Просто растопить и напоить

Нехватка воды стала настоящим бедствием для пятой части территории южной Европы. А поскольку по прогнозам температура в регионе поднимется в этом веке на несколько градусов, а количество осадков сократится еще на 30%, ситуация там будет только ухудшаться. Тем временем, в нескольких тысячах миль к северо-западу глобальное потепление вызывает все более частый сход айсбергов. Скажем, в Гренландии ежегодно откалывается 15000 таких ледяных глыб. «Айсберг это плавучее водохранилище. И вода из него получается чистейшая … Она замерзла около 10000 лет назад», - рассказывает французский инженер и предприниматель из области экологии Жорж Мужен (Georges Mougin). Все эти айсберги постепенно тают в соленой океанской воде. А это такое расточительство, заявляет он. Почему бы не подцепить часть айсбергов и не отправить их на засушливый юг?

Идея буксировки айсбергов в испытывающие нехватку воды регионы возникла в 1950-е годы. Серьезно задумываться над этой идеей Мужен начал в 1970-х годах. В то время не существовало технологий и техники для осуществления столь масштабных предприятий. Но сейчас они есть, причем благодаря Мужену, который в свои 86 лет все еще работает изо всех сил. Несколько лет тому назад он выступил с идеей закрыть нижнюю часть айсберга своеобразным стаканом из изолирующего геотекстиля, чтобы уменьшить таяние льда при буксировке. Затем он придумал такой сценарий, в котором буксир с айсбергом идет по океанским течениям, что позволяет кардинально сократить расход топлива. Этот принцип Мужен называет принудительным дрейфом. Но испытательная буксировка айсберга весом в 7 миллионов тонн обойдется примерно в 10 миллионов долларов – и эта сумма вызывает дрожь у инвесторов.

Проблема заключалась в том, что он не мог продемонстрировать им свою идею – до недавнего времени. Но благодаря виртуальной помощи французской компании-разработчика программного обеспечения Dassault Systèmes, он может теперь смоделировать все путешествие айсберга от Ньюфаундленда до Канарских островов. Такое сотрудничество это часть работы Dassault Systèmes, которая продает свое высококлассное программное обеспечение по тестированию продукции таким компаниям как Boeing и Toyota. Она предлагает свой опыт и знания по моделированию исследователям, таким как Мужен, чьи грандиоззные идеи зачастую превосходят их скромные финансовые возможности.

Два года назад Dassault Systèmes предоставила в распоряжение Мужена 15 инженеров и технологии формирования трехмерных изображений. Посвятив этой работе многочасовые усилия и разработав кучу алгоритмов, команда разработчиков пришла недавно к выводу о том, что идеи Мужена могут дать результат. Один буксир стандартного размера, идущий со скоростью один узел, при использовании принудительного дрейфа может доставить заключенный в стакан айсберг весом 7 миллионов тонн на Канары примерно за 141 день. При этом растает всего 38% этого айсберга. А более крупные айсберги теряют соответственно меньше воды, поскольку количество льда, тающего по бокам, фактически неизменно.

Обратиться в Dassault Systèmes Мужена заставил увиденный им документальный фильм компании. В этом фильме используется трехмерное моделирование, чтобы продемонстрировать теорию архитектора Жана-Пьера Удена (Jean-Pierre Houdin) о строительстве египетских пирамид. Компания считает, что использование программного обеспечения для моделирования это лучший способ рекламы тех крутых вещей, которые она может делать, оказывая при этом поддержку научным изысканиям. «Это такой способ внести свой вклад в дело инноваций», - говорит директор проекта Седрик Симард (Cédric Simard). Кроме оказания помощи новаторам Dassault Systèmes предоставляет свое программное обеспечение для американских учебных программ, нацеленных на совершенствование преподавания научных и технических дисциплин в школах.

Инженеры проекта по буксировке айсберга разработали планы его транспортировки по самым разным сценариям. Модель основана на метеорологических и океанографических данных за многие годы, а также на прогнозах в реальном времени, информация для которых поступает со спутников, метеозондов и буев. Температура, соленость, ветры, волны, течения, вихревое движение воды – все это просчитывается, а затем создается модель, в которую включен даже мощный шторм на 22-й день буксировки. «Шторм не проблема, - говорит Симард. – супертанкеры ведь его выдерживают, а айсберги не очень от них отличаются». В модели удалось также рассчитать темпы таяния воды и расход топлива на буксире.

Используя трехмерное изображение, команда Мужена виртуально исследовала айсберг со всех углов, проверила изолирующий стакан и сеть, которая используется для буксировки. «Под него можно поднырнуть. Можно высадиться на самой верхушке. Ты чувствуешь себя как бог, и это очень красивая форма имитационного моделирования», - говорит профессор Питер Уэдемс (Peter Wadhams), преподающий физику океанов в Кембриджском университете. Он входит в группу экспертов, консультирующих Мужена уже несколько лет. Трехмерные образы настолько поражают, что позднее на их основе был создан телефильм о работе Мужена «Ледяная мечта», показанный во Франции и ряде других европейских стран.

Имитационная модель доказала правильность теории Мужена, но ее разработка проходила не без драматических событий. На самом деле, первое испытание закончилось провалом, что подтвердило целесообразность моделирования. Смоделированный буксир попал в огромный водоворот и месяц кружил на месте, прежде чем смог вырваться из него и пойти дальше. В результате растаяло слишком много льда, и было впустую потрачено слишком много топлива. Несмотря на некоторые стенания и жалобы, решение проблемы оказалось весьма простым: отправку буксира перенесли с середины мая на середину июня. «Вуаля, на маршруте не было больше никаких завихрений, и за четыре месяца мы справились с задачей, - говорит Симард. – Первый урок, которому нас научило моделирование, заключался в том, что если ты хочешь добиться успеха, надо выбирать оптимальную дату отправления».

Следующая задача Мужена заключается в поисках финансирования для проведения экспериментального исследования стоимостью от 2,96 до 4,44 миллиона долларов с использованием небольших фрагментов льда, чтобы проверить теорию на практике. Несколько лет назад они попытались получить грант у Евросоюза, но получили лишь ободряющий ответ – и никаких денег. Это было до моделирования с помощью Dassault. Они надеются, что объемное изображение повысит шансы на получение гранта или появление коммерческого партнера. «Трехмерное моделирование создает впечатление, что все это возможно осуществить», - говорит Уэдемс.

Мужен надеется начать пробное испытание в следующем году, а спустя год или два приступить к полномасштабным испытаниям. Он уверен в коммерческом успехе своего начинания и уже создал компанию Water and Power from Icebergs (Вода и энергия из айсбергов) для его осуществления. После без малого сорокалетней работы Мужен надеется, что скоро сможет снабжать людей замороженной водой в большом количестве.