Дмитрий Новосельцев - Универсальный эволюционизм и перспективы освоения космоса

за счет непосредственного увеличения величины f lи опосредованно – f iи f c.

Одним из вариантов может быть проект «Катализ» – общественный проект в области освоения космического пространства, с неограниченной продолжительностью.

Цель такого проекта – создание благоприятных условий для развития разумной биологической жизни в известной части Галактики, в том числе с учетом возможности ее исчезновения на Земле и в Солнечной системе, с минимальными затратами и использованием доступных и реализуемых в ближайшем будущем технологий и технических решений.

Реализация проекта включает два последовательных этапа, первый из которых является обязательным, второй – желательным.

Первый этап проекта – создание Флота Жизни.

Он предполагает отправку к известным стабильным звездам с протопланетными дисками флота автоматических аппаратов – «Сеятелей», представляющих собой простейшие низкоскоростные солнечные парусники с высоким ресурсом конструкции. «Сеятели» являются носителями катализаторов органического синтеза базовых компонентов (оснований) РНК и ДНК из вещества газового протопланетного диска. В дальнейшем на поверхности катализатора из компонентов осуществляется самопроизвольный синтез РНК (и возможно, простейшей ДНК) и ее дальнейшая саморепликация. К моменту физического разрушения «Сеятелей» процесс саморепликации в протопланетном диске должен стать автокаталитическим. В результате протопланетное газовое облако в «зоне обитаемости» звезды оказывается насыщенным простейшей биологической жизнью, распространяющейся на поверхность и атмосферу всех формирующихся экзопланет и их спутников. В отличие от известных условий в Солнечной системе, в новой планетной системе вероятность развития жизни изначально стремится к единице. Одновременно формируется сразу несколько потенциальных сложных биосфер, а их развитие до сложных экосистем с возможностью существования потенциально разумных видов сокращается ориентировочно на 1-2 млрд. лет за счет исключения добиологического этапа.

С учетом продолжительности и вероятностного характера достижения цели, в проекте реализуется r-стратегия – использование больших групп однотипных максимально простых и дешевых аппаратов. Ключевым элементом «Сеятеля» являются биокатализаторы. С учетом их низкой температурной стойкости, к сожалению, исключается возможность запуска аппаратов по энергетически выгодной для солнечных парусников схеме – с околосолнечной орбиты с низким перигелием (порядка 0,01– 0,03 а.е.) и предварительным теплозащитным экранированием [1], а также популярная сегодня идея ускорения с фокусированием на парусе солнечного, лазерного или микроволнового излучения [2]. В то же время, предполагается аэродинамическое торможение «Сеятелей» у цели в разреженном периферийном слое газопылевого диска с выходом на относительно устойчивую орбиту в «зоне обитаемости» с температурными условиями, благоприятными для биологического синтеза. Это предполагает низкую скорость полета, порядка 10 -4от скорости света, при этом продолжительность полета может составить несколько миллионов лет. Этим, в свою очередь, определяется выбор конструкционных материалов, с относительно невысокими требованиями к термостойкости, но высокой радиационной стойкостью.

Основной конструктивный элемент – полотно паруса – в этом случае целесообразно выполнить не из традиционной для таких конструкций алюминизированной полимерной пленки, а из алюминиевой фольги. Для обеспечения управляемости полотно может быть армировано стропами в виде лент из материала с памятью формы, например, никелида титана – их управляемое сокращение позволяет обеспечить изменение геометрии полотна. Одна из сторон паруса с высокой отражающей способностью является рабочей, на другую наносится катализатор.

(Иллюстрации Анны Седановой)

С учетом обеспечения длительного ресурса нецелесообразно наносить катализатор непосредственно на полотно тонким равномерным слоем, т.к. возможно его осыпание. Предполагается наращивание на поверхности паруса леса углеродных нанотрубок длиной порядка 1 мкм с включением катализатора в их стенки – это обеспечит не только его сохранность, но и значительно большую площадь, омываемую газовой средой протопланетного диска. Кроме того, на такой поверхности в дальнейшем создаются лучшие условия для сохранения и закрепления первых молекул, способных к саморепликации.

Интересным свойством нанотрубок является способность при определенной конфигурации удерживать жидкую воду при условиях, далеких от нормальных. Это должно позволить за счет выбора геометрии нанотрубок обеспечить конденсацию из газа протопланетного диска и последующее удержание внутри трубок жидкой воды, а также некоторое расширение возможной области биосинтеза внутри диска относительно традиционно понимаемой «зоны обитаемости» для планет, что позволит несколько снизить требования к точности наведения «Сеятеля».

При достижении протопланетного диска предполагается «зависание» аппаратов под влиянием гравитационных и газодинамических сил в диске в области «пылевых ловушек» [3] в зонах формирования будущих планет – таким образом, синтезированные фрагменты РНК и ДНК, распространяясь с поверхности катализатора, должны конденсироваться на поверхности пылинок, тем самым увеличивая активную площадь поверхности, на которой осуществляется биосинтез.

Вопрос навигации и точного наведения аппаратов еще требует решения. С учетом длительности полета, радиационной нагрузки и опыта эксплуатации современной космической техники, исключается использование каких-либо сложных электронных компонентов, а только простейших надежных аналоговых устройств. Возможность потери ряда аппаратов в этом случае компенсируется их большой численностью. При технически достижимой удельной массе конструкции порядка 1 г/м 2, «Сеятель» с площадью полотна в один квадратный километр каждый будет иметь массу в 1 тонну. Целесообразен их одновременный запуск в общем пусковом контейнере с использованием традиционных средств ракетно-космической техники.

Более сложной представляется схема торможения. Величина светового давления вблизи выбранных в качестве целей звезд будет на несколько порядков меньше, чем аэродинамическое сопротивление газа в протопланетном диске – в т.ч. за счет частичного поглощения и рассеивания света газом.

Эффект солнечного паруса в этом случае будет незначительным, тем более, что «Сеятель» сориентирован к звезде темной стороной паруса с катализатором, который схож по своей структуре с бархатом за счет нанесения на поверхность нанотрубок, и его отражающая способность крайне мала.