Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее - Александр Потупа

К сожалению, ни эта, ни ряд последующих работ с помощью более крупных телескопов не привели к успеху. Можно легко назвать несколько очевидных причин неудачи: выбор не тех звезд, слишком слабые приемники, не та стандартная частота.

Последняя из причин хорошо подчеркивает очаровательную наивность исходного проекта. Сейчас мы, например, понимаем, что частота 1667 МГц, соответствующая молекулярной спектральной линии гидроксила ОН (характерная длина волны 18 см) ничем не хуже. Еще более мощная линия соответствует водяному пару (λ = 1,35 см). Да и вообще станут ли внеземные цивилизации ориентироваться на земное «радиоокно»? Не исключено также, что их разум проявляется и в том, что они не лезут на частоту с очень приличным естественным фоном, а работают на какой-то кратной частоте, например, 2840 МГц или 3334 МГц. В общем, возможностей выбора конкретных направлений и частот очень много, кроме того, нам не известны минимальные параметры антенны, обеспечивающей межзвездную связь. Ведь ниоткуда не следует, что внеземная цивилизация должна разбазаривать слишком большую энергию, чтобы сообщить неизвестно кому о своем существовании.

Здесь, видимо, и кроется более весомая причина космического молчания. Энергетические проблемы в создании межзвездной радиотрансляции того же порядка, что и для трансляции оптической. Это естественно — и в том и в другом случае речь идет об общих законах распространения электромагнитных волн.

Всенаправленный радиомаяк, который из центра Галактики был бы зарегистрирован как звезда 20-й величины, разумеется, должен иметь ту же светимость, что и Солнце (L ~ 4.1026 Вт), хотя и со смещением спектра в радиодиапазон.

Один из пионеров прослушивания Вселенной на волне 21 см советский радиоастроном В. С. Троицкий подсчитал, что для такого маяка потребуется антенна, заполняющая поверхность сферы радиусом R ~ 6R€(более 4 млн. км!), причем поместить ее придется где-нибудь за орбитой Юпитера, не ближе 5–6 а.е. от Земли. Такие ограничения следуют из необходимости не слишком сильно перегревать саму конструкцию и обеспечить безопасное удаление ее от нашей планеты, которой вовсе ни к чему получать сверхмощное сантиметровое облучение.

Можно, конечно, уменьшить параметры маяка за счет более чувствительной и масштабной аппаратуры приема, то есть перекладывая часть забот на плечи партнера. Если он догадается предпринять героические усилия по регистрации потоков энергии порядка 10-24 Вт/м2 (радиозвезда 41-й величины!), то для трансляции на центр Галактики хватило бы передатчика мощностью 1018 Вт. Но и такую антенну пришлось бы монтировать на сфере радиусом 5 тыс. км, т. е. в планетарном масштабе.

Троицкий проделал очень любопытный расчет общих параметров такой космической стройки. Сфера почти земного радиуса при достаточной прочности должна иметь плотность не менее 100 кг/м3, и потребует 5.1019 тонн материала (почти целая Луна!). На транспортировку его уйдет не менее 4.1037 Дж энергии. Осуществить это строительство, не нарушая баланса энерговыделения в окрестностях Солнца, можно при использовании не более 0,1 % солнечной мощности, то есть порядка 4.1023 Вт, а потому на стройку придется затратить не менее 3 млн. лет (таково отношение энергоемкости транспортировки к мощности транспорта). Для обеспечения выходной мощности 1018 Вт пришлось бы сжигать 100 млн. тонн ядерного горючего в год.

Еще один штрих к этой грандиозной картине — ежегодный бюджет строительства при более чем скромном предположении о стоимости 1 кВт. час 1 копейка. В период стройки он составил бы более 3.1021 рублей, а в тихий сезон эксплуатации всего в 400 тысяч раз меньше…

Все это далеко выходит за рамки вообразимых на сегодняшний день возможностей земной цивилизации.

Рассматривался также некий промежуточный вариант Контакта — так называемая гипотеза Р. Брейсвелла, согласно которой активная цивилизация засевает доступную ей окрестность Вселенной специальными зондами, принимающими на себя функции сигнальной связи. Эта идея связана с попыткой объединить достоинства транспортного и сигнального методов.

Действительно, посылка экипажей в межзвездное пространство без предварительной разведки — слишком рискованное предприятие. Не имея уверенности в существовании высокоразвитых форм жизни вблизи конкретной звезды, не лучше ли направить в ее окрестность автоматический зонд? Его перемещение на дальние расстояния допускает условия, в которых никогда не стал бы путешествовать человеческий коллектив. Например, можно допустить перегрузки в 100 g или 1000 g и значительно сэкономить время (при а0 ~ 1000 g корабль примерно за 8 часов выйдет в субсветовой режим, так что при полете на 10 пс за 32,5 года, истекших на планете-отправителе, на аппарате пройдет всего 35 часов).

Корабль-матка мог бы последовательно приближаться к дальним окрестностям намеченных звезд, запуская зонды на околозвездные орбиты в планетарных зонах[171]. До поры до времени зонды вели бы себя как пассивные наблюдатели, следя за развитием ситуации на планетах. Естественно думать, что одним из первых проявлений технологической цивилизации стало бы заметное увеличение радиосветимости ее планеты. Зонд-наблюдатель, настроенный, например, на радиоокно Земли, отметил бы работу уже первых коротковолновых станций и, возможно, отреагировал бы на нее.

Самое любопытное, что в земных условиях действительно наблюдалось нечто подобное. В первых же каналах коротковолновой связи отмечалось появление четкого запаздывающего эха — словно кто-то через небольшой промежуток времени дублирует исходный сигнал. Разумеется, таким дублером не обязательно должен быть межзвездный зонд, гораздо правдоподобней, что какие-то атмосферные явления обеспечивают задержку и репродукцию сигнала. Но естественное объяснение пока во многом неудовлетворительно, и гипотеза внеземного зонда получила заметное развитие. По данным о радиоэхе подсчитано даже, что аппарат пришел в Солнечную систему примерно 13 тысяч лет назад от звезды ε Волопаса…

К сожалению, достоверность таких выводов крайне невелика, и соответствующее атмосферное явление скорее всего вытеснит этот вариант мифа о пришельцах.

Гипотеза Брейсвелла была и остается интереснейшей идеей, но она относится скорее к тонким вопросам технической политики внеземных цивилизаций[172]. Энергетическая проблема транспортного Контакта ею никак не решается и не обходится. Специалисты по космонавтике и смежным областям за последние десятилетия немало спорили о роли тех или иных путей в исследовании околоземного пространства, Луны и планет: что эффективней людские экипажи или автоматика. Но все споры остались бы академическими упражнениями, не реши они предварительно транспортно-энергетическую проблему…

Поиск надежды

Рассмотренные методы Контакта приводят к очевидному заключению цивилизация, желающая надежно оповестить о себе Галактику или хотя бы достаточно большой ее участок, должна уметь зажигать звезды или, по крайней мере, регулировать процессы в звездных масштабах. Вывод практически не зависит от того, прибегла ли она к транспортной или сигнальной связи любой способ передачи физической информации вроде бы сразу выходит на звездные параметры энергетики и технологии. Не зависит вывод и от более мелких деталей технических достижений, он основан на общих законах распространения и регистрации потоков энергии.

Прийти к такому результату можно было и крайне простым путем, отталкиваясь от того, что при желании создать искусственный объект, который, скажем, в масштабе Галактики регистрируется не хуже обычных звезд, мы, естественно, должны построить настоящую звезду. Если в процессе строительства не нарушаются законы физики, то параметры объекта можно без особой погрешности заимствовать из астрофизических справочников[173].

В отношении всенаправленных маяков это вполне очевидно. Но и с фотонными кораблями ситуация очень похожа, особенно когда речь идет об очень далеких бросках. Посмотрим на них предельно просто. С физической точки зрения, необходимо передать энергию порядка Мкс2 на сверхдальнее расстояние с обязательным условием, чтобы ее концентрация не падала ниже определенного уровня, диктуемого конструкцией полезного объема. Время выхода в субрелятивистский режим (t0 = с/а0) определяет эффективное время жизни «звезды», выжигающей основную часть стартовой энергии (М0с2) как раз за t0. Отсюда и ее стартовая светимость:

L C M0c2/t0 ~ (Мкс2/t0r02)r2.

Сопоставляя ее с общей формулой для светимости направленного маяка (f — регистрируемый поток энергии)