Шрифт:
Закладка:
В СССР в 60–70-х годах были усовершенствованы методы скоростного реактивного бурения и проходки – в осадочных породах реактивной струей специальной подземной «ракеты» скважина диаметром в десятки сантиметров и глубиной в десятки метров «бурится» за считаные минуты. Способ крайне неэкономичный, но очень быстрый. Но штурм «антикосмоса» продолжается. Разработаны и быстроходные малогабаритные проходческие щиты для быстрого вскрытия аварийных выходов из подземных сооружений. На выставке «Экспо-2005» в Японии демонстрировался российский аппарат «Крот». По сообщениям прессы, он в мягком грунте может фактически носиться под землей со скоростью до 36 км/час! Реактивный двигатель позволяет проходить через любые горные породы, будь то гранит, базальт и что-нибудь другое. В ходе испытаний аппарат легко прошил бетонную стену толщиной два метра. Но с тех пор о нем ничего не слышно…
В 60-х годах у нас в стране был предложен способ проходки сверхглубоких скважин с помощью атомного проходческого устройства. Встроенный ядерный реактор нагревает наружные стенки капсулы, в которой он находится, расплавляет окружающие горные породы и под действием своего собственного веса буквально тонет в расплавленном грунте, оставляя после себя скважину, облицованную спекшимися и остекленевшими породами.
Автономный управляемый снаряд должен был сам путешествовать в недрах Земли (но только вниз, хотя и под некоторым углом: ведь он передвигался под действием силы тяжести) и теоретически даже добраться до ядра планеты. При этом он мог перемещаться и в прочных скальных породах. Но о практической разработке подобного устройства сведений в открытой печати не публиковалось (хотя это, между нами говоря, ни о чем не говорит – секреты у нас всегда умели хранить крепко). В то время этот проект выглядел откровенно фантастическим, но с современной точки зрения уже появился предмет для серьезного обсуждения, так как разработаны материалы и технологии, позволяющие претворить этот проект в жизнь.
Современные проходческие щиты
Есть и другая проблема: куда девать вынутую породу? Дело в том, что рыхлая порода занимает объем в 1,3–1,5 раза больший, чем «в плотном теле» естественного залегания. Поэтому нельзя ее просто оставлять за подземным аппаратом в пройденном туннеле – она там просто не поместится. Следовательно, ее надо уплотнять – прессовать, вдавливать в стенки туннеля и т. п. С другой стороны, осадочные породы, особенно пластичные (с высоким содержанием глины) прекрасно прессуются. Поэтому туннель можно просто выдавить в породе, заодно и упрочнив его стенки уплотненным грунтом, что сейчас уже широко применяется в практике строительства («прокол» трубой для прокладки подземных коммуникаций, вытрамбование котлованов без отвала грунта, устройство подземных сферических полостей с помощью камуфлетного взрыва).
Конечно, нынешние автономные снаряды не способны с одной попытки прорыть туннель диаметром около метра и длиной до 1000 километров. Основное препятствие – энергетика. Какой источник в состоянии обеспечить столь длительное «путешествие»? Вроде бы такого нет. Электрический кабель за аппаратом не протянешь, цистерны с бензином к нему не прицепишь. Вот если бы удалось приспособить ядерный реактор. Его энергии вполне достаточно, но как обеспечить работу мини-АЭС в таких сверхсложных условиях? Где взять воду для охлаждения реактора и вращения турбогенератора? Технические проблемы кажутся непреодолимыми. И тем не менее выход есть.
Дело в том, что верхняя часть земной коры состоит, в основном, из осадочных пород с относительно невысокой прочностью. И самое замечательное – в них всегда содержится много кристаллогидратной и адсорбированной воды, которая при нагреве породы до 300–500 °C интенсивно выделяется в виде паров. Их-то и надо заставить работать в турбине. Но это не все. Карбонаты и сульфаты, содержащиеся в породе, при нагреве до 900 °C и выше разлагаются с выделением не только воды, но и диоксида углерода и сернистых газов, которые также можно направить в турбогенератор. Кроме того, из пород в результате термообработки получаются вяжущие материалы. Уплотняя их, «ядерный крот» создаст подземный канал длиной в сотни километров с укрепленными каменным расплавом стенками.
Современные проходческие щиты
И хотя такое сооружение в принципе уже вполне по силам нынешней технике и не кажется слишком фантастичным, остается одно серьезное препятствие: понадобится слишком много энергии. Скажем, для проходки туннеля диаметром один метр со скоростью 0,05 м/с нужно за секунду нагревать до указанных температур 120–140 килограммов разрушенной породы, что требует не менее 200–250 МВт тепловой мощности. Поэтому подобный проект вряд ли осуществим. Но есть вариант попроще: не оставлять за проходческим комплексом свободный канал, а заполнять его разрушенной породой, уплотняя ее до плотности природного залегания и перемещая ее с помощью специальных транспортеров. Тогда подвергать термообработке придется лишь небольшую ее часть – ровно столько, сколько необходимо для извлечения паров и газов. Таким образом, можно предположить два варианта прокладки боевого туннеля: в мягких породах – методом продавливания, сжимая окружающий грунт; и в твердых породах – методом их расплавления. Оба варианта вполне реальны. Но возможно появление и принципиально новых горно-проходческих технологий, радикально меняющих нарисованную нами картину.
Попробуем представить, как же должен выглядеть такой самоходный аппарат по одному из рассмотренных выше вариантов. Конечно, ядерный блок должен иметь автономные источники питания, узел разрушения горной породы, устройства блокировки, средства связи и так далее. Он представляет собой гибкую «змею» (или, если угодно, «червя») длиной в несколько десятков метров и состоит из шарнирно-сочлененных блоков: ядерного реактора тепловой мощностью 4–5 МВт, парогазогенератора и турбогенератора мощностью 600–800 кВт. Кроме того, имеются секции навигации, связи, управления, а также бурильная головка и транспортеры для перемещения разрушенной породы. И конечно, главный элемент – отсоединяемый блок с ядерными зарядами. Рассмотрим функции некоторых блоков. В парогазогенераторе порода нагревается до 300–500 °C, в
