ВИКТОР ЛЕОНОВ,
к.т.н., главный редактор журнала «Современное машиностроение»
Возможно, не все ещё понимают, как нам повезло. В глобальном смысле. Ближайшие 10 – 15 лет мы будем свидетелями удивительного развития и становления шестого технологического этапа человеческой цивилизации. Люди пересядут в электромобили, которые станут самым безопасным средством передвижения. Поезда, воздушные и морские суда будут соревноваться в скоростных характеристиках, а уголь и нефть можно будет увидеть только в музеях и в химических лабораториях. Технологии умного города станут обязательны при проектировании всех новых жилых районов и реконструкции старых.
Это был вольный пересказ статьи известного австралийского учёного, профессора в области устойчивого развития Питера Ньюмана (https://theconversation.com/creative-destruction-the-covid-19-economic-crisis-is-accelerating-the-demise-of-fossil-fuels-143739). Свои выводы профессор сделал, разумеется, не на пустом месте, а опираясь на целый ряд очень серьёзных документов и исследований – статистику Управления энергетической информации США, статистические данные Международного энергетического агентства по всем странам-членам Организации экономического сотрудничества и развития, статистику и прогнозы BloombergNEF, а также другие, не менее авторитетные источники.
В этой же работе Питер Ньюман предложил свою, довольно убедительную интерпретацию теории экономических циклов (технологических укладов) Кондратьева – Шумпетера, которые он назвал «Циклами инноваций». Ниже приведён рисунок из этой статьи.
График любопытен ещё и тем, что если мысленно объединить одной кривой вершины всех циклов, то получим экспоненту, по которой (если верить Рэймонду Курцвейлу и его соратникам) движется технический прогресс человечества.
Известно, что и Кондратьев, и Шумпетер утверждали, что каждый большой экономический цикл сопровождается двумя мировыми экономическими кризисами. Первый обычно завершает предшествующий цикл. Он характеризуется резким мировым экономическим спадом, высокой безработицей, падением уровня жизни и прочими неприятностями в основном экономического характера. В этот раз он наступил, как и предупреждали, в 2008 году. После этого, на фоне экономической депрессии, происходит деградация и постепенное разрушение устаревших производств, ускоренное масштабирование лабораторных исследований и внедрение в производство новых технологий. Другими словами, в нашу жизнь интенсивно входят инновации.
Таким образом, начинается новый технологический уклад, сейчас по счёту шестой. Начало нового технологического цикла, каким-то, ещё до конца не изученным образом, связано со вторым мировым кризисом, который, кроме экономических перемен, сопровождается геополитическими потрясениями всемирного значения. Другими словами, внедрение в хозяйственный оборот новых технологий сопровождается войнами, социальными и прочими потрясениями с сопутствующими миллионными жертвами.
Австрийский экономист Йозеф Шумпетер в своей статье 1942 года назвал эти процессы «вихрем созидательного разрушения», который окончательно уничтожает устаревшие производства и, следуя логике рынка, направляет инвестиции в новые, бурно развивающиеся отрасли. В 2020 году многие исследователи, в том числе и упомянутый выше Питер Ньюман, на роль разрушительной части начала шестого технологического этапа определили мировую пандемию вируса COVID-19. С учётом огромного количества инфицированных и порядка 2,5 миллионов жертв заболевания (на момент написания этой статьи), а также пока неизвестного числа погибших от осложнений, это утверждение может оказаться правдой. Однако другие учёные, и их тоже немало, предполагают, что ближайшие 5-6 лет нас ожидает ещё ряд серьёзных потрясений, будем надеяться локального характера.
Но вот с этим «созидательным разрушением» получается такая история: созидательным оно бывает только при наличии определённых предпосылок для созидания. А если точнее, общественная формация на этот момент должна содержать ряд непременных условий, а именно: строгое и равное соблюдение законов, независимость судов, развитая и прозрачная финансовая система, неприкосновенность жизни и частной собственности, отсутствие коррупции, и, как проверенный, надёжный способ борьбы с коррупцией, регулярная выборность власти. Более или менее справедливая выборность власти на любом уровне достаточно просто достигается независимостью избирательных комиссий и отнесением любых правонарушений, связанных с фальсификациями или даже попытоками фальсификаций выборов, к категории особо тяжких преступлений против государства.
При отсутствии этих условий вполне естественным результатом «вихря разрушений» является именно разруха без всякого намёка на созидание и дальнейшее мучительное её (разрухи) преодоление. Проще говоря: или воровство и кумовство – или инновации. Совместить точно не получится. Нечего и пытаться.
А теперь давайте посмотрим на некоторые результаты ковидного 2020 года и те события, которые почти наверняка ожидают человеческое общество в этом году. Должен сразу оговориться: все достижения, связанные изучением микробиологии, медицины и фармакологии мы рассматривать не будем – не наш формат. Посмотрим с точки зрения технического прогресса. Только факты, и только главные.
Космос
С середины прошлого века главным показателем уровня технического развития той или иной страны является уровень развития в ней космической отрасли. Космическая отрасль – это своего рода агрегатор, где проходят испытания практически все новые технологии, которые в нелинейно возрастающем количестве появляются практически во всех прикладных областях знаний: материаловедении, энергетике, в квантовой передаче и квантовой обработке данных, а также многих других.
Наш журнал старается оперативно и подробно информировать читателей о событиях в области космических достижений, поэтому просто перечислим наиболее важные события, которые произошли за последний год.
Впервые в «марсианское окно», которое пришлось на июль — август 2020 года стартовали сразу три миссии – марсианский орбитальный зонд Объединённых Арабских Эмиратов «Надежда», китайская миссия (орбитальный зонд совместно с марсоходом) «Тяньвэнь-1» и американский ровер Perseverance с закреплённым на нём первым марсианским вертолётом Ingenuity. Арабский и китайский зонды уже приступили к работе, Perseverance с Ingenuity совершили успешную посадку в намеченном месте, посадка на Марс китайского ровера при помощи спускового аппарата ожидается в начале мая 2021 года. Совместная российско-европейская марсианская миссия была перенесена на 2022 – 2023 год.
30 мая 2020 года впервые частная компания Space X при помощи своего космического корабля Crew Dragon 2 и ракеты-носителя Falcon 9 с космодрома Кеннеди во Флориде доставила двух астронавтов НАСА на борт МКС, тем самым нарушив многолетнюю монополию Роскосмоса. Через месяц астронавты благополучно вернулись на Землю, а уже совсем скоро Space X отправит на МКС четырёх астронавтов НАСА, которые будут работать на МКС в течение шести месяцев. Ещё два проекта компании Space X – космический интернет Starlink и ракета сверхтяжёлого класса Falcon Heavy близки к началу коммерческого использования.
Японское агентство аэрокосмических исследований продолжает изучать астероиды. Японский аппарат «Хаябуса-2» долетел к астероиду Рюгу и совершил посадку для предварительного изучения грунта, после чего поднялся на высоту 500 метров и выстрелил в астероид. Потом «Хаябуса-2» совершил повторную посадку рядом с местом взрыва и собрал образцы породы и пыли. Сегодня эти образцы изучаются в лабораториях Японии, а «Хаябуса-2» направляется к следующему астероиду, к которому должен добраться в 2031 году.
И о космическом туризме.
Вполне возможно, что 2021 год войдёт в историю, как год начала суборбитальных и низкоорбитальных туристических полётов, которые на несколько порядков дешевле туристических полётов на МКС, Союзах и Falcon 9, что делает полёт в космос доступным удовольствием для достаточно большого числа людей. По крайней мере, об этом заявляют сразу две американские частные космические компании – Blue Origin и Virgin Galactic.
Ещё одна компания из США Aevum провела презентацию своей космической системы, состоящей из нескольких беспилотных космических летательных аппаратов Ravn X, которые могут быть расположены в самых разных точках планеты. Об этом немного подробней.
Aevum разработала то, что справедливо считается совершенно новой парадигмой доступа в космос – автономный запуск. Автономный запуск, отличается от обычного наземного или воздушного запуска тем, что включает в себя глобальную, полностью автономную самоуправляемую интеллектуальную систему, работающую согласованно для доставки полезной нагрузки практически из любого наземного аэродрома в любой пункт назначения на низкой околоземной орбите каждые 180 минут.
Архитектура автономного запуска оптимизирует каждый запуск с учетом таких переменных, как погодные условия, воздушное движение, пункт назначения на орбите, вес полезной нагрузки, расписание наземных бригад и прочих сложных логистических процессов для обеспечения непрерывного бесперебойного обслуживания в автономном режиме. Главным объектом архитектуры автономного запуска является беспилотный многоразовый космический корабль, для работы которого требуется всего одна миля взлетно-посадочной полосы и ангар на 750 квадратных метров. Ravn X использует топливо для самолётных реактивных двигателей.
Одной из главных целей создания системы заявлен космический туризм, однако озвученные источники финансирования проекта и активное участие в презентации высокопоставленного представителя министерства обороны США не оставляет никаких сомнений в её двойном назначении. Причём военная составляющая явно преобладает.
В этом году исполняется шестидесятилетие первого полёта человека в космос. Им, как известно, был лётчик-космонавт СССР Юрий Гагарин, совершивший полёт на космическом корабле «Восток-1». Интересно, чем отметит Роскосмос этот славный юбилей?
Энергетика и транспорт
В 2021 год и несколько последующих лет эти две отрасли наверняка станут главными драйверами технического развития во всех развитых странах мира. Илон Маск, генеральный директор компании Tesla, сделавший в 2020 году эту компанию самым дорогим производителем автомобилей в мире, объявил, что следующая его цель – сделать Tesla ещё и самой дорогой энергетической компанией. Этому будет способствовать создание совместно с канадскими учёными и китайскими производителями новой электрической батареи, в которой использование химических добавок и нанотехнологических материалов позволят значительно продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов и уменьшить содержание компонентов из кобальта – самого дорогого металла в батарее.
По мнению экспертов автопрома, применение этой батареи в электромобилях позволит Tesla достигнуть ценового паритета с автомобилями, оснащёнными двигателями внутреннего сгорания.
Рост потребности в электроэнергии во всём мире и снижение стоимости технологий генерации и хранения возобновляемой энергии привлекает в эту сферу всё большие инвестиции. По мнению многих авторитетных исследователей, в сфере возобновляемых источников энергии солнечная фотоэлектрическая энергия и прибрежный ветер в настоящее время являются наиболее экономичной новой формой производства электроэнергии как минимум для двух третей населения мира. Прорывные новации в этой сфере появляются, чуть ли не еженедельно, и есть большие надежды на скорое появление новых промышленных технологий.
Впрочем, нужно отметить, что некоторые самые передовые страны мира, например, суровая северная Норвегия и тёплая северная Исландия уже практически полностью перешли на возобновляемые источники энергии и электромобильность. И это притом, что солнечных дней там мало, а правила, регулирующие строительство ветряных электростанций достаточно жёсткие. И лидирует по продажам электромобилей в Норвегии совсем не Tesla, а Volkswagen AG с элекромобилями модельного ряда Audi e-tron.
И ещё одно, возможно самое главное событие в энергетике 2020: в исследовательском центре Кадараш на юге Франции началась сборка первого в мире экспериментального термоядерного реактора ИТЭР по технологии токомак.
Это самая масштабная научная стройка в истории человечества. Сегодня в эксперименте участвуют 35 стран мира на которые приходится 85% мирового ВВП. Основной объём финансирования (45%) взял на себя Евросоюз, оставшаяся часть поделена поровну между остальными странами-участниками, включая Россию и США. Однако лидерство России в проекте никто не спаривает. Сам реактор был изобретён ещё советскими учёными из Института атомной энергии им. Курчатова, а слово токомак – русскоязычная аббревиатура от «тороидальная камера с магнитными катушками». Если эксперимент завершится по плану, начнётся совсем другая история в земной энергетике, да и не только в энергетике.
Участники проекта подчёркивают, что ИТЭР, запуск которого запланирован на полную мощность в декабре 2035 года, не является коммерческим проектом, и даже в случае успеха ещё десять лет будет работать в экспериментальном режиме, а поэтому термоядерная эра – наше не очень близкое будущее. А может и достаточно близкое. Мир меняется всё быстрее и быстрее.
sovmash.com
