет ко мне после банкета".

По мнению многих ученых, постепенное истощение земных недр рано или поздно приведет к необходимости начать разработку минеральных и рудных кладовых космоса. Академик С. П. Королев говорил: "Человечество порой напоминает собой субъекта, который, чтобы натопить печь и обогреться, ломает стены собственного дома вместо того, чтобы съездить в лес и нарубить дров". Разумеется, добытая, например, на Луне и доставленная на нашу планету тонна железной руды обойдется, скажем прямо, недешево. Но ведь и первая тонна угля, полученного в современной шахте, стоит огромных денег, зато тысячная тонна уже намного дешевле, а миллионная и подавно. Так же будет со временем снижаться и себестоимость космической железной руды. Кстати, а обязательно ли доставлять на Землю руду? Нельзя ли извлекать из нее железо непосредственно в космосе?

Еще в 1963 году советский ученый Э. Иодко предложил свою технологию получения лунного железа. Он полагает, что железо на Луне следует не плавить, а возгонять — переводить из твердого состояния в газообразное. При этом пары железа, проходя через шахту с кусками углеродистого материала, превратятся в смесь паров железа, углерода и угарного газа. В конденсаторе железо и углерод, соприкоснувшись с холодной поверхностью бесконечного транспортера, перейдут в твердое состояние и осядут на транспортере, а угарный газ уйдет в лунную "атмосферу". Регулируя температуру в шахте, можно будет повышать или понижать содержание углерода и, следовательно, получать сталь разных марок.

"Производство металла в условиях глубочайшего вакуума Луны и других космических тел — писал Э. Иодко, — позволит готовить действительно неземные по прочности, пластичности и иным свойствам стали и сплавы, не содержащие газов и неметаллических включений. По существу неблагоприятные для металлургии условия мы имеем не на Луне, а на Земле, с ее плотной и насыщенной кислородом атмосферой.

Луна и другие небесные тела, лишенные атмосферы, со временем не только смогут обеспечить нужды космических полетов в рядовых и высококачественных металлах, но и станут снабжать своей металлургической продукцией Землю и другие планеты".