Внеземной. В поисках инопланетного разума - Ави Леб
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Вместе со своими студентами и постдоками мы начали критический анализ различных вариантов достижения цели проекта «Инициатива Starshot». Наиболее привлекательной целью в системе Альфа Центавра была звезда Проксима Центавра, находящаяся ближе остальных к Земле. Для всех нас стало настоящей радостью, когда всего через несколько месяцев после объявления о начале программы Starshot в зоне обитания этой карликовой звезды была обнаружена планета, названная астрономами Проксима b.
Ракете с двигателем на химическом топливе – а именно такие ракеты вывели в космос все запущенные до сегодняшнего дня земные космические аппараты, – потребуется примерно сто тысяч лет для полета до Проксимы b. Юрию было пятьдесят шесть, так что, с учетом установленных им сроков – «в течение жизни» – ракета на химическом топливе отпадала.
Чтобы долететь до Проксимы b за несколько десятилетий, нам нужен был космический корабль, способный достигать скорости в одну пятую скорости света. Даже если использовать ядерное топливо, которое имеет самую высокую плотность энергии из всех видов топлива (кроме антивещества, которое нам недоступно), ракета на реактивном принципе не сможет достичь таких скоростей. А второй закон движения Ньютона – гласящий, что ускорение объекта зависит от массы и приложенной силы, – также требует от нашего космического корабля весить как можно меньше.
Путешествие к ближайшей к нам звездной системе, Альфе Центавра, примерно в четырех световых годах от нас, на обычной ракете на химическом топливе заняло бы десятки тысяч лет (если бы оно началось в то время, когда первые люди покинули Африку, ракета достигла бы цели в наши дни). Границы Солнечной системы определяются облаком Оорта, которое тянется половину пути до Альфы Центавра. Расстояния указаны в единицах расстояний между Землей и Солнцем (1 астрономическая единица, а. е. – это расстояние от Земли до Солнца, примерно 93 миллиона миль). В 2012 году «Вояджер-1» пересек гелиопаузу – область, где солнечный ветер уравновешивается потоком межзвездного газа. Изображение предоставлено Mapping Specialists, Ltd., получено от NASA/JPL–Caltech.
Чтобы разогнать объект до такой скорости, необходимо затратить огромное количество энергии, поэтому, чем легче объект, тем меньше будет это количество энергии. Соответственно, полезная масса корабля ограничивается буквально несколькими граммами. Это обстоятельство породило еще одно затруднение. Мало того, что нашему звездолету нужно преодолеть свой гигантский маршрут за срок гораздо меньший, чем сто тысяч лет, но, как только он достигнет Проксимы Центавра, он должен сделать снимки и отправить эту информацию на Землю таким способом, чтобы мы могли ее получить. Нужен, таким образом, маленький, легкий и дешевый в производстве корабль. Вследствие этих требований камера и передатчик должны в принципе напоминать то, что мы имеем в современных смартфонах. По нашим прикидкам, эта технология, с некоторыми модификациями, вполне подходила для нашей цели.
Мы отбросили нежизнеспособные идеи и усовершенствовали те, что остались, разработав в конце концов проект легкого космического корабля, прикрепленного к отражающему парусу – по сути, к зеркалу. Идея солнечного паруса – специально созданного для такой цели объекта, который будет приводиться в движение давлением падающего на него солнечного света, – возникла многие века назад. Еще в 1610 году Иоганн Кеплер писал Галилею о «кораблях или парусах, приспособленных для небесного бриза». Однако у нас не было даже отдаленной возможности получить такой материал вплоть до начала 1970-х годов. Как известно, свет, поглощаясь, нагревает любой объект, о чем вам расскажет соседская собака или кошка, которая ложится на солнечном месте, чтобы вздремнуть и согреться. Поэтому наше зеркало не могло быть обычным зеркалом, оно должно было поглощать менее одной стотысячной доли падающего на него света, чтобы просто не загореться. А потом нам нужно попасть в этот световой парус чрезвычайно мощным и очень точным пучком лазера.
И эта мысль тоже не полностью оригинальна. Концепция паруса, разгоняемого лазером, была высказана в год моего рождения (1962) писателем, физиком и провидцем Робертом Форвардом и развита впоследствии другими учеными, такими как Фил Любин, для использования в миниатюрных электронных устройствах и современных оптических приборах. Но никогда раньше идея не была так близка к воплощению в реальность.
По нашим расчетам, лазерный луч мощностью 100 гигаватт в течение нескольких минут мог направить парус размером примерно с человеческий рост на цель, разогнав за это время корабль с прикрепленной камерой и устройством связи до одной пятой скорости света. Для достижения этой скорости луч должен оказывать воздействие на дальности до пятикратного расстояния от Земли до Луны. Это, так сказать, взлетно-посадочная полоса нашего космического корабля. Разогнав его на такой дистанции, лазерный луч может придать аппарату достаточную скорость, которая позволит ему достичь ближайшей звезды в течение нашей жизни.
Все, что мы предлагали, было осуществимо с учетом имеющихся технологий. Трудно? Да. Дорого? Достаточно, этот проект был в ряду самых крупных научных проектов, таких как Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе или орбитальный телескоп Джеймса Уэбба, однако он был дешевле, чем выстрел по Луне «Аполлона». (Многие люди, слышавшие об «Инициативе Starshot», признались, что не были так взволнованы космическими исследованием с тех пор, как пятьдесят лет назад была запущена миссия «Аполлон».) Но у проекта была высокая эффективность. После создания система для запуска могла быть использована много раз для отправки большого количества подобных кораблей – возможно, лучшим будет называть их зондами. Хотя сами мы привыкли называть их StarChips – Звездные чипы.
Вверху: «Инициатива Starshot» в представлении художника, запуск светового паруса с Земли с помощью мощного лазерного луча. В центре: образец легкого электронного устройства (StarChip), прикрепляемого к парусу вместе с камерой. Внизу: фотография солнечного паруса LightSail 2, запущенного Планетарным обществом 23 июля 2019 года, на котором сквозь парус площадью 32 квадратных метра видно Солнце. «Инициатива Starshot»/A. Лёб (верхнее и центральное изображения) и Планетарное общество (нижнее изображение).
Спустя всего несколько месяцев, в августе 2015 года мы вместе с моим постдоком Джеймсом Гильошоном написали статью о световых парусах. В ней обсуждалась возможность того, что (раз уж люди смогли до этого додуматься) другая разумная жизнь тоже может использовать эту технологию. Оттолкнувшись от этой гипотезы, мы предположили, что ученые могут попробовать обнаружить микроволновые импульсы, с помощью
