Михаил Лапиков - Освоение Солнечной: логистика будущего

Хотя по большому счёту она где-то рядом с трёхэтажными горами лошадиного дерьма на улицах мегаполисов будущего из шуток-пугалочек урбанистов XIX века.

Внешний привод

Те же исполинские солнечные лазеры – идеальный внешний привод транспортных потоков на всём протяжении Солнечной, а с какого-то момента – и за её пределами.

Эффективность лазерного паруса ограничена в основном способностью лазерного парусника отводить тепло с рабочей поверхности и вести её текущий ремонт. У магнитоплазменного решения выше конструктивная сложность магнитной ловушки и минимальные требования к энергетике процесса, но резко лучше выигрыш по соотношению массы паруса к его площади. Даже при малых ускорениях единичные сутки разгона уже превращаются в эффективные межпланетные полёты орбита-орбита.

Стеллазер

Концепцию большого солнечного лазера – стеллазера – предложил Стив Никсон. Он заметил, что ионы железа в короне Солнца возбуждены до пары миллионов градусов Кельвина. Их энергию реально собрать в мощный зелёный луч специально подобранными зеркалами нужных отражающих свойств, чтобы сформировать основу мощного исполинского лазера.

Зеркала физически находятся за пределами слоя возбуждённого ими газа, на орбите в сравнительно высоком удалении от главной топки короны. Через слой рабочего вещества просто идёт воображаемая главная ось конструкции. Движение фотонов вдоль неё между зеркалами увеличивает поток стимулированных фотонов нужной длины волны. Отражатель в достаточно возбуждённом лазерном потоке направит часть энергии потока в нужную сторону.

Получится чудовищно дальнобойный луч, который в силу размера зеркала очень медленно теряет фокусировку и слабо рассеивается даже на межзвёздных расстояниях.

Солнечная батарея лазеров

Маленький стеллазер вполне реально построить на современной доступной технологии. Развитие технического могущества гарантировано увеличит их физические возможности.

Их реально строить фактически сколько нужно и вести эффективное излучение одновременно в разные стороны или концентрировать на общей цели посменно. Цвет (а соответственно и физические свойства луча) тоже можно изменять в достаточно широких пределах. Вышеупомянутый зелёный луч просто удобен для наглядного примера.

До каких границ можно нарастить эффективность солнечной батареи?

Луч Николла-Дайсона

В идеальном законченном рое Дайсона эффективность большого солнечного лазера при ведении огня на поражение даёт возможность стерилизовать любую планету галактики за считанные минуты воздействия. Конечно, подлётное время лазерного импульса на другой край галактики тоже достаточно велико, оно измеряется в десятках тысяч лет, но раскалить и сорвать любую атмосферу и погубить любую биосферу на межзвёздных расстояниях можно раньше, чем протикает один эволюционный срок известной нам биологической жизни.

Разумеется, эту мощь выгодней использовать в мирных целях.

Межзвёздная трасса

Если «продуть» мощным лазерным потоком достаточно узкую область пространства между звёздами, оттуда можно заранее убрать основную массу пыли и мелких камней. Профилактические лазерные импульсы по краям виртуальной трассы сохранят её чистой и удобной для использования.

Парадоксально, но гарантированная межзвёздная пустота – тоже в каком-то смысле космическая мега-конструкция искусственной природы!

Запуск в заранее подготовленный транспортный коридор мощного лазерного парусника сильно увеличит его безопасную скорость. Время ближних межзвёздных перелётов реально сократить до единичных десятилетий. В теории, решение позволяет отправить команду специалистов к другой звезде и обратно в пределах срока их жизни, а то и в пределах карьеры.

Энергоёмкие проекты

Солнечная энергия примерно в двадцать триллионов раз превышает современное потребление человечеством промышленной энергии. Любые энергоёмкие проекты, которые мы себе можем вообразить сейчас – реальны и достаточно скромны по меркам цивилизации, которая выстроила хотя бы первое кольцо вокруг Солнца.

Даже исполинский промышленный коллайдер на базе этого кольца, для синтеза тяжёлых элементов из лёгких и тот выглядит как малоэффективная, но жизнеспособная и выгодная для этих условий конструкция.

Особая солнечная магия

Избыток доступной энергии можно использовать и для получения антиматерии – эффективного топлива дальних межзвёздных экспедиций, и для промышленного изготовления миниатюрных чёрных дыр. Тоже одновременно и мощного космического привода и эффективного источника энергии в долгом межзвёздном перелёте.

Физика таких процессов сейчас теоретическая, но её реализация упирается больше в отсутствие потребных мощностей, чем самих идей о том, как бы такое сделать. Раннее материальное изобилие Солнце гарантирует и менее радикальными способами.

Солнечная шахта

Электромагнитная добыча солнечной плазмы в основном заканчивается возвратом термоядерного горючего обратно в Солнце. Но его «нагар» в форме более тяжёлых элементов – число с длинной вереницей нулей. До заманчивого уровня «мегатонны в секунду» дойти можно сравнительно рано.

Фактические темпы добычи материи из Солнца на предельной эффективности – одна масса Земли в столетие. На этой скорости звезду размером с наше Солнце можно разобрать примерно за тридцать миллионов лет. Любое снижение эффективности и темпов добычи растягивает этот срок до времени жизни Солнца как такового.

Сопутствующий продукт

Водород можно добывать в огромном количестве других уголков Солнечной. Но именно поток водорода окажется наиболее мощным в общем количестве добычи солнечной материи.

Его можно с чистой совестью использовать для материальной активной поддержки конструкций над определённой точкой Солнца вместо движения по орбите. Например, подать в исполинский космический двигатель!

Двигатель Каплана

У солнечного двигателя Шкадова есть один пикантный нюанс. Хотя движение Солнца только за счёт направленного переизлучения света роем Дайсона реально, эта работа занимает чудовищные десятки миллионов лет. В случае относительно резкой катастрофы звёздного масштаба его возможности сильно ограничены.

Двигатель Каплана лишён этой проблемы.

Он парит над звездой на обратном потоке добытого водорода. Его электромагнитные воронки жадно поглощают солнечную материю, разделяют, и возвращают обратно Солнцу. Струи вещества получают направление, сохраняют высокую скорость и работают как эффективные двигатели сами по себе. Основные же сопла двигателя Каплана выбрасывают менее ценные для Солнца, но куда более массивные элементы (например, кислород) в нужную сторону – и приводят Солнце в движение реактивным способом.