Солнечные печи и ветряные мельницы. Как древние мастера плавили металл без единой тонны угля.

Недавно я рассказывал о забытых языках свиста. Подумал и вспомнил ещё одну удивительную вещь. Когда я изучаю, как древние цивилизации решали свои энергетические проблемы, меня не покидает чувство лёгкой зависти. Сегодня мы спорим о цене на нефть и строим всё более сложные атомные станции. А наши предки, не имея ни турбин, ни ядерных реакторов, приручали само солнце и ветер. И делали это с таким размахом, что современным инженерам есть чему у них поучиться.

Многие знают легенду об Архимеде. 

Во время осады Сиракуз римским флотом древний учёный использовал систему зеркал. Сфокусировав солнечные лучи на деревянных корпусах вражеских кораблей, он якобы поджёг их на расстоянии. Историки до сих пор спорят, правда это или вымысел. Однако в 1973 году греческий учёный Иоаннис Саккас доказал, что это было возможно. Он использовал 70 медных зеркал и с расстояния 50 метров поджёг фанерную модель судна.

В конце XVII века французский химик Антуан Лавуазье пошёл дальше. 

Он построил первую научную солнечную печь, используя огромные линзы и зеркала. Ему удалось получить температуру 1650 градусов по Цельсию. Это была не просто игрушка для лаборатории. Лавуазье смог расплавлять металлы, исследуя их свойства. Практически без угля и дров он проводил эксперименты, на которые у его коллег уходили тонны топлива.

Вслед за Лавуазье другие учёные стали усовершенствовать его конструкцию. 

Жорж Луи Бюффон создал огромное вогнутое зеркало. В ясный солнечный день с его помощью можно было поджечь сухое дерево с расстояния 68 метров. Представьте себе мощность этого прибора, созданного в XVIII веке из примитивных материалов. А швейцарский натуралист Гораций де Соссюр построил первый в мире солнечный водонагреватель. Он представлял собой простой деревянный ящик со стеклянной крышкой. Вода в нём нагревалась почти до 90 градусов.

Даже в России велись такие разработки. 

В 1741 году Михаил Васильевич Ломоносов предложил идею создания высокотемпературной солнечной печи. В 1890 году русский физик Василий Колачникович Цесарский превзошёл достижения европейцев. С помощью концентрированных солнечных лучей он расплавил почти все известные тогда металлы. Цесарский стал пионером в области высокотемпературной гелиометаллургии.

В XX веке эти технологии шагнули далеко вперёд. 

В 1921 году в Германии построили первую современную солнечную печь. Но настоящим прорывом стал французский проект в местечке Мон-Луи, недалеко от Одейо. В 1949 году профессор Феликс Тромб построил здесь установку, которая работает до сих пор. Солнечная печь в Одейо была запущена в 1969 году. Она до сих пор остаётся самой мощной в мире. Параболические зеркала площадью 2835 квадратных метров собирают свет на огромном искривлённом отражателе. В фокальной точке температура достигает 3500 градусов по Цельсию.

Советский Союз тоже внёс свой вклад в эту гонку. 

В Узбекистане, недалеко от города Паркент, в 1981 году построили уникальный научный комплекс «Солнце». Это была крупнейшая в мире установка такого типа с диаметром концентратора 30 метров. Она позволяла исследовать материалы в экстремальных условиях, получать сверхчистые сплавы и даже выращивать искусственные кристаллы. Сегодня, увы, комплекс «Солнце» находится в упадке. Его огромные зеркала стоят без движения, напоминая о былой мощи советской науки.

Но задолго до того, как люди научились плавить сталь с помощью солнечных печей, они уже вовсю использовали энергию ветра. Первые ветряные мельницы, по мнению историков, появились в Персии в VII веке. У них была необычная конструкция с вертикальной осью вращения. Их лопасти, сделанные из тростника и ткани, располагались перпендикулярно земле. Это было не очень эффективно, но для помола зерна или подъёма воды вполне годилось.

В Китае и на Ближнем Востоке ветряные мельницы использовались около двух тысяч лет назад. 

Греческий изобретатель Герон Александрийский ещё в I веке нашей эры описал принцип действия такого двигателя. Однако в Европе настоящий расцвет ветряных мельниц начался в XII веке. Сначала во Франции, а затем в Англии и Голландии они стали незаменимыми помощниками. Голландцы особенно преуспели. С помощью ветряков они осушали болота, превращая их в плодородные поля, пилили лес и производили бумагу.

Сегодня я иногда смотрю на современные ветряки и солнечные панели. 

Думаю, а так ли уж новы эти технологии? Архимед, Лавуазье, Ломоносов, персидские и голландские мастера уже знали главный секрет. Природа даёт нам энергию даром. Нужно только уметь её взять. И, кажется, они умели это делать намного лучше нас. Мы создали атомные электростанции и тепловые сети, но зависим от газа и нефти. А они, не имея ничего, могли расплавить металл одной лишь силой Солнца. Вот это настоящая энергетика будущего. 

Которое, как оказалось, было у нас в прошлом.