Межзвездный ковчег: как переместить Землю в безопасное место

Когда-нибудь человечество начнет свое самое грандиозное путешествие. Пусть не завтра, а через много-много веков опасность близкого взрыва сверхновой или другая глобальная угроза заставит людей отправиться к новым звездам. Даже если никакой катастрофы не случится, через несколько миллиардов лет само Солнце исчерпает ресурсы для термоядерных реакций и начнет превращение в красного гиганта. Если цивилизация протянет весь этот срок, то выбора у нее не останется: придется собирать вещи в дорогу. Подходящих для заселения звезд, похожих на молодое Солнце, в Галактике предостаточно. Надо лишь построить космический корабль, который сможет перенести к ним… желательно всех.

Идеальный межзвездный ковчег у нас уже имеется, мы называем его Земля. Планету можно отбуксировать к цели вместе с Солнцем, которое будет согревать ее во время долгого перелета, — после чего осторожно вывести на орбиту вокруг новой звезды, полной сил еще на миллиарды лет жизни. Такой план спасения будет вполне по силам будущему человечеству, если к нужному моменту оно достигнет второго уровня развития по шкале Николая Кардашева.

Кардашев и Шкадов

В настоящий момент мы лишь приближаемся к первому — планетарному — типу цивилизации, способному эксплуатировать ресурсы в масштабах всей Земли. Кардашевская цивилизация второго типа сумеет освоить всю свою планетную систему, а ее энергопотребление будет сравнимо с мощностью материнской звезды. Предполагается, что такое общество сможет и будет вести строительство космических мегасооружений, включая «звездные машины» — системы, использующие излучение звезды для производства энергии.

Например, сфера Дайсона — искусственная оболочка, целиком или частично окружающая Солнце, — расширит доступное жизненное пространство и позволит максимально полно собирать энергию светила. Румынский физик Виорел Бадеску описал несколько звездных машин, которые можно создать на основе сферы Дайсона. Например, системы класса В будут активно вырабатывать энергию, используя разницу температур между нагретой излучением внутренней стороной и холодной внешней.

Леонид Михайлович Шкадов стал основателем и первым заведующим кафедры МФТИ «Летательная техника», работал заместителем министра авиационной промышленности СССР и непосредственно участвовал в разработке космопланов системы «Буран»

Звездные машины класса А пассивны и устроены проще. Словно колоссальный парус, улавливающий потоки излучения и частиц, они смогут превращать энергию звезды в импульс, увлекающий в движение весь межзвездный корабль. Советский ученый и конструктор из ЦАГИ Леонид Шкадов озвучил концепцию такого двигателя еще в 1987 году, выступая на 38-м конгрессе Международной федерации астронавтики, — и тогда же предложил использовать его для контролируемого перемещения Солнечной системы по всей Галактике.

План спасения

Само по себе Солнце излучает во все стороны равномерно, так что импульсы испускаемых им частиц взаимно компенсируют друг друга. Но если некоторую часть этой сферы накроет вогнутое зеркало из тонкой металлической фольги, такая «двойная» система в целом окажется уже несимметричной. Попадающие на зеркало частицы отразятся обратно, тогда как частицы с противоположной стороны звезды смогут покидать ее свободно, как и всегда, подталкивая ее в противоположном направлении. Все вместе понемногу тронется с места и начнет ускоряться. Чтобы не мешать движению планет, тонкое зеркало придется разместить перпендикулярно плоскости Солнечной системы. Зато если расположить его на подходящем расстоянии, то притяжение звезды будет компенсироваться давлением ее излучения и частиц солнечного ветра. Это позволит не расходовать больших ресурсов на то, чтобы удерживать на месте всю гигантскую конструкцию — по примерным расчетам Виорела Бадеску, она должна иметь массу порядка 0,01% Земли, то есть сотни квадриллионов тонн.

Впрочем, доставлять такое количество строительных материалов в космос не потребуется. Для производства зеркала предлагается использовать обыкновенный полированный гематит — оксид железа, который в изобилии встречается не только на Земле, но и на многих других телах Солнечной системы. Возводя двигатель Шкадова, можно будет утилизировать несколько сотен астероидов или — еще проще — пожертвовать Меркурием. Эта крошечная планета, по сути, представляет собой железистое ядро, за миллиарды лет оголенное излучением близкого Солнца. Его с запасом хватит на зеркало межзвездного парусника.

Третий уровень

Разгон, который двигатель Шкадова придаст Солнечной системе, поначалу будет совсем незначителен: расчеты показывают, что ускорение составит крошечные 4х10-13 м/с2. На фоне скорости собственного движения системы по Млечному Пути, которая достигает 200 км/с, это почти незаметно. Однако на больших масштабах времени его влияние станет довольно значительным. За 220 млн лет, которые занимает полный оборот Солнца вокруг Галактики, его положение можно будет сместить на расстояние от 30 до 130 световых лет.

Постепенно ускоряясь, ковчег будет контролироваться все лучше, подобно тому как парусник, разогнанный свежим ветром, легче маневрирует среди течений и волн. Со временем цивилизация второго типа сможет полноценно управлять полетом своей планеты и всей системы. К моменту, когда Солнце начнет затухать, корабль «Земля» уже прибудет к новой подходящей звезде. Возможно, затем он отправится и дальше, за пределы Млечного Пути, выводя человечество на третий уровень цивилизации по Кардашеву — теперь галактический.

Источник

31.03	37-й IT talk »
17.11	MBLTdev #2 »
16.11	GeekWeek-2015 »