Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее - Александр Потупа

В этом-то и проблема. При ширине эволюционного спектра земных цивилизаций во многие тысячелетия трудно надеяться на сколь-нибудь заметную распространенность внеземных цивилизаций с нашим уровнем понимания сигнальных Контактов. Так не стоит ли подождать сто, двести или тысячу лет и, посмотрев на развитие сигнальных методов в этот период, на более солидной основе обратиться к межзвездным Контактам?

Доля справедливости в таком подходе, бесспорно, есть, но беда в том, что ни сторонники ожидания, ни его противники не могут оценить эту долю. Идеей ожидания можно опрокинуть все современное обсуждение Контакта[169]. Молодость (в том числе и дальней сигнальной связи), как говорится, преходящий недостаток. Подчеркивать его не так уж и полезно, важнее использовать достоинства. Пусть цивилизации с известными нам средствами сигнального Контакта мало или вообще нет. Но все-таки интересно посмотреть, что они могли бы предложить нам и чем мы сумели бы ответить. Только на этой основе можно пытаться вести поиск в более широком эволюционном диапазоне.

Итак, попробуем подробнее выяснить возможности сигнального Контакта.

Начнем с простейшей модели передачи светового сигнала — хорошо сфокусированного луча от очень мощного источника.

Светимость источника (в Ваттах), который на расстоянии r виден как звездочка величины не меньшей m, должна удовлетворять неравенству:

L r 2,65(r2(см) Ω).10-12-m/2,5 = 2,52(r2(пс) Ω).1025-m/2,5 = 2,37(r2(св.г.) Ω).1024-m/2,5,

где для удобства дано три варианта введения расстояния — в сантиметрах, парсеках и световых годах, соответственно, и — телесный угол (Ω = φ2 , где φ — угловое расхождение пучка, выраженное в радианах).

В предельных на сегодня условиях фокусировки (φ ~ 10-7 радиан или 0,02 угловых секунды) оказывается, что источник можно наблюдать с расстояния 10 тысяч парсек (порядка расстояния до центра Галактики) как звездочку 25 величины (предел Зеленчукского телескопа), если его мощность порядка 2,6.109 Вт. При этом размер пятна (d ~ rφ) будет порядка 200 а.е., то есть превысит размеры известной планетной зоны Солнечной системы.

Разумеется, речь может идти не об обычных источниках света, а о мощных лазерах, чей пучок дополнительно фокусируется большим зеркалом (диаметром 5–6 м). На это впервые указали американские физики Р. Шварц и Ч. Таунс еще в 1961 году. Мощности указанной величины — тысячи мегаватт — отнюдь не фантастика[170]. Кроме того, необязательно сразу ставить вопрос о лучевом зондировании всей Галактики. Лазер с мощностью около 250 Ватт обнаружит себя как звездочка 25-ой величины даже на расстоянии 10 световых лет. Так что посылка лазерных сигналов к ближайшим звездам, скажем, в радиусе 100 световых лет представляется осуществимой задачей.

Другой вопрос — весьма серьезные технические проблемы, которые пришлось бы при этом решать. Во избежание атмосферных помех лазерный маяк пришлось бы монтировать на околоземной орбите. Этот сложнейший комплекс из лазера, зеркала, энергоустановки и ЭВМ, контролирующей всю работу станции, нуждался бы в очень продуманной защите. Следовало бы построить эффективную систему модулирования излучения. Но принципиально непреодолимых трудностей тут не видно. Усилиями международного сообщества данную проблему можно было бы решить еще в 20 веке. Эта работа принесла бы неизмеримо больше пользы, чем заброска в околоземное пространство лазерного оружия.

Самое сложное дело — программа работы такой станции. Если одна из цивилизаций в радиусе 10 св. лет от Солнца создала соответствующую установку светимостью 25 кВт, то в области Солнечной системы должен появиться зайчик размером порядка 100 млн. километров (2/3 а.е.), и наблюдать его мы можем, лишь попав в освещаемую зону. Значит, нужно придумать оптимальный режим работы маяка, рассчитав, сколько времени он должен тратить на зондирование каждого участка пространства вблизи звезды. Это предъявляет повышенные требования к определению размеров экозоны — лишь в пределах экологического кольца и следует вести сканирование. Следует также учесть, что из-за малых случайных колебаний станции в целом (или по-другому — из-за ограниченной точности ее ориентации) лазерный зайчик будет всегда немного метаться по пространству вблизи исследуемой звезды, и амплитуда этих метаний на больших расстояниях от лазера должна быть довольно велика в масштабах планетной системы. Более того, можно специально придать станции какое-то колебательное движение, и в результате наблюдатель будет регистрировать переменную звезду.

Чтобы достаточно долго вести сканирование каждой планетной системы, видимо, придется создавать набор маяков, каждый из которых будет закреплен за подозрительной звездой. Этот вариант достаточно привлекателен — вряд ли наша или другая цивилизация стала бы ограничиваться созданием единственного передатчика.

Разумеется, сложностей с режимом работы одного или нескольких маяков не возникало бы, если некая цивилизация решилась бы покрыть маяками большую сферу, обеспечив посылку сигналов во всех направлениях. Но общая мощность 1015 излучателей рассмотренного типа должна достигать 2,5.1019 Вт, чтобы система надежно была зарегистрирована как звезда 25-й величины на расстоянии 100 световых лет.

Итак, поставив проблему всенаправленного маяка, мы сразу же сталкиваемся с величинами звездного порядка.

В сущности, для создания изотропного излучателя такого масштаба нет необходимости изготовлять миллиарды лазеров и больших зеркал, достаточно «просто зажечь» звезду, которая воспринималась бы с расстояния 100 св. лет как объект 25-й величины. Что ж, звезду так звезду — фотонные ракеты приучили нас спокойно взирать на такие проекты, тем более, в данном случае не надо делать подвижный аппарат, достаточно изготовить гигантский светящийся шар.

Как же его создать?

Для поддержания мощности порядка 2,5.1019 Вт нужно не менее 4 млн. тонн горючего с эффективностью 6.109 Вт/кг, если использовать что-то типа аннигиляционного реактора. Применяя ядерное горючее, характерное для современных транспортных реакторов (P ~ 20 Вт/кг) мы вынуждены были бы заготовить его свыше 1015 тонн, что наверняка требует сооружения крупного космического тела. Если учесть, что из центра Галактики наше Солнце видно как звезда примерно 20-й величины, можно без труда заключить, что общение галактических масштабов требует звездных маяков.

Собственно опыт астрономии и без особых расчетов сразу мог бы привести к очевидному выводу, что только звезды доступны систематическим наблюдениям в масштабе Галактики, и только галактики — на межгалактических расстояниях.

Таким образом, пока проблема оптического Контакта сводится к сооружению одного или нескольких лазерных маяков и к поиску остроумного режима их работы. Видимо, выделить излучение узкополосного лазера (ширина интервала частот порядка 1 МГц) на фоне звезды было бы не так уж трудно. На своей характерной частоте лазер светил бы на 2–3 порядка ярче звезды, вблизи которой он сооружен.

К строительству собственных лазерных звезд мы пока не приступили, но активный поиск их уже начался.

Наряду с очень важным и интересным оптическим диапазоном существуют и иные варианты реализации сигнального Контакта. Представляются весьма перспективными области ультрафиолета, рентгена и? — лучей. Лазерные маяки в таких режимах могли бы гораздо сильней оптических, в десятки тысяч раз, отличаться от своих звезд. Но многие физические и конструктивные особенности таких систем пока не понятны. Это касается и создания аппаратов и фокусировки их излучения.

Нечто более реальное возникает в диапазоне мягкого излучения, где интенсивно рассматриваются радиометоды поиска внеземных цивилизаций. По ряду причин интервал длин радиоволн, на которых было бы целесообразно вести межзвездную связь, заметно ограничен. Скажем, «радиоокно» Земли заключено между 10 метрами и 3 сантиметрами. Более длинные волны отражаются атмосферой, более короткие приводят к избыточным шумам в приемных устройствах. Если дополнительно уходить от атмосферных помех, то следует работать с волнами не длиннее 30 см. Реальный диапазон космического приема попадает в частотную полосу от 1 до 10 ГигаГерц. Но и в этой полосе следует отыскать какой-то общезначимый космический стандарт.

Первый шаг в конкретном поиске сделали американские физики Дж. Коккони и Ф. Моррисон, предложившие в качестве стандарта волну 21 см (? = 1420 МГц), которая соответствует мощной линии излучения нейтрального водорода во Вселенной. По идее, эта линия должна быть знакома любой цивилизации, и вроде бы разумно воспользоваться ею для установления связи. Гипотеза Коккони-Моррисона воодушевила исследователей, и очень быстро был реализован проект ОЗМА. В 1960 году американские астрономы под руководством Ф. Дрейка стали прослушивать космическое пространство вблизи некоторых звезд на радиотелескопе Грин Бэнк.