Пусть масса оболочки составляет примерно половину этой величины, 1,5 x 105 кг. Площадь поверхности оболочки равна А = 4r2 = 31000 м2. Так как оболочка, по сути, представляет собой тонкий слой водной культуры хлореллы (с плотностью 1000 кг/м3), ее толщина может составлять 1,5x105/(1000x31000) = 0,005 м = 5 мм, так что свет, проходящий весь шар насквозь, пройдет через слой культуры толщиной 10 мм, не считая стенок из синтетической пленки. Г. Милнер в статье «Пища из водорослей» (Scientific American, Oct. 1953, p. 31) утверждает, что наиболее эффективно выращивание водорослей в слое толщиной 7—17 мм. За вычетом оболочки, у нас еще остается 130 т на полезный груз: гондолу, ферментаторы, пассажиров и т. д.

Энергетика. Процесс фотосинтеза протекает согласно реакции

при этом выделяется энергия H = +2,9 МДж. Ферментация клетчатки описывается реакцией

При ярком дневном свете эффективность фотосинтеза у хлореллы может достигать 8%, в связи с чем ее исследуют как возможный источник пищи и кислорода для дальних космических полетов, о чем писал И. Залич в книге «Фотосинтез, фотодыханне и продуктивность растений» (Лондон, Пергамон Пресс, 1971). Уменьшим для верности это значение вдвое. Шар перекрывает поток солнечных лучей по площади своего поперечного сечения r2 = 7800 м2. Если он все время находится выше облаков, то на 1 м2 поверхности шара приходится, грубо говоря, 1 кВт мощности излучения; таким образом, полная мощность падающего на поверхность шара излучения составляет в светлое время Р = 8 МВт. Считая кпд фотосинтеза равным 4%, получим, что это соответствует выработке клетчатки М = Р x 0,04 x 0,162 / H = 0,018 кг/с, которая ферментируется в метан в количестве t = М x 0,048 / 0,162 = 0,0053 кг/с. В пересчете на восьмичасовой световой день мы получаем 500 кг клетчатки, т. е. 150 кг метана. То, что мы здесь называем клетчаткой, в действительности представляет собой питательную биомассу, включающую углеводы, сахара и белки. Вегетарианская коммуна из десяти человек на борту дирижабля может потребить в пишу 20 кг биомассы в день; остальные 480 кг клетчатки будут ежедневно перерабатываться в 140 кг метана. Теплота сгорания метана Н = 56 МДж/кг; круглосуточное сжигание производимого метана обеспечивает таким образом мощность Р = mH/t = 90 кВт в непрерывном режиме, которая используется для обогрева, освещения и передвижения шара. При необходимости все эти цифры можно удвоить и даже утроить за счет установки на шаре выносных отражателей, направляющих на шар дополнительное солнечное излучение. В общем, казалось бы, экодирижабль вполне возможен. К сожалению, возникает одна неувязка: при ежедневной выработке 140 кг метана (210 м3) потребуется семь лет, чтобы заполнить шар натуральным, органическим, экологически безупречным метаном. Предадим ли мы свои идеалы, если для начала заправимся метаном, добытым в Северном море?

Дедал размышляет о возможных технических применениях дымовых колец. В принципе такие вихревые образования могут переносить определенную порцию газа на любое расстояние — и чем они больше, тем лучше. Недавно, например, демонстрировалась модель дымовой трубы, которая пускает кольца дыма на большую высоту и тем самым уменьшает загрязнение нижних слоев атмосферы. Дедал разрабатывает установку для запуска вихревых колец, намного более эффективную, чем нынешние установки с эластичной пульсирующей диафрагмой. В машине Дедала использована газонаполненная мягкая тороидальная оболочка, напоминающая автомобильную камеру, которая проталкивается поршнем внутри ствола, вращаясь относительно своей кольцевой оси, а дойдя до выходного отверстия, открывается и выпускает идеальное вихревое кольцо.

Сначала Дедал решил использовать огромные вихревые кольца в качестве ионосферных зондов. Водородный вихрь, к примеру, обладает устойчивой аэростатической подъемной силой, компенсирующей потери на вязкость. Поэтому такое кольцо может подниматься неограниченно высоко, словно воздушный шар, лишенный оболочки, расширяясь по мере уменьшения атмосферного давления. За движением такого кольца в атмосфере можно следить по мерцанию звезд (поскольку показатель преломления газа отличается от показателя преломления атмосферы). При движении в ионосфере кольцо будет давать о себе знать по наблюдению эффектов, связанных с прохождением радиоволн и доплеровским сдвигом отраженных от кольца радиосигналов. В конце концов вихревое кольцо уйдет в межпланетное пространство и через тысячи лет, возможно, донесет до какой-нибудь далекой планеты подлинный образчик земного газа.

Водородные кольца, однако, представляют большую опасность для авиации, поскольку при встрече самолета с таким объектом произойдет взрыв огромной разрушительной силы. В связи с этим Дедал задумался над возможным использованием водородных колец в качестве средства ПВО. К сожалению, кольца движутся слишком медленно (со скоростью несколько метров в секунду), чтобы их можно было направить на быстролетящую воздушную цель. Даже для распугивания голубей и ворон кольца из временно парализующего газа будут менее эффективны (хотя и более гуманны), чем обычный дробовик. Если уж смотреть на вихревые кольца как на оружие, то в этом смысле они, пожалуй, более пригодны для использования против неподвижных наземных целей. Огромным достоинством вихревого кольца как средства поражения является то, что его просто невозможно заметить. Конечно, его можно было бы начинить традиционным слезоточивым газом. Однако Дедал увлечен поиском принципиально новых средств газовой атаки. Гораздо большее смятение вызовет, например, сильный запах горелой резины или аромат рагу из почек, особенно если эти запахи возникнут совершенно неожиданно и неведомо откуда. Не исключено, что со временем полиция начнет использовать такой генератор запахов для борьбы с гражданскими беспорядками. Другое полезное свойство вихрей состоит в том, что они способны сохранять и даже усиливать колебания. Дедал хочет воспользоваться этим замечательным явлением для замедленной передачи звука. Задуманный им вихревой мегафон выпускает один за другим кольцевые вихри, вибрирующие со звуковой частотой; в результате последовательность вихрей образует несложное сообщение. Медленно распространяясь в воздухе и почти не рассеиваясь, эти вихри доносят слова к цели уже после того, как говорящий успел скрыться. Возможно, такие «говорящие вихри» будут сбрасывать с самолетов. Даже утяжеленные углекислым газом, эти вихри могут опускаться с высоты 10 км в течение целого часа, так что никому не придет в голову связать их появление с давно пролетавшим самолетом, даже если на него и обратят внимание [16] .

New Scientist, July 13, 1978

Атмосферные выбросы из заводских труб содержат как твердые частицы, так и вредные газы, например сернистый газ и окислы азота. Чтобы дым рассеивался возможно выше и на большой площади, в настоящее время стараются строить как можно более высокие трубы. А чтобы забрасывать отходы еще выше, недавно изобрели трубу, пускающую дымовые кольца. Раздумывая над идеей использования общеизвестной детской забавы (пускания мыльных пузырей) в гигантских масштабах, Дедал проектирует заводскую трубу, которая будет выдувать огромные мыльные пузыри, наполненные дымом. Он уверен, что подходящую жидкость для таких пузырей можно приготовить на основе водорастворимых вязкоэластичных полимеров. Исполинские мыльные пузыри — мыльные «монгольфьеры», — лопаясь на многокилометровой высоте, будут выпускать свое содержимое в высокие слои атмосферы. Впрочем, если с умом подойти к процессам, происходящим внутри пузыря, то можно предотвратить даже это загрязнение атмосферы. Известно, что серный и сернистый газы нейтрализуются известняком или мелом. Эти вещества нетрудно ввести в виде тонкой суспензии в жидкость, из которой выдуваются пузыри. При небольшом избытке щелочи реакция нейтрализации в долгоживущем пузыре успеет пройти до конца. Выделяющиеся при реакции газы адсорбируются стенкой пузыря, а твердые частицы постепенно стекают вниз по стенкам; частички дыма также оседают в нижней части пузыря. В конечном счете мы получим мыльный пузырь, заполненный чистым нейтральным газом; лишь в нижней его части образуется «кирпич» из сажи и твердых продуктов реакции, который упадет на землю, когда пузырь лопнет. Так что живописное зрелище сверкающих шаров, поднимающихся над промышленными районами, будет омрачено мыслью о том, что где-то с неба на землю упадет такое же количество «кирпичей». Придется поэтому организовать специальные отряды, которые с помощью лазера станут сбивать пузыри над пустырями, болотами и оврагами. [18]

New Scientist, March 8, 1973

В лазере фотон света, сталкиваясь с возбужденным атомом среды, стимулирует испускание другого фотона той же частоты. Вторичные фотоны в свою очередь вызывают испускание фотонов другими возбужденными атомами — в результате процесс излучения света идет лавинообразно. Но попробуем рассмотреть случай, когда активная среда лазера находится в докритическом состоянии, т. е. слишком разрежена, чтобы поддерживать лавинообразный процесс. В такой среде фотон может столкнуться с невозбуждеиным атомом, который, поглотив этот фотон, переходит в возбужденное состояние. Другой фотон, столкнувшись с этим возбужденным атомом, теперь может стимулировать эмиссию, и два фотона будут двигаться вместе, парой. В несколько более плотной среде и при чуть более интенсивной накачке эта пара фотонов может столкнуться с еще одним возбужденным атомом, результатом чего будет фотонный триплет. В целом, активную среду лазера покидает примерно столько же фотонов, сколько вошло в нее, однако выходящие фотоны образуют когерентные пары и тройки.