Мы в бане. Точнее, в отдельной ванной комнате. Посторонних, естественно, нет, все свои – Смолин, Д.Д., я. Мы одеты, как обычно, и стоим. Гена в трусах лежит под водой, в ванне.

Д.Д. невозмутим. Я слегка волнуюсь, но держусь уверенно. А Смолин нервничает. Он бегает вокруг ванны, наклоняется, поглядывает на секундомер.

– Ну, хватит, – просит он. – Слышишь, Гена, вылезай. Достаточно.

Гена лежит.

– Данил Данилович! Володя! – кричит Смолин. – Что вы стоите? Давайте его вытащим. Может, ему плохо…

– У него спокойное лицо и глаза открыты, – флегматично отвечает Д.Д. – К тому же он может сам вылезти.

– Но вы понимаете, пять… пять с половиной минут… Он уже побил мировой рекорд. Гена, я тебя прошу, скажи, что ты жив. У меня больное сердце!

– Сергей Петрович, не беспокойтесь, – уговариваю я. – Он же не может говорить, он же под водой.

– А что мне от того? – плачущим голосом спрашивает Смолин. – Пусть сделает знак.

Гена высовывает из воды ногу и энергично трясёт ею в воздухе. Смолин приходит в восторг.

– Шесть минут под водой, и хоть бы что! – восклицает он. – Подумать только, какие перспективы. Володя, сколько мировой рекорд?

– Меньше шести. Точно не помню, но меньше.

К концу седьмой минуты Гена начинает шевелиться. Он поворачивается на бок, ещё раз высовывает ногу (хотя теперь его никто не просит) и, наконец, вылезает сам.

Смолин набрасывает на него простыню. Прикрываясь ею, Гена делает несколько глубоких вдохов. Я вижу, ему трудно, но он старается скрыть. Впрочем, Смолин всё равно ничего не видит. Он слишком увлечён.

– Семь минут пятнадцать секунд, – бормочет он. – Перекрыть мировой рекорд… И кто, мальчишка, без тренировки…

– Ну как? – спрашивает Д.Д.

Он, как всегда, спокоен. Однако чувствуется, что семь с лишним минут под водой без прибора даже на него произвели впечатление.

– Хорошо, только немного скучно. – Гена уже отдышался и может говорить.

Отвечает он так, будто перекрывать мировые рекорды – дело для него обычное, чуточку скучноватое.

В другое время я обязательно показал бы ему кулак. Но тут я любезно подаю ему туфли и поправляю воротник. Конечно, мы этого ожидали. И всё-таки больше семи минут…

Мы выходим. Впереди торжественно следует Смолин, держа под руку Гену. За ними, задумчиво попыхивая папиросой, – Д.Д. Шествие замыкаю я, неся небольшой, но довольно тяжёлый свёрток. В свёртке – нечто, тщательно укутанное в тряпку, а потом в газету. Это «нечто» до поры до времени скрыто от людских глаз, оно помогло нам установить мировой рекорд. Даже между собой мы говорим «оно». На этом настоял Смолин. Там, где дело касается изобретений, некоторая сдержанность, даже секретность отнюдь не решает.

По пути Смолин задерживается возле человека в морской фуражке. Начальник бани. Именно начальник – ни директоров, ни заведующих моряки не признают. И фуражкой он подчёркивает тот факт, что ему доверено руководство одним из флотских объектов. Сегодня – это баня, завтра, может быть, корабль…

В том же порядке – впереди Смолин с Геной – мы входим в Отдел изобретений. Конечно, нас ждут. Коваленко встаёт. Майя и Люся делают вид, что чертят, а из-за досок с любопытством оглядывают нас.

А вопросов не задают. Дисциплина. На флоте, пусть торговом, задавать вопросы начальнику не положено. Наши приготовления они видели и понимают, что проводился какой-то опыт. Ясно, результаты хорошие, Смолин сияет. Со временем они узнают, в чём дело, – от Майи и Люси в Отделе нет секретов. А пока… Пока придётся подождать. Наша кавалькада проходит в кабинет, дверь закрывается.

Смолин садится и кладёт перед собой секундомер, на большом циферблате отчётливо выделяются цветные стрелки. Они замерли на знакомых делениях. Но я не могу отказать себе в удовольствии. Ещё раз проверяю. Всё точно – семь минут пятнадцать секунд.

– Теперь рассказывайте, – командует Смолин.

– Разрешите два вопроса? – это Данил Данилович.

– Пожалуйста.

Смолин сейчас совсем другой, настоящий начальник Отдела. Прямо не верится, что несколько минут назад он с восторгом смотрел на Генину босую ногу и старательно укутывал его простыней.

– Эксперимент можно повторить в бассейне? – спрашивает Д.Д.

– Вполне, – уверенно подтверждает Гена.

– Когда?

– Хоть завтра.

– У меня всё, Сергей Петрович, – докладывает Д.Д.

– Хорошо, тогда рассказывайте.

Гена смотрит на меня.

Придвигаюсь к столу – говорить должен я. Соображаю, с чего начать.

Может быть, прямо с Лавуазье? Знаменитый доклад, который он прочёл 3 мая 1777 года на заседании французской академии наук, начинался так: «Из всех явлений животного организма нет более поразительных и более достойных внимания физиков и физиологов, чем явления, сопровождающие дыхание».

А может быть, вспомнить древнего философа Мао-Хоа? В VIII веке он высказал мысль, что воздух, как и все другие вещества, состоит из двух начал: сильного – «янг» и слабого – «ин». Чем больше «янга», тем вещество чище, лучше, благороднее. Например, воздух можно очистить от «ина», если нагреть в нём металлы, серу или уголь.

Похоже, Мао-Хоа думал, что источником «жизненной силы» является «янг» (азот), тогда как кислород («ин») – слабая и вредная часть воздуха. На себе он, видимо, опытов не ставил. Иначе дыхание благородным «янгом» кончилось бы печально…

Или вспомнить любопытную историю, связанную со словом «азот»? Когда Лавуазье установил, что азот не участвует в дыхании, он предложил назвать его «безжизненным». По-гречески «а» – отрицание («без»), «зоэ» – «жизнь». Получилось – азоэ, или, для удобства произношения, азот.

Однако название «азот» существовало за много веков до Лавуазье. И относилось оно к тому же газу. В древности считали, что азот – основа жизни. Потому его и назвали так. «А» – первая буква всех известных тогда алфавитов; «Z» – последняя буква латинского алфавита; W (омега) – последняя буква греческого; «Т» (тов) – древнееврейского. Вышло «азот» – «начало и конец всех начал».

Совпадение, конечно, случайное. Но интересное и очень точно передающее двойственность азота. «Безжизненный», он составляет одну из основ жизни…

– Начинайте с самого начала, – дружески улыбаясь, советует Смолин.

Ах да – дыхание. Издавна замечено, что есть нечто общее между дыханием и горением: в обоих случаях нужен воздух. Так, может быть, дыхание – то же горение, только медленное? Примерно так ответил на этот вопрос Лавуазье – первый, кто сумел понять сущность дыхания. Но ведь сейчас мы знаем гораздо больше. Многие учёные после Лавуазье – физики, химики, физиологи – занимались проблемой дыхания.

Я машинально открыл лежащую на столе книгу. Повесть. Пробежал несколько строк и рассмеялся. Готовое начало.

«… Иван Иванович встал, медленно прошёлся по комнате. Взглянул в окно. Достал портсигар, щёлкнул крышкой, закурил. Прилёг. Лежал, вспоминая утренний разговор, думал…»

В действиях неизвестного мне Ивана Ивановича как будто нет ничего необычного. Но у меня особый взгляд. «Встал, прошёлся, взглянул, достал, щёлкнул, закурил, прилёг» – каждое из действий требует усилий, работы. И лёжа Иван Иванович совершал работу – думал. Его организм продолжал бы работать, даже если бы он уснул: билось бы сердце, прогоняя кровь, сжимались бы мышцы, трудился бы мозг, осваивая впечатления дня. Правильно сказано: «Покой нам только снится»…

Любая машина, работая, тратит энергию. Виды энергии различны: тепловая, электрическая, химическая. Но принцип: работа – энергия, остаётся неизменным.

Расход, энергии должен восполняться. В двигателе внутреннего сгорания сжигаются всё новые порции горючего. На гидроэлектростанции падающая вода вращает турбины, механическая энергия переходит в электрическую. В атомном котле тепло рождается в процессе непрерывного распада радиоактивных элементов.

Если внутри человека не смонтирован вечный двигатель, то энергия, которую он тратит, также должна восстанавливаться. Роль топлива в человеческом двигателе выполняют пищевые продукты: мясо, масло, сахар. Или, в переводе на язык химии, – белки, жиры, углеводы. При их окислении выделяется энергия. Она-то и даёт возможность Ивану Ивановичу медленно пройтись по комнате, взглянуть в окно, щёлкнуть портсигаром…

Правда, наш двигатель работает несколько иначе (и проще, и сложнее), чем обычные тепловые. Возьмём для сравнения паровую машину. Сгорание угля – химическая реакция соединения углерода и водорода с кислородом. При реакции выделяется теплота – химическая энергия переходит в тепловую. Теплота нагревает воду, превращает её в пар. Пар приводит в движение поршень – тепловая энергия преобразуется в механическую. Итак, прежде чем начать работать, «двигать», химическая энергия проходит через лишнюю ступень – тепловую.

В человеческой машине этой ступени нет. Химическая энергия клеток переходит непосредственно в механическую – вызывает сокращение мышц, возбуждение нервных окончаний, торможение. Процессы, из которых в конечном счёте складывается вся деятельность человека: от удара ногой по мячу до создания научной теории.

Реакции, идущие в организме, многообразны. С энергетической точки зрения особенно важны окислительные реакции – соединение углерода, водорода и других элементов пищи с кислородом. Именно эти реакции дают организму основную часть энергии.

Если спросить шофёра, что нужно для нормальной работы двигателя, он сразу ответит: «горючее». Подумав, он назовёт ещё смазочное масло, воду. О кислороде он, вероятно, и не вспомнит, хотя кислорода двигатель «съедает» больше, чем бензина и масла. Но воздух ничего не стоит, его расход не учитывается.

А мы учтём. В обычных условиях человек за сутки вдыхает не меньше 12 кубических метров воздуха. И «съедает» примерно 2 кубометра (около 3 килограммов) кислорода. Количество достаточно солидное.

Куда девается этот кислород? В окислении участвуют двое: то, что окисляется, – топливо, и то, что окисляет, – окислитель. Оба они одинаково важны.

Человеческий организм имеет большие запасы «топлива» (хотя бы жира). Но резервов окислителя в нём нет. Поэтому без еды человек может жить около трёх месяцев, а без кислорода лишь несколько минут.

Конструктор, которому поручили бы спроектировать двигатель человека, оказался бы в трудном положении. С одной стороны, необходимо обеспечить герметичность внутренних органов и тканей – преградить доступ к ним посторонних веществ из внешней среды. С другой, нужно обеспечить подачу в двигатель топлива и окислителя, отвод продуктов сгорания – углекислого газа и паров воды.

Не знаю, как решил бы эту задачу конструктор. Природа справилась с ней блестяще.

Особенно тонко и остроумно сконструирован механизм снабжения организма кислородом и отвода продуктов сгорания. Механизм состоит из двух основных узлов: внешнего и внутреннего. Внешний устроен довольно просто и напоминает обычный газопровод (рот, нос, дыхательное горло, трахеи, бронхи). Он соединяет лёгкие с внешней средой, атмосферой, откуда засасывается воздух и куда удаляются продукты сгорания.

Внутренний узел имеет гораздо более сложную и хитрую конструкцию. В лёгких размещены тончайшие пузырьки – альвеолы. Их тут великое множество – около 700 миллионов; общая их площадь колоссальна – почти 90 квадратных метров (для сравнения: площадь поверхности человеческого тела – 2 квадратных метра). Такие размеры выбраны не случайно. Альвеолы – «обменный пункт», в них происходит обмен газами между лёгкими и кровью. Обмен этот должен происходить почти мгновенно, на ходу, – для этого и нужна большая площадь.

Столь же высоким требованиям должен удовлетворять другой участник обмена – кровь. Главная часть крови – эритроциты, красные кровяные тельца. Их количество в крови огромно – около 25 триллионов.

Цепочкой из эритроцитов человека можно трижды обмотать по экватору земной шар. Эритроциты буквально набиты зёрнами гемоглобина – белка, имеющего чрезвычайно сложное молекулярное строение. По самым

скромным предположениям, формула гемоглобина имеет вид – C712H1130N214O245S2Fe.

Кровь – жидкость, и естественно, что кислород в ней растворяется. Однако в сравнительно скромных количествах. В крови (а её у человека около 5 литров) растворяется лишь 0, 0165 литра кислорода. За минуту кровь совершает примерно три оборота и, следовательно, может передать тканям только 0, 05 литра кислорода. А человек даже во сне потребляет в минуту 0, 3 литра, при тяжёлой же работе нужда в кислороде достигает 4 – 6 литров.

Где же выход? В свойствах гемоглобина. Гемоглобин обладает способностью вступать с кислородом в химическую реакцию. Образуется оксигемоглобин. В таком, связанном, виде кровь переносит основную часть кислорода. Легко соединяясь с кислородом, гемоглобин так же легко отдаёт его клеткам.

Взамен кислорода гемоглобин получает «отработанный» в клетках углекислый газ и выносит его к альвеолам. Здесь происходит новый обмен. Гемоглобин расстаётся с углекислым газом и приобретает кислород. Чтобы снова отдать его клеткам.

Ясно, что главная «деталь» внутреннего узла – обменный пункт, альвеолы. Внутри альвеол – воздух, богатый кислородом. Снаружи – кровь, в которой много углекислоты. Между ними тонкая стенка, перегородка. Через неё должен быть произведён обмен. Сложная задача. Стенка мешает. Убрать её? Но тогда кровь хлынет в лёгкие. Нет, стенка нужна. Но стенка особой конструкции. Непроницаемая для жидкостей и твёрдых частиц, она должна свободно пропускать газы.

Именно так и решил задачу великий конструктор – природа. Теперь уже подобные стенки (их называют обычно полупроницаемыми перегородками) начинают применяться и в технике. Но создателем их является природа – не будем забывать автора…

Итак, на обменный пункт прибыла тёмно-вишнёвая венозная кровь, несущая продукты окисления – углекислоту, пары воды. Она омывает тонкие стенки альвеол. Там, в альвеолах, воздух, богатый кислородом. Молекулы газов, летящие во всех направлениях, «прошивают» перегородку. Происходит постепенное (а в конечном счёте очень быстрое, ибо площадь альвеол огромна) выравнивание состава. Часть альвеолярного кислорода поступает в кровь; продукты сгорания проникают в альвеолы и при выдохе уходят в атмосферу.

С обменного пункта кровь следует дальше, к клеткам. Теперь она алого цвета. У неё и название другое, светлое – артериальная кровь. Сердце – бесперебойный насос – качает и качает её, чтобы самые отдалённые ткани получили кислород. Ведь кислород – это жизнь.

В конструкции человеческого двигателя есть ещё одно, очень интересное и важное устройство. Оно напоминает современные системы автоматического управления. Это устройство регулирует «внешнее» дыхание.

Допустим, меня что-то заинтересовало: футбольный матч или партия в шахматы. Я так увлёкся, что смотрю на поле (или на доску) «разинув рот». Хочется пить, но мне не до того. В азарте я забыл даже, что надо делать вдох и выдох – дышать.

Что произойдёт? Альвеолярный воздух после каждого обмена становится всё беднее кислородом и богаче углекислым газом. Наконец настанет момент, когда обмен прекратится. Артериальная кровь станет такой же тёмной, как венозная, такой же бедной кислородом. Она пойдёт к клеткам, но ей нечего будет им дать, она не сможет ничего получить взамен. Клетки задохнутся в продуктах сгорания, наступит смерть.

Хороший конструктор учитывает свойства машины. И природа «предусмотрела» специальное устройство – «дыхательный центр», – которое действует автоматически.

Всякий автомат срабатывает от какого-то внешнего воздействия. Это может быть тяжесть трёхкопеечной монеты (в автоматах с газированной водой), повышение или понижение температуры (в термостатах), фотохимическое действие света и т. п. Однако какой-то «толчок» должен быть. Именно его улавливает «принимающая» часть автомата и передаёт приказ исполнительному механизму.

Какой «толчок» выбрали бы вы в данном случае? Подозреваю, что самый простой – недостаток кислорода, уменьшение его концентрации в лёгких (или в альвеолах) до определённой величины. Такое устройство вполне можно представить. Скажем, в альвеолах есть чувствительный «датчик», который отзывается на изменение состава воздуха. Когда содержание кислорода в них упадёт, допустим, до 12 процентов (обычно 15 – 16), «датчик» сработает, передаст сигнал в мозг, и оттуда поступит такой приказ, что вы мгновенно забудете о футболе и сделаете вдох или выдох.

Но тем временем организм будет испытывать кислородный голод. Как говорят физиологи, образуется кислородный «долг». Такой долг возникает у спортсменов при большой нагрузке. Например, при скоростном беге на короткие дистанции. В эти моменты человек способен израсходовать в минуту до 35 литров кислорода. Между тем даже у хорошо тренированного человека максимальная доставка кислорода составляет лишь 4 – 5, редко 6 литров в минуту.

Поэтому бег с такой скоростью может продолжаться лишь несколько секунд (для стометровки – 10 – 12 секунд). Этот небольшой промежуток мышцы работают в условиях недостатка кислорода, за счёт резервов. Человек быстро устаёт, ему сразу же необходим отдых, «восстановительный период», в течение которого организм погасит кислородную задолженность.

Но одно дело рекордный бег специально тренированного спортсмена, длящийся секунды, и совсем другое – обычная жизнь. Тут не может быть никаких «долгов», потребность в кислороде должна удовлетворяться полностью. Учитывая это, природа построила работу дыхательного центра на другом принципе. Автомат срабатывает не при недостатке кислорода, а при… избытке углекислоты!

Автомат действует очень хорошо и надёжно. В этом легко убедиться, если попробовать не дышать. Минута, максимум полторы, и вы начнёте жадно хватать воздух. В лёгких ещё достаточно кислорода, никакого «долга» нет. Но углекислота накопилась, и автомат сработал, предупреждая кислородный голод.

В обычных, земных, условиях дыхательный автомат работает безукоризненно. И не его вина, если человек, не довольствуясь поверхностью земли, лезет под воду или поднимается в верхние слои атмосферы. На эти случаи автомат не рассчитан, тут возможны всякие неожиданности. И когда об этом забывают…

Утром 15 апреля 1875 года аэростат «Зенит» оторвался от земли и начал стремительный подъём. День был ясный, солнечный. Ветер почти не ощущался. Всё предвещало удачный полёт и благополучное возвращение.

Аэронавты не сомневались в успехе. Командир «Зенита» француз Тиссандье десятки раз поднимался на аэростатах различных конструкций. Немалый опыт имели и члены экипажа итальянцы Кроссе-Спинелли и Сивель.

«Зенит» был снабжён всем необходимым. Продовольствие и вода на несколько дней, тёплая одежда, резиновая лодка. Аэронавты захватили с собой даже запас кислорода в подушках. Большая подъёмная сила и солидный балласт позволяли надеяться, что «Зенит» сможет подняться на небывалую высоту.

Запас кислорода в подушках был невелик. Но аэронавтов это не беспокоило. Они решили экономить кислород, воспользоваться им, только когда почувствуют удушье. К тому же при малейшей опасности они откроют клапан, стравят избыток водорода и начнут немедленный спуск.

О том, что произошло дальше, почти ничего не известно. На высоте около 7 километров Тиссандье посоветовался со спутниками, сбросить ли балласт, чтобы продолжать подъём. Сивель и Кроссе-Спинелли радостно согласились. Тиссандье сбросил несколько мешков с песком, и аэростат прыгнул вверх. Самочувствие у всех было отличное, настроение чудесное. «Мне никогда не было так хорошо, – рассказывал потом Тиссандье. – Я ощущал, что погружаюсь в сон: лёгкий, приятный, без сновидений». В последний момент он успел открыть клапан.

Очнулся Тиссандье через час. В голове шумело. Внутри было пусто, словно из него выпустили воздух. Он попробовал двигаться. Тело сделалось ватным, он с трудом поднял руку. Аэростат плыл на высоте 6 тысяч метров.

С огромным трудом Тиссандье добрался до своих спутников. Они были без сознания. Постарался привести их в чувство. Не удалось. Безжизненно белые лица и странные улыбки, будто они притворяются, шутят, а в глубине души смеются над ним. Тиссандье был храбрым человеком, но эта застывшая радость привела его в ужас. Усилием воли он заставил себя дотянуться до каната, открыл клапан. Аэростат медленно заскользил вниз…

Ни надувная лодка, ни запас провианта не понадобились. Аэростат опустился в густо населённом районе. К месту приземления немедленно прибыли врачи. Энергичные меры дали возможность спасти Тиссандье. Кроссе-Спинелли и Сивель погибли, так и не придя в сознание. При осмотре в кабине аэростата были найдены подушки, полные кислорода, аэронавты ими не воспользовались.

Эта трагическая история взволновала современников. Как объяснить гибель аэронавтов? Почему они – люди храбрые и опытные – не воспользовались кислородом? Что это за странное чувство радости, о котором рассказывает Тиссандье?..

Сейчас, когда высотные полёты стали обычными, нам понятна трагическая история «Зенита». Аэронавты были уверены, что почувствуют недостаток кислорода и успеют «включить» подушки. В этом была их главная ошибка. Ошибка, за которую двое из членов экипажа заплатили жизнью.

Исследования последних лет показали, что уже на высоте 1, 5 – 2 километров человек хуже видит и хуже думает. Предметы кажутся ему плоскими – нарушается так называемое глубинное зрение. Особенно ослабевает зрение ночью. В полутьме человек с трудом различает показания приборов. Задачи, которые он легко решал на земле, требуют больших усилий.

На высоте 4 километров человек чувствует слабость, головокружение. Даже несложная работа его утомляет. С подъёмом это ощущение исчезает, кажется, что все опять нормально. Однако это обманчивое благополучие. Резкое движение, случайное усилие, и человек теряет сознание.

Высота 6 – 7 километров – граница. Сознание висит на «ниточке». В любое мгновение «ниточка» может порваться без всяких видимых причин. У человека нет сил ни работать, ни думать.

О высоте 8 километров в книгах сказано коротко: «Грозит смерть»…

Тиссандье и его товарищи, как удалось установить, достигли высоты 8600 метров. Остальное понятно. Только крепкий организм и привычка к высотным полётам спасли жизнь командиру «Зенита».

Исследования дали ответ и на другой вопрос. Нарушения нормальной деятельности, вызванные высотой, сам человек обычно не ощущает. Больше того. Чем слабее становится сознание, тем легче, спокойнее и увереннее он себя чувствует. И если ему сказать, что он плохо соображает, хуже видит, он не поверит. Кислородный голод вроде опьянения.

Но это внешняя сторона дела. А как высота отражается на работе человеческого двигателя и, в частности, «дыхательного автомата»?

Оказывается – и в этом суть! – автомат не реагирует на высоту, он продолжает действовать так, словно ничего не случилось. Автомат «настроен» на углекислоту. Если её содержание в альвеолярном воздухе поднимется выше нормы, автомат сработает: человек начнёт делать частые и глубокие вдохи, станет задыхаться, ощутит беспокойство…

Однако на высоте содержание газов в атмосфере не меняется. Человек дышит нормально. Поступивший из крови в лёгкие углекислый, газ своевременно удаляется из организма. Дыхательный центр не испытывает раздражения, и автомат спокойно работает, обеспечивая вдох и выдох. И не замечает, что это совсем не тот вдох, что над человеком нависла смертельная опасность.

А вдох действительно не тот. В воздухе, которым дышит человек, по-прежнему 21 процент кислорода. Но сам воздух (и, следовательно, кислород) имеет гораздо меньшую плотность. Как известно, на уровне моря давление воздуха 1 атмосфера, что соответствует 760 миллиметрам ртутного столба. С ростом высоты давление падает. На высоте 2 километров – 596 миллиметров ртутного столба; 6 километров – 354; 8 километров – 267 миллиметров. Уменьшается и парциальное давление кислорода. Если в нормальных условиях оно составляет 160 миллиметров, то при подъёме, скажем, на 6 километров давление кислорода снижается до 74 миллиметров ртутного столба.

Между тем насыщение крови кислородом зависит именно от его парциального давления. Это естественно. Ведь чем ниже давление газа в альвеолах, тем медленнее он проходит через «перегородку», медленнее растворяется в крови и соединяется с гемоглобином.

Всё идёт как будто нормально. Сердце работает, кровь совершает свой вечный круговорот. Только кислорода в ней недостаточно. Ткани и клетки переходят на голодный паек, начинают задыхаться. Реакции, идущие в организме, замедляются, затухают. Грозит смерть.

Испытания показали, что на высоте 14 километров не помогает даже дыхание чистым кислородом. На этой высоте атмосферное давление 106 миллиметров ртутного столба. Понятно, что и чистый кислород имеет такое давление. А это гораздо меньше, чем нужно, ибо при обычных условиях его парциальное давление в воздухе 160 миллиметров.

И всё-таки с каждым годом человек поднимается всё выше. Космос – это мир, вовсе лишённый кислорода. А человек уже начал штурм космоса.

Без кислорода? Нет, с кислородом. При подъёмах на высоту 4 – 12 километров применяются приборы, в которых человек дышит чистым кислородом. Выше используют стратосферный скафандр, похожий на водолазный. Это – герметически закрытый полётный костюм, внутри которого постоянное давление воздуха.

Для полётов на высоту свыше 18 километров необходима специальная герметическая кабина. В ней поддерживаются нормальное атмосферное давление и постоянный состав воздуха. Именно в таких кабинах совершали свои изумительные полёты советские космонавты.

Современные пассажирские самолёты (ИЛ-18, ТУ-104, АН-10-и др.), летающие на высоте 8 – 10 километров, также оборудованы герметическими кабинами.

… Конечно, в тот день я не говорил ни о космосе, ни о реактивных лайнерах. Был 1948 год. Но о высотных скафандрах я упомянул, они уже применялись.

– Подождите, – остановил меня Смолин. – Дайте подумать. Итак, насколько я понимаю, высота обманывает «дыхательный автомат» человека. И это кончается печально.

– Правильно, – подхватил Гена. – Мы его тоже обманываем, но по-другому. Со знанием дела. И всё кончается сверхблагополучно.

– Вы уверены?

– Абсолютно. Завтра вы ещё раз сможете убедиться.

– Хорошо. И всё-таки расскажите подробнее. Тогда-то и было впервые произнесено это слово – «апноэ».

Девять часов вечера, но ещё светло. Солнце висит над морем и медленно сползает вниз, к горизонту. Кончается июнь, самые длинные дни в году. Время Смолин выбрал специально: вечером бассейн закрыт, сюда никого не пускают. Нас, конечно, пустили. Если бы для проведения опытов нужно было попасть в рай, Смолин исчез бы на минуту, а когда вернулся, соответствующий апостол (кажется, Пётр) уже распахивал бы райские ворота.

– Никого! – предупреждает Смолин.

– Слушаюсь. – Охранник бассейна, дядя Петя, подносит руку к козырьку. Фуражка у него, понятно, морская.

Смолин вводит нас в раздевалку.

– Устраивайтесь удобнее, – гостеприимно приглашает он. – Хозяйство вот сюда, на стол. Одежду прямо на скамейку. Трусы? Действительно, могли быть короче… А в общем, ерунда, посторонних нет.

Посторонних, конечно, нет. Смолин, Д.Д. и мы.

Прямо в трусах (тепло) идём выбирать место. Бассейн нам знаком (здесь мы убедились, что не имеем права дышать кислородом), но Смолин осматривает его снова.

– Эта лестница годится, – решает он. – Никаких фокусов. Спуститесь на три ступеньки, сядете – и всё. Будете держаться за перила.

– Так неинтересно, – возражает Гена. – Получится, как в ванне.

– Ничего.

– И я даже не смогу помахать ногой.

– Высунешь макушку и поморгаешь глазами.

– Но…

– Кончили, – командует Смолин.

Гена недовольно ворчит. Однако спорить бесцельно.

В этот самый момент запертая калитка распахивается, появляются две фигуры.

– Что ещё за новости? – Возмущённый Смолин бросается наперерез.

Мы ждём – сейчас фигуры исчезнут. Ничего подобного. Они подходят к Смолину, начинается беседа – по виду вполне дружеская. Теперь они идут к нам, уже втроём.

Здороваемся. Молодые ребята, примерно нашего возраста. Лейтенанты. Очевидно, из Каспийской флотилии. Зачем они здесь в такое время?

– Хотим потренироваться, – замечает один. Он выше ростом и держится увереннее.

– Чемпион страны по плаванию брассом, – с уважением добавляет Смолин.

– Чемпион военно-морских сил по плаванию вольным стилем, – говорит тот, представляя нам второго лейтенанта, пониже.

Называем свои фамилии. Просто, без титулов. Мой первый разряд по шахматам тут ни к чему. Гена же давно перестал быть чемпионом школ города. Да и что это за звание, когда разговариваешь с чемпионами Советского Союза по плаванию! Чемпион военно-морских сил – тоже почти чемпион страны.

Лейтенанты на мгновение уходят в раздевалку и появляются уже в форме. На них трусы, но какие! Чёрного цвета, отлично подогнанные, с широкой зелёной каймой у пояса и такими же каёмками внизу. А фигуры… Одним словом, лучше не сравнивать.

– Ребята собираются тренироваться? – спрашивает Смолина высокий.

Спрашивает серьёзно, без малейшей улыбки. Скорее, даже уважительно. Но Смолин мрачнеет. По его собственному адресу можно шутить. Он рассмеётся и ответит. Однако не вздумай затронуть «его изобретателя». Этого он не простит. Сейчас дело не в тоне. Просто Смолин понимает, что чемпион страны не может относиться всерьёз к двум неспортивного вида личностям в трусах почти до колен.

– Ребята ещё будут чемпионами, – сдержанно говорит Смолин.

Высокий мельком оглядывает нас. Высокий рост и длинные руки Гены останавливают его взгляд. Но грудь у Гены узкая, он сутулится. Я шире в плечах, руки у меня крепче. Однако я невысок и в очках…

– Возможно, – вежливо кивает чемпион. – Отчего же. Вполне.

От этого «вполне» лицо Смолина приобретает цвет варёного бурака. Забыв о собственных обидах, мы с беспокойством смотрим на него.

– Собственно, кое в чём ребята уже сейчас никому не уступят, – спокойно говорит Д.Д. Он всегда успевает вовремя.

– В шахматах? – интересуется высокий. Это прямое нападение. Высокий улыбается, скрывать больше нечего.

– И в шахматах, – парирует Д.Д. Он единственный из нас не играет в шахматы, вопрос его не задевает.

– А поближе к воде? – вмешивается до сих пор молчавший чемпион военно-морских сил.

– Можно и поближе… – лениво тянет Д.Д. – Скажем, ныряние на дальность или на время.

– У нас в стране такие состязания запрещены, – возражает молчаливый.

Но высокий перебивает его. Они слишком далеко зашли. Теперь им просто нельзя отступать. Да это и не состязание – какие мы для них соперники…

– Пожалуйста, – говорит он быстро. – Условия?

– Условия простые, – решает Смолин. – Кто дольше пробудет под водой.

Тут он уверен. На лестнице, в спокойной обстановке минут пять мы наверняка высидим.

– А ныряние на дальность? – спрашивает высокий.

Видимо, он что-то чувствует и не хочет рисковать. В плавании мы, конечно, за ним не угонимся.

Вырабатываем программу. Соревнования проводятся по двум видам: длительность нахождения под водой и дальность ныряния. В каждом виде программы от команды участвует один человек.

Мы отходим в сторону и совещаемся. Собственно, обсуждать нам нечего. Путь, пройденный телом, зависит, как известно, не только от времени, но и от скорости. При моем умении нырять я проиграю, даже если пробуду под водой час. Вопрос стоит иначе: берётся ли Гена? Не только берётся – категорически настаивает на этом.

Объявляются пары. Вместе с Геной на дальность стартует высокий лейтенант, чемпион Союза. Чемпион военно-морских сил будет состязаться со мной.

Смолин выговаривает нам выгодные условия. В обеих парах мы стартуем вторыми. Соперники пробуют возражать, но Смолин деликатно указывает на их титулы. К тому же, замечает Д.Д., это они нас вызвали. А по правилам дуэли оскорблённый имеет преимущество…

Остаётся назначить призы победителям. От своих наград мы великодушно отказались в пользу Смолина и Д.Д. Данил Данилович готов удовлетвориться моральной компенсацией. Но Смолин жаждет мести. Лейтенанты посмели задеть «его» изобретателей. В самый разгар спора (как быть, если один выиграет, а другой проиграет; если выиграют двое; если… и тому подобное) Смолин вдруг кричит:

– Володя и Гена, в раздевалку! Отдыхать!

Нам интересно, однако он прав – пора. Мы уходим, благо раздевалка в двух шагах. Всё-таки Гена не может удержаться, высовывает голову и кричит:

– Победитель получит всё!

Это слова из любимого им рассказа Джека Лондона «Мексиканец». Пройдёт немного времени, и он пожалеет, что вспомнил. Смолин, оказывается, знает Джека Лондона.

Конечно, мы не отдыхаем. На всякий случай маскируем одеждой своё хозяйство. Приводим его в состояние готовности. Теперь нам достаточно двух минут, чтобы быть в полной форме.

– Пошёл! – командует Смолин.

Негромкий всплеск. Я выскакиваю из раздевалки, у меня ещё есть время. В прозрачной воде отчётливо видно, как легко и стремительно скользит тело чемпиона. Короткий рывок, и вытянутые вперёд руки режут воду. Ни одного лишнего движения, чемпион экономит воздух.

Кажется, прошло лишь несколько секунд. Он касается стенки (длина бассейна – 25 метров), мощно отталкивается и несётся к нам. Ещё один поворот, толчок, и он снова удаляется. Теперь в его движениях нет прежней лёгкости. Дело не в усталости – он мог бы проплыть вдвое больше. Но прошло уже около двух минут, и дыхательный автомат включён. Нестерпимо хочется дышать – по себе знаю это чувство.

Наконец он выскакивает из воды и жадно вдыхает воздух. По-моему, он проплыл метров шестьдесят. То же число называет Д.Д. Но невысокий лейтенант спорит. Шестьдесят пять, утверждает он. Неожиданно Смолин соглашается. И сразу команда:

– Приготовиться!

Я мгновенно скрываюсь в раздевалке и помогаю Гене проделать всё необходимое. Мы торопимся, поглядываем на часы. Но всё благополучно. Смолин оживлённо рассказывает лейтенантам весёлую историю из времён своей молодости.

– Хватит, – негромко говорю я.

Гена выскакивает и сразу прыгает в воду. Смолин, однако, вовсе не так увлечён рассказом. Он успевает крикнуть:

– Пошёл!

Теперь выходить не стоит, беготня туда-сюда может показаться подозрительной. Но сидеть на месте тоже не могу. Я прекрасно знаю, как плывёт Гена. Лишних движений у него сколько угодно. Отталкивается от стенки он гораздо слабее. И скорость не та. У нас единственный шанс на победу – апноэ.

Секундная стрелка улиткой ползёт по циферблату. И всё-таки время движется. Минута, две… К этому времени лейтенант уже не выдержал. Третья минута. Чтобы победить, Гене нужно не меньше четырёх. Я слышу глухой говор – чемпионы волнуются. Смолин их успокаивает, но голос у него непривычно высокий и дрожит.

Крики. Гена вынырнул. 4 минуты 50 секунд. Я выглядываю, он поднимается по лестнице. Грудь у него так и ходит.

– Семьдесят пять метров, – объявляет Смолин.

Гена тяжело идёт к раздевалке. Моя очередь. Но теперь я почему-то волнуюсь меньше.

– Устал? – спрашиваю я.

Глупый вопрос. Гена с трудом дышит, длинные его руки висят, как плети.

– Они уже начали, – говорит он. – Давай и мы…

У него хватает сил помочь мне совершить всё, что нужно. Мы кончаем как раз вовремя.

– Три минуты шесть секунд! – сообщает Смолин. Результат отличный!

Медленно, вяло выхожу из раздевалки. Торопиться нельзя – это может показаться странным. Правда, я теряю драгоценные секунды. Но кое-что и выигрываю: меньше движений – ниже расход воздуха.

Спускаюсь по лестнице. Звучат слова команды. Присаживаюсь на ступеньку, над головой смыкается вода. Теперь всё имеет значение. Устраиваюсь поудобнее, почти ложусь. Когда человек лежит, он тратит меньше кислорода.

Убеждаю себя думать о чём-нибудь весёлом. На серьёзные темы нельзя. Начнёшь волноваться, а волнение – это лишний расход кислорода. Проходит совсем немного времени – минута или полторы, – и я чувствую непреодолимое желание вздохнуть. Стараюсь уговорить себя, что это чепуха. Инерция, дыхательный автомат сигналит по привычке.

Выждать. Выдержать. Вспоминаю футбольный матч. Вратарь вместо мяча поймал ногу защитника. А нападающий противника так растерялся, что пробил по трибунам. Ага, желание прошло. Теперь надо забыть начисто, что существует такая привычка – дышать.

Кажется, это удаётся. Я старательно вспоминаю самые незначительные подробности: как я был одет в тот день, кого из знакомых встретил, о чём мы говорили. И погоду – над городом с утра висели тучи, но дождь так и не состоялся… Пока я спохватываюсь и чувствую, что автомат снова включился, проходит, по-моему, несколько минут. Сейчас бороться бессмысленно, это уже всерьёз. Я, однако, выгадываю несколько секунд, стравливая через сжатые губы воздух. Изо всех сил стараясь не торопиться, медленно встаю и делаю лёгкий вдох.

– Девять с половиной минут, – с трудом выговаривает Смолин. В голосе у него ужас.

Чемпионы смотрят на меня так, словно я домовой. Домовых не бывает, это им точно известно. Однако они сами видели, как он вылез из закрытой печи, стоит, небрежно позёвывая и приветственно машет хвостом: «Наше вам с кисточкой!»

Мы молча уходим, сопровождаемые Смолиным и Д.Д. И только на улице Гена оборачивается и негромко повторяет:

– Победитель получит всё.

– Ещё раз об апноэ, только подробно, – требует Смолин.

Я вспоминаю искателей жемчуга. Именно они стоят у истоков апноэ.

Никто не знает, когда возникла эта идея – использовать дары моря. Наверное, очень давно, ещё в первобытные времена. На нашей Земле воды больше, чем суши, и богатств в воде не меньше.

Во всяком случае уже в Древней Греции была такая профессия – водолаз. Водолазы добывали рыбу, устрицы, раковины с красящим веществом, губки, кораллы, И, разумеется, жемчуг. Самый прекрасный из даров моря, как думали в те времена.

Занимались водолазы и военным делом, потому что трудно найти профессию, которую не использовали бы в войне. В 333 году до нашей эры при осаде города Тир водолазы разрушили подводные сооружения гавани. Об их участии в осаде Сиракуз упоминает римский историк Тацит.

О водолазах писали Гомер и Аристотель. В сочинениях Плутарха приводится интересный эпизод. Римский триумвир Марк Антоний, желая поразить Клеопатру своим искусством, приказал ныряльщику взять с собой запас рыбы, и по одной насаживать на его крючок. Рыба «клевала» вовсю.

Однако обмануть Клеопатру было трудно. Она была из тех, кто сам кого хочешь обманет. Клеопатра вышла, распорядилась… И Антоний вытащил… солёную рыбу. Ныряльщик Клеопатры, опередив соперника, преподнёс римлянину сюрприз.

Техника водолазного дела была проста. Ныряльщик зажимал ногами камень и, сделав глубокий вдох, прыгал вниз головой. Обычно он достигал глубины 25 – 30 метров и оставался под водой не более полутора минут. Но известны случаи, когда водолазу удавалось достичь значительной глубины и пробыть под водой 3 – 4 минуты. Особым искусством отличались ныряльщики в южных морях. Здесь ловля жемчуга стала профессией и вместе с секретами ремесла переходила из поколения в поколение.

Ещё и сейчас есть немало мест на Земле, где ловля жемчуга составляет главный источник существования. Любопытно, что в Японии на эту работу берут только женщин. «Ама» («морские девы») тренируются с детских лет. Есть ныряльщицы, работающие на глубине до 10 метров – их время ограничено 2 минутами. Но есть и такие, что находятся под водой до 4 минут и спускаются на 30 – 40 метров. Чугунный груз, очки, верёвка (второй её конец прикреплён к барабану небольшой лебёдки, установленной на барже) – всё их снаряжение. Эту верёвку недаром называют «верёвкой жизни» – от неё и от сноровки лебёдчика, сидящего в лодке, зависит жизнь водолаза…

Уже в прошлом веке европейцы обратили внимание на длительность пребывания туземцев под водой. Попробовали сами. Но редко кому удавалось удержаться под водой даже две минуты. А среди туземцев были люди, которые выдерживали больше четырёх.

Конечно, проще всего было объяснить это привычкой или тем, что у туземцев «лужёные» лёгкие. Многие так и делали. Однако и среди наблюдателей попадались люди серьёзные, интересующиеся. Они заметили, что опытный ныряльщик, прежде чем погрузиться, проделывает странные движения, похожие на зарядку. Поднимает руки, разводит их в стороны, опускает, делая при этом глубокие вдохи и выдохи.

В конце концов учёные раскрыли секрет ныряльщиков. Глубокое дыхание назвали «гипервентиляцией», а состояние, при котором нет желания дышать, задержку дыхания, – апноэ.

Стала понятной и причина этого явления. Обычно в альвеолярном воздухе содержится около 5, 5 процента углекислого газа. Когда этот процент повышается до 6, срабатывает датчик, передающий тревожный сигнал в «центр». Дыхательный центр даёт команду – возникает непреодолимое желание дышать.

Гипервентиляция, то есть усиленная вентиляция лёгких, «вымывает» из альвеол часть углекислого газа. Проходит несколько минут, прежде чем его содержание в альвеолах вновь достигнет 6 процентов. И всё это время дыхательный автомат, естественно, не работает.

Вымывание углекислого газа – одна сторона дела. Если бы всё этим ограничивалось, гипервентиляция была бы вредна для организма. Перерыв в дыхании приводил бы к кислородному голоду.

Однако усиленное дыхание не только уменьшает содержание углекислого газа в лёгких, но и увеличивает запас кислорода. Обычно в альвеолярном воздухе меньше кислорода, чем в атмосфере (13 – 15 процентов вместо 21). Гипервентиляция устраняет это неравенство – альвеолярный воздух обогащается кислородом. Дополнительное его количество (всё-таки 6 процентов!) позволяет человеку спокойно пробыть под водой лишних две минуты.

– Но вы находились под водой больше девяти минут! – не может удержаться Смолин.

– Правильно. Мы усовершенствовали этот способ. Мы применяем не просто гипер, а гипер-окси, или, сокращённо, оксивентиляцию.

– А нельзя ли яснее?

Я объясняю, хотя, по-моему, всё ясно. Для усиленной вентиляции лёгких мы используем не воздух, как делают ныряльщики, а чистый кислород. При этом углекислый газ вымывается гораздо полнее, и содержание его в альвеолярном воздухе падает до 3, может быть, и до 2 процентов. Содержание же кислорода резко возрастает. Не на какие-то жалкие 6, а на десятки процентов! Альвеолы заполняются чуть ли не чистым кислородом, и этого запаса хватает для снабжения организма в течение многих минут.

– М-да, интересно, – тянет Смолин. И тут же: – А какое это может иметь практическое значение?

Практика для него – всё. Я уверен, что, если бы мы открыли звезду, находящуюся от Земли на расстоянии в миллион световых лет, Смолин спросил бы: «А как эту самую звезду приспособить к делу?»

Выясняется, что над практическим применением оксивентиляции мы не думали. Ну, облегчает труд ныряльщиков… Позволяет устанавливать мировые рекорды в нырянии…

– Соревнования на дальность ныряния и на длительность нахождения под водой у нас в стране запрещены, – напоминает Д.Д.

Да, это так. За границей такие соревнования проводились, и были несчастные случаи.

– Кстати, насчёт «Мексиканца», – говорит Смолин. – Там бокс. А в боксе очень важно дыхание. Я видел, в перерывах между раундами машут полотенцами, гонят воздух. Но сколько нагонишь? А тут чистый кислород. С этим баллоном (он берёт в руки маленький баллончик, которым мы пользовались) вы будете непобедимы!

Я со злостью смотрю на Гену. Кто его тянул за язык вспоминать «Мексиканца». Конечно, Смолин прав: кислород – очень важно. И если бы бокс состоял из одних перерывов, мы, несомненно, стали бы чемпионами. К сожалению, есть ещё раунды…

Поговорив о боксе, Смолин перешёл к вещам более серьёзным. Нельзя ли, например, использовать оксивентиляцию для спасения экипажа затонувшей подводной лодки? В таких случаях обычно пользуются кислородными аппаратами. Но бывают случаи, когда люди остаются в отсеках, где нет аппаратов. Если лодка лежит на большой глубине, выплыть на поверхность просто так, без прибора, нельзя – не хватит дыхания. Оксивентиляция (кислорода на подводной лодке достаточно) решит эту проблему.

Со знанием дела Смолин перечислил ещё несколько случаев, когда апноэ может быть полезным.

Через некоторое время в одной из книг мы нашли описание оксивентиляции. Это был удар. Оказалось, что она известна науке, а наши результаты далеки от лучших достижений. В одном из опытов длительность апноэ достигала… 15 минут. Четверть часа без дыхания!

С открытием мы опоздали. Однако некоторые способы практического использования апноэ, подсказанные Смолиным, оказались оригинальными.

Например, в английском флоте для спасения экипажа подводных лодок вместо дыхательных аппаратов применяют оксивентиляцию. Правда, боясь отравлений, англичане пользуются не чистым кислородом, а смесью из 60 процентов кислорода и 40 процентов азота.

От дыхательных приборов отказались. Практика показала, что в нужный момент их обязательно не хватает. После аварии уцелевшие члены экипажа обычно переходят в отсек, где есть спасательный люк. Разместить все приборы в этом отсеке невозможно.

Сейчас в каждой лодке установлены кислородные баллоны. От них протянуты кислородные трубопроводы со штуцерами, к которым можно подключить шланг от маски. До открытия люка люди дышат из этой системы (она называется БИБС). Когда люк открывают, человек делает несколько глубоких вдохов-выдохов и ныряет. Запаса кислорода в лёгких хватает на подъём с глубины 60 – 65 метров…

А как же азотная болезнь? Она не возникает. В подводной лодке человек дышит воздухом под нормальным давлением. Поэтому избыточного азота в его крови нет. Правда, чтобы открыть люк, нужно давление в отсеке уравнять с наружным. Но это длится всего несколько минут, и азот не успевает насытить кровь. К тому же человек в это время дышит воздухом, где азота только 40 процентов.

Как видите, идеи не пропадают. Однако в 1948 году мы думали, что не только изобрели новый способ выхода из затонувшей подводной лодки, но и открыли оксивентиляцию. А к своим открытиям мы относились серьёзно. Поэтому я нисколько не удивился, когда Гена сказал:

– Надо проверить, как там с кислородом. Чтобы не повторилась история с перекисью.

Я кивнул. Если с получением кислорода плохо, Смолин заставит изобретать новый способ. Лучше это делать не за три дня.

Если человек гениален, тут ничего не поделаешь. Сам он может воображать, что говорит чепуху, его современники могут в это верить. Но пройдут годы, и в нечаянно брошенных словах потомки с изумлением обнаружат зёрна великого открытии.

Описывая путешествия Гулливера, гениальный английский сатирик Джонатан Свифт (в детстве его считают приключенческим писателем, но я надеюсь, вы уже вышли из этого возраста) приводит своего героя на остров Лапуту и даёт ему возможность подробно ознакомиться с академией в городе Лагадо. Критики – с тех времён и до наших дней – единодушно отмечают, что описание академии представляет собой великолепную сатиру на учёных, оторванных от жизни, витающих в облаках.

Конечно, так оно и есть. Ещё и сейчас попытки добывать солнечную энергию из огурцов кажутся смешными. Но я не могу ручаться за будущее. С гениями лучше быть осторожным. Я убедился в этом, прочитав описание современного промышленного способа получения кислорода.

Мир, в котором мы живём, настолько богат кислородом, что добывать его, в принципе, можно из всего: из дерева, из песка или глины, из ржавой вилки, помидора и книги. Однако отсюда не следует, что в этом есть смысл. Смысла как раз нет. Кислород, выделенный из дерева, стоил бы немногим дешевле серебра. Подобную роскошь мы не можем позволить себе.

Конечно, нет смысла получать кислород и любым из «школьных» способов: из окиси ртути, перманганата калия, бертолетовой соли. Все эти вещества слишком дороги. Вообще из химических способов интерес представляют только два: электролиз воды и разложение окиси-перекиси бария.

Разложить воду электрическим током достаточно просто. Чтобы улучшить электропроводность, в воду добавляют щёлочь – обычно едкий натр. Затем через раствор пропускают постоянный ток.

Недостаток у этого способа только один – большой расход энергии. На получение кубического метра кислорода затрачивается 12 – 15 киловатт-часов. Поэтому кислород получают из воды лишь тогда, когда нужен не только кислород, но и водород и есть дешёвая электрическая энергия.

Окисно-перекисный способ остроумен – это, пожалуй, его главное достоинство. Окись бария (BaO), нагретая до 540 градусов, поглощает кислород из воздуха и превращается в перекись (BaO2). При дальнейшем нагревании до 870 градусов перекись бария разлагается, превращаясь в окись и выделяя чистый кислород. Кислород можно собрать, а окись вновь охладить и проделать всё снова. Получается своеобразный «химический насос», выкачивающий кислород из воздуха.

Просто и красиво. К сожалению, для нагревания перекиси нужно много теплоты, а для охлаждения – много времени. В результате и этот путь имеет лишь теоретическое значение.

Впрочем, в смысле остроумия другие способы могут смело поспорить с окисно-перекисным. Например, диффузионный. Камера, разделённая на части пористой перегородкой. В одной части – воздух, в другой создаётся вакуум. Газы начинают проходить (диффундировать) сквозь перегородку. При этом скорее будут проскальзывать более лёгкие молекулы (с меньшим молекулярным весом). Молекула кислорода тяжелее. Значит, азот в основном уйдёт; кислород же в основном останется. Для промышленности способ, увы, слишком изящен…

Мне больше всего понравился ещё один путь, по-моему, чрезвычайно оригинальный. Я вообще люблю, когда человек использует опыт природы. За миллиарды лет природа многому «научилась», и, право же, не грех кое-что у неё позаимствовать.

Организм, как вы помните, получает кислород с помощью гемоглобина. Гемоглобин берёт кислород из воздуха, а потом отдаёт его клеткам.

Салькомин – вещество, приготовленное искусственно, – похож на гемоглобин. При температуре 35 градусов и давлении в 7, 5 – 8, 5 атмосферы он поглощает кислород. А затем отдаёт, когда температура и давление снижаются. Из 50 килограммов салькомина можно за час получить около 10 килограммов кислорода. Не мало, хотя и не очень много. Зато кислород исключительно чистый (природа умеет работать!). В медицинских целях этот способ уже применяется.

Промышленный кислород получают иначе. Не так оригинально и красиво, но гораздо дешевле и в огромных количествах. И тут самое время вспомнить Джонатана Свифта и его неутомимого Гулливера – путешественника, судового врача, капитана… Вот что увидел он в академии Лагадо: «Под началом великого учёного находилось 50 рабочих. Одни сгущали воздух, делая его осязаемым, извлекая из него азот и давая испаряться текучим и водянистым частицам…»

«Ведь это полная картина производства жидкого воздуха, кислорода и азота – и всё это в 1726 году!» – восклицает французский учёный Ж. Клод, один из соиздателей промышленного способа получения кислорода.

В самом деле. Для получения кислорода воздух сначала «сгущают, делая его осязаемым» (сжижение). Затем, «давая испаряться текучим и водянистым примесям» (перегонка), извлекают из него кислород и азот.

В чём же смысл «ехидства» Свифта? По тем временам (начало XVIII века) считалось, что воздух «неделим» и абсолютно не поддаётся сгущению. Таким образом, высмеивая академиков из Лагадо, Свифт приписал им совершенно нелепые и бессмысленные действия. Но описал так, что фактически предвосхитил способ, изобретённый инженером Линде в 1895 году – почти через 170 лет после появления «Гулливера»!

Чтобы «сгустить» воздух, его охлаждают до минус 192 градусов. Делают это в особых машинах – детандерах. Принцип работы детандера прост. Воздуху, сжатому в компрессоре до 200 – 250 атмосфер, дают быстро расширяться. Расширение вызывает потерю энергии, газ охлаждается. Для более глубокого охлаждения газ заставляют совершать дополнительную работу – двигать поршень машины. Сжатие и охлаждение повторяют несколько раз, пока температура воздуха не снизится до минус 192 градусов и он не превратится в жидкость, напоминающую воду.

Кислород из этой «воды» получают перегонкой, используя различие в температурах кипения кислорода (минус 183 градуса) и азота (минус 196 градусов). Азот «кипит» при более низкой температуре и потому испаряется раньше. Но при этом уходит и немало кислорода. Если пустить процесс на самотёк, в испарившемся азоте будет много кислорода, а оставшийся кислород сильно «засорится» азотом.

Чтобы избежать этого, уходящий газ снова и снова пропускают над жидким воздухом, температура которого – минус 192 градуса – для азота не страшна, он не сгущается. А кислород вновь превращается в жидкость. Постепенно в испарившемся газе остаётся один азот, в жидкости – один кислород.

Главный недостаток этого способа – работа при высоких давлениях. Долго его не удавалось преодолеть. Только в 1938 году советский учёный академик П.Л. Капица создал установку нового типа. Поршневые механизмы компрессора и детандера он заменил турбинными. Турбодетандер Капицы имеет небольшие размеры и работает при давлении всего в 5 – 6 атмосфер.

Интересно, что попытки создать турбодетандер предпринимались раньше. И неизменно кончались неудачей. Изобретатели исходили из бесспорного, казалось бы, факта: воздух – это газ.

Капица был первым, кто в этом усомнился. Он провёл опыты и доказал, что воздух – при высоком давлении и сверхнизкой температуре – гораздо больше похож на жидкость. А жидкостные турбины конструируют совсем не так, как газовые…

В современных установках расход энергии минимальный: примерно 0, 5 киловатта на каждый кубометр газа. И производительность их огромна – до 40 тысяч кубических метров кислорода в час.

Вполне достаточно. Во всяком случае – для оксивентиляции. Трёх таких установок хватило бы, чтобы в течение месяца привести в состояние апноэ всё население Земли. С изобретением нового способа получения кислорода можно было не торопиться.

Мы так и сделали. Тем более, что забот нам хватало.