Михаил Лапиков - Освоение Солнечной: логистика будущего

Лучшая космическая шахта – на поверхности. Астероиды и малые луны позволяют буквально стрелять в космос из электромагнитной катапульты добытой с них материей.

Их транспортная связность заведомо выигрывает у любых сравнительно массивных объектов. И чем физически больше объект – тем больше выигрыш.

На многие порядки больше!

Оплата счетов

Даже космический полёт за счёт электричества имеет свою цену. У сравнительно малого космического тела – сравнительно малое притяжение. Для отлёта достаточно низкой тяги, а значит – и очень слабого лазерного паруса с постоянным ускорением.

То есть, космический город-миллионник позволяет себе абсолютно земные условия в жилом объёме, но чудовищно меньшие затраты на транспортную связность – как с ближними, так и с дальними соседями.

Наглядная иллюстрация

В зависимости от модели, энергия притяжения Земли исчисляется как 2 на 10 с 32 нулями джоулей. Это в триллион раз больше энергопотребления современной человеческой цивилизации или в полмиллиона раз больше секундной выдачи солнечной энергии.

Так что, когда вам показывают, как Звезда смерти разносит Альдераан на куски – именно такой порядок энергии улетает в работу за время уничтожения планеты на экране.

Ярче полумиллиона солнц

Даже построенная специально для военных нужд часть роя Дайсона, чтобы испарить планету, должна вваливать энергию точно в цель на протяжении недели.

Поскольку же любое оружие в космосе – разновидность двигателя, чисто логистические проблемы работы с планетарной материей в конечном итоге те же самые – плюс дополнительные затраты на малую эффективность процесса и его физическую длительность. Гравитационная помеха взлёту из планетарного колодца притяжения определяется в том числе временем этого взлёта.

Мусорное тепло

Ракетные двигатели, электромагнитные фонтаны и другие средства доставки материи в космос выделяют мусорное тепло. Эффективность его рассеивания планетой тоже ниже, чем у выделенного космического радиатора.

Большое количество мусорного тепла напрямую влияет на качество жизни в местных условиях. Иными словами, это ещё один аргумент в пользу жизни в космосе вместо планет.

Время теплоотвода

Процесс демонтажа землеподобной планеты без сильного роста местной температуры займёт буквально миллионы лет – при естественном излучении тепла в космос.

Поскольку испарённую планету довольно затруднительно улавливать для обработки, проще учесть в проекте траты на принудительное охлаждение и дополнительные средства рассеивания тепла. Например, за счёт большой системы орбитальных колец и электромагнитных фонтанов.

Демонтаж Юпитера

Планета в 300 раз массивнее Земли, хотя значительно менее плотная и куда большая по линейным размерам требует в 10 000 раз больше энергии. То есть, эквивалент 200 лет полной выдачи солнечной энергии. Цена за килограмм материи превысит земную в 30 раз.

А теперь посмотрим, сколько десятков тысяч юаней стоит один килограмм на околоземной низкой орбите по современным рыночным ценам – и прикинем разницу затрат в современной нам валюте.

Обратная сторона гравитации

Но есть и хорошие новости. Земная Луна формально числится в списке из 20 самых массивных объектов Солнечной. Это верхние позиции списка из буквально миллионов известных достаточно крупных тел на стабильных орбитах.

Энергетическая цена подъёма килограмма с поверхности в 20 раз дешевле земной. Или в 700 раз дешевле, чем с Юпитера.

Абсолютные тяжеловесы

Наше Солнце обладает гравитационной энергией примерно в миллиард раз выше земной. На то, чтобы демонтировать Солнце нужна примерно 1/500 всей его энергии за всё предполагаемое время существования звезды.

Для белых карликов и нейтроннных звёзд эти цифры ещё хуже. Ну и разумеется, чёрная дыра успешно проламывает верхнюю границу энергозатрат. Современная нам физика исключает возможность её демонтажа полностью.

Типичные легковесы

Астероид на 6-7 километров радиуса, типичный привлекательный центр большой космической стройки, обладает массой в миллиард раз меньше земной. Для его разборки потребуется одна миллионная часть одной миллиардной части цены демонтажа Земли. Цена за килограмм в миллион раз меньше земной.

Нужно ли после такого лишний раз уточнять, почему для полноценного освоения и заселения космоса астероиды настолько привлекательны?

Природное ограничение

Масса пояса астероидов в тысячу раз меньше земной. Основная часть этой массы находится в составе Цереры и примерно десятка прочих крупных астероидов.

Остальное размазано очень тонким слоем по миллиону других астероидов.

Процесс освоения

Разумеется, экономический процесс освоения Солнечной начинается самыми дешёвыми и доступными материалами. Это луны и астероиды. Но они – только начало.

Процесс заселения системы диктует потребность двигаться и дальше. Разбирать всё более массивные планеты. И, в какой-то момент, начать поднимать солнечную материю. Правда, есть пара оговорок.

Мелким шрифтом

Нюанс первый – энергетическая цена подъёма и денежная цена – две разных цены. Умножать что-то на современную цену за килограмм – значит, бессмысленно жонглировать цифрами. Учесть дополнительные расходы на технику, рабочие часы и проектирование систем можно лишь очень грубо и очень приблизительно.

Нюанс второй – доступность энергии. Добыча солнечной материи с поверхности Солнца, наверное, самая выгодная по доступности энергии деятельность подобного рода. Да, энергии нужна прорва, но эту самую энергию производит Солнце под боком.

Относительные цены

Запустить массу в форме ракеты на орбиту энергетически сложнее и дороже, чем выплавить из руды на Земле материалы той же массы, что и полезная нагрузка этой ракеты. На лунах это меняется. Цена плавки, очистки материала и обработки становится заметно выше местных космических транспортных расходов.

Даже огромная по меркам пояса астероидов Церера обладает скромным полукилометром в секунду скорости убегания. Это кинетическая энергия в 125 000 джоулей за килограмм. В 500 раз ниже кинетической энергии убегания с Земли.

Занимательный факт: примерно столько энергии вжарит еде домашняя микроволновка за две минуты. То есть, на порядки меньше расходов на выплавку чистого материала из его космических оксидов.

Большие порядки

Демонтаж всей Солнечной потребует чистые энергетические расходы, примерно эквивалентные выдаче солнечной энергии за единичные века. Абсолютное большинство энергии уйдёт на демонтаж Юпитера – самой массивной планеты системы.