Как неудачник создал круги на полях, заметные из космоса и сегодня, и перевернул представления об ирригации, как пустыни в США, Новой Зеландии, Африке и Австралии превращаются в плодородные земли и где у систем полива «гусиная шея», рассказывает сегодняшний выпуск рубрики «История науки».

В 1952 году патент на «Самовращающийся разбрызгивающий ирригационный аппарат» выдали Фрэнку Зубаху в Страсбурге (не том, что во Франции, а в том, что в Колорадо). Изобретение это выглядит следующим образом: в центре конструкции находится труба, которая держится на колесиках, приводимых в движение водным поршнем. Колесики крутятся, и труба крутится, разбрызгивая воду на поле. Специальная система контроля следит за тем, чтобы каждое колесико вращалось с нужной скоростью (ведь чем ближе оно к центру круга, тем меньше приходится проезжать при каждом обороте).

Сейчас радиус создаваемых такими механизмами орошаемых кругов стандартно равен 400 метрам. Труба обычно состоит из алюминия, который покрыт тонким слоем стали. Разбрызгиватели часто делают в виде буквы U, чтобы сократить потери лишней воды. За такую форму их часто называют «goosenecks» — «гусиные шеи». Но как были созданы эти массивные механизмы, разливающие сотни и тысячи литров в минуту, прозванные Scientific American «самым значительным механическим новшеством в сельском хозяйстве после замены волов тракторами»?

У жившего в городе с французским названием Фрэнка Зубаха были швейцарские корни. Его родители иммигрировали в США, когда сыну было всего три месяца. Семья не купалась в роскоши: после седьмого класса Фрэнк вынужден был бросить школу и помогать отцу на ферме и в кузнице. Там и раскрылась его необычная судьба: ему пришлось бы впору прозвище чеховского героя Епиходова «двадцать два несчастья». При всем таланте и целеустремленнности молодой Зубах долгие годы не мог получить ни одного патента, хотя постоянно создавал новые, полезные в сельском хозяйстве механизмы, а вызывал лишь смех или ужас обитателей соседних ферм.

Свое первое изобретение он придумал в тринадцать лет, и в этом случае лень действительно стала двигателем прогресса. Дело было так. Подросток устал ходить за бороной в пыли, пока ее тащит старая кляча, сколотил маленькую тележку с сиденьем и колесами на шарнирах и приделал ее к бороне. Съемные штыри держали конструкцию прямо, а если нужно было слезть и повернуть лошадь, они вынимались. Неизвестно, сильно ли это снижало скорость самой лошади, но на ферме Зубахов оно применение нашло (что нельзя сказать о соседних).

В двадцать с небольшим (в начале 1920-х) Зубах собрал трактор, который мог ехать без водителя, и даже вспахал им поле. Практичный молодой человек оснастил машину механизмом, который выключал двигатель, если трактор уезжал за пределы поля, двигатель перегревался или закончивалось масло. Но приземленные и суеверные соседи не смогли воспарить до высоты его гения, и очередная «шайтан-машина» безумного, как им казалось, изобретателя так и не снискала заслуженного успеха.

Вскоре Фрэнк женился и стал отцом двух дочерей. Голова его была полна новых идей: в это десятилетие он сделал шагающую куклу для детей и автоматическую коробку передач. Как и в случае с трактором, патент получить не удалось.

В это время он и переехал в Страсбург, где жили его брат и зять, и купил там немного земли. У всех окрестных фермеров были сельскохозяйственные орудия для пашни и рыхления без гидравлики и прочих современных излишеств. Зубах придумал делать борону, которая не рыхлит, пока поворачивает, чтобы не выбрасывать пласты земли за пределы поля, но снова его изобретение постигла неудача.

Его ферма, вероятно, казалась соседям полной усовершенствований и странных чудес, но получить патент ни на одно из них ему не удавалось. Впрочем, однажды, летом 1947 года, его изобретательская карьера пошла в гору. Фрэнк пошел с другом на его поле, чтобы помочь ему наладить систему полива. По дороге он заметил, как рабочие соединяют отрезки алюминиевой трубы, ждут, пока поле намокнет, идут обратно, увязая в грязи, разбирают трубу, передвигают ее на новое место и повторяют это до тех пор, пока все поле не будет полито. Зубах удивился, почему люди тратят столько сил и времени, используя столь неудобный способ, и тут же приступил к созданию своей системы орошения.

Фермеру не доверяли попробовать его способ на их огромных полях, поэтому в итоге он сговорился с одним из знакомых, Эрнстом Энгельбрехтом, установить систему полива на его пастбище, занимавшем 16 гектаров. Сам хозяин был настроен скептически, но поддался на уговоры. В итоге на его полях выросла странная конструкция на длинных металлических «ходулях» с двумя башенками, соединенными проводами. В «башенках» находились клапаны для контроля подачи воды. Механизм разбрызгивал воду с высоты около 0,6 метра. Практически все это (кроме разве что болтов) состояло из запчастей от других сельскохозяйственных машин с фермы Зубаха – даже колесики были взяты от культиватора, а гидравлический цилиндр и контроллер фермер изготовил сам. Двустороннего крана, который подошел бы для системы, где колесики двигаются с разной скоростью, Фрэнк тоже не нашел, поэтому сконструировал свой собственный.

Позднее он сделал своему изобретению не две, а пять подпорок, покрасил его в красный и установил на поле Энгельбрехта. Над ним смеялся весь Страсбург: странная крутящаяся махина выглядела нелепо и оставляла сухими углы поля. Но Зубах торжествовал: такая ирригационная система позволяла экономить огромное количество воды и смачивала землю достаточно глубоко. Даже прихотливые культуры получали гораздо больше влаги, чем при орошении с помощью каналов и канавок, и стоило это дешевле, чем индивидуальный полив каждого клочка земли. Однако, несмотря на небольшие сложности в доработке, самым трудным было перебороть непонимание фермеров, которые не понимали, зачем им такое диковинное нововведение. И вот в 1952 году, 22 июля, был получен долгожданный патент, о котором изобретатель мечтал многие годы.

Правда, и тут его мытарства не закончились: Зубаху пришлось прибегнуть к помощи агента и даже привлечь инвестиции в виде последних пяти тысяч долларов разорившегося бизнесмена, чтобы запустить производство своих круговых ирригационных систем. К 1960-м компания собирала 50 машин ежегодно. Сейчас же половина систем кругового орошения в США произведена фирмами Valley и Valmont, которые когда-то были основаны Зубахом и его партнерами.

Конечно, земледелие на таких полях несло с собой и новые риски – при слишком высоких его темпах добываемые для орошения грунтовые воды истощались, превращая соседние области в засушливые и пустынные. При неосмотрительном использовании любой системы возможны нежелательные последствия, поэтому любое полезное изобретение можно погубить жаждой наживы.

Однако чаще оно работало на улучшение земель. Круговая ирригация помогла сделать плодородными поля Высоких Равнин (часть Великих равнин США), в полупустынных условиях которых раньше не могли расти злаки. Даже требовательные и капризные рис, кукуруза и арахис смогли расти там, где первые колонисты отчаялись собрать приличный урожай. Не только в США, но и по всему миру – от пустынь Австралии до Сахары – земледелие стало доступнее, и желтые пески расцвели зелеными кругами полей, которые видно даже из космоса.

Поэтому если вы из иллюминатора самолета увидите с неба не квадратики, а круги полей, вспомните нелепого, но талантливого изобретателя Фрэнка Зубаха с его несгибаемой волей, которую не могли сломить годы постоянных неудач, и его любовью к фермерам, которые упрямо не хотели перенимать его новшеств.