Михаил Лапиков - Освоение Солнечной: логистика будущего

Даже крохотный «спейс шаттл» под тягой современные ему инструменты наблюдения увидели бы на орбите Земли с внешних планет Солнечной. Перелети-город на единичные тысячи жителей ночью окажется видно без телескопа.

Относительная стоимость

Подобные энергозатраты хочется пересчитать во что-то более доступное. Например, уровень жизни в комфортном орбитальном городе на постоянной орбите.

Результат подсчёта оказывается довольно предсказуем – разгон одного человека до релятивистских скоростей в межзвёздном полёте исчисляется многими сотнями тысяч человеко-лет комфортного домашнего существования.

Экономическое обоснование

К счастью, экспансия обладает гарантированным экономическим обоснованием. В мире, где всё давно поделено, крайне привлекательно выглядит мысль ухватить для себя и детей кусочек лучшей жизни в пустой новой системе без конкурентов.

В зависимости от амбиций и культуры, это повод зажечь новую звезду большой политики или подтвердить на практике систему альтернативных моральных ценностей. Чудовищные размеры первоначальной инвестиции целиком отбиваются вероятной прибылью основателей новой космической цивилизации.

Длинная шкала

При масштабе планирования в геологические эпохи длиной экономить на размерах бессмысленно. Чем больше система в полёте, тем лучше она решает любую проблему и тем лучше выполняет любую основную задачу.

Стоимость жизнеобеспечения даже у сравнительно малых перелети-городов составляет крохотную долю от энергетической цены их разгона и торможения. Отсюда простой вывод – лучше всего задачу выполнит огромная подвижная система, которая постоянно находится в активном полёте.

Сброс под тягой

Действительно, единожды выведенная на большую скорость огромная система позволяет себе куда больше за куда меньший счёт. Вероятных колонистов она может просто сбрасывать в отделяемом транспорте сравнительно малых размеров. После чего заниматься только его торможением – удаляясь всё дальше и дальше от него.

Такой «лазерный парашют» достаточен, чтобы привести колонистов в новую систему и достаточно сильно уравнять их орбитальные скорости и скорости движения местных перспективных космических тел.

Компенсация усилий

Расплатятся с подвижной материнской системой колонисты запуском достаточно малых и достаточно быстрых контейнеров снабжения вслед ей. На этот раз лазерное торможение сработает в другую сторону.

Местная транспортная система колонистов при этом гарантировано востребована для общения с ранее заселёнными звёздами на маршруте.

Вопрос защиты

Системы кочующих звёзд, разумеется, придётся защищать от последствий движения на релятивистской скорости. Пространство впереди наблюдать мощной системой вынесенных подвижных станций наблюдения. Обнаруженные угрозы – вычищать лазерами и кинетическими перехватчиками.

На местное жилое пространство это влияет довольно однозначно. Хотя в полёт отправляется единичная звезда, или, с какого-то момента, строй из нескольких звёзд, основную массу населения в системах размещают искусственные космические города на постоянных орбитах.

Это динамическая система, и занята она, в основном, собственной безопасностью. Чем решать вопрос разгона?

Двигатель Шкадова

Самая простая, самая известная и самая плохая разгонная система из научно достоверных. Фотонный привод, в основе которого – отражение света частью роя Дайсона в желаемом направлении.

Двигатель Шкадова обладает микроскопической тягой. Разгон Солнца до просто наблюдаемых значений с его помощью требует миллионы лет – буквально. С другой стороны, он сулит высокую конечную скорость.

Математика полёта

Для нашего Солнца массой в 2х10 с 30 нулями килограммов понадобится что-то в районе 6х10 с 36 нулями ватт энергии для того, чтобы привести его в движение на ускорении в 1g.

Разумеется, так его разгонять бессмысленно, потому что для внутренней системы на околосолнечных орбитах такая перегрузка вредна. К счастью, Солнце у нас излучает куда скромнее. Его идеальная светимость в 3,8 на 10 с 26 нулями ватт.

Реальное ускорение идеальной системы окажется в 16 миллиардов раз хуже – примерно 0,6 нанометра в секунду за секунду. Поскольку чисто конструкционно зеркальная полусфера вокруг Солнца использует лишь половину доступного света, уйдёт миллион лет на разгон Солнца до 20 м/с. Правда за миллиард лет Солнце разгонится к 20 км/с и пролетит около трети галактики.

Баланс возможностей

Более яркие звёзды выделяют больше энергии, но и выгорают куда быстрее. Тусклые карлики разгоняются дольше, но выигрывают за счёт на порядки большей продолжительности жизни.

Это достаточно однозначно свидетельствует, что гипотетическая экспансия в соседнюю галактику лучше всего пройдёт с помощью карликовых звёзд-долгожителей. Вроде той, что по чистой случайности находится в самой близкой нашему Солнцу звёздной системе.

Реактивный привод

Технология подъёма солнечной материи позволяет использовать её в огромном реактивном двигателе. Струи материи обратно в Солнце удерживают сравнительно малый двигатель на месте. Струи материи наружу – приводят систему в движение.

Эта система проигрывает в конечной предельной скорости, но сильно выигрывает по тяге. Фактически, это частный случай термоядерного факельного двигателя – святого грааля мощных движков постоянного ускорения. Да ещё и с явно выраженным контролем потока материи в системе – для размена тяги на удельный импульс и обратно.

Комбинированный двигатель

Очевидно, что грамотное сочетание первого и второго решения творит настоящие чудеса. Реактивный факельный двигатель обеспечивает сравнительно быстрый набор скорости и активные курсовые поправки.

Фотонный привод роя Дайсона отвечает за доразгон к ещё большим космическим скоростям, включая релятивистские.

Строительство роя

Выгода Солнца как основного двигателя кочующей звёздной системы в том, что главный двигатель системы, главная электростанция и главная шахта – одно и то же.

Освоение Солнца решает вопрос и строительства активного обвеса любой обоснованно достаточной численности, и его питания, и активной лазерной поддержки на маршруте.

Завершение строительства человечеством основной части роя Дайсона и первичных добывающих конструкций около Солнца уже само по себе достаточно, чтобы при нужде превратить его в звёздный двигатель. Это естественный процесс, который потребует сравнительно мелкие настройки системы перед запуском.