Компьютерра - Компьютерра PDA 10.04.2010-16.04.2010

(Конечно, можно и смухлевать, но я уже задействовал самореплицирующихся роботов и замкнутые системы жизнеобеспечения, а это не так уж сильно отличается от волшебной палочки. Я буду умышленно игнорировать ещё более фантастические технологии вроде межзвёздных виспов(крохотные корабли, которые куда проще разогнать до сверхвысоких скоростей – прим. пер.), передачи разума, или искусственного интеллекта, способного действовать самостоятельно – хоть я сам бесстыдно использовал их в собственном романе Accelerando. Сейчас у меня другая задача: я пытаюсь придумать подходящую метафору для реалистичного энергетического бюджета, необходимого для межзвёздного перелёта).

Если зонд, весящий одну-две тонны с астронавтом в придачу, не совсем правдоподобен, то автоматический зонд в пару тонн весом представить куда проще. Такой аппарат способен перенести достаточное количество роботизированных инструментов для полезных исследований, включая достаточно мощный лазер, подходящий, чтобы послать домой сигнал, и, возможно, даже пресловутый самораспаковывающийся "военно-промышленный комплекс", который позволит построить что-нибудь дельное на том конце. Более миниатюрные зонды, скорее всего, даже не смогут сообщить нам о своих находках – по крайней мере, если не будет открыт совершенно новый вид связи.

Теперь давайте представим, что мы хотим доставить наших приматов в "жестяной банке" к Проксиме Центавра за время их жизни. Мы отправляем их в один конец, так что время полёта в 42 года представляется вполне обоснованным. (Их задача – приглядывать за разворачивающейся машинерией, взращивающей колонистов в искусственных матках. Ага?). Это значит, что кораблю нужно достичь крейсерской скорости в 10% от скорости света, а затем притормозить на том конце. На десяти процентах скорости света релятивистский эффект невелик – время растянется, не более чем на несколько часов или дней за 42 года путешествия.

Нам надо ускорить наших астронавтов до 30 миллионов метров в секунду, а затем приостановить. Мухлюя и используя ньютоновскую динамику, получим, что кинетическая энергия, потребляемая ускорением составит 9 x 10 17Джоулей, то есть, если округлить, 2 x 10 18на всё путешествие. NB: Подразумевается, что используемый двигатель конвертирует энергию в движущую силу со стопроцентной эффективностью, и силовая установка находится снаружи, так что нет необходимости брать в дорогу рабочее тело. Выходит, что это нижний предел энергетической стоимости транспортировки нашей экспедиции величиной со старинный космический корабль к Проксиме Центавра за время меньшее, чем продолжительность жизни.

Для сравнения добавлю, что полное преобразование одного килограмма массы в энергию даёт 9 x 10 16Джоулей (что, согласно одному из моих источников, равно 21,6 мегатонн в термоядерном эквиваленте). Так что нам понадобится энергетический эквивалент 400 мегатонн ядерного армагеддона, чтобы передвинуть к Проксиме Центавра за время меньшее продолжительности жизни человека капсулу, которая весит как нагруженный автомобиль Volvo V70. Столько энергии дадут все имеющиеся американские межконтинентальные баллистические ракеты "Минитмен III".

Вот менее взрывчатый ориентир: вся наша планетарная экономика, которая потребляет примерно 4 тераватта электричества (4 x 10 12Ватт). Так что нужно всё наше мировое энергоснабжение за примерно полмиллиона секунд – около пяти дней – чтобы обеспечить необходимый "ж-жах".

Чтобы с треском вернуть вас с небес на землю, позвольте напомнить, что этот зонд настолько невероятно эффективен, что сам по себе попадает на территорию "волшебных палочек". Кроме того, я обошёл стороной стопроцентно эффективные передатчики энергии, способные действовать на межзвёздных расстояниях с поразительной точностью и без потерь. Если бы они существовали, они позволили бы космическому кораблю на том конце конвертировать энергию напрямую в движущую силу, но пока никто не сумел построить ничего подобного.

Когда речь идёт о единственном астронавте и 10% скорости света, результат не так уж сильно отличается от беспилотных полётов. А как быть с более долгосрочными экспедициями?

Корабли поколений - старинный штамп научной фантастики. Они очень медлительные (вероятно, менее 1% скорости света) и несут на себе самодостаточные города-государства. Команда, отправляющаяся на нём, не доживёт до конца полёта (путь до Проксимы Центавра со скоростью 1% скорости света потребует около 420 лет), но есть надежда, что доживут их потомки.

Если даже не задумываться о том, что ни у кого нет опыта создания социальных институтов, сохраняющих стабильность на периодах времени, значительно превышающих продолжительность человеческой жизни, корабли поколений, скорее всего, всё равно не помогут нам решить проблему энергетического бюджета.

Человеческое общество, судя по всему, требует больше места и сырья для жизни, чем можно взять с собой в полёт. К тому же если запечатать одинокого путешественника в консервную банку на сорок с чем-то лет - всего лишь жестоко и странно, то если поступить так с целым городом на несколько столетий, то это, наверное, правильнее всего квалифицировать как преступление против человечности.

Выходит, что нам нужно ослабить требования к массе. Если предположить, что у нас будут те же сверхэффективные системы жизнеобеспечения, что и в примере с единственным путешественником, мы можем постулировать, что на каждого колониста требуется десять тонн жилых сооружений (примерно как в жилом трейлере, только на всю жизнь). Урежем пиковое ускорение на порядок и на порядок увеличим груз на одного пассажира - и нам потребуется достаточное количество пассажиров, чтобы получилось стабильное общество. Предполагаю, что разумным нижним пределом можно считать 200 человек - размер стада доисторических приматов. Судя по всему, наш минимальный корабль поколений потребует существенно больше энергии, чем единственный скоростной путешественник.

И не забывайте, что пока речь идёт только о пути до Проксимы Центавра, нашего ближайшего соседа. Экзопланета Глизе 581 впятеро дальше. Планеты, которые уже годятся для жизни, обращаются в обитаемых зонах вокруг своих звёзд, содержат в атмосфере свободный кислород и имеют подходящую массу, силу тяжести и вторую космическую скорость, вероятно, встречаются куда реже. (Между прочим, присутствие свободного кислорода в атмосфере свидетельствует о кое-чём ещё - о наличии на планете жизни, ведущей фотосинтез, геохимического цикла углерода и множества других вещей, которые могут представлять опасность для неподготовленной иммунной системы человека. Вопрос о том, как мы будем взаимодействовать с инопланетными биологиями, на порядок сложнее, чем вопрос о том, как мы до них доберёмся - на первый взгляд перспективы такого взаимодействия выглядят довольно сомнительно).