Михаил Лапиков - Освоение Солнечной: логистика будущего

Правда, наши компьютеры уже сейчас достаточно хороши – если ситуацию предусмотреть заранее.

Проблема рассеяния

В массовом представлении в рамках бытового мифа лазерный импульс – очень тонкое пятнышко света, которое пронзает бесконечные космические пространства.

Разумеется, это полная ерунда!

Диаметр лазерного импульса размазывается с каждым новым километром. Даже очень качественный лазер с очень большой физической или виртуальной линзой всё равно теряет фокусировку с расстоянием. Вопрос лишь в том, как быстро дифракция возьмёт своё.

Размер парусного вооружения придётся наращивать в зависимости от удаления от лазера. Но это нормально и полностью ожидаемо.

Галактическая система позиционирования

Каждый лазерный парусник в активном разгоне потребуется очень точно наблюдать и позиционировать. Любая распределённая астрономическая система и передача собственных позиционных сигналов парусником тут окажутся в помощь.

Чем точнее это всё работает – тем эффективнее передача лазером кинетической энергии парусу.

Активная коррекция

Сравнительно малый запас эффективного рабочего тела и маневровые двигатели на борту парусника могут оказаться достаточными, чтобы вносить мелкие поправки в случае ухода луча с паруса. Упомянутые выше по тексту искажения в миллиметр в секунду вполне эффективно уравновешиваются работой сравнительно простых и маленьких ионных двигателей. Относительно скромного запаса рабочего тела им хватит надолго.

На межзвёздных расстояниях задачей транспортных капсул «двигателя Пакмана» может оказаться в том числе доставка новых порций рабочего тела вспомогательных маневровых двигателей строю перелети-городов.

Предел дальности

У луча Николла-Дайсона в пределах нашей галактики дальность – любая желаемая. К сожалению, появляется он где-то хорошо так вблизи уровня могущества цивилизации II типа по шкале Кардашева. До наступления этого времени дальность разгонных лазеров, даже больших солнечных, окажется довольно скромной.

Что с этим делать?

Станция «Полпути»

Самый очевидный и простой ответ цивилизации, которая может себе позволить активную лазерную тягу и отправку космических городов на межзвёздные расстояния – строительство космических городов транспортной системы в межзвёздном пространстве!

Среди популярных фантастов вряд ли получится назвать кого-то хотя бы задумавшегося о подобном решении. Но его жизнеспособность бессмысленно оспаривать.

Термоядерная оговорка

Даже паршивый термоядерный реактор – уже крайне эффективное решение в пределах отдельно взятой Солнечной и её окрестностей. Передача энергии лазером на расстояние в световые месяцы заметно проигрывает водородному топливу – самому распространённому элементу в космосе.

Питать космическую лазерную батарею мощным термоядерным реактором возможно те же безумные триллионы лет, что и в примерах выше. Жилое пространство таких космических городов совершенно аналогично жилому пространству Солнечной, хотя энергию и свет им подарит внутренний реактор вместо солнечных электростанций на внешнем корпусе.

Материальная оговорка

Вместо потока фотонов можно использовать луч заряженных частиц. У того есть свои ограничения по стабильности и сравнительно малая дальность, зато куда выше масса частиц в потоке.

Достаточно мощной электромагнитной системе по силам отправлять поток обратно – и фактически удваивать эффективность материального разгона. Хотя разумеется, эффективнее всего такое решение окажется на местных, сравнительно коротких маршрутах.

Ограничения разгона

Известная нам физика безжалостно утверждает, что даже у внешнего лазерного разгона будет падать эффективность в зависимости от скорости парусника. Но для серьёзного падения мощности луча скорость должна серьёзно приблизиться к световой.

Ранние полёты на относительно безопасных и легко реализуемых 10% световой останутся крайне эффективными по соотношению энергозатрат к результату.

Предельные ограничения

Лучевой разгон эффективнее в том, что касается предельных достижимых скоростей. Хорошая термоядерная схема позволит всё то же самое. Космос наполнен водородом, горючего термоядерным реакторам заведомо хватит на трудновообразимые галактические эпохи.

Лазер предпочтительнее, когда хочется получить очень-очень высокую скорость для сравнительно высокой полезной нагрузки – без возни с подвесными топливными баками и головной боли о том, обо что их безопасно разбить после сброса, когда из-за скорости во многие проценты световой те превратятся в релятивистское оружие круче любого атомного.

Рифы космоса... опять

Теоретически лазерный разгон позволяет скорость в районе 99% световой. Серьёзных помех здесь только две. Заполненность космического пространства звёздными системами на маршруте – раз. Общее сопротивление межзвёздного пространства настолько скоростному телу в полёте – два.

Но здесь мы и возвращаемся к идее «реки света» – межзвёздной фотонной трассе большой мощности.

За чистый космос!

Мощные разгонные лазеры способны «выдуть» космическую пыль и газ из больших коридоров межзвёздного пространства. Задачи вывода гиперскоростного лазерного парусника на маршрут, коррекции его курса, торможения или доразгона эффективно решат те же самые лазеры.

В пределах ойкумены из многих звёздных систем, каждая из которых имеет полнофункциональный стеллазер, возможности быстрого межзвёздного полёта на досветовых скоростях резко улучшаются.

Межгалактическая стадия

Да, эту систему теоретически возможно использовать на межгалактических расстояниях. Да, разгон лучами Николла-Дайсона позволит в теории скорость больше 99% световой. Да, по актуальным физическим теориям это замедлит время на борту, хотя сам межгалактический полёт всё равно займёт сотни тысяч лет.

И да, это то, что когда-либо грамотно обыграли в своих текстах полтора фантаста, из которых самый достойный современный пример – «Отсчёт до триллиона» Джона Си Райта.

Но, вернёмся к более представимым хрупким человеческим рассудком масштабам!

Ширина коридора

Для пролёта космических городов на скорости в большую часть световой требуется полётный коридор шириной во многие секунды на той же световой. В этом коридоре требуется выдуть любой объект размером хотя бы с видимую человеческим глазом песчинку.

Впрочем, задача куда проще, чем кажется, поскольку это одна из тех космических проблем, где эффективно работает чисто количественное решение – сколько человеко-часов цивилизация готова потратить на решение вопроса. Качественные затруднения решать сложнее.