Михаил Лапиков - Освоение Солнечной: логистика будущего

Даже в отсутствие эффективного термояда, компактные чёрные дыры вполне способны его превзойти. Они ещё и многотопливные – им совершенно безразлично, что именно поглощать. Квадриллионы джоулей на килограмм – вполне заметный энергетический выхлоп.

Термоядерный коэффициент

В реальности, термояд проигрывает чёрным дырам примерно в шесть раз. Один процент эффективности конверсии массы в энергию вместо шести. Мы его, конечно, ждём. Его появление в ожидаемом размере сулит коренное изменение правил игры человека с миром – начиная с условно-бесконечного легкодоступного углеводородного сырья и топлива и заканчивая совсем другой энергетикой космических городов.

Но даже в этом случае термоядерная энергетика – лишь ступенька на пути к подлинному энергетическому могуществу космической цивилизации.

Малоприятное сравнение

Чёрная дыра как источник энергии достаточно развитой космической цивилизации по большому счёту выигрывает даже у звёзд. Именно потому, что куда эффективнее превращает массу в энергию.

Самые крупные и яркие звёзды взрываются после исчерпания малой части своего топлива. Малые тусклые звёзды производят мало энергии. Цивилизация на основе чёрных дыр сравнительно низкой массы рассчитывает на то же количество энергии за расход куда меньших количеств материи.

Манёвр Оберта

Помимо всего прочего, чёрная дыра предоставляет выгоды манёвра Оберта с наилучшим возможным коэффициентом. Дополнительный разгон в момент предельного сближения чёрной дыры и ракеты на пролёте мимо неё имеет самую выгодную разницу обмена потенциальной энергии рабочего тела на кинетическую энергию ракеты после работы двигателя.

При высокой скорости в проценты световой чёрная дыра позволяет сравнительно просто и быстро менять направление движения на межзвёздной трассе. Она становится важным элементом регулировки движения на дальних маршрутах.

Искусственные чёрные дыры

Естественный процесс формирования чёрных дыр медленный и требует огромную массу. Искусственный должен сравнительно быстро работать с относительно скромной массой. С точки зрения современных физических теорий это совершенно реально.

Требуется достаточно быстро и достаточно плотно утрамбовать массу так, чтобы та оказалась внутри собственного горизонта событий. Кажется, что это очень сложно, но в реальности хватит одной лазерной трассы высокой эффективности между парой соседних звёзд.

Релятивистский лом-убийца

Любимое оружие для стрельбы на межзвёздные расстояния имеет замечательное мирное применение. Встречный точный удар двух больших масс обладает достаточной энергией, чтобы сформировать искусственную чёрную дыру.

Лазерные паруса и достаточно простые бортовые системы позволяют осуществить точное наведение и достаточно эффективный собственный манёвр. Оптимизация скоростей отправления, скорей всего, позволит совместить в пространстве точно в нужный момент сразу несколько рабочих тел – и слегка упростить затраты на разгон.

Межзвёздная торговля 2.0

Скептики любят говорить о трудностях межзвёздной торговли. Но искусственная чёрная дыра – гарантированный уникальный товар двух звёздных систем. И главное – вопрос решается плотностью упаковки материи с энергией в точку пространства. У релятивистского лома под лазерным парусом с кинетической энергией на скорости близкой к световой всё просто замечательно.

Качество товара безусловно. Спрос на тысячелетия вперёд заведомо больше предложения. Основная физика процесса известна уже сейчас. Работа сводится к чисто количественной задаче, пусть и грандиозной. Кругом сплошные выгоды.

Масса дыры

При размерах типичного перелети-города, он вполне нормально себя чувствует с чёрной дырой мегатонного класса в обвесе двигательной системы. Искусственную чёрную дыру выгодно делать маленькой, а потом кормить материей для увеличения массы до нужного значения.

Подача материи

Система удержания искусственной чёрной дыры на равном удалении от конструкции и подачи материи в дыру – единое целое. Это мегаконструкция сама по себе, но именно поэтому она достаточно эффективна и достаточно надёжна.

Дыра притягивает корпус, но поток входящего материального питания удерживает её на расстоянии. Ионизация в процессе даёт возможность использовать сильные магнитные поля и дополнительно удерживать объекты там, где им положено быть.

Минимальный размер борта

Отдельно стоит запомнить, что чёрные дыры требуют удивительно большие размеры конструкции вокруг них. Это действительно полноценные космические города большого размера. При наличии сверхпрочных материалов – очень большого.

Трудности возникают с тем, чтобы опустить минимальный размер чёрной дыры ниже мегатонного класса. Для изготовления даже такой чёрной дыры в сверхмалую точку пространства нужно упаковать примерно восемнадцать авианосцев класса «Адмирал Кузнецов» на запредельной космической скорости.

И да, это только сам «двигатель».

Город в полёте

Разумеется, приличный космический город обладает куда большей массой жилого объёма. Плюс обвес. Плюс баки рабочего тела. Сцепка двух корпусов противоположной направленности вращения при радиусе в 4 километра и длине порядка 32 километров выскочит с учётом периферии к десятку гигатонн. Но даже такой полноценный космический город куда скромнее по размерам сравнительно традиционной рабочей схемы межзвёздной ракеты.

Космический город с чёрной дырой в основе двигательной и энергетической системы может отправиться в самостоятельный межзвёздный полёт и обладает достаточной энергетикой, чтобы работать центральным узлом вторичного лазерного разгона и доразгона космического транспорта меньших размеров.

Нано-дыра

Чёрная дыра габаритами с нанометр обладает массой порядка квадриллиона тонн. Её реально питать очень тонкой струйкой атомов. Она может работать эффективным двигателем очень большого перелети-города, размером буквально с континент – десятки километров радиуса на сотни километров длины.

Конечно, такой космический город требует для своей постройки сверхпрочных материалов, на основе, например, углеродных нанотрубок. А в остальном вполне возможен, и способен комфортно вместить, обеспечить и перевезти маленькую страну.

Сверхмалые чёрные дыры

Достаточно мощные звёздные лазеры теоретически способны породить сверхмалые чёрные дыры за счёт высокой плотности фотонов на единицу пространства. Для этого нужна система космических размеров, но, опять же, чисто теоретически задача решаема.