Михаил Лапиков - Освоение Солнечной: логистика будущего

Горячий конфликт внутри местной системы лун планеты-гиганта – практически самое удобное по сочетанию физических и космооперных решений пространство для художественного эксперимента.

Вероятность подобного конфликта, его выгода и жизнеспособность сохранятся на тысячелетия вперёд при любом уровне технологического развития человечества. Что может его исключить, ну или хотя бы резко понизить вероятность? Разумеется, гарантированное ресурсное и энергетическое изобилие!

Оптимизация потребления

Шкала Кардашева привязана к потоку солнечной энергии. Сначала тому, что падает на Землю, потом тому, что освещает всю Солнечную. Но человечество уже давно умеет хотя бы грубо и примитивно использовать солнечную энергию.

До каких же пределов реально оптимизировать этот процесс, и что ещё можно взять у Солнца?

Запреты и разрешения

Хорошая научная фантастика строится преимущественно на запретах. Именно они в ответе за отсутствие в тексте антигравитации, сверхсвета, эффективной маскировки в космосе и прочей антинаучной дребедени.

Только вот для Солнца многое строго наоборот – бытовой миф о возможном и доступном резко противоречит реалиям его вероятного освоения!

Предельная эффективность

Рой Дайсона позволяет максимально эффективно трансформировать солнечную энергию во что-то полезное. Как в пригодную к использованию энергию, так и работу. Обычно люди ждут от упоминаний роя энергетического изобилия, но, как и с любой другой мощной энергетикой, дешёвым электричеством всё только начинается.

Проблемы веры

Для массы людей практически любая мегаконструкция выглядит маловероятной, а то и просто абсурдной. Но если критиковать сферу Дайсона за нестабильность, проблемы силы тяжести на внутренней поверхности и многое другое вполне реально, претензии к рою принимают форму чисто религиозного спора.

Тот возможен сам по себе, без любых крупных технологических прорывов, и уже сейчас представляет чисто количественное решение застройки максимального числа орбит максимальным количеством солнечных электростанций и космических городов на их основе.

Проблема ресурсов

Строительство достаточно большого роя упирается в чисто количественную проблему. Да, застроить окрестности Солнца мощными электростанциями сравнительно легко. Меркурия на это хватит.

Но полноценный рой Дайсона требует застройки всё более высоких орбит всё большим и большим количеством новых космических городов. Но где именно в Солнечной находится большинство строительных материалов – и сколько его там?

99,8%

Именно столько материи в системе оценочно приходится на Солнце. Это одновременно и самая горячая топка в системе и самая богатая жила в ней же. 0,1% – масса Юпитера. Остаток распределён по всему остальному. Прежде всего – трём другим планетам-гигантам.

Солнечная материя куда доступнее, чем кажется!

Звёздная шахта

Разумеется, зачерпнуть Солнце ведёрком, даже на пролёте, удивительно сложная задача. Она требует и прорывных технологий и фантастических материалов и запредельного сочетания отваги и слабоумия.

В одном ведре солнечной материи содержится меньше атомов, чем в одном ведре земного воздуха. Лишь два процента этой материи приходится на все остальные вещества, кроме водорода и гелия. Значит ли это, что про добычу солнечного материала надо забыть навсегда?

Вот ещё!

Сокровища фотосферы

Солнечная фотосфера нагрета до 5700 градусов Кельвина. При этих температурах известные вещества, металлы и сплавы превращаются в газ.

Называть фотосферу «поверхностью» Солнца можно лишь потому, что это единственное, что доступно полноценному наблюдению. Она чудовищно разрежённая – примерно одна десятимиллионная от земли у нас под ногами, или в тысячу раз меньше плотности воздуха.

Расположенные над фотосферой хромосфера и корона ещё менее плотные.

Консистенция Солнца

Где-то в глубине Солнце, конечно, становится многократно плотнее, но основная доступная наблюдению часть – удивительно разреженная плазма.

Кажется, что добывать такую почти бессмысленно. Только в реальности всё наоборот – именно такое состояние верхних оболочек Солнца резко упрощает работу с местными ресурсами!

Солнечная топка

Термоядерная печь нашего светила порождает 63 мегаватта световой энергии на квадратный метр поверхности. Это примерно в шестьдесят тысяч раз больше, чем реально получить на квадратный метр на орбите Земли.

Значит ли это, что на приближении к Солнцу нужно поставить жирный крест и забыть навсегда?

Спасительный теплоотвод

Вопреки популярному заблуждению, энергию Солнца можно контролировать даже на удивительно малых дальностях от него.

Разрушение материи от нагрева случается в том случае, если тепло копится в системе. Любая возможность эффективно выводить это тепло для излучения куда-то ещё резко повышает любую живучесть даже в таких суровых условиях.

Вакуумный изолятор

Основная проблема в космосе у любых искусственных сооружений, как известно, теплоотвод. Даже крохотная МКС имеет огромные радиаторы. Поскольку тепло можно только излучить – их размер стремительно растёт, и любая космическая техника обязательно получит огромные хорошо заметные «крылья» для излучения мусорного тепла.

Как же можно защитить вероятную космическую постройку в ближних окрестностях Солнца?

Зеркальный щит

Пока техника находится вне прямого контакта с материей Солнца, она получает в основном поток фотонов. Их можно отражать.

Металлическая фольга уже достаточно хорошо рассеивает это поток. Более сложные материалы при оптимизации под задачу смогут работать и того лучше.

Отражать придётся достаточно широкий спектр энергии за пределами видимого оптического диапазона. Это потребует хитрый бутерброд из сложных материалов, но в целом задача вполне решаемая.

Эффективность зеркала

При условной 99% эффективности можно подобраться на расстояние, где Солнце в сто раз ярче, чем на Земле. Это примерно 0,01 астрономической единицы, или четверть расстояния от Солнца до Меркурия. Настолько палимой Солнцем планеты, что пребывание днём на её поверхности возможно только под сложными зеркальными щитами-отражателями на опорах из эффективных теплоизоляторов.

Контакт с короной

Одна сотая расстояния между Землёй и Солнцем уже считается верхней границей солнечной короны. Достаточно эффективный отражатель позволяет космическому аппарату скользить по её верхней границе.