Павел Вежинов - «Если», 2001 № 08

А еще через некоторое время, когда призраки покинули свою крепость, звезда взорвалась.

Вопрос не праздный, хотя фантасты редко задумываются над ним, отправляя героев в межзвездные дали. Но, по снастью, один из них взял на себя этот труд. Предлагаем вниманию читателей компендиум статьи ученого и фантаста, уже выступавшего в журнале с рассказом «Если легонько подтолкнуть…» (см. «Если» № 10, 1998 г.).

Скажем сразу, гипотетические нуль-переходы, полеты в под-, над- и гиперпространствах, использование «черных дыр» и «червячных ходов» мы принципиально не рассматриваем. Обозначим проблему так: каким образом первые межзвездные корабли смогут проложить путь в глубоком космосе, где абсолютно все объекты не только пребывают в непрерывном движении, но по большей части находятся вовсе не на том месте, на котором видны издалека?

Интересно, что фантастов, уделивших немало внимания техническим и психологическим аспектам межзвездных путешествий в реальном времени и пространстве, гораздо меньше занимала проблема ориентации в глубоком космосе. А между тем она невероятно сложна, и удобнее всего рассматривать ее по аналогии с методами навигации, выработанными человечеством в процессе освоения Мирового океана.

Самый точный из старых морских методов, который иногда называют ПИЛОТИРОВАНИЕМ, базируется на визуальной информации о положении судна относительно определенных ориентиров. Навигатор выделяет на видимом берегу некие объекты, чьи координаты известны априори, и засекает направления на них с помощью компаса (данные радара менее точны, поскольку не всегда можно быть уверенным, что луч отразился именно от выбранного объекта). Далее на карту наносится несколько позиционных линий: в идеале они должны пересечься в одной точке, однако на практике обычно выходит многоугольник большей или меньшей площади, внутри которого и находится судно. Роковые ошибки метода проистекают преимущественно из неверной идентификации опорных береговых объектов.

НАВИГАЦИЯ ПО СЧИСЛЕНИЮ применяется при отсутствии видимости на какие бы то ни было объекты (в темноте, тумане, открытом океане): зная координаты исходной точки, скорость судна, направление движения и время пути, нетрудно вычислить свое место на карте. К сожалению, оно почти всегда удручающе далеко от реального! Ошибки бывают двух родов: ВНЕШНИЕ (неучтенное воздействие волн и ветра) и ВНУТРЕННИЕ (судно развивает меньшую скорость, чем вы предполагали, имеет тенденцию уваливать вправо и т. п.). В сложной ситуации (например, вблизи рифов) суммарная ошибка метода обычно бывает роковой.

НАВИГАЦИЯ ПО НЕБЕСНЫМ ОБЪЕКТАМ предполагает одновременную видимость звезд и линии горизонта (что бывает лишь в утренних и вечерних сумерках при ясной погоде). С тех пор как на Землю была наброшена сетка параллелей и меридианов, математики рассчитали кучу таблиц, указывающих, где, когда и какие яркие звезды или планеты должны проходить по небу, если смотреть на него из той или иной точки земных координат.

Определив приблизительное место судна по счислению, навигатор затем уточняет его, замеряя при помощи секстанта высоту над горизонтом указанных в таблице звезд и засекая точное время каждого измерения с помощью хронометра. После соответствующих вычислений на карту наносятся позиционные линии, образующие (по идее) небольшой многоугольник, каковой на практике чаще всего оказывается гораздо больше, чем хотелось бы. Этот метод стал давать вполне приемлемые результаты лишь тогда, когда начали делать действительно точно и равномерно идущие хронометры.

И наконец, совсем недавно появились СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПО РАДИОСИГНАЛАМ. Сперва наземные (охватывающие лишь какую-то часть планеты), затем спутниковые (тут затруднения в определении своего места возникали всякий раз, когда спутник проходил прямо над головой). И уж затем вступила в строй GPS, базирующаяся на группировках спутников с предсказуемыми орбитами: она выдает изумительно точную информацию в любое время дня и ночи для любой точки земного шара! Очень удобная штука, но в обозримом будущем потомки GPS не выйдут за пределы Приземелья (да и какой, собственно, прок от радио на бескрайних просторах галактики?).

Словом, покинув родную звездную систему, мы окажемся в положении древних моряков, пустившихся в плавание через неизведанный океан. Существенная разница, однако, состоит в том, что нам придется определять свое место не на поверхности глобуса, а внутри колоссальной сферы. Более того, наша цель постоянно движется, так что лететь придется не прямо к ней, а по пересекающемуся с ее траекторией курсу. Сверх того, сами звезды мы видим не там, где они находятся, а там, где они находились в момент старта долетевших до нас световых лучей. По той же причине их видимое положение будет сложным образом изменяться во время нашего путешествия.

Все это создает чрезвычайно запутанную навигационную проблему- Для ПИЛОТИРОВАНИЯ по звездам-ориентирам придется предварительно рассчитать их видимое положение, наблюдаемое в определенные моменты времени из колоссального количества точек внутри невообразимо огромной пространственной сферы. Проблема усугубляется тем, что мы на самом деле не знаем точного местоположения звезд, каковое астрономы определяют в основном по их светимости. Точность «плюс-минус 50 световых лет» вполне устраивает науку, но никак не летящих к конкретной цели путешественников!

И еще вопрос — как будут выглядеть звезды, если скорость корабля приближается к световой? Пока этого никто не знает, не говоря уже об эффектах сверхсветового полета (возможен такой полет на практике или нет, мы тоже не знаем). Можно, разумеется, периодически притормаживать, чтобы «лечь в дрейф» и уточнить свое место визуальными наблюдениями, но это дополнительный расход горючего (включая очередной разгон), а сколько его реально можно прихватить с собой?

Предположим, что будет создана спецсистема для компенсации релятивистских искажений, избавляющая от необходимости то и дело тормозить. Но если скорость корабля, которую эта система автоматически определяет и каковой оперирует, не вполне совпадает с реальной, на итоговой картинке звезды окажутся немножко не на тех местах, и эти небольшие ошибки станут постепенно накапливаться. Возможно, на относительно коротких дистанциях это будет не слишком существенно, а вот на длинных все-таки иногда придется тормозить и снова разгоняться.

Кстати, для ориентации по звездам необходимо знать точное время измерений. Но какое именно? Тут понадобится специальный хронометр, способный компенсировать временные искажения, вызванные околосветовыми скоростями. Но так как искажение времени есть функция от скорости, то для вычисления времени надо абсолютно точно знать свою скорость. Но если бы мы точно знали скорость корабля, нам не пришлось бы выяснять, где он находится! Вот такой маленький, порочный, заколдованный круг…