Загадка советской солнечной печи: зачем СССР понадобилась "пушка Архимеда"

В горах Узбекистана, почти забытая цивилизацией, стоит советская мечта о великой науке — Большая Солнечная Печь. Сооружение, которое больше похоже на элемент декора к фильму про постапокалипсис, чем на настоящий научный проект. Только не спешите с выводами. Если вам кажется, что это всего лишь хлам советской эпохи — время приглядеться поближе. Солнечная печь, или как её иногда называют, «пушка Архимеда», несет в себе нечто большее, чем просто инженерное чудо. Это памятник времени, когда наука действительно пыталась дотянуться до солнца.

Что такое Большая Солнечная Печь и зачем она нужна?

Прежде чем говорить о деталях, давайте разберёмся, что представляет из себя Большая Солнечная Печь (БСП). Это гигантская конструкция, построенная в конце 80-х годов в Узбекистане, неподалеку от поселка Чангихисарак.

Название не очень громкое, но поверьте, оно вполне оправдано. Основная идея заключалась в том, чтобы собрать солнечные лучи с помощью огромных зеркал, сфокусировать их в одной точке и нагреть её до немыслимых температур — более 3000 градусов Цельсия. Если сказать проще, это огромная стеклянная линза, способная плавить любой металл, словно солнце изо всех сил светит через увеличительное стекло. Только в масштабах не школьного опыта, а на уровне производства новых материалов.

Так зачем СССР понадобился такое сооружение? Как ни странно, ответ не лежит в области военных целей. Ученые использовали печь для проведения экспериментов с тугоплавкими материалами, разработки керамики, исследования чистоты химических процессов.

Звучит скучно? Возможно. Но только до того момента, как вы поймёте, что без таких экспериментов не было бы многих технологий, которые мы используем сейчас. Та же авиация или космонавтика нуждаются в материалах, способных выдерживать экстремальные температуры и нагрузки.

Солнечная печь позволяла создавать такие материалы в условиях невероятной чистоты — без каких-либо загрязнений, потому что энергия солнца не требует сжигания топлива, а значит, не оставляет пыли и примесей.

Как это работает? Немного магии инженерии

Итак, сам принцип работы выглядит почти как фантастика: солнечные лучи собираются системой гелиостатов — огромных зеркал, расположенных на склоне горы.

• Зеркала следят за движением солнца, поворачиваясь автоматически в течение всего дня, благодаря специальным датчикам, которые фиксируют угол падения солнечного света. Каждый гелиостат представляет собой сложную систему, состоящую из сотен маленьких зеркал, которые управляются так, чтобы максимально точно отражать свет в нужном направлении. Гелиостаты собирают солнечные лучи и направляют их на гигантское параболическое зеркало, установленное неподалёку.

• Параболическое зеркало, представляющее собой огромную вогнутую поверхность, собирает и фокусирует лучи в одной точке, которая называется приёмной камерой. Именно в этой камере происходит «магический» процесс нагрева, когда энергия солнца концентрируется настолько, что в этой маленькой зоне создаётся температура выше 3000 градусов Цельсия. Благодаря этому, учёные могут проводить эксперименты с плавлением материалов, синтезировать новые соединения и проверять их свойства при экстремальных условиях.

Зачем же такие сложности? Почему бы просто не построить обычную электропечь? Ответ в двух ключевых аспектах — температуре и чистоте процесса.

• Обычная печь, работающая на угле или газе, всегда оставляет следы горения — микроскопические частицы сажи, металлов, примесей. Даже самые продвинутые фильтры не способны полностью избавиться от этих загрязнений. В условиях солнечной печи таких проблем просто нет. Энергия поступает непосредственно от солнца, без каких-либо промежуточных этапов, что делает процесс невероятно чистым.

• Кроме того, солнце способно обеспечить гораздо более высокую температуру, чем многие традиционные источники. Температура, создаваемая в точке фокусировки параболического зеркала, может достигать свыше 3000 градусов. Это позволяет исследовать материалы в условиях, недоступных для обычных печей. Например, чтобы проверить, как ведёт себя цирконий при таких температурах, обычные средства просто не подойдут, тогда как солнечная печь справляется с этой задачей на раз-два.

Почему именно Узбекистан? Зачем ехать так далеко?

Почему же эта солнечная махина расположена в Узбекистане, а не где-нибудь под Москвой или хотя бы в средней полосе России? Весь секрет в климате.

Горы УзССР были выбраны не случайно: 270 солнечных дней в году обеспечивают бесперебойное использование печи. Мало того, горный воздух чист, и это важно для научных экспериментов. Никому не нужна примесь пыли или выхлопов, когда задача — понять, как материал ведёт себя в условиях высокой температуры.

Кстати, сама идея солнечных печей не была изобретением советских учёных. Её подсмотрели у французов, которые построили похожий объект в 1968 году. Но Советский Союз, как всегда, решил пойти дальше — сделать печь мощнее, больше, поставить её в более подходящих условиях.

Идеализм, который не устарел?

Вот тут стоит задуматься. Построить такую штуковину в конце 80-х — это звучит почти как сумасшествие. Советский Союз уже клонится к своему финалу, экономика трещит по швам, а группа учёных в горах строит гигантское зеркало, чтобы плавить металл при температуре солнца. Абсурд? Возможно. Но в этом и есть что-то трогательное.

Вера в то, что наука сможет преобразить мир, пусть даже на пороге краха системы, на самом деле заслуживает уважения. Сейчас комплекс медленно ветшает, как и многие другие достижения СССР, но он продолжает работать. Хотя масштабы тех исследований уже не те — вместо сотен килограммов материалов речь идёт о граммах. Всё-таки наука пошла вперёд, и огромная солнечная печь с мощностью в 1 мегаватт сейчас выглядит излишне громоздкой для создания наноматериалов.

Вокруг неё построены небольшие лаборатории, в которых проводятся эксперименты с наноматериалами и керамикой. Чуть ли не на потеху туристам учёные демонстрируют, как солнечный луч легко режет металл при температуре 2000 градусов. Казалось бы, зачем вообще сохранять такой объект? Но, возможно, ответ кроется не только в науке, но и в уважении к прошлому. В Узбекистане гордятся этим комплексом, и это неудивительно — ведь таких печей в мире всего две. Это не только память о тех временах, когда СССР стремился опередить весь мир в науке, но и символ того, что даже в условиях кризиса можно строить что-то великое.

О чём напоминает солнечная печь?

Большая Солнечная Печь в Узбекистане — это напоминание о том, что наука — это всегда чуть-чуть мечта. Мечта о том, что люди могут подчинить себе законы природы, использовать силу солнца, создать материал, который поможет покорить космос. Сегодня таких масштабных проектов почти нет. Может, потому что мы стали прагматичнее.

Но в каждой такой забытой конструкции есть что-то, что даёт надежду. Надежду на то, что великое возможно, если мы сами в это верим. И, возможно, когда мы в следующий раз услышим фразу «пушка Архимеда», стоит вспомнить не только мифы Древней Греции, но и узбекские горы, в которых научная фантазия действительно превратилась в реальность. Так что, если вдруг окажетесь в тех краях, загляните на этот странный памятник солнечным мечтателям.

Изображение в превью:
Автор: Meria z Geoian
Источник: commons.wikimedia.org