Вперёд, навстречу звёздам! Или ещё рано? [Fraser Cain]
Вот свои цвет шаурмой. Макс в научной фантастике можно найти сюжет о космических путешественниках, которые садятся на огромный корабль, отправляются к другой звезде. А на полпути их встречает аппарат, оснащенный варп-двигателем, и тут они понимают, что лучше было бы дождаться новых технологий, вместо того, чтобы бросать на алтарь путешествия столько поколений. Так нужно ли ждать появления этих технологий? И если да, то сколько?
Сейчас расскажу. Расстояние между звездами не укладываются в голове. Самый быстрый аппарат, запущенный по межзвездной траектории - это Вояджер-1. Если бы целью его путешествия была ближайшая к нашей системе звезда, да, полет занял бы десятки тысяч лет. Несмотря на это, Briggs True Star и Interstellar вовсю работают над тем, чтобы как можно быстрее, в идеале на нашем веку, отправить свои корабли к звездам.
Технологии развиваются очень быстро - от материаловедения до физики высоких энергий, не говоря уже о многоразовых ракетах. Вопросы: стоит ли затевать межзвездную миссию, или лучше подождать сотню-другую лет, пока не возникнут технологии, которые сократят время путешествия?
Астра, биолог Каллипсо РФ, написал блестящий рассказ о том, как люди отправились к Альфе Центавра, когда иное поколение колонистов уже готовилось к высадке. Бортовые компьютеры сообщили, что на Земле был разработан квантовый двигатель, благодаря которому люди переселились на другую планету. Нам жаль, что вы и ваши предки посвятили этому путешествию всю жизнь, но если хотите, мы заберём вас в наш новый дом.
Стоит ли сейчас тратить огромные ресурсы ради полета к звездам, или лучше подождать, пока данное предприятие станет дешевле и быстрее? Энрю Кеннеди окрестил эту проблему расчетам ожидания и посвятил ей работу, в которой попытался понять, что делать развитым цивилизациям в таком случае. Статья очень популярна, и не требуется больших познаний в математике, а потому легко читается. Очень рекомендую - ссылку ищите в описании.
Как я уже говорил, пройдут десятки тысяч лет, прежде чем Вояджеры пролетят рядом с расположенной в 6 световых годах от нас звездой Барнарда. Хотя это и не их цель, звезда Барнарда - это красный карлик с массой 14 процентов от солнечной. Она чуть дальше Проксимы Центавра, но и вспышки на ней случаются реже, чем на ее молодых собратьях. Так что она может оказаться гостеприимной хозяйкой.
Давайте предположим, что у нас получится создать космический корабль, способный преодолеть это расстояние за 12 тысяч лет. А если постоянно развивающиеся технологии позволят сократить время полета еще больше? Допустим, с каждым веком научного прогресса оно будет сокращаться вдвое. Если верить Кеннеди, нужно лишь подождать шестьсот девяносто лет, и будущие поколения межзвездных мэйджоров смогут развивать до 6 процентов скорости света. И путь к звезде Барнарда займет всего 100 лет.
Сложив эти числа, получим семисот девяносто лет. Через столько мы сможем там оказаться. Но если вы твердо настроены оказаться там первыми, придется подождать сначала шестьсот тридцать семь лет, потом отправиться в полет на 145 лет. И тогда через семьсот восемьдесят два года вы будете на месте. Потратив на полет дополнительные 45 лет, вы окажетесь там на 8 лет раньше, если технологии будут развиваться в два раза быстрее каждые 50 лет.
Расчеты вновь поменяются: ждать придется 371 год, лететь 70 лет, а цели вы достигнете через четыреста сорок один год. А так как варп-двигатели, кротовые норы и прочие способы двигаться быстрее света мало реальны, путешествие лучше отложить на некий оптимальный период времени. Но все зависит от амбициозности устремлений и планов конкретной цивилизации. Вы хотите долететь с минимальными затратами средств и энергии, или оказаться там как можно быстрее, чего бы это ни стоило, или для вас главное, чтобы будущее не догнало ваш корабль?
Я сейчас вернусь к этим вопросам, но сначала спасибо всем тем, кто поддерживает нас уже много лет: то домену P-R-не, Джейкобсу, Стиву До Груву, а также остальным подписчикам на Патреоне за их вклад в развитие канала. Присоединяйтесь к нам по адресу на экране.
Так насколько быстро будет расти скорость межзвездных полетов? В своей работе Кеннеди дает обоснованный прогноз относительно того, какими темпами будет меняться эта скорость. Поскольку необходимая мощность пропорциональна квадрату скорости, чтобы передвигаться в два раза быстрее, нужно в четыре раза больше энергии.
Каждый год мировое потребление энергии увеличивается примерно на полтора процента, что можно напрямую связать с увеличением скорости. Веками люди предсказывали крах человеческой цивилизации, послушать пессимистов. Мы все время на пороге кризиса, может и так. Пусть коронавирус, перемена климата и восстание роботов грозят человечеству, но мы пережили множество катастроф: мировых войн, глупых политиков и эпидемий.
И хотя новости, смотреть которые, к слову, не стоит, внушают тревогу, поверьте, человечество улучшает свои показатели почти по всем параметрам, которые только можно измерить. Бедность, младенческая смертность и преступность медленно, но верно сходят на нет, а общий уровень жизни из года в год неуклонно и стабильно повышается. Чтобы не быть голословным, предлагаю посмотреть ролик астронавта Криса Хэтфилда - оптимизма хватит на весь год.
Но даже если скорость межзвездных полетов продолжит увеличиваться, нельзя забывать про теорию относительности. Приближение к скорости света требует все больше энергии, и в итоге энергозатраты стремятся к бесконечности. Но подобный сценарий возможен только если вы найдете способ передвигаться со скоростью близкой к скорости света. Однако, как только вы разгоняетесь до подобных скоростей, для вас время замедляется.
Из-за отрезка длиной всего в одну человеческую жизнь вы можете преодолевать миллиарды световых лет, но потенциальный технологический прорыв, способный обесценить весь полет, может внушить будущим космическим путешественникам серьезные сомнения. Артпостель Кеннеди назвал это «ловушкой стимула». Они потратили всю жизнь на полет к другой звезде, а на полпути их подбирает корабль нового поколения, за которым уже летит еще более совершенная модель.
Но Кеннеди считает, что беспокоиться все-таки не о чем. Несмотря на технологические прорывы прошлого, ежегодное увеличение количества потребляемой энергии происходит постепенно. Солнечные батареи совершенствуются умеренными темпами, ионные двигатели разрабатывались много лет, но оснащать ими космические аппараты начали совсем недавно. А инженеры до сих пор думают, как отправить солнечное паруса в плаванье.
Когда появятся первые термоядерные двигатели или Break Free? У старшего от создаст мощные лазеры, и мы увидим, как их возможности будут увеличиваться в соответствии с кривой роста, которые всегда кажется самоочевидной в ретроспективе. Каков же итог? При условии, что потребление энергии продолжит расти примерно на полтора процента в год, через шестьсот тридцать пять лет свершится запуск миссии к звезде Барнарда, от которой нас отделяет шесть световых лет, и еще сто тридцать пять лет займет сам полет.
Еще чуть-чуть, и такое путешествие станет возможным в пределах жизни одного человека. Но если рост потребления энергии снизится до 0.5 процента, то сам полет продлится дольше - на него уйдет 400 лет. Для такой миссии потребуется корабль, рассчитанный на поколение людей, которым придется смириться с мыслью, что лишь их потомки смогут вступить на новую планету.
Но даже если расчеты верны, и мы точно знаем, когда доберемся до звезды, найдутся ли добровольцы? Цель статьи Кеннеди - доказать, что, глядя на экспоненциальный рост потребления энергии и возможностей человека в прошлом, мы можем предсказать освоение ближайших звездных систем. Двигателя, на которых мы отправимся в космос, только предстоит создать, но мы можем прикинуть, когда они появятся и понять, пришло ли время устремиться к звездам, или стоит еще немного подождать.
Переведено и озвучено студией «Вверх Гайдар».