Лапиков Михаил

Освоение Солнечной: логистика будущего

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ: КАРДАШЕВ – I

Глава первая: вступление

Обойдёмся без апокалипсиса!

Самый популярный художественный приём фантастов последние лет сто гласит, что сраная Земляшка катится в сраное говно, и с неё пора валить. Строить космическую ракету на заднем дворе скаутского клуба, раскочегаривать атомный двигатель и – вперёд и вверх! – на Луну, гонять бушлатом недобитых фашистов третьего рейха.

Это считалось нормальным в эпоху раннего Хайнлайна, семьдесят лет назад, и это полный отстой сейчас.

Почему так?

Халтура – тормоз прогресса

Именно халтура. Ленивому фантасту или сеттингостроителю новой игры гораздо проще заявить, что «в общем, все умерли» и работать с малым количеством упрощённо-шаржированных элементов социума будущего.

Представить себе динамику развития живой большой планеты с несколькими сотнями государств и сотнями тысяч малых народностей и этнических групп сложно, от этого голова болит, и вообще страшно жить становится.

Проблема восприятия

Понять и принять, что проекция интересов этих народов и групп в космос – естественный процесс, ещё сложнее. Для этого нужно как-то переломать себя. Избавиться сознательным усилием воли от бытового мифа, родом ещё от мастеров золотого века фантастики.

Да, Хайнлайн, Азимов и Кларк – титаны. Да, они сформировали космическую фантастику примерно настолько же, насколько Пушкин, Лермонтов, Чехов и прочие – русскую литературу. И да, слепое им подражание в элементах прозы – такое же бесполезное и бесплодное занятие.

Что же породило столь занятные расхождения всего за какие-то пятьдесят-семьдесят лет?

Зелёная революция

Человечество давно переросло и пугалочки Азимова с его безумными шестью миллиардами людей перенаселённого будущего, и Америку Хайнлайна, где картошка и мясо всё ещё доступны, но уже давно только по карточкам, и дешевле свалить на Ганимед выращивать яблони, чем обеспечить в стране хотя бы современный уровень сельского хозяйства.

Тогда эта печальная экстраполяция разницы между ростом населения и эффективностью работы фермеров выглядела безжалостным научным фактом.

Сейчас она выглядит посмешищем.

Реальные цифры

Ещё при жизни этих фантастов подсчёты максимальной оптимизированной плотности населения земного шара без потери уровня жизни давали на 1975 год двадцать пять миллиардов человек. Именно эти цифры Джерард О'Нил закладывал в свои проекты освоения и заселения космоса.

Двадцать пять миллиардов человек. Задумайтесь – на тех ещё дубовых технологиях, без современных компьютерных сетей и баз данных, без нормальных ГМО, только с примитивными токсичными химическими удобрениями. Двадцать. Пять. Миллиардов.

Значение науки

Любой современный прорыв обязательно приводит к прогрессу огромное количество смежных отраслей. Российская оптимизация крохотного огрызка сельского хозяйства СССР тому свидетельством.

При всей анекдотичности выражения «эффективный менеджер» – именно эффективное управление зачастую куда важнее формального технического совершенства. А как его достичь?

Правильно!

Компьютерная революция

Требовать нормальный компьютер начали ещё в ту же самую эпоху О'Нила. Подавляющее большинство успехов современной космонавтики – прямое следствие успешности компьютерных технологий. Многоразовая ракета тысяча девятьсот шестидесятых с экипажем из четырёх пилотов, из которых двое только и делали, что мягко сажали первую ступень, так и осталась на кульманах. Многоразовая ракета две тысячи двадцатых с «экипажем» из телефона-переростка всё чаще и чаще мягко садится куда надо без любых проблем.

Это чистая экономика, в которую в прошлом тысячелетии и упиралось подавляющее большинство отложенных на потом космических полётов. Тем более после запрета на военные программы – основной двигатель прогресса такого рода. В наши дни ситуация изменилась:

Пришли мобильники и спасли космос.

Скромный труженик

Компьютеры на столе каждой секретарши появились в начале восьмидесятых годов прошлого тысячелетия. На конец тех восьмидесятых они стали нормальным элементом офисного пейзажа. В десятых годах нашего тысячелетия мобильник в кармане офисного работяги намного превосходил те ранние компьютеры в нескольких ключевых параметрах сразу.

Каждый миллион даже ранних бытовых земных компьютеров заметно понижал цену хорошего аэрокосмического конструкторского центра или ракетного блока управления. Понижал на порядки.

Затем прогресс шагнул дальше.

Материальная революция

Расползание и удешевление стратегических технологий заметить сложно – а оно прекрасно и удивительно!

Бедные страны, далёкие от первого, а временами и второго мира, всё чаще удивляют интересными аэрокосмическими решениями. Своими решениями, под санкциями, при дефиците всего. Иранские крылатые ракеты «внезапно» демонстрируют и приличное количество массового производства и космическую точность. Северо-корейская национальная ракетная программа способна вести отливку твёрдого ракетного топлива, намотку корпусов из стекловолокна, и, гулять так гулять, прилично освоила ядерные технологии. Всего-то и понадобилось, что от косной и отсталой социалистической модели экономики перейти к нормальной рыночной.

Современные компьютеры дают инженерам возможности обсчитать новые технические процессы и спланировать в цифре альтернативные технологические цепочки. Значит это всё для освоения космоса лишь одно:

Налетай! Подешевело.

Полёт фантазии в никуда?

Ещё Джерард О'Нил, когда заказывал иллюстрации к проектам своих «Островов» прямым текстом советовал художникам рисовать красиво. Их техническое задание сводилось к тому, чтобы заинтересовать читателя.

Реальный «Остров-3», когда его всё-таки построят, от исходной концепции О'Нила сохранит лишь анекдотическое утверждение «в главном он прав!». Даже проект, скорей всего, назовут иначе. Сам О'Нил прекрасно осознавал, что реальная конструкция в основном формируется доступными на момент постройки инженерными решениями.

Визионер – друг инженера

Какое-то достижение будущего «предсказать» или «угадать» можно лишь в общих чертах. Ну, вроде пресловутого спутника-ретранслятора Артура Кларка – тот, вообще-то, по авторскому тексту пилотируемое долговременное обитаемое сооружение. Ворох электроники на борту обслуживает постоянный экипаж – несколько человек. Наши спутники на это сильно похожи? Да фиг там! А плохо это или хорошо?

Это просто именно так.

Значит, любое изменение с изрядной вероятностью заметно превзойдёт рамки прогноза. И для футуролога совершенная загадка, в каких именно параметрах и насколько. Что можно с этим делать?

Разумеется, ограничить вдохновенный прогноз широкими рамками физики.

Физика, бессердечная ты стерва!

Хайнлайн, когда ему требовалось обосновать сюжетный поворот, брал карандаш, бумагу, справочники, линейку – и считал. Орбиту, запас манёвра, тягу двигателя. Он мог построить сюжетный эпизод на знании персонажем астрономии и физики. Его похищенный школьник понимал, что увезён к Плутону только из полётного времени под тягой.

В том числе по этой причине Хайнлайн и велик.

Массовый фантаст современности от подобной эрудиции мягко говоря далёк. Это их всех и подводит. Рамки физики жёстко определяют предельные границы возможного. Пользоваться справочниками можно и нужно.

Библиотечка фантаста

Орбиты в пределах Солнечной – данные из справочника. Запас манёвра для выхода на эту орбиту – данные из справочника. Эффективность двигателя конкретной схемы – данные из справочника. Тяга этого двигателя... ну, вы поняли.

Справочных данных на орбиту и параметры двигателя хватит, чтобы ответить, взлетит ли ракета с этим двигателем, и какой запас манёвра у неё после этого останется. Формулой Циолковского можно пользоваться даже зная лишь то, что «логарифм натуральный» – это буковки ln на панели научного калькулятора, без любого понимания их математического значения.

Обезьяна справится.

Фантасты, к сожалению от тех обезьян ушли в своём, гм, развитии, уже слишком далеко. Они даже ракеты до сих пор искренне полагают кораблями – и столь же искренне обижаются, когда их сюжетообразующие элементы терпят из-за этого катастрофическое фиаско.

Космос без кораблей

На заре фантастики планета считалась за материк, луна за остров, а между ними весело пыхтели космическими дизелями линкоры с феодальными принцами на мостиках. Вторая мировая докинула в это всё истребителей с авианосцами, на чём прогресс массовой дешёвой фантастики для малограмотной аудитории встал окончательно.

Между тем, постоянное ускорение – штука малодоступная. Его принимают как данность в космооперах, да. Только вот космическая фантастика очень сильно расходится в реалиях с космооперой. А ракета столь же сильно различается с кораблём.

Эта разница ходовой части критична.

Ракетная наука

Запас манёвра ракеты с двигательно-энергетической системой указанного типа формирует логистику сеттинга чуть менее, чем полностью. В подавляющем большинстве случаев постоянные маршруты настолько же одинаковы, что и железнодорожные. Ракета имеет запас рабочего тела на разгон для выхода на орбиту, летит по ней с отключённым двигателем, а в точке прибытия выравнивает скорость и переходит на постоянную орбиту вокруг пункта назначения.

Помимо всего прочего это значит абсолютный запрет на смену места назначения при дальних перелётах и очень сильные ограничения манёвра в сравнительно компактных местных системах – вроде лун планеты-гиганта или космических городов в дальнем околоземном пространстве.

Ракета вообще очень сильно похожа на своеобразный космический трамвай, который терпеливо ждёт, когда орбитальная механика подтащит к нему выезд на рельсы правильного маршрута, и только после этого стартует.

Космос без постоянства

Да, космические рельсы движутся. Всё крутится по замкнутым эллиптическим орбитам. На разной высоте относительно центра. С разной скоростью. Два огромных гвоздя в крышку гроба космооперы.

Во-первых, для подавляющего большинства дешёвых маршрутов подвижной системы нужно удачное время старта. Обойти это можно лишь двигателями постоянного ускорения – но с ними-то, как раз, отмечаются «некоторые затруднения» – надолго. Далее по тексту приводится описание того, как это в конечном итоге решат, но до поры даже экономика работает в импульсном режиме, с чёткой «забитой» и «пустой» сеткой прибытия космического транспорта.

Во-вторых, эта же орбитальная специфика – гроб, крест и кладбище межпланетного космического пиратства. Для успешного перехвата самоходного орбитального контейнера с завидной регулярностью нужно стартовать раньше, чем его запустят. Точно оказаться в абсолютно пустой точке пространства. И, может быть, если он всё-таки запущен, узнать, что ценный груз пролетает мимо в компании ещё десятка таких же контейнеров, и каждый – с транспортно-пусковым ракетным пеналом на внешнем подвесе вместо страховки.

Сюжетная оптимизация логистики

Если очень хочется капельку повоевать, в Солнечной всё же есть отдельные уголки, где подобная боярская вольница при очень большом авторском и читательском желании доступна и научно достоверна. В абсолютном же большинстве случаев, что до появления движков постоянного ускорения, что после, ценный груз на маршруте пребывает в безопасности.

Подвижность космоса напрочь ломает бытовой шаблон в голове при хоть сколько-то добросовестной попытке его осмыслить. Между тем, она формирует логистику, а соответственно, экономику и политику – чуть менее, чем полностью.

Логистика космоса

На старушке Земле можно вспомнить эпоху, когда грязное бельё в Калифорнии возили стирать на Гавайи. Парусниками. В космосе логистические потоки временами извиваются ещё сильнее.

Области высокой и низкой транспортной связности малоочевидны. В системе «Земля – Луна – дальнее околоземное пространство» точки Лагранжа Л4 и Л5 для внутреннего космического перелёта легкодоступны. Между космическими городами поблизости можно хоть космический трамвай пускать – буквально, по стальному тросу.

Лунный космический лифт полностью реализуем на современных материалах. Достаточно мощная лунная электромагнитная катапульта в те космические города может успешно стрелять и попадать транспортными контейнерами с корректируемой траекторией полёта.

Транспортные мегаконструкции

Земной космический лифт доступен только на теоретически возможных прорывных технологиях, стрельба контейнерами сильно ограничена плотной атмосферой.

Зато космический фонтан – «башня до неба» с активной поддержкой конструкций струёй дроби в магнитном поле, непринуждённо выходит за границу космоса, на высоту околоземных низких орбит.

Транспортные пояса

Выделить «индустриальные пояса» раннего космического будущего можно с чистой совестью уже сейчас. Для этого нужно, чтобы ресурсное изобилие дополнялось хорошей внутренней транспортной связностью. То есть, дешёвый перелёт и относительно короткое полётное время. Когда перелёт вместо суток и недель измеряется в месяцах – это чёткий признак дальнего маршрута.

Хорошей внутренней связностью безусловно, обладает дальнее околоземное пространство и система Земля – Луна. Возможно – спутники Марса, ранняя «бензоколонка» заселённого космоса, сравнительно большой запас дешёвого сырья для производства космического пластика. Совершенно точно – Церера и другие крупные тела пояса астероидов.

Ключевые области внешней системы начнутся системой лун Юпитера, а также греческими и троянскими скоплениями астероидов на его орбите. Позже к ним добавятся система лун Сатурна, местные системы лун других планет и карликовых тел на отшибе Солнечной.

Последовательность освоения космоса

Совершенно очевидно, что транспортная доступность разобьёт заселение космоса на крупные этапы. Освоение космической системы «Земля – Луна» – практически обязательное условие масштабной экспансии дальше в космос.

Пояс астероидов с логистическим, экономическим и политическим центром на Церере – вторая крупная веха экспансии. Ожерелье из космических городов на этих орбитах – система дешёвой внутренней логистики и ворота для запуска новых людей и техники хоть ко внутренним планетам, хоть ко внешним.

Освоение системы лун Юпитера – начало масштабного заселения внешних планет Солнечной.

Размножение политических сущностей

О том, что на Земле вряд ли появится единое правительство, бессмысленно даже лишний раз упоминать. Освоение космоса эффект имеет строго обратный – любое достаточно крупное сообщество единомышленников из хотя бы десятков тысяч человек с какого-то момента развития технологий может позволить себе город мечты. Город-государство.

Да, многие из них довольно быстро подохнут в силу малой жизнеспособности исходной политической идеи. Такая гибель, конечно трагедия, случись она в реальности, но и кладезь интересных сюжетов для социальной фантастики, а то и романа-катастрофы с элементами технотриллера. Зато другие сообщества вырастут и окрепнут, как новые полноценные фигуры на политической карте Солнечной.

Что ограничивает этот рост?

Проблема империи номер один

Главное ограничение роста – задержка связи в частности и ответной реакции вообще. Если на отправку руководящих документов нужно больше часа, а на прибытие специалиста, чтобы решить вопрос на местах, требуется от месяца и больше – колониальная модель стремительно коллапсирует. На первое место выходят самодостаточные местные системы, которые в лучших традициях северокорейского принципа «Чучхе сонгун» могут решить вопрос своими усилиями.

То есть, даже «единый пояс астероидов» ждать бессмысленно.. Чтобы позвонить «за Солнце» как раз тот час с лишним и нужен, а ещё как минимум пара ретрансляторов на пути сигнала.

Местное решение

Земная сфера Хилла – дальнее околоземное пространство, скорей всего сохранит информационно-политическую целостность. Насколько это понятие вообще уместно при обсуждении нескольких сотен национальных правительств и, с какого-то момента, как минимум нескольких тысяч вторичных политико-экономических сущностей.

А вот дальше начнутся космические Балканы на стероидах.

Балканизация космоса

Даже сравнительно крупный центр заселения космоса следующей волны, типа Цереры, скорей всего примутся наперегонки осваивать все, кто считает это выгодным. Какая-то часть околоземных финансово-политических структур удовлетворится продажей транспорта и оборудования. Какая-то потребует выплату дивидендов приоритетными ресурсными поставками.

А какая-то всерьёз отправит в сторону новых космических земель большинство своего активного населения в поисках лучшей жизни.

Восходящие звёзды политики

Новые государства космоса исходно сформируются пёстрыми сообществами людей с общей целью и ближним жизненным пространством – но самыми разными интересами. Достаточно внутренней транспортной связности, хороших отношений стран-участниц между собой и относительно единой внешней политики – и готово. Эти государства запросто могут физически находится в относительно том же секторе космического пространства, что и несколько других. Космос даёт куда больше средств для взаимного перекрытия их физического пространства без малейшего ущерба для транспортной связности, экономики и политики.

Интересных центров местных политических сил окажется много, а их взаимодействие при сколько-то грамотной работе автора породит массу интересных сюжетов. Это лишь первая эпоха заселения Солнечной.

Какие имеет смысл ждать ещё?

Эпохи освоения космоса: начало

Мы пока что живём без сверхпрочных материалов, полностью автономных компьютерных систем высокой сложности и термоядерной энергетики. Комбинация атомного реактора и хорошего космического двигателя с высоким удельным импульсом уже позволяет крайне многое, но экономически выгодные космические перелёты остаются сравнительно медленными и сильно привязанными к стартовым окнам.

Космический город с полностью земными условиями тысяч на сто постоянного населения первый раз обсчитан на технологиях ещё 1975 года. Это те самые «Острова» проектов Джерарда О'Нила. В инженерном смысле их постройка минимально различается с любым другим капитальным строительством наших дней.

От количества в качество

Решить проблему экономической связности можно количественным путём. Создать достаточно обитаемых центров космического производства, чтобы в любой промежуточный момент времени отыскался кто-то, готовый наладить поставку нужного количества товара или сырья в нужный срок.

Основой местной энергетики и промышленности останется Солнце. Мощные зеркальные электростанции достаточны, чтобы обеспечить любые местные нужды в пределах всего зелёного пояса Солнечной – до пояса астероидов включительно.

Второй этап

Переход к следующей парадигме логистики обеспечат ранние космические мега-конструкции, и, может быть, всё же появление эффективного управляемого термоядерного синтеза. В пределах зелёного пояса Солнечной электромагнитные катапульты и разгонные лазерные батареи могут работать и на энергии обычных солнечных электростанций.

Большая электромагнитная катапульта выбрасывает самоходный транспортный контейнер по цене электричества, без трат рабочего тела. Разгонная лазерная батарея обеспечивает достаточный поток на его солнечном парусе, чтобы корректировать полёт и, при необходимости, поддержать долгое постоянное ускорение.

Перестройка и ускорение

Прибытие и отбытие груза идёт по цене электричества, да ещё срок перелёта заметно короче. Да, лазерный парус обеспечивает довольно скромное ускорение – но подставьте его в формулу для постоянного ускорения, и вы обнаружите, что за 86400 секунд в одних только сутках можно достичь весьма и весьма многого.

Достаточно мощной лазерной батарее по силам корректировать орбиту космического перелети-города с большим постоянным населением. Город этот, в свою очередь, тоже может нести достаточно мощную лазерную батарею.

Подвижное в подвижном

Мы получаем эффективную подвижную систему из большого количества промежуточных, а главное – мобильных, внешних приводов космической транспортной сети. Общая эффективность мега-системы из большого количества промежуточных и относительно примитивных элементов резко возрастает.

Вокруг старушки-Земли тем временем появляются заселённые сплошные кольца на околоземной низкой орбите с активной электромагнитной поддержкой. Они же работают как самая эффективная на планете солнечная электростанция и транспортная система Земля-Космос. Грузовой поток в тоннах начинает с этого момента измеряться цифрами с изрядным количеством нулей.

Третий этап

Время подлинных мега-конструкций, что действительно потрясают воображение.

Начало строительства роя Дайсона. Эффективная добыча полезных ископаемых на Солнце. Большой солнечный лазер как внешний привод и внутрисистемного, и межзвёздного значения. Достаточно большая система добычи полезных ископаемых на Солнце как эффективный межзвёздный привод для всей Солнечной целиком.

Сложные перелети-города как основа экономики Солнечной и первых межзвёздных экспедиций. Единый строй из большого количества жилых, промышленных и складских единиц, суммарно на миллионы и десятки миллионов населения.

Расчистка световым потоком от пыли и мусора ранних космических «супер-трасс» на пути хотя бы к самым ближним звёздам. Внешний лазерный привод на хотя бы 10% скорости света или медленный полёт на единичных процентах – но тоже с внешним снабжением на всём сроке этого полёта беспилотными транспортными контейнерами.

Нью-Васюки станут центром вселенной...

За те несколько тысяч лет, что пройдут от первых космических поселений до массового заселения основных экономических поясов Солнечной люди успеют в полной мере освоить главные промышленные центры в труднопредставимых масштабах.

В следующих главах этой книги я сделаю их немного более представимыми.

Если кого-то это вдохновит на творчество или поступление в тематический вуз, это хорошо. Если кто-то вдохновится настолько, что решит мне за это всё заплатить – тем лучше, бгг.

Глава вторая: Земля и окрестности

Земля – столица нашей системы

В глазах Циолковского Земля может и считалась колыбелью человечества, но в реальности освоения человечеством космоса это огромный высокотехнологичный завод, способный закрыть любую потребность ранних космических поселений.

Любой рост космической инфраструктуры, развитие технологий и прорывы вероятного будущего на земную жизнь влияют куда быстрее и сильнее, чем на космическую. Это сохранится на долгие века, а то и тысячелетия.

О чём лгут фантасты

Проблема любого мифа, опровергнутой гипотезы или откровенной сосаной из пальца удобной лжи в том, что если на её основе написана хорошая книга, читатель верит автору. Тот сделал ему интересно, остальное вторично. Это хорошо и правильно для космооперы, это плохо и ошибочно для космической фантастики.

Сюжетообразующие допущения без малого столетней давности устарели. Марс и Венера с местной высокоорганизованной жизнью и близкородственной экологией интерес представляют сами по себе. Два мёртвых камня с адскими условиями – вряд ли.

Значит и новыми промышленными центрами космоса окажется что-то ещё. Можно совершенно точно сказать, что именно:

Наша столица – Земля

Полномасштабное освоение и заселение космоса начнётся в околоземном пространстве. Его настолько же выгодно заполнить жизнью, что и саму Землю будущего – с поправкой на куда больший размер.

Это главное доступное человечеству выгодное удобное решение.

Сфера процветания

Так называемая сфера Хилла – полтора миллиона километров вокруг Земли в любую сторону. Тела в этой сфере пребывают на орбите Земли. За её пределами – выходят на орбиту вокруг Солнца. Много это или мало?

Ну, для начала это в двести с хвостиком раз больше диаметра Земли. Объём сферы Хилла примерно в одиннадцать миллионов раз больше объёма Земли. На условную поверхность такой сферы приходится в 50 000 раз больше солнечной энергии, чем на Землю.

А сейчас – жонглирование цифрами на потеху достопочтенной публике!

Занимательная демография

Современная плотность населения Земли – чуть меньше 15 человек на квадратный километр. Повысим её в скромные шесть-семь раз, до сотни. Помножим на поверхность сферы Хилла в поверхностях Земли. Получим двойку с пятнадцатью нулями.

То есть, в пределах сферы Хилла можно очень тонко, без любых конфликтов интересов за солнечную энергию, отдачу мусорного тепла и высокую транспортную доступность разместить миллион государств размером крепко больше современных миллиардной численности – вроде Китая с Индией. В пересчёте на более компактные страны мира, размером меньше таких мегаполисов как Москва или Токио, цифра получается ещё страшнее.

Напоминаю, сейчас на планете государств такой численности всего два , а народу – восемь миллиардов человек вместо пятидесяти.

Есть куда расти, правда?

Занудное уточнение

Разумеется, в реальности эти космические города окажутся довольно сильно концентрированы в самых выгодных областях подвижной системы Земля-Луна – точках Лагранжа 4 и 5.

Но для иллюстрации реального масштаба фактической ёмкости крохотного уголка Солнечной при хотя бы начальных этапах его оптимизации пример выше годится.

Далее – согласно прейскуранту!

Бездонная сокровищница человечества

В ближайшие века численность земного населения имеет возможность расти и расти. Чем совершеннее технологии, чем доступнее космическая дешёвая энергия, тем больше людей живёт на планете, и тем дальше растёт уровень жизни.

Их рабочие человеко-часы на первый взгляд трудно и дорого экспортировать в космос. Но в реальности ближнее околоземное производство дозволяет эффективное телеприсутствие контролёра, а то и оператора, на безлюдной станции. Можно даже в невесомости и вакууме. Уж с чем-чем, а с качеством связи у нас за последние годы прошлого тысячелетия и начало тысячелетия нынешнего прогресс заметный.

То же самое касается больших вычислительных центров, научных библиотек, финансовых и контрольных организаций, индустрии развлечений любого типа – хоть до кибер-проституции включительно.

На Земле – много!

Джигаватты энергии

Промышленное освоение ближнего космоса, с его более чем киловаттом солнечной энергии на квадратный метр поверхности, банально выгодно после решения транспортной проблемы.

Капитальные сооружения обойдутся без хрупких, капризных, стремительно выгорающих на Солнце, токсичных в производстве и захоронении солнечных батарей. Солнечная электростанция на жидком металле или композитном солевом растворе в долгосрочной перспективе и больших масштабах куда выгоднее.

Экологическое совершенство

При достаточно развитом поясе околоземных солнечных электростанций даже углеводородное топливо на метановой основе можно гонять по циклу восстановления. Это решение избавляет от необходимости возиться с токсичным и дорогим производством эффективных батарей для электрических двигателей, но сохраняет все достоинства соотношения массы к тяге хорошего двигателя внутреннего сгорания.

Безумные чатлане на далёком Плюке в топливо перерабатывали воду. Суровые пацаки с планеты Земля скорей всего переработают в топливо карбоновый след промышленности. На чём этот вопрос и закроется.

Навсегда.

Разнообразный космос

Искусственное космическое жилое сооружение с имитацией земных условий по умолчанию последние лет пятьдесят видят «зелёным пригородом» с идеальным климатом средней полосы. Но климатическую зону можно выбрать любую, от суровой тундры заполярья до экваториальных джунглей. Идеальное подобие заповедника строится в космосе. Даже ранние проекты О'Нила предполагают восемьсот квадратных километров жилой поверхности. Это больше многих земных охраняемых природных зон.

Любой достаточно большой природоохранительный фонд с хорошим финансированием сможет позволить себе «идеальный бэкап» любой угрожаемой земной природной зоны, формы жизни или даже просто любимого спонсором уголка планеты. На стадии массового заселения околоземного космического пространства экологические проблемы Земли расточаются одна за другой с той же скоростью и эффективностью, что и проблемы ресурсной ограниченности.

Космическая шахта

Всё, что притащено на космический завод из космоса выигрывает у того, что притащено с Земли чисто энергетически. Физика – стерва безжалостная. Энергетическую цену доставки платить нужно всегда.

Хотя поначалу земная транспортная «пуповина» и снабжает космос всем потребным для жизни и работы, замещается эта ресурсная зависимость сравнительно быстро и сравнительно эффективно.

Можно грести лопатой

Короткие простые и дешёвые космические ресурсные цепочки только на лунных материалах гарантируют изобильные поставки. Кислород – мусорный выхлоп практически любого космического ресурсного процесса. Кремний. Железо. Алюминий. Титан. Магний. Вода.

Луна в тридцать раз больше всего пояса астероидов. Разбирать на ресурсы только верхний, самый простой в добыче и обработке, слой реголита можно тысячелетиями.

Размеры относительны

Раз уж речь зашла про астероиды – только ближние околоземные тела позволяют отгрохать в габаритах типичного проекта О'Нила жилой объём, суммарно равный примерно 300 поверхностям земного шара. Но главное для ранних стадий освоения космоса то, что в них попадаются ресурсы и поинтереснее. Современной экономике позарез нужны редкоземельные металлы.

С изрядной вероятностью безлюдная космическая система поиска и добычи таких металлов разворачивается в космосе раньше первого большого человеческого поселения с полной имитацией земных условий.

Ну, это просто выгоднее

Бесплатный тормоз

Малоочевидное на первый взгляд достоинство Земли ещё и в том, что плотная атмосфера – замечательный бесплатный тормоз. Относительно компактные и ценные космические ресурсы, например, ведро золота (платины, иридия, других редких металлов) запросто можно просто выстрелить к планете из точки сбора.

Дальше оно само.

Зонтик для ракеты

Малый тепловой щит позволит ценному грузу относительно медленно пройти атмосферу и упасть в нужный квадрат подбора. Раскладной жёсткий пропеллер на авторотации или жёсткий тормозной парашют скорость падения снизят ещё сильнее. Конструкцию с простеньким маячком подбирать можно ещё в полёте, самолётным раскладным сачком. В прошлом тысячелетии именно так подбирали капсулы с фотоплёнкой спутников-шпионов.

Раз в космосе есть что брать – там можно жить! Кучу уголков северо-американского континента всерьёз заселили только после того, как отыскали там золото.

При достаточной технической помощи человек сможет жить практически где угодно.

Космические города

В количественном смысле, это самая частая и массовая из всех мега-конструкций вероятного будущего. Главное достоинство космических городов в том, что жизнеспособные конструкции возводятся на очень простых и легкодоступных материалах.

Проекты О'Нила полвека назад рассчитывали на физический размер 8х32 километра. Пара сцепленных цилиндров такого размера вмещает по городу-стотысячнику в формате красивых отдельно стоящих домиков малоэтажной застройки, с парками, озёрами и контролируемым идеальным климатом.

Космическая стиралка

Внутренний корпус вращается для имитации земной силы тяжести, причём достаточно медленно, чтобы людям жилось комфортно и привычно – даже гостям с Земли. Внешние корпуса гарантируют разные стадии безопасности, эффективную теплоизоляцию, удаление из системы избыточного «мусорного» тепла, работу электростанций и внешних транспортных узлов, а также пассивную либо активную радиационную защиту.

При росте габаритов подобного сооружения цена биологической защиты на кубометр падает – сказывается выигрыш по энергетике бортовых электростанций.

Предел роста

Увеличить габариты жилого сооружения таких масштабов реально при использовании вероятных супер-материалов будущего, которые мы сейчас уже можем представить с достаточной подробностью. Да, промышленное изготовление углеродных нано-трубок подзадержалось, но их оценочная прочность достаточна, чтобы физический размер космического города возрос на порядки – до территории средней паршивости страны вместо небольшого города с районом.

Уж чего-чего, а материала на такое строительство в космосе заведомо хватит!

Жизненное пространство

Точки Лагранжа 4 и 5 на орбите Луны в 60 градусах впереди и 60 градусах позади от неё успешно сочетают наилучшую стабильность долговременного космического сооружения и крайне малую цену перелёта между ними.

Задержка связи между Л4/5 и Землёй достаточно мала, чтобы с оговорками устанавливать прямую связь в реальном времени (хотя в компьютерную игру так получится сыграть лишь в походовую).

Скорость прибытия

Транспортная задержка даже экономичными орбитами приемлема – дни в худшем случае, часы в лучшем, смотря откуда стартует ракета. Рабочего тела на перелёт этой ракете нужно мало. Соотношение масс такого перелёта высокую грузоподъёмность позволяет.

С Луны в ближние точки Лагранжа вообще можно стрелять контейнерами из достаточно мощной электромагнитной катапульты.

Где начнут строить первые действительно постоянные космические поселения – ясно уже сейчас.

Внутренняя инфраструктура

В долгосрочной перспективе всё, что построено на околоземных низких орбитах – времянки. Международную космическую станцию то и дело «приподнимают» движками грузовиков. Спутники на геостационарной орбите живут, пока им хватает рабочего тела в баках на сохранение точного положения в космосе. Это всё крайне эфемерно.

Почему же именно там на ранних этапах освоения космоса понастроят такую прорву всего?

Слагаемые вечности

Любая времянка такого рода – нормальная и выгодная рабочая ступень освоения космоса. Первые заправки, ремонтные стапели, маленькие космические техцентры, ранние космические отели и сравнительно большие долговременные станции, вроде «острова-0» радиусом в единичный километр и шириной менее того километра имеют все шансы появится именно там, причём сразу в количестве – по числу конкурирующих государств, заинтересованных мегакорпораций, фондов, объединений и других структур.

Бесценный практический опыт подобного строительства нужен всем, кто всерьёз заинтересован в освоении нового бескрайнего фронтира. Космос, даже околоземный – именно такой фронтир и есть. На века, а то и на тысячелетия.

И, раз уж речь зашла о времени...

Стратегическое положение

Внутри сферы Хилла Земле достаточно легко контролировать свою периферию. Сигнал до самых дальних объектов идёт секунд пять. До основных экономических центров космоса – около секунды. При желании можно хоть прямую видеоконференцию устраивать.

Прямая связь двух периферийных точек между собой на противоположных сторонах той же сферы – ну, секунд десять-тринадцать с учётом ретрансляторов. Приемлемая задержка на фоне долгих минут до ближних планет системы или пояса астероидов и ещё более долгих часов – до объектов подальше.

Но главное тут другое.

Человеческий ресурс

Земля – тот участок космоса, где на этой стадии освоения Солнечной есть всё и живут все. Даже когда в поясе астероидов появятся миллионные сообщества местных жителей, земные десятки миллиардов человек всё равно останутся абсолютным большинством жителей Солнечной.

Да, земные ресурсы во многом уже давно освоены и пристроены к делу. Но всё равно на планете их ещё очень много, а по сочетанию ключевых параметров земная поставка надолго останется и сравнительно быстрой и сравнительно дешёвой.

Долговечное преимущество

Это парадоксальное состояние при всём ресурном изобилии космоса, при всей космической потенциальной ёмкости в квинтиллионы человек разумного населения, сохранится очень надолго. На долгие века, а то дольше тысячелетия, Земля продолжит обрастать ближней космической инфраструктурой и всё новыми и новыми миллиардами жителей, но при этом останется самым населённым центром системы. Массовый исход пассионариев в космос – дело, конечно хорошее. Только вот куче этих пассионариев дело по сердцу отыщется сразу за пределами гравитационного колодца Земли.

В космических масштабах – совсем рядом.

Экономический центр

Прелесть земного положения ещё и в том, что планета надолго помимо населённого центра Солнечной останется и экономическим центром. Это банально самый крупный заказчик в системе – на века.

Земной промышленности нужны безумные миллионы тонн космических ресурсов. Земля готова за них платить. Земная валюта привязана к самому ценному материальному активу Солнечной – легкодоступному высокотехнологичному производству чего угодно под ключ. Если надо, то хоть с этапа постановки общего технического задания.

Экономические связи

Пресловутая ресурсная самостоятельность колоний в реальности скорей всего потребует интеграции в земную экономику такого уровня, что война, без разницы, холодная или горячая, окажется куда вероятнее между отдельными космическими городами-государствами за вкусный контракт, чем между Землёй и космосом.

Боевые действия привычного космооперного типа можно спланировать достоверными только в старательно выбранных уголках Солнечной, путём целенаправленной авторской работы со вводными и допущениями.

Факт малоудобный, а кому-то и вовсе серпом реальности по яйцам авторского вдохновения, но что поделать. Экономика – такая же безжалостная стерва, что и физика.

Колонизация без иммиграции

Хотя многие «космические шахты» выглядят достаточно выгодно для инвесторов, в том числе отдельных частников, очень мало современных людей готовы жить на шахте или в её ближних окрестностях без комфортного посёлка со всем набором инфраструктуры и социальных услуг.

Малая задержка связи и развитие мощной робототехники скорей всего приведут к тому, что жилые и промышленные центры окажутся достаточно сильно разнесены в пространстве. Космическая фабрика или даже строительная площадка запросто может управляться в автономном режиме, с телеприсутствием операторов и контролёров только ради исправления каких-то заминок в отлаженном техническом процессе.

Рабочее телеприсутствие

Жить они все при этом смогут в комфортном городе в точке Л4 или Л5, и оттуда же «ходить» на работу. Для работы на околоземной низкой орбите и вовсе можно оставаться на Земле.

Разделение жилых зон с промышленными служит дополнительной защитой от катастрофического отказа градообразующего предприятия. Достаточно большой жилой центр останется на плаву даже в том случае, когда часть его промышленных зон придётся закрыть в силу аварии, бесперспективности, устаревания, или любой иной схожей причины.

Облик грядущего

Застройка дальнего околопланетного космоса городами, электростанциями, транспортными и промышленными объектами приведёт к заметной перемене их облика для космического наблюдателя. Освоенный уголок космического пространства выглядит дрожащим пятном тусклого отражённого света. Внутри него движутся по орбитам и между ними самые разные объекты.

Отсутствие таких планет в наблюдаемом ближнем звёздном пространстве бесстрастно свидетельствует, что как минимум в своём уголке галактики мы пока что одни. Отсутствие таких звёзд – что в наблюдаемой галактике пока что и с более развитыми цивилизациями определённые затруднения.

Уточнение астронома

Возраст этих звёзд – аргумент скорей в пользу того, что кроме нас тут пока никого. Заселённая галактика вероятного далёкого космического будущего с очень большой вероятностью окажется нашим и только нашим детищем.

Впрочем, до этого ещё нужно дожить. Вернёмся до поры к земным окрестностям – и попробуем добавить в них раннюю мега-конструкцию из тех, что реально построить на космических ресурсах без крупных технических прорывов.

Кольцо вокруг Земли

В какой-то момент даже в ближнем околоземном пространстве станет выгодно перейти на поддержание орбиты по цене электричества, без расходов любого рабочего тела.

Решение эта задача имеет. Чисто количественное решение, без научных и технических прорывов.

Вжж-виу!

Достаточно сильные электромагниты разгоняют поток дроби с достаточной скоростью, чтобы тот двигался по орбите нужной высоты. Тонкостенные герметичные трубы защищают его от торможения следовыми количествами земной атмосферы. Каждая труба по вращению Земли уравновешивается трубой против вращения.

Кольцо парит вокруг Земли на одном и том же месте. Рабочее тело снова и снова ходит по кругу. Сильные электромагниты сохраняют его орбитальную скорость и держат на себе навесные конструкции. Чем больше труб в основании кольца, тем оно шире, и тем больше его полезная нагрузка.

Какая именно?

К-к-колечко

Мы говорим о постройке длиной порядка 41-42 тысяч километров. Солнечные электростанции, заводы, города с земной силой тяжести (ну, почти земной, разница с тяготением на экваторе приборами обнаружима), сверхскоростные железные дороги, внеатмосферные космодромы... при достаточной ширине опоры по центру жилого пространства можно хоть сплошную реку налить, пусть и явно искусственную.

Прекрасная иллюстрация, что даже в пределах околоземной низкой орбиты можно отгрохать такой экзотический, но полностью достоверный хотя бы в первом из приближений фантастический сеттинг, какой пока что осмеливались делать крайне редко даже в героической приключенческой фантастике. Протянуть к основанию кольца с Земли башни с активной поддержкой теми же самыми потоками дроби в электромагнитном поле, и в космос можно ездить на поезде.

Буквально!

Экономическое значение

Кольцо эффективно отводит с Земли мусорное тепло, экспортирует на Землю огромные количества дешёвой энергии, позволяет высокоэффективное наблюдение за поверхностью и корректирование огня или обстрел поверхности и космоса в реальном времени.

Разумеется, его появление бессмысленно ждать раньше, чем это позволит космическая инфраструктура. Но прелесть ситуации в том, что местных ресурсов системы Земля-Луна на такое достаточно, а выгода от кольца, даже самого раннего и очень маленького, намного перевешивает цену его постройки.

Значит пора обратиться к Луне.

За ресурсами!

Глава третья: сокровища Луны

Ближе некуда

Луна – самое большое космическое тело рядом с Землёй. И, разумеется, одно из самых богатых. Да, на Земле есть всё, что есть на Луне, и гораздо больше. Но главное достоинство Луны перевешивает этот факт с лихвой. Луна находится в космосе. Рядом с Землёй и в космосе одновременно. В этом смысле Луна уникальна.

Гравитационный колодец Луны резко слабее земного. Поднять из него что-то ценное в разы легче и дешевле, чем тащить с Земли. И при этом Луна удивительно богата ключевыми ресурсами космического строительства и легкодоступна.

Это лучшая ступень для рывка человечества в космос.

Доступность Луны

На поверхности Луны тяготение вшестеро меньше земного. Ускорение свободного падения там – 1,62 м/с. К тому же, у Луны отсутствует атмосфера. Долой ещё одну помеху ракетным полётам. Для понимания масштаба – на Земле атмосферная помеха накидывает ракетам в суммарную цену взлёта заметно больше километра в секунду. На Луне за два с половиной километра в секунду можно взлететь или мягко сесть.

Между точками Лагранжа ракету можно гонять за единичные километры в секунду характеристической скорости. Или стрелять в них из огромной электромагнитной катапульты с поверхности Луны без любых ракет вообще – по цене электричества.

Внутренняя транспортная связность

Лунный космический лифт строится на современных земных материалах, без любых прорывов материаловедения. Он тоже работает по цене электричества, обладает большой грузоподъёмностью и позволяет достаточно эффективно запускать полезную нагрузку в космос сразу на разные орбиты, в зависимости от высоты запуска.

Эффективный химический двигатель Луна-космос-Луна для ближнего окололунного пространства можно топить исключительно местными ресурсами, причём с немалой вероятностью при космическом избытке энергии процесс этот окажется настолько же возобновляемым, как и земной цикл углеводородного топлива.

Подлётное время

Для главных обитаемых центров в окололунном пространстве на дешёвых массовых двигателях всё ещё измеряется в считанных днях, вместо месяцев и лет. Энергетическая цена перелёта к поясу астероидов или спутникам Марса в километрах в секунду характеристической скорости примерно та же самая. Но до Луны добраться можно куда быстрее.

На одном g постоянного ускорения в космосе полёт с орбиты Земли до Луны займёт считанные часы. Правда, это невероятный, фантастически эффективный и мощный двигатель, который в реальных прогнозах развития космической техники задержится мягко говоря надолго.

Реализуемость проекта

Сама по себе долговременная лунная база уже больше полувека находится в рамках наших фактических технических возможностей. Просто она слишком дорогая. Но и эта цена с развитием науки и техники неумолимо падает.

Как только человечество всерьёз выберется до Луны – оно уже на полпути куда угодно.

Но что же на Луне можно взять?

Безопасный полигон

Любая технология по освоению космоса может сбоить, причём совершенно внезапным для стадии проектирования на бумаге образом. Испытать что-то на Луне, где за считанные дни можно дождаться прибытия материальной помощи или транспорта для эвакуации значительно проще, чем узнать о фатальном отказе систем жизнеобеспечения где-нибудь в районе Цереры, куда даже с постоянным ускорением двигателей очень высокой по нашим современным понятиям мощности лететь на выручку придётся дольше месяца.

Работа автоматических строителей, шахтёров, заводов, самораспаковывающихся многофункциональных комплексов и другой космической техники на Луне имеет все достоинства работы в космической среде и непрерывное телеприсутствие разработчика в реальном времени.

Для сравнения, задержка связи до Венеры – от пары минут до пятнадцати. До Марса или пояса астероидов – и того дольше. Информационная связность в системе Земля-Луна уникальна. Но этим список её достоинств только начинается.

Богатства Луны

В буквальном смысле этого слова лежат под ногами. Без жидкой воды, кислородной атмосферы и органической жизни ресурсы пригодны к массовой промышленной добыче практически вечно.

Какие именно?

Лунный кислород

Один из самых распространённых химических элементов космоса. На Луне кислород станет побочным мусорным выхлопом практически любой ресурсной цепочки, причём в таких размерах, что скорей всего придётся заморачиваться на хранение излишков.

К счастью, в достаточном количестве жидкого кислорода горит практически всё, что угодно – так что изрядную долю этих бессмысленных запасов можно пустить в местную ракетную программу.

Лунный кремний

Основа стекла и микроэлектроники. Разумеется, до такого производства ещё нужно дожить, но это ещё один легкодоступный ресурс Луны. Он достаточно хорошо горит, чтобы лунный космический двигатель на смеси кремниевого порошка и жидкого кислорода оказался выгодным для местных условий. Цикл промышленного окисления и восстановления кремния вечен, пока горит Солнце. Вряд ли слабое химическое топливо понадобится на столь долгий срок – но может оказаться выгодным очень и очень надолго.

Лунное железо

Материал большого строительства в любых условиях. Прелесть лунного железа в том, что полный цикл его восстановления из реголита на местных ресурсах проходит с получением чистого железа, чистого кремния, углерода и воды. Дробилка, магнитный сепаратор, электростанция, солнечная печь, немного вспомогательной техники – и поехали. Маленький заводик в считанные тонны умещается. Да и реголит можно хоть совочком верхние несколько сантиметров нагребать, уже размолотые в мелкую труху.

Лунный алюминий

Насколько железо основа капитального строительства, настолько же алюминий – основа аэрокосмической индустрии. Да и в электротехнике, при всех жалобах на дешёвые алюминиевые провода, изобильный лунный материал применение найдёт.

Избытком лунного алюминия можно всё так же эффективно топить лунные космические двигатели.

Лунный титан

Основа капитального металлического строительства высокой прочности. Лёгкий, стойкий, очень ценный материал. Вдвойне ценный тем, что местный. Отдельные лунные месторождения показывают до 8% титана в местных породах. Добыча 60-80 килограммов с тонны руды уже достаточно привлекательна, чтобы с ней возиться, пусть для этого и нужны высокие предварительные затраты.

Лунная вода

Точнее, лёд. С очень большой вероятностью, одни лишь кратеры в постоянной тени лунных полюсов хранят сотни миллионов кубометров льда. Этого хватит и на то, чтобы эффективно развернуть первые лунные заводики, и на то, чтобы снабдить водой первые окололунные поселения.

Лунный крип

На Луне встречается достаточно богатая смесь из калия, редкоземельных элементов и фосфора – одной из основ земной органической жизненной цепочки.

В списке лунных редкоземельных элементов присутствует торий в сравнительно высоких концентрациях в нескольких месторождениях. Этот радиоактивный элемент имеет все шансы стать основой ранней космической атомной энергетики на местных ресурсах.

Лунный гелий-3

Забудьте миф о лунном гелии-3! Ко времени появления нормальной термоядерной энергетики, которая сделает его востребованным, за гелием-3 окажется проще слетать туда, где его в избытке – к внешним холодным газовым планетам Солнечной. Их относительно малый размер и низкая сила тяжести позволят набирать ценный ресурс сразу исполинскими танкерами – вместо бессмысленного сбора верхнего слоя реголита с миллионов квадратных метров лунной поверхности ради считанных килограммов заветного вещества.

Ложь, гнусная ложь и гелий-3

Буквально всё, что вы когда-либо слышали про добычу гелия-3 на Луне – теоретически реализуемо ровно настолько, чтобы дать жизнь пропагандистскому мифу о том, что условные «мы» должны оказаться там первыми – иначе туда доберутся первыми гагаузы, маланцы, албанцы и заговор всемирной закулисы масонов-рептилоидов.

Для понимания масштаба проблемы – гелия-3 в лунной породе оценочно в 11 раз меньше, чем золота в морской воде. Экономический смысл такой добычи – ещё хуже.

Давайте уже забудем эту глупую фигню!

Лунный ассортимент

Список выше достаточно короткий. В нём перечислены основные лунные ресурсы, которые заведомо находятся в изобилии, сравнительно быстро и сравнительно легко. Вся остальная Луна в тридцать раз больше пояса астероидов и просто больше некоторых малых планет и крупных лун Солнечной. Полноценное освоение лунных богатств промышленностью заметно расширит спектр доступных ресурсов. Лунная сера – основа безводного высокотемпературного бетона. А ещё калий, магний, аммиак, кальций, метан... продолжать можно долго.

Значит, в обозримые сроки жизни человечества как разумного вида Луна свою промышленную значимость сохранит навсегда. Её продолжат эксплуатировать десятки тысяч лет подряд.

Но вот будут ли её для этого заселять – очень интересный вопрос!

Лунные города?

Фантастика давно привыкла к почти бессмысленным описаниям лунных городов. Их можно превращать в дистопичные человейники, хоть тоталитарные, хоть ультра-либертарианские, но порождено это мнимое сюжетное разнообразие всё тем же крайне условным пониманием, а зачем людям вообще нужны города.

Суровая правда в том, что любое поселение на Луне сразу, безоговорочно и безнадёжно, проигрывает нормальному космическому городу по любому параметру.

В первую очередь – по долгосрочной пригодности для жизни.

Проблема секса

В невесомости крайне сложен даже просто успешный половой акт. Сам по себе, как физиологический процесс, без личного удовольствия и комфорта участников. Ранние космические эксперименты биологов достаточно быстро доказали, что мелкий бытовой дискомфорт – полная ерунда на фоне проблем с зачатием и развитием здорового плода.

Вырастить нормального здорового ребёнка до стадии хотя бы родов можно лишь в условиях имитации земной силы тяжести. Достигается это вращением достаточно большой, пара километров диаметра, конструкции. Лунная сила тяжести слишком мала, чтобы обойтись без этих ухищрений, и слишком велика, чтобы строительство посёлка с жилой зоной вращения оказалось простым, технологичным и дешёвым предприятием.

Жить на Луне попросту вредно для жизни! Там даже работать можно лишь сменами. Но что же тогда делать?

Промышленные гиганты Луны

Разумеется, можно вспомнить, что мы живём уже в новом тысячелетии. У нас крайне мощные по меркам прошлого тысячелетия дешёвые компьютеры, робототехника и системы автоматизированного управления.

Огромный лунный промышленный комплекс запросто может иметь сравнительно малые гостевые жилые помещения для временных инспекторов, контролёров и наладчиков.

Всё остальное сможет работать совершенно безлюдно.

Польза гравитации

Малая лунная сила тяжести всё ещё достаточна, чтобы основные технические процессы работали именно так, как мы привыкли на Земле. В металлургии различные материалы на плавке всё так же исправно всплывут на поверхность плавильного чана или опустятся на его дно. Схожим образом станет работать и любое другое оборудование – без необходимости строить огромную центрифугу и возиться с высокотемпературным подвижным механизмом.

Откуда и как начнётся промышленное освоение Луны?

Экватор против полюса

В начале космической эры освоение Луны предполагали начать с экватора. Лучше видимость Земли, проще связь, удобнее сажать и поднимать ракеты. С тех пор много что изменилось.

Для начала, космическая разведка обнаружила на Луне воду. Это сразу поменяло основной приоритет зон высадки на полярные области.

Даже если оставить этот ресурсный кладезь в покое, у постоянно затенённых кратеров на полюсе Луны есть и другое огромное достоинство.

Стены кратера

Они так сильно воздеты над поверхностью Луны, что очень долго получают свет. Лунные две недели цикла дня и ночи – огромная помеха нормальной работе промышленности. Конечно, можно вовремя подумать о нескольких атомных реакторах, но в реальности солнечная энергия значительно проще и дешевле, что по массе электростанции, что в инженерном смысле.

На гребнях полярных кратеров скорей всего получится отыскать удобные для строительства зоны постоянной инсоляции. Без вредной атмосферной помехи свет оттуда переизлучается внутрь кратера, где питает и мощные солнечные печи, и столь же мощные электростанции. Они приводят в движение остальную местную ресурсную добычу и промышленность.

Лунная металлургия

Эффективность комбинатов-гигантов на Луне ограничивает в основном скорость подачи материала в печи. Сами по себе, как инженерная задача, они сравнительно просты и реалистичны.

Даже если сгребать удобный для обработки верхний слой мелкого реголита на один совок в глубину, полигон размером километр на километр уже обеспечит десятилетия работы хорошего даже по земным меркам комбината.

Ранние заводики из проектов НАСА с их примерно 30 тоннами суммарного оборудования на таком полигоне работать будут и того дольше.

Общая поверхность Луны, между тем, больше земной Африки.

Есть куда расти!

Лунная железная дорога

Ранние запуски из полярных областей достаточно быстро уткнутся в естественный логистический предел. Запускать побольше и почаще даже на Луне выгодно с экватора.

Значит, придётся обеспечивать эффективное освоение лунного экватора. Тянуть от полюса железную дорогу, проводить электричество, налаживать постоянную работу транспортной сети.

И электрификация!

Те же дороги станут и основой ранней энергетической системы на Луне. Единая сеть заметно выигрывает у разрозненных огрызков. Кольцевая дорога вокруг экватора всегда где-то освещена солнцем, а значит, ей всегда хватает энергии на работу.

Первой лунной мега-конструкцией с изрядной вероятностью окажется сеть железных дорог. Малая сила тяжести при необходимости позволит использовать хоть огромные вагоны сверхширокой колеи.

Хотя стандартизация, скорей всего, сработает и здесь, так что даже на сверхшироких платформах встанут привычные земные сорокафутовые контейнеры.

Лунная катапульта

Поскольку логистические точки системы Земля-Луна – это, прежде всего, точки Лагранжа, экваториальная лунная электромагнитная катапульта станет логичным эффективным дополнением лунной транспортной системы. В проектах О'Нила такая катапульта строилась несколькими сотнями человек за две пятилетки, а её бесперебойная работа обеспечивала строительство первого жилого «острова» в точке Лагранжа.

Даже когда речь пойдёт о строительстве лунного космического лифта, от использования катапульты это строительство заметно выиграет. Банально потому, что лифт нужно строить именно что сверху вниз.

Лунный космический лифт

Икона ранней космической эпохи. На Земле его строительство требует уникальных материалов, которые может быть появятся в ближайший век, а может и задержатся – как это случилось в прошлом веке. Сколько их в конечном итоге придётся ждать – тоже загадка.

Лунный космический лифт доступен на том, что есть у нас уже сейчас. Основные долговременные конструкции такого лифта – плоские широкие ленты. Выбор материалов для лунного строительства достаточно широк. Можно обойтись даже плетением из тонкой металлической нити.

Трос без шахты

Ленты космического лифта достаточно хитрым образом сплетаются между собой. Их можно заменять по частям в случае любых серьёзных повреждений. Одиночный удар метеорита размером с горошину скорей всего проделает в такой ленте аккуратную круглую пробоину без любых вредных последствий.

По этим лентам едут своим ходом колёсные тележки с достаточно большой полезной нагрузкой. Даже сравнительно маленький и простой лифт из ранних подсчётов НАСА удержит тележки со многими центнерами груза. Их переброска на исправные «рельсы» в случае аварий и возможность объезда разбитого участка «по встречной» планируется ещё на стадии проекта лифта.

Горизонтальный лифт

Подача груза на лифт возможна и под углом. Да, чем дальше отстоит начало транспортной ленты от экватора, тем меньше суммарный перевозимый ей груз. Но это всё относительно – малые терминалы можно развести от перегруженного центра в основании лифта по нескольким площадкам на расстоянии в сотни километров друг от друга.

Если груз космического лифта выкидывать на разной высоте – он перейдёт на разные орбиты. Да, космическим лифтом можно пользоваться как пращой для местных космических маршрутов.

Размер относителен

Высота лунного космического лифта насчитывает многие тысячи километров. Он может штатно иметь в своём составе очень большую и тяжёлую обитаемую космическую станцию, в том числе с большой жилой зоной вращения.

Это исполинское космическое сооружение формально доступно на современных технологиях. После своей постройки лунный космический лифт в корне меняет транспортную доступность региона.

Огромный космический склад

Луну спокойно можно назвать лучшим промышленным складом при заводе в околоземном космическом пространстве. Большой ассортимент полезных материалов, заведомо избыточная возможность наращивать это производство по мере необходимости, низкая цена и малое время доставки...

С логистической точки зрения – огромное достоинство в любой момент времени. И совершенно без разницы, насколько высоко техническое развитие человечества. Оно повлияет в основном на количественный объём поставок, а качественная принципиальная возможность останется без изменений.

Бездонные закрома

Лунного доступного материала теоретически достаточно на строительство нескольких сотен миллионов больших космических городов проектов О'Нила. Это очень внушительная цифра, даже если ограничиться сотней тысяч жителей на каждый.

Для застройки околоземного космического пространства этого хватит очень и очень надолго.

Смысл жизни, Луны и всего остального

Луна – прекрасный ответ на два главных вопроса освоения космоса человечеством.

Во-первых – да, человечеству помогут массовые роботизированные, телеконтролируемые и телеуправляемые безлюдные системы в любом освоении космоса, от добычи первичных ресурсов до строительства законченных промышленных объектов.

Во-вторых – да, заселение космоса людьми это сильно ускорит и облегчит.

Рукотворные острова

Каждый большой современный аналог «Острова-3» проектов О'Нила тех же габаритов (8 километров диаметра на 32 километра длины) имеет расчётную суммарную массу порядка трёх гигатонн. Это вместе с почвой, водой, атмосферой, и всеми жилыми и вспомогательными объектами внутри. Ещё минимум полстолько наберётся у его внешнего обвеса техническими и защитными сооружениями.

Лунные заводы и транспортная система свою загрузку поставкой строительного материала и обслуживанием повседневного ремонта этих космических городов получат на долгие тысячелетия вперёд.

Дорожная карта строителя

Если вы уже начали что-то строить в космосе – останавливаться совершенно бессмысленно. Этот процесс может идти со взрывным ростом тысячелетия подряд, и ограничиваться только скоростью воспроизводства и обучения новой живой силы.

Живой силы, всё больше и больше разделённой с понятием грубой физической работы.

Лагранж по ипотеке

Ранние космические поселения сравнительно малы, просты и дёшевы. Они по силам относительно компактному производству с малым количеством сотрудников.

Чтобы отстроить большой аналог колонии О'Нила в сколько-то адекватный срок, понадобятся ресурсы, примерно равные итогу работы миллиона человек на протяжении года.

Вкалывают, понимаешь, роботы!

Роботизация заметно ускорит и упростит эти процессы, но примерная современная оценка именно такая. На строительство и сборку законченного и пригодного для жизни космического города предельных габаритов уйдёт порядка десяти лет. Опять же, это достаточно грубая оценка, но общий порядок сроков и усилий она передаёт.

Для массового освоения космоса выгодно создать максимальную плотность населения в околоземном космическом пространстве. Чтобы успеть за сроки короче геологических, работать придётся эквиваленту миллиарда-другого строителей и возводить порядка тысячи капитальных сооружений такого рода одновременно.

Века напролёт!

Фантастические заблуждения...

Обычный взгляд фантаста золотой эпохи на Луну, даже хорошего, довольно пренебрежителен. Ну да, была какая-то Луна. Вроде бы даже умер там кто-то героически на заре космонавтики. То ли в борьбе за тяжкую долю простого трудового народа, то ли наоборот, в погоне за лишним пунктом бизнес-индекса на благо родной мегакорпорации.

В общем, что-то среднее между планетой-музеем Василия Пупкина и городом-героем Зажопинском с лучшей коллекцией следов подошв ранних космических скафандров в этом уголке Солнечной.

И реальность!

В реальности сколько-то логичного освоения Солнечной наша Луна – исполинский завод с огромными промышленными гигантами. Её ближние окрестности населяет армия строителей численностью с нынешние Китай либо Индию сама по себе и 24/7/365 производит материал, станки, расходники и капитальные сооружения для освоения космоса.

Остальная Луна, как экономическая, финасовая и политическая сущность, полностью интегрирована в нормальную земную экономику. Обслуживает повседневные нужды бесчисленных земных государств, мегакорпораций и сообществ – без разницы, десять миллиардов человек живёт на той Земле, сто миллиардов, или тысяча

А то, что работают все эти люди вне сферы услуг больше головой, чем руками – уже лирика.

На известной физике, без чрезмерной лирики

Прелесть многих космических мега-структур в том, что они полностью возможны на известной физике и доступных материалах. Как чисто количественные инженерные задачи.

Разумеется, они выиграют от супер-материалов, супер-энергетики и супер-технологий. Но выигрыш этот в основном сводится к срокам и доступности строительства.

Принципиальное освоение космоса пойдёт успешно и предсказуемо. Всё, что выгодно на известной физике, останется выгодным и после реализации ожидаемой прорывной в металле.

Главное достоинство

Освоенное космическое околоземное пространство заметно повлияет и на уровень жизни на Земле. Как за счёт дешёвой энергии и космических материалов, так и за счёт возможности управлять погодой в достаточно сильных масштабах – блокировать излишек света на одних регионах, принудительно увеличивать световой поток на других.

Всё это выгодно строить внутри сферы Хилла, и Луна – основной источник материалов для подобного строительства.

За пределами Луны

Основной... но вряд ли единственный. Кое-что выгоднее брать подальше. Хотя срок перелёта к тем же лунам Марса – Фобосу и Деймосу по времени заметно дольше, чем к Луне, энергетическая стоимость такого перелёта заметно ниже. Освоить их с участием лунных ресурсов и лунных же заводов очень выгодно.

Почему так?

Глава четвёртая: марсианская нефтянка

Ложь и вымыслы

Набор дикого бреда о красной планете ещё с золотого века фантастики лежит в основе бытовых мифов в голове произвольного человека. С Марсом в космооперной фантастике делали всё. Отправляли туда научные и военные экспедиции. Громили логово агрессивных инопланетян. Находили брошенные древними цивилизациями артефакты. Заселяли. Терраформировали. Устраивали на красной планете революции – хоть социалистические, хоть буржуазные.

Суровая реальность в том, что сам по себе Марс – одна из самых бесполезных для освоения Солнечной планет в системе. Как же всё-таки придать ему экономической осмысленности, что для этого совершенно бесполезно, а что можно и нужно сделать?

Безжизненные пустоши

Имитировать на Марсе земную силу тяжести ещё сложнее и дороже, чем в лунных условиях. Без возможности плодиться и размножаться говорить о каком-то полноценном освоении планеты бессмысленно. Срок жизни человека на Марсе укорачивается из-за тонкой атмосферы. Та слишком плохо защищает от космического излучения. Лишена планета и магнитного поля. Умирать в сравнительно молодом возрасте от рака – перспектива малопривлекательная.

Марсианская пыль для человека попросту ядовита. Избыток шестивалентного хрома прекрасно накапливается в организме, с немного предсказуемыми результатами. В общем, дрянь планетка.

Есть ли у Марса при этом всём какое-то реальное достоинство? Как ни странно, да. Есть. Это его луны, Фобос и Деймос.

Страх и Ужас Марса

Две крохотных луны на орбите Марса для освоения космоса куда интересней всей красной планеты. Они малы и обладают символической местной силой тяжести. Единичных метров в секунду уже достаточно, чтобы покинуть их поверхность. Слетать между их поверхностью и внутрисистемной переходной орбитой можно за смешную цену – около 500 м/с. Это примерно в десять разе дешевле, чем между околоземной низкой орбитой и поверхностью Луны.

Что ещё веселее, с той же околоземной низкой орбиты можно сгонять до переходной орбиты Марса за те же самые пять с хвостиком километров в секунду, что и до Луны!

Парадокс доступности

Фобос и Деймос находятся сравнительно далеко от системы Земля-Луна. На орбите Марса. Но цена перелёта к ним, чисто энергетическая, удивительно мала.

При запуске полноценного комплекса Земля-Луна и точек Лагранжа, даже раннем, из нескольких автоматических топливных заводиков, вопрос полёта к Марсу упирается в основном в то, сколько готов ждать заказчик. Сама по себе энергетика перелёта мало того, что удивительно скромна, так ещё и есть как минимум один доступный способ понизить её дополнительно!

Атмосфера Марса

Бесплатный тормоз в космосе встречается лишь в атмосфере. Но атмосфера у Марса как раз и есть! Тонкая, да. Но её достаточно, чтобы раскладной аэродинамический тормоз исправно сбрасывал межпланетную скорость на пролёте и позволял вывести транспортные контейнеры на орбиту по куда более привлекательной цене даже в эпоху слабых химических двигателей.

При наличии в системе хоть каких-то ранних маяков и навигационных устройств точное приведение сравнительно простого контейнера возможно даже в телеуправляемом режиме. Значит, и управляющей электроники ему понадобится куда меньше.

Зачем это всё?

Пластик, засранцы. Именно так великий американский комик Джордж Кэрлин описывал в шутку смысл жизни человечества. Космические углеводороды – основа производства космического пластика.

Дешёвого космического пластика, мегатоннами.

Газпром одобряет!

Кладовые на орбите

С изрядной вероятностью основной материальный состав Фобоса и Деймоса – развалы щебёнки вперемешку с грязным углеводородным и водяным льдом.

На таком удалении от Солнца даже жарким летним днём на поверхности ожидается примерно -4 по Цельсию. То есть, ресурсные богатства Фобоса и Деймоса находятся в сравнительной безопасности от случайного испарения.

На поверхность лун Марса падает достаточный поток солнечной энергии, чтобы обеспечить работу зеркальных печей и зеркальных же электростанций. Разница в их физических размерах с лунным аналогом куда скромнее, чем кажется.

Буровая на орбите

Раннюю систему добычи космических углеводородов можно закинуть сравнительно компактную. В проектах середины 1990-ых, вроде «москита Кука» беспилотная ракета сама бурила ценный ресурс, на месте проводила какую-никакую очистку, заполняла герметичный ресурсный мешок и топливные баки химических двигателей, после чего отчаливала к орбите Земли с ценным грузом.

Это довольно грубая и примитивная схема, но рабочая. Первый дефицит сырья для космических заводов по изготовлению пластика сможет закрыть даже она. Разумеется, полноценный космический центр местной ресурсной добычи в долгосрочной перспективе сильно выигрывает.

Какой именно?

Нефтяной заводик в космосе

Сам по себе цикл производства космического пластика довольно прост. В химических реакторах метан превращается в метанол, затем метанол – в диметилэфир, а уже из него можно сделать этилен, либо пропилен. Основу полиэтилена и полипропилена, двух хорошо освоенных человечеством пластиков.

Прелесть этой схемы в том, что она в рабочем варианте сравнительно компактна. Поначалу её реально уместить в несколько десятков тонн целиком, совсем как ранние лунные заводики.

Разумеется, чем больше растут потребности, тем больше размер химических заводов. Но производство реально наращивать по необходимости.

Пластиковый мир победит

Человечество уже сейчас знает множество приёмов работы с пластиком. В зависимости от потребностей, тот можно сделать практически любым. Сравнительно мягкий и пористый, насыщенный водородом для защиты от космического излучения. Нити для производства синтетической одежды. Жёсткая и прочная оплётка алюминиевых проводов. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности может заменить даже прочные стальные детали и жёсткие защитные пластины бронежилетов.

Для космической экономики любой пластик – доступное, универсальное и крайне полезное вещество.

Марсианская заправка

Автоматическая заправочная станция на дальнем конце маршрута резко снижает энергетическую цену за килограмм полезной нагрузки. Диаметр Фобоса в среднем 22 километра. Деймоса – около 12 километров. Кажется, что это мало, но оценка массы Деймоса в тоннах – полтора триллиона.

Число с 12 знаками!

Углеводороды составляют значительный процент этой массы. На ранние века освоения космоса их хватит с лихвой. Водяной лёд, моноксид углерода, метан... луны Марса – кладезь самого разного сырья для химических двигателей и химической промышленности.

Метан – топливо будущего

Земные автомобили с двигателями внутреннего сгорания отлично ездят на сжатом природном газе, метане (CH4). Это удивительно стабильное, простое в использовании, экологически чистое топливо.

Внутри большого космического города любой спасательно-аварийный транспорт, а с изрядной вероятностью и любой транспорт вообще, столь же осмыслено делать на всё тех же двигателях внутреннего сгорания.

Теслу на свалку

Взрывоопасные, тяжёлые, зачастую токсичные, большие аккумуляторные батареи электродвигателей вдрызг проигрывают метану по безопасности в быту и соотношению массы двигателя к его эффективности (Хотя космическое изобилие редкоземельных металлов их с заметной вероятностью удешевит).

Как у ракетного топлива, у метана тоже есть огромное достоинства. Стабильность и экологичность.

Выбор топлива ракеты

Кислород-водородная топливная пара обладает высокой энергетикой. Она хороша там, где надо сравнительно быстро что-то разогнать для перегона космос-космос. Но есть у неё и крупный изъян.

Жидкий водород – сверхтекуч. Дорого замораживается. Быстро испаряется. Плохо хранится. В системе Земля-Луна срок выкипания ещё приемлем. В перегоне между орбитами планет Солнечной цена хранения и по массе, и по технической сложности топливной системы, возрастает чрезмерно.

Кислород-метановая пара лишена таких проблем целиком. На перегоне длиной в месяцы, а то и годы, это химическое горючее космического происхождения беспрекословно пробулькает в баке сколько потребуется, и столь же беспрекословно отправится в ракетные двигатели.

Станция полпути

Сравнительно маленькая автоматическая заправочная станция в околомарсианском пространстве уже станет логистической точкой высокой ценности как для системы Земля-Марс, так и для любой более сложной. Для начала в список добавятся крупные тела пояса астероидов.

Важно, что ценность заселённой и освоенной высокой околомарсианской орбиты сама по себе сохранится очень надолго. Практически навсегда. Даже с началом перехода к высокоэнергетическим транспортным схемам.

Ценные материалы

Фобос и Деймос – такие же сокровищницы полезных строительных материалов, что и земная Луна, пусть и маленькие. В них столь же изобильно содержатся кислород, достаточно много кремния, железа и алюминия, чтобы начать эффективное космическое строительство на местных ресурсах.

Транспортная связность в местной системе очень высокая. Поверхность Фобоса или Деймоса можно напрямую соединить тросами или арматурой из труб с большим космическим городом. Он комфортно разместит первые рабочие смены и примет на себя обслуживание местного транспортного узла и любого дальнейшего строительства.

Катапульты дальнего космоса

Достаточно мощная электромагнитная катапульта, вроде лунной, может отправлять контейнеры с грузом на достаточно высокой первоначальной скорости. Это позволит заметно сократить запас рабочего тела для внутрисистемного строительства.

Разгонное сооружение длиной в относительно скромные 30 километров запросто выкинет самоходный контейнер в космос на скорости повыше, чем изрядно сэкономит рабочее тело для его разгона. Дальше контейнер можно разгонять и того интереснее.

Лазерный парус

Современный массив из большого количества относительно слабых лазерных излучателей с компьютерным управлением в космосе можно наращивать примерно настолько же хорошо, что и питающую его электростанцию.

После разгона катапультой, достаточно развитая транспортная система запросто может подсветить лазером раскладной алюминиевый парус транспортного контейнера – и придать ему постоянное ускорение.

За и против

Да, у лазерной схемы низкая тяга. Речь идёт о сантиметрах в секунду за секунду, или, в лучшем случае, первых десятках сантиметров. Но в очередной раз напоминаю, что в сутках этих секунд – 86400 штук. То есть, лазерный разгон на протяжении нескольких часов уже достаточен, чтобы вывести контейнер на маршрут до системы «Земля-Луна» или к любому телу в поясе астероидов.

Вывести по цене электричества, без трат рабочего тела. А в точке прибытия ещё и затормозить тем же способом!

Порог реализации

Конечно, транспортная система постоянного ускорения, пусть и слабого, но по цене электричества и уровнем настолько лучше химического двигателя – принципиальная смена правил игры в освоении космоса.

Быстро реализовать подобную систему дорого и сложно. Другой вопрос, что она, скорей всего, окажется реализована, едва лишь фактическое индустриальное развитие конкретной области космоса вообще это позволит. Слишком уж велики фактические выгоды, которые она сулит.

Дорого. Очень дорого. Но столь же выгодно с момента окончания ввода системы в строй!

Порог заселения

Действующая лазерная система доставки принципиально меняет правила игры для снабжения местного строительства любыми высокотехнологичными системами. Те начинают прибывать быстрее и в куда больших объёмах.

Что важнее, настолько же быстро в систему получается вбрасывать и население. Полётный срок около месяца означает, что ради строительства можно отправить даже ценных специалистов, и точно знать, что вернутся те сравнительно быстро – здоровыми.

Я твой пуск окно шатал!

Двигатель постоянного ускорения значительно понижает значимость «пускового окна» дешёвых гомановских орбит. На орбите Марса начнут расти первые космические города.

Крайне вероятно, что в их садах даже посадят яблони.

Терраформирование бессмысленно

Застройка околомарсианского пространства космическими городами – единственный способ дать местной системе большое количество дешёвого и качественного защищённого жизненного пространства.

Да, им понадобятся большие поля космических электростанций, но в пределах зелёного пояса Солнечной всё прекрасно заселяется на достаточно примитивных технологиях. Любые прорывные, конечно, тоже пригодятся. Но для начала можно и без них.

Орбита – Марс – орбита

С хотя бы первыми сотнями тысяч жителей постоянного населения в окрестностях красной планеты можно поднять вопрос массового ресурсного освоения Марса. Это как место для жизни планета бесполезна. А вот как сокровищница – пригодится.

На поверхности Марса в изобилии находится водяной лёд, углеводороды, привычный уже набор из связанного кислорода, вездесущего кремния, железа и алюминия. Это всё чуть различается с Луной, потому что на Марсе когда-то давно присутствовало и довольно много кислорода в атмосфере, и вода жидкой фазы. Дотошный геолог отыщет и серу, и богатые залежи медной руды, и редкоземельные элементы, и массу других ресурсных ништяков.

Цена доступности

Марсианские ресурсы сравнительно дорого и сложно добывать на основе только химических ракетных паромов большой мощности, как это планировали в любых обзорах масштабного освоения Марса в конце второго тысячелетия.

В нынешнем же тысячелетии есть все шансы, что ресурсное освоение Марса начнётся из ближнего околомарсианского пространства. И да, по строительство космического лифта или космического фонтана включительно. Это для начала. Потом и на марсианское орбитальное кольцо можно заморочиться.

Прелесть ситуации в том, что марсианское тяготение всё ещё достаточно мало, чтобы эти мега-конструкции получилось делать на современных земных технологиях.

Атомная мощь

Безжизненная планета делает экологичной любую ресурсную проходку открытым способом. Хоть исполинскими шагающими экскаваторами сразу на километр верхний слой поверхности снимай, хоть карьерные грузовики с хороший многоквартирный дом размером гоняй, хоть вообще убирай осадочные породы серией инженерных ядерных взрывов килотонной мощности.

Эффективность большой марсианской добывающей промышленности заметно превысит любую земную потому, что для Марса подавляющее большинство земных ограничений и постановлений целиком бессмысленны.

Атмосферная защита

Чистая эффективность превысит лунную – потому что атмосфера Марса достаточно плотна, а тяготение достаточно велико, чтобы пыль и щебёнка от проходки взрывом оставались более-менее на поверхности.

На Луне они после хорошего взрыва и за за низкую околопланетную орбиту улетают только в путь, а на Фобосе и Деймосе – так и безвозвратно в космос.

Божественные машины

Всё тот же диметилэфир из топливного цикла производства космического пластика отлично себя чувствует в марсианских двигателях внутреннего сгорания. Мощные, по земным меркам корабельные, марсианские движки запросто утянут исполинский карьерный грузовик или запитают любую сложновывернутую электрическую либо гидравлическую трансмиссию.

Выглядит это всё для стороннего наблюдателя довольно-таки хтонично, и как родное смотрелось бы в мрачной вселенной 41-го тысячелетия.

Оплата банкета

Марс, хотя и находится сравнительно далеко в чистом астрономическом смысле, экономически надолго очень сильно интегрируется в систему Земля-Луна. Примерно как город Норильск или какие-то большие нефтегазовые поля вроде Сабетты на Ямале интегрированы в экономику России.

Сначала тонкий ручеёк, а потом всё более мощный поток местного сырья, материалов, а затем и достаточно высокотехнологичных полуфабрикатов и законченных изделий отправится в сферу Хилла Земли.

Многое из того, что сравнительно легко и дёшево получить на Марсе даже с учётом времени добычи и доставки выигрывает у малых концентраций тех же ресурсов на Луне. Их может оказаться достаточно на ранних стадиях освоения системы Земля-Луна, их станет мало в первые же века с начала этого освоения.

Гонка мегакорпораций

Финансирование марсианской добывающей промышленности и заселения ближнего околомарсианского пространства станет настолько же выгодной долгосрочной инвестицией, что и перед этим – освоение лунной промышленности.

Многие вроде бы космооперные художественные решения о частных городах мегакорпораций, товариществ на паях и других экономических венчурных сообществ приобретают в рамках такой модели достаточно убедительную жизнеспособность.

Жизненное пространство

Хотя Фобос и Деймос относительно малы, ранняя их застройка оставляет пространство для очень большого космического экономического и политического сообщества.

В сфере радиусом 100 километров безболезненно размещаются многие десятки больших космических городов на сотни тысяч жителей каждый. Ранние государства, а скорее даже федерации, содружества и штаты Марса по своей физической численности запросто превысят многие современные малые государства Европы.

Человеческий капитал

Десятки миллионов человек уже создают довольно приличный резерв трудовых часов и живой силы для взрывного роста местного сообщества. Бездонные карьеры Марса добавят к этому практически неисчерпаемый источник строительных материалов – буквально до конца эпохи освоения Солнечной.

Дальнее околомарсианское пространство со временем расширится до сравнительно больших кластеров из десятков и сотен космических городов. Основанные ими предприятия закроют основной спектр местных потребностей – ресурсные, высокотехнологичные, интеллектуальные, какие угодно!

Большой транспортный узел

Настолько освоенные марсианские окрестности превращаются в большой транспортный узел сами по себе. Нужды Земли – это хорошо, но Марс с большой транспортной системой высокой эффективности, местным избытком экономически активного населения и всё ещё изобильным запасом местного сырья получает нового перспективного заказчика.

Пояс астероидов

Заселение крупных тел в поясе астероидов с изрядной вероятностью начинается чуть позже освоения лун Марса и движется более-менее в унисон с развитием марсианской промышленности.

Разная скорость движения Земли и Марса вокруг Солнца приводит к тому, что в произвольный момент времени с большой вероятностью самой близкой или хотя бы удобной для старта оказывается лишь одна планета.

Можно ли сказать, что это проблема?

Орбитальный пинг-понг

Церера или любое иное крупное тело в поясе астероидов получает минимум двух выгодных заказчиков и поставщиков. В зависимости от экономической обстановки, астрономического расположения тел в системе и других переменных, вроде политической обстановки, выгодный контракт мечется от поставщика к поставщику.

Три ключевых области раннего этапа освоения Солнечной начинают всерьёз формировать логистику освоения богатств зелёного пояса внутренних планет.

Глава пятая: Церера и пояс астероидов

Главная шестерня Солнечной

Пояс астероидов обычно воспринимают как очередной космический Зажопинск, в котором надираются в зюзю бородатые космические геологи в украшенных оленями свитерах перед тем как снова полезть в метановую шахту.

В реальности у него есть все шансы оказаться главной шестерёнкой в экономическом механизме Солнечной.

Расположение превыше всего

Пояс астероидов далёк от всех других тел внутренней Солнечной. Примерно как Луна далека от Земли. Пояс астероидов сравнительно мал по массе – в тридцать раз меньше земной Луны. Но, опять же, примерно как Луна меньше Земли. И главное: пояс астероидов – переходная ступень между внутренней и внешней Солнечной, тем же самым образом, что Луна – переходная ступень в космос для Земли!

Достаточное количество ценных ресурсов находится достаточно близко от главных населённых человечеством районов, чтобы стать ценной промежуточной станцией на пути куда угодно!

Компактные залежи

Церера, Паллада, Веста и Гигея. Четыре крупных тела в поясе астероидов. На одну только Цереру приходится треть всей массы пояса, или целых 4% массы земной Луны. Ещё 9% массы Пояса – Веста, 7% – Паллада и около 3% – Гигея.

Суммарно дюжина самых крупных астероидов составляет крепко больше половины массы всего пояса из буквально миллионов астероидов. К части из них добраться сложнее из-за высокого склонения орбиты, но самый интересный одновременно и легкодоступен.

Это Церера.

Выгода Цереры

Земная Луна достаточно бедна углеводородами и льдом. Церера наоборот, состоит процентов на сорок из льда, солевой рапы, глины и жидкой грязи. Она примерно в 80 раз меньше Луны, но это тоже очень и очень много.

Космическая заправка на Церере получается ещё интереснее марсианской. Тамошние азот и фосфор – критически значимые элементы сельского хозяйства на любую дальнюю перспективу заселения космоса. Но поначалу хватит и того, что лежит на Церере буквально под ногами.

Станция космической разведки

Церера может работать на местных ресурсах как заправочная станция, пункт технического обслуживания и центр местной космической разведки. Поначалу автоматической, потом – с планировщиками разведки и полевых экспедиций «на местах».

Первой обитаемой станции в её ближнем пространстве для начала хватит и сравнительно маленькой.

Освоение без заселения

Пояс астероидов выгодно осваивать и без отдельного города рядом с каждым сколько-то заметным камнем. Несколько крупных заправочных баз, прежде всего – на Церере, позволят гонять в поясе крупные рои спутников космической разведки.

Роботизированное извлечение ценных металлов работает без человеческого участия. Отправка слитков заказчику – тоже.

Даже в отсутствие заказчика!

Фьючерсная экономика

Редкоземельный металл в космосе товаром становится куда раньше, чем прибывает к заказчику. С какого-то момента даже раньше, чем отбудет на добычу первая ракета с оборудованием на борту.

Слиток может лететь в космосе годами. Срок годности у куска металла практически вечный. Торможение в атмосфере позволяет обойтись контейнером причудливой формы без капли электроники. Но даже у достаточно сложного ракетного самоходного контейнера между отправкой из пояса астероидов и прибытием в систему Земля-Луна пройдёт больше года в идеальном случае. Реально пройдёт и того больше – стартовые окна ранних слабых химических двигателей открываются реже, чем раз в год.

Но что это меняет с точки зрения экономики? Да ничего! Такой груз – уже товар! Его уже можно превратить в средства на продолжение работы. И чем активнее работает система, тем активнее поток средств и ресурсов.

Главное – начать!

Простота освоения

Церера, самое большое тело в поясе астероидов, обладает тяготением меньше трёх процентов земного. На взлёт с её поверхности достаточно затратить чуть больше полукилометра в секунду характеристической скорости. Выстрел из хорошей винтовки улетит оттуда в космос безвозвратно сам по себе.

И это самое крупное тело пояса! Мелкие тела обладают чисто символическим тяготением. Чтобы улететь с них в космос, человеку достаточно хорошо подпрыгнуть. Ресурсы таких астероидов крайне доступны что для проходческого оборудования, что для вывоза с поверхности.

Космическая шахта

Значительное количество астероидов – комки смёрзшейся и слежавшейся грязи, щебёнки и льда. Их материал сравнительно легко дробить, сортировать и обрабатывать. Астероиды преимущественно металлического состава запросто хранят в себе больше металла, чем произвела и освоила на данный момент земная промышленность.

Вся земная промышленность, целиком.

Компактный металлургический заводик рядом с таким богатым месторождением оправдан при достаточно заселённом космосе всегда. Ну и градообразующим он станет запросто.

Астероидный комбинат

Промышленный гигант с хорошей автоматизацией процессов запросто сможет управляться и обслуживаться сравнительно малым количеством специалистов. На ранних этапах освоения далёких ресурсов пояса астероидов получится обойтись компактной жилой станцией.

Доставка ресурсов и расходников на первом этапе строительства дешевле, чем инвестиция сразу в большой город с нуля. Точные экономические перспективы региона оценить заранее тоже часто затруднительно. Чем ниже риск, тем лучше для инвестора. Но прибыль всё равно ожидается приличная.

Первая вахта

Коллектив из нескольких сотен крутых специалистов даже в современных условиях запросто сможет закрыть материальную потребность большого региона или маленького, на миллионы жителей, государства.

Через ресурсный комплекс под их управлением могут двигаться миллионы тонн в год. Буквально!

Подвижное в подвижном

Девиз капитана Немо полуторавековой давности прекрасно описывает транспортную связность космоса. Всё движется. Всё летит по орбитам. Это сильно меняет и транспортную доступность конкретного пункта назначения в конкретный момент, и карту освоения космоса.

Строить транспортные узлы высокой автономности и высокой пропускной способности в разных секторах пояса астероидов выгодно банально потому, что внутренняя связность подобной системы от этого сильно выигрывает.

Транспортное постоянство

Множественные ракетные терминалы в любой момент способны отправить ценный груз туда, где спрос предвидится уже сейчас, или поддерживать график стабильных поставок в разные кварталы года одному и тому же адресату.

Внутренняя связность подобной системы достаточно высока, чтобы заранее создать высокую концентрацию товара в актуальном для заброски грузов стартовом окне. Да, перегон внутренним маршрутом даёт некоторый проигрыш в энергетической цене доставки, но заметный выигрыш по возможности успеть в стартовое окно.

Привокзальные города

Ранние крупные транспортные узлы начнут обрастать вспомогательной и развлекательной инфраструктурой почти сразу. Они всё ещё находятся в пределах зелёного пояса солнечной. Даже при естественном освещении там можно вырастить основные сельскохозяйственные культуры. При стимулированном – любые вообще.

Местных азота и фосфора на удобрения хватит. Глина и грязь Цереры при некотором старании замечательно трансформируются в полноценный аналог почвы без любой гидропоники. Своя пища – залог жизнеспособности региона.

Высокотехнологичная отрасль

Где своя пища в космосе – там и своя промышленность. Сельское хозяйство искусственной жилой среды настолько высокотехнологично, что между его промышленной цепочкой и любым другим сложным техническим производством границы уже никакой. Оно требует всё те же крутые сборочные материалы, сложную робототехнику, электронику и химическое производство, что и всё остальное.

Продавать заказчику готовую продукцию, а попутно закрывать основные собственные нужды очень выгодно. Это развитие пойдёт в параллель буквально любым экономическим локомотивам первичного заселения региона.

Первые государства на миллионы населения возникнут, скорей всего, сразу по всему поясу, в разных его секторах, почти одновременно. Интеграцией в экономику внутренней системы их развитие только начнётся.

Второй этап освоения

Есть центр местной добычи – выгодно строить и центр местного производства. В те же несколько приёмов, что и лунный, с освоением местных богатств и ростом местных же государств, мегакорпораций и сообществ любого типа.

Магний и карбонат натрия точно пригодятся. Различные сульфаты – основа космического безводного железобетона, да и сама по себе та сера – ценное химическое сырьё.

Рост поставок

Ранний этап жизни государств пояса астероидов ориентируется внутрь Солнечной, к историческим регионам освоения космоса. Регулярные поставки сырья, а потом и готового полуфабриката для изготовления космического пластика – достаточно стабильная вероятная часть экономики пояса. Разумеется, позже её дополнит и многое другое, но этап, когда марсианские поставки уже слишком редки для постоянного спроса космической околоземной экономики крайне вероятен. Затыкать этот дефицит придётся городам пояса, и в него массово отправятся деньги, техника и человеко-часы.

Что само по себе выглядит интересным, поскольку любая стадия раннего взрывного роста предоставляет шикарный выбор сюжетов.

Насколько мал астероид?

Очень легко решить, что раз масса всех астероидов – лишь один процент Меркурия, то и сравнительно малые километровые астероиды имеют крайне малую значимость. В реальности, астероид размерами около километра скорей всего позволяет отгрохать на своей основе полноценный космический посёлок, и окупить затраты на все привозные компоненты строительства. Его масса легко превысит десяток гигатонн.

Конечно, часть астероидов просто разберут на ресурсы, но самый вероятный ход этого процесса сведётся к тому, что добытчики на ранней стадии освоения астероида выгребают всё самое ценное, вроде редкоземельных металлов, и просто бросают всё остальное.

Надолго ли?

Второе пришествие

Развитие экономики пояса в какой-то момент позволит вести местное строительство местными же силами. И вот тогда километровый астероид оказывается вполне большим. Его достаточно, чтобы обеспечить все основные нужды поселения на десятки тысяч человек и пассивную радиационную защиту аналога колонии О'Нила приличных размеров.

И так миллион раз подряд.

Внешний привод

Естественного солнечного освещения в поясе достаточно, чтобы строить огромные солнечные электростанции. Зеркала концентраторов понадобятся больше, чем в околоземном пространстве, но станции останутся эффективными и произведут огромные количества дешёвой энергии.

Избыток энергии означает, что оба главных типа внешних приводов отлично работают и в поясе астероидов.

Большой космический город или промышленный центр смогут запускать транспортные контейнеры с помощью огромной электромагнитной катапульты, и корректировать активную фазу полёта с помощью распределённой лазерной батареи с компьютерным управлением.

Лазерные парусники

Если понизить орбиту лазерного парусника – тот начнёт обгонять на орбите место запуска. Чем ниже орбита – тем сильнее. Если повысить – начнёт отставать. Тормозить и разгонять их лазером можно сравнительно долго, а значит можно и отправлять в дальние перелёты класса орбита-орбита.

При достаточном развитии местной инфраструктуры, лазерные парусные контейнеры обладают высокой самоходностью по цене электричества. Развитие подобной транспортной системы преобразит эту область Солнечной радикально.

От трёх планет к четвёртой

Парадоксы космической транспортной доступности в том, что порой выгодно отправить транспорт к промежуточной точке маршрута. Другой планете вместо цели.

Манёвр Оберта в её гравитационном колодце позволяет эффективно перенацелить ракету куда надо и доразогнать за сравнительно малые траты рабочего тела. Достаточно развитая местная транспортная система регулярно сможет отправлять грузы к Земле крюком через какую-то иную планету, и заметно улучшит постоянство и плотность грузового потока.

Контроль транспортных потоков Солнечной выигрывает с каждым новым освоенным телом системы.

Большое транспортное кольцо

Чем лучше заселён и освоен пояс астероидов, тем сильнее он похож на идеальную мегаконструкцию. Скопления больших разгонных станций и городов космических государств расползутся на стратегически выгодные расстояния по всей орбите пояса астероидов.

Они смогут в полной мере оказывать внешнюю активную поддержку любому капитальному транспорту в системе.

Тяжёлому, а то и сверхтяжёлому, космическому транспорту!

Города в полёте

Достоинство пояса астероидов ещё и в том, что он крайне мало похож на орбиту крупной планеты. Это широкий коридор из большого количеств индивидуальных орбит.

Что это значит?

Это значит, что на основные космические орбиты выше и ниже условной центральной орбиты пояса астероидов (совершенно виртуальной сущности!) можно вывести космические посёлки, которые начнут двигаться относительно этого центра с разной скоростью!

Маршрутная карта

Объекты ближе к Солнцу начнут обгонять движение тел в центре системы. Объекты дальше от Солнца начнут отставать. Получаются два бесплатных промежуточных транспортных потока. Относительно тела на центральных орбитах движутся они в разные стороны – хотя формально летят вокруг Солнца в одном и том же направлении. Основные задачи перевозки людей в максимально близких к земным условиях резко упрощаются.

Фактически, человека везёт полноценный город!

Космические циклеры

Хороший большой циклер – одно из лучших транспортных средств будущего. Увы, прискорбно часто его попросту игнорируют в силу скверного знания матчасти.

С хорошим большим космическим посёлком различий у циклера очень мало. Это всё та же спарка вращающихся жилых корпусов внутри многослойных защитных оболочек. Правда, общая масса поначалу окажется заметно скромнее, чем у больших космических посёлков – около четверти миллиона тонн.

Это мало по меркам хороших космических городов, но много по меркам хорошего внутрисистемного транспорта.

Постоянное население

Обеспечить проживание нескольких тысяч человек на всём протяжении медленного космического перелёта система циклеров может гораздо лучше самой большой ракеты традиционной «корабельной» схемы. В космосе, по большому счёту, бессмысленной.

Главное различие циклера с просто космическим городом на другом удалении от центра пояса в том, что его противостоящие точки орбиты – на разной высоте. Одна сильно ближе к Солнцу, другая сильно дальше. Обычно эти точки проходят рядом с крупными населёнными центрами. Циклер может подхватить людей и груз в одной, привезти к другой и там отправить местным транспортом.

Разумеется, из-за движения планет есть моменты, когда циклер сближается лишь с какой-то одной точкой, или вообще идёт между парой совершенно пустых областей космоса. Но занятий ему всё равно хватит.

Многофункциональность циклера

Помимо своей чисто транспортной функции циклер успешно выполняет кучу других задач. Мощная станция-ретранслятор космической дальней связи. Центр контроля безопасности космического движения. Подвижная база малого транспорта, в том числе – аварийно-спасательного и тревожного. Самоходный космический завод, маленький природный заповедник или доступная к выполнению заказов научная лаборатория и центр обработки информации.

В эпоху полноценных разгонных лазеров циклер сравнительно легко и просто обеспечить большой распределённой лазерной батареей и превратить в подвижную станцию полпути для любых грузов на внутренних маршрутах.

Чем больше циклеров на маршрутах – тем проще контролировать и ускорять любое движение в космосе.

Подвижность циклера

Долгий полётный срок циклера – полная ерунда. Главное, что его орбита требует минимальных коррекций, а достраивать циклер, или выводить на тот же маршрут в одном строю его нового соседа можно по мере такой потребности.

Коротких импульсов коррекции после начального разгона уже вполне достаточно, чтобы строй циклеров ходил именно там, где нужно – хоть века, хоть тысячелетия. Получается распределённая мегаконструкция из миллионов сложных подвижных элементов.

Населённых, прибыльных, живучих, способных на саморемонт и самоулучшение элементов!

Корабль поколений ver. 0.1

Да, это он. С легендарными кораблями поколений из фантастики золотого века циклер крайне схож. Ключевых различий три:

Во-первых, циклер легко спасти или покинуть. С него, скорей всего, найдётся куда и на чём спасаться даже своим ходом.

Во-вторых, спасаться в абсолютном большинстве случаев придётся на расстояние полёта до соседа. Парадоксально, что в своих ранних книгах, вроде «Перекати-Стоунов» Хайнлайн значение строя на общем маршруте вполне понимал и качественно обыгрывал, а в классических романах о полётах кораблей поколений на межзвёздные расстояния о настолько простой защите регулярно и массово забывали напрочь.

В третьих, циклер прекрасно интегрирован в живую экономику Солнечной. Чаще всего – ещё и почти в реальном времени, с задержкой в световые минуты.

Экономика циклеров

Чем лучше освоен и заселён пояс астероидов и точки Л4 и Л5 на орбитах планет в системе планета-Солнце, тем чаще маршрут циклера подходит хоть куда-то.

Значимость настоящих больших созвездий циклеров со временем только вырастет. Космическое государство вполне может позволить себе циклическую кочёвку такого рода. Собственное высокотехнологичное производство и закроет внутренние потребности, и обеспечит хороший задел на торговлю с внешним заказчиком.

Торговые перелети-города

Возможность купить в точке отбытия сырьё и комплектующие, обработать за время полёта и продавать в точке прибытия готовые высокотехнологичные изделия сама по себе достаточно привлекательна.

Карта заказов и поставок со временем изменится, но строй циклеров – достаточно большая, сложная и жизнеспособная система, чтобы вовремя адаптироваться к рынку при хоть сколько-то адекватном руководстве.

Балканизация циклеров

Интеграция циклеров в экономику достаточна, чтобы в основных пунктах маршрута их сообщество держало свои разгонные лазерные поля, электростанции, склады и местный космический транспорт. Либо наоборот, чтобы крупные государства сравнительно активно выводили на орбиты циклеры собственного подчинения.

Содружество космических суверенных государств, монархия аристократического типа, мегакорпорация с большим количеством «дочек» или какие-то иные схожие политические сущности смогут практически безгранично наращивать численность подчинённых им субъектов.

Предельные размеры циклеров

Регулируются доступной материальной технологией, как у обычных космических городов. Большой циклер может позволить себе линейные габариты в десятки километров, поля электростанций на обвесе внешнего корпуса и большие решётчатые фермы развитой системы лазерных парусов из тонкой алюминиевой плёнки на всё те же десятки километров линейного размера и многие сотни - площади.

Современная наука допускает, что парус можно сделать магнитоплазменным – и сильно выиграть по массе при той же, а то и большей рабочей поверхности. Вопрос больше в том, готовы ли на местах корректировать орбиту столь большого сооружения чисто количественно. До появления больших солнечных лазеров это может оказаться сложновато.

Решение у этого вопроса больше денежное, чем инженерное, но до поры строй относительно малых циклеров упрямо выигрывает.

Шаг за предел

Полёт экономичной орбитой Гомана к Юпитеру от Цереры занимает почти четыре года. Парадокс космической механики в том, что от Земли этот срок – на год меньше и всего на 5 км/с дороже.

Но это справедливо для низкоэнергетической орбиты Гомана. Циклеры с лазерным разгоном вполне реально запускать и для первоначального заселения системы Юпитера. Запускать сразу в достаточном количестве, чтобы часть затормозить традиционным ракетным способом, перевести на постоянные местные орбиты и сразу превратить в ядро местной базы, основную и вспомогательные электростанции и распределённую систему лазерного старта.

Конкуренция возможна

На той стадии, когда человечество получит в космосе достаточно, чтобы всерьёз осваивать дальние планеты, для начала – хотя бы Юпитер, процесс этот начнётся примерно одновременно в самых разных сообществах. Циклеры пояса астероидов приобретут значение сами по себе, как вся законченная цепочка – от постройки мобильного комплекса на местных заводах до подбора кандидатов из местных же граждан.

Скорей всего к этому времени космические государства по своей активности достаточно заметны, чтобы вести независимую собственную политику – в параллель интересам государств земных. Пояс станет полноценным игроком на политической арене Солнечной. Им он и останется.

Надолго.

Предел заселения

Земля во много раз больше пояса астероидов по чистой массе. Но как жизненное пространство тот пояс на финальных этапах освоения разместит оценочно до квинтиллиона человек живого населения. Это миллиард государств миллиардной численности.

Разумеется, даже при взрывном росте населения Солнечной это дело тысячелетий. Но факт остаётся фактом – говорить о «малозаселённом регионе» бессмысленно. Пояс окажется таким же значимым политически, административно и экономически, что и любой другой крупный регион Солнечной. Пояс окажется настолько же искусственным жилым пространством, что и все остальные. Его развитие окажет действие на всю Солнечную целиком. Его интересы повлекут человечество дальше в деле освоения системы.

И это хорошо!

Глава шестая: Венера и терраформинг

Бесполезная планета

Интерес к Венере фантасты утратили, едва лишь оказалось, что ждать от планеты живописных джунглей с болотами, россыпей экзотических алмазов и смышлёных инопланетных негров совершенно бесполезно.

Сила тяжести на Венере большая, почти как на Земле. С лунами в ближнем пространстве – круглый ноль. Для космического транспорта полёт за местными ресурсами сам по себе выходит сложным и дорогим.

Ну и нафига она такая?

Польза – штука растяжимая

Да, Венера совершенно бесполезна сама по себе. Но есть нюанс! В отлаженной экономической системе ближнего околосолнечного космоса порог освоения нового космического тела заметно меняется.

Срок полёта от Земли к Венере экономичной орбитой меньше пяти месяцев. Срок полёта от Цереры той же орбитой – порядка года и трёх с половиной месяцев. Правда, удобного стартового окна ждать приходится наоборот, год и семь месяцев для Земли и восемь с половиной месяцев для Цереры. Достаточно освоенный пояс астероидов сделает Венеру такой же доступной, что и любое иное тело внутренней системы.

Дешёвый тормоз

На подлёте в полной мере срабатывает тормозной эффект атмосферы. Она у Венеры плотная и заметно экономит рабочее тело при грамотном входе на торможение.

Самой по себе транспортной доступности, конечно мало. Нужно знать, что Венера может предложить, и сколько это стоит!

Вопрос цены

Внешние поставки к Венере из космоса бесполезны на ранней стадии освоения космоса. Слишком далеко. Слишком дорого. Слишком велик размер изначальных поставок.

Для освоенного космоса ситуация меняется. Космическим государствам освоить ещё одну планету выгоднее, чем бодаться на земных рынках с миллиардами конкурентов за те же самые ресурсы. Экономическая выгода заметна даже в эпоху постоянно действующих космических фонтанов и других конструкций с активной электромагнитной поддержкой.

Главное – вовремя

Нужно точно ухватить момент, когда цена космических стройматериалов и техники уже понизилась, заинтересованных лиц уже хватает, а фактические возможности космического транспорта достаточны, чтобы желания соответствовали возможностям.

Иначе высокая прибыль нивелируется высокими же затратами на вход на рынок.

Насколько высоки затраты?

Разведка Венеры

Первичная спутниковая разведка относительно дёшева. Ворох простых одноразовых спутников и ретранслятор данных разведки компактны, их можно забросить к планете в общем рабочем порядке. Если заинтересованным лицам по их прикидкам хватает средств на экспансию, то первым этапом станут несколько тяжёлых навигационных спутников и автоматическая станция заправки и обслуживания. После этого начнут работу планетографические зонды на полярной орбите и станут прибывать грузовики с первыми строительными материалами и техникой для постоянной базы на Венере.

По современным представлениям – сложная и дорогая космическая программа. Для освоенного космоса в системе Земля-Луна – обычное применение науки в коммерческих целях.

Каких именно?

Атмосфера Венеры

Плотная венерианская атмосфера действует как прекрасный бесплатный тормоз. Но это лишь первое достоинство. Сама по себе она и вполне приемлемое жизненное пространство, и ценный ресурс.

Облачные города на удивление жизнеспособны при наличии дешёвого пластика. С момента освоения спутников Марса уже можно всерьёз думать о первых аванпостах на Венере, а ресурсное изобилие Цереры превратит доставку на Венеру достаточного количества строительного материала и готовых сборных модулей в чисто транспортную экономическую задачу.

Атмосферная кладовая

Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа CO2, содержит вчетверо больше азота чем земная атмосфера, диоксид серы, а также целый ворох других интересных газов. Для космической логистики на местных ресурсах в этом списке важны хлорид водорода и фторид водорода. Своё применение отыщут и моноксид углерода, водяной пар и атомарный кислород. Большая часть водорода на Венере связана в серной кислоте и сульфиде водорода.

Аргон, гелий и неон присутствуют в следовых количествах, но тут поможет достаточно отлаженный процесс разделения газов. С ними Венера станет одним из крупных поставщиков рабочего тела ионных космических двигателей высокого удельного импульса. Те очень эффективны внутри зелёного пояса Солнечной до наступления эры дешёвых лазерных парусников. Там ионные двигатели можно питать бортовой солнечной электростанцией вместо атомной.

Главное богатство Венеры – азот. Основа биологического наполнения любого нового жизненного пространства в космосе.

Жизненное пространство

Сила тяжести на Венере почти такая же, как на Земле. Это усложняет логистику до земных расходов на взлёт и посадку, да. Но это же позволяет нормально жить и размножаться в постоянных искусственных обитаемых сооружениях. Тех самых облачных городах, что полвека назад так любили рисовать на обложках научно-популярных журналов.

Удивительно, но факт – они перспективны и реальны!

Летучие сады Венеры

Город-аэростат с обычным земным воздухом обладает достаточной плавучестью, чтобы парить в плотной атмосфере Венеры. Баллонов ему нужно много, ради многократного дублирования и достаточной безопасности. Жизненное пространство такого города по умолчанию превращается в огромный сад.

Тропический климат, открытые бассейны и разнообразие экзотических фруктов прилагаются.

Хотя поначалу, конечно, всё это окажется куда больше похоже на душную пыльную дыру, а начинать работу с жизнеспособностью города-дирижабля придётся с вопросов базовой энергетики.

Солнечная энергетика

Солнце на Венере куда ярче земного, а день куда дольше– буквально сотни земных. На высоте города-аэростата, около 50 километров над поверхностью, густых облаков мало, так что выгодами яркого солнца можно пользоваться в полной мере.

Часть солнечной энергии, конечно, пойдёт на то, чтобы приводить город в движение. Венерианский день очень долгий, сотни земных, но город всё равно должен обгонять ночь, чтобы оставаться живым. Двигаться наперекор ветрам туда, куда ведёт Солнце.

Мощные электромоторы, пропеллеры и вытянутая аэродинамическая форма – самое то, что надо. Пока энергии хватает, город движется, а значит, и живёт.

Экология на облаках

Атмосфера Венеры даст воду на любые городские нужды. Из той же атмосферы возьмут и азот, основу удобрений.

С какого-то момента в облачных городах кроме гидропоники появится и настоящая почва. Чем дольше живёт такой город, тем сильнее он похож на сад – хотя парит над совершенно адскими раскалёнными пустошами с реками перегретой кислоты под чудовищным давлением.

То, что в больших количествах убивает человека раньше, чем он коснётся поверхности, в малых составляет основу жизни и процветания огромного человеческого сообщества.

Атмосферные заводы Венеры

Город в движении работает с атмосферой планеты. Отбирает смесь газов, конденсирует в эффективных мощных холодильниках, и отправляет на разделение и переработку.

Водород и углерод в разных сочетаниях при дешёвом электричестве – основа промышленной доступности метана. Побочный эффект многих процессов разделения атмосферы Венеры на составляющие – кислород.

Метан и кислород – основа местной космической программы с полностью многоразовым химическим ракетным транспортом атмосфера – орбита – атмосфера. Технологии уровня современных земных, просто увеличенные во много раз для более эффективного извоза.

Изменённый углерод

Если прорыв с углеродными нанотрубками случится более-менее в ожидаемых размерах, физические габариты искусственных сооружений Венеры значительно вырастут, и столь же заметно выиграют по своей физической прочности.

В этом случае Венера получает замечательную экономическую возможность экспортировать строительный материал будущего гигатоннами. Углерода в атмосфере планеты хватит на геологические эпохи самой активной эксплуатации.

Но до поры можно обойтись и уже доступными человечеству технологиями.

Летающий космодром

Площадка нескольких километров радиусом с полями солнечных электростанций по краям и баллонами в основании при достаточном развитии космических технологий может запускать и принимать несколько ракет одновременно.

Точность автоматической посадки очень быстро позволит сажать их в в пусковые шахты большого диаметра и закрывать герметичными крышками. Возможность убрать ракетный паром с поверхности значительно упрощает любые обслуживание, подготовку к запуску, разгрузку и погрузку.

Толстобокая двухступенчатая бочка на тысячу и больше тонн полезной нагрузки выглядит обычной рабочей лошадкой такого космодрома. Чего-то похожее на Земле чертили на кульманах ещё в 1960-ые титаны бумажной космонавтики вроде легендарного Филиппа Боно.

Позже транспорт атмосфера – орбита – атмосфера можно сильно оптимизировать.

Бифростский мост

Избыток дешёвой энергии позволяет мощную распределённую систему лазерного старта даже в атмосфере. Да, использовать лазерные паруса с малым постоянным ускорением реально только в космосе. Но в атмосфере пучок лазерного света на рабочей камере даёт химическому двигателю фактическую эффективность атомного. Повышает удельный импульс ракеты как минимум вдвое относительно химической, но сохраняет высокую тягу.

Лучи концентрируются на баллистической ступени от момента взлёта до момента прибытия на орбиту. Там ступени разделяются, и полезная нагрузка отправляется дальше, а многоразовая ступень парома опускается назад – столь же эффективно, да ещё и с активным воздушным торможением в плотной атмосфере. Тысячетонная конструкция из корабельной стали опустится настолько же мягко, как и малые современные аналоги.

Вопросы местного транспорта решат грузовые дирижабли большого размера.

Дирижабли Венеры

Любые исследования дирижаблей на Земле безжалостно свидетельствуют, что если нужно взять побольше и отправить подальше, то лучший выбор – морской флот. А если нужно побыстрее, то реактивный или хотя бы турбовинтовой, самолёт.

Но дирижабль имеет два больших достоинства. Во-первых, он теоретически может работать на солнечной энергии столь же хорошо, как и облачный город – хотя его бортовая электростанция, конечно, гораздо скромнее.

Во-вторых, дирижабль при катастрофическом отказе питания или поломке двигателей сохранит плавучесть. Его с большой вероятностью успеют спасти, или хотя бы снять людей.

По совокупности достоинств

Большие размеры подразумевают и достаточно большую, в единичные месяцы, автономность – по удивительно низкой цене. Дрейфовать в ожидании спасения можно сравнительно долго и сравнительно комфортно. Есть шанс успеть выполнить какой-никакой ремонт силами экипажа.

Малопопулярный на Земле транспорт имеет все шансы стать основным на Венере.

Самолёты Венеры

Разумеется, в плотной атмосфере можно гонять и привычные самолёты и вертолёты. Это повышает риск, но сулит выгоды по срокам перелёта. Самые разные беспилотники и телеуправляемые машины с эффектом присутствия могут стать повседневной реальностью местных условий.

Облачные города при необходимости разойдутся на большое расстояние, но сохранят высокую транспортную связность и малые сроки доставки грузов. Такова польза от эффективной скоростной авиации.

Но это всё глубоко в гравитационном колодце планеты.

А что там наверху?

Станция Венера

Первоначальная заправочная станция удивительно скромна, и обслуживает в основном спутники. Её задача – скорее заинтересовать дополнительных инвесторов результатами спутниковой разведки, чем работать полноценным транспортным узлом.

Вопросы управления, связи и наблюдения за планетой решают мощные, но сравнительно компактные спутники. На первом этапе застройки атмосферы обойдутся без крупных орбитальных сооружений вообще.

Полёт в одну сторону

Заброска оборудования и ранних атмосферных строительных площадок на первом этапе освоения планеты идёт строго вниз. Транспортные капсулы заходят в атмосферу, тормозят и выпускают на волю дирижабли-буксиры. Те раскладывают внутренний каркас, надувают баллоны, запускают бортовые электросиловые установки и переходят в свободный полёт.

Некоторые из этих дирижаблей работают станциями-ретрансляторами и центрами управления. Остальные выполняют главную задачу – сбор и монтаж аэростатов первого атмосферного города в единое целое.

Базовые модули

Электростанции, пусковая на сравнительно малые танкеры и метан-кислородный заводик решат главную задачу первого этапа освоения планеты. Создадут постоянно действующую местную химическую заправку.

Местная пара метан-кислородного топлива удешевит транспортный поток. Сравнительно дорогие большие ракеты-контейнеровозы смогут возвращаться обратно на местном топливе. Освоение местной системы резко упростится.

Второй этап освоения

Заброска новых сборных модулей безлюдных атмосферных заводов позволит гонять на орбиту первые газовые танкеры с другим содержимым – азотом и благородными газами. То есть, питать двигатели сравнительно мощных ионных транспортов космос-космос.

До появления над Венерой больших орбитальных городов ещё нужно дожить. Электромагнитные катапульты и лазерные разгонные батареи космического базирования изрядно задержатся.

Выгода ионных двигателей в том, что внутри зелёного пояса Солнечной они вполне уверенно себя чувствуют на питании от солнечных электростанций, и обеспечивают крайне высокий, десятки тысяч секунд, удельный импульс. Это на два порядка лучше химического двигателя и вполне достаточно, чтобы получить энергетику перелёта уровня ранней катапультно-лазерной разгонной схемы.

Этап самоокупаемости

Венера останется дорогой в транспортном смысле планетой очень и очень надолго. Это факт. Но факт и то, что её запасы азота можно поставлять в космос в практически любых количествах. Раннее заселение космического пространства от этой «газовой трубы» выиграет столько, что процесс можно наращивать в любых физически доступных на этой стадии развития пределах.

Венерианские ресурсные богатства достаточны, чтобы пересесть с иглы главного экспортного ресурса на достаточно широкий ассортимент химических веществ и вторичных товаров на их основе.

Венера имеет все шансы на звание одного из самых крупных химических заводов внутренних планет Солнечной.

Околопланетная инфраструктура

Вокруг планеты за тысячелетие экономического развития вырастет достаточно сложная космическая инфраструктура. Постоянные города в точках Лагранжа обеспечат контроль и обслуживание транспортных потоков. Достаточное количество атмосферных городов сможет поддерживать лазерные паруса в ближнем космосе даже на орбитах низкой стабильности.

У Венеры отсутствует луна, поэтому кластер искусственных сооружений в районе второй точки Лагранжа системы Венера-Солнце кажется привлекательным решением. Эта точка обладает малой стабильностью, но гораздо ближе к планете, чем точки Лагранжа четыре и пять на её орбите.

С другой стороны, комбинация мощных лазерных батарей на планете и парусов достаточна, чтобы удерживать посёлки на местах. Это чисто количественное решение на известной человечеству энергетике. От крупных прорывов техники оно может выиграть, но в первые тысячелетия можно обойтись и без этого.

Обручение с Венерой

Кольцо вокруг планеты затруднительно строить на местных ресурсах, поскольку для этого придётся спускаться в кислотный ад на поверхности. Насколько керамическая облицовка местного космического фонтана вообще окажется стойкой к жуткому давлению, высоким температурам, сильным ветрам и кислотным грозам – вопрос полемический.

Ещё больше гипотетическое строительство осложняет местная тектоническая активность. На Венере слишком много активных вулканов. Поиск стабильного региона для строительства запросто может сам по себе растянуться дольше, чем полноценное освоение и заселение атмосферы и ближнего космоса планеты.

Ранняя постройка такого сооружения выглядит бессмысленно тяжёлой и преждевременной задачей. Обходиться без него придётся долгие века, а то и тысячелетия.

Важное уточнение

Ранние телеуправляемые механизмы для работы на поверхности Венеры теоретически возможны. Они сложные, в основе конструкции больше электромеханики с гидравликой, чем электроники, а управляющий компьютерный блок или человек-оператор действуют из комфортных верхних слоёв атмосферы или с орбиты.

Зато даже в перегретом кислотном аду такие удалённые манипуляторы проработают вполне приемлемые сроки, без малейшего участия человека. Этого теоретически достаточно, чтобы при должном совершенстве технологий вести добычу под облачными городами и отправлять грузовые контейнеры вверх как обычные аэростаты – пусть и сделанные из очень стойких по земным представлениям материалов.

Этот ручеёк физических поставок сильно ограничен, страдает от венерианской ночи, требует мощных атомных реакторов и по своему масштабу заметно скромнее, чем полноценный рабочий космический лифт. На достаточное увеличение масштаба добычи запросто уйдут те же века, что и на Земле.

Заграница нам поможет!

Космические источники снабжения позволят закинуть достаточно строительного материала и дроби, чтобы строить первое, самое маленькое и простое, орбитальное кольцо Венеры с активной магнитной поддержкой на привозных ресурсах и местном пластике.

Поначалу оно станет довольно бледным подобием земного, но даст основные выгоды мегаконструкции подобного рода. Это избыток солнечной энергии, дешёвый быстрый транспорт над планетой, какое-никакое постоянное жизненное пространство, а главное – всё новые и новые поля распределённых лазерных батарей для лучшей транспортной связности в системе.

Терраформировать Венеру?

Местная сила тяжести куда приличнее марсианской. На поверхности – 90% земной. Предложение терраформировать хоть одну планету Солнечной звучит печально часто из самых разных пропагандистских утюгов верных приверженцев идей 1960-ых.

Факты безжалостно свидетельствуют, что если в Солнечной и есть хотя бы одна планета, с которой имеет смысл реально хотя бы пытаться заморочиться на терраформинг, это именно Венера.

Увы, даже здесь есть свои подводные камни.

Проблема температуры

Одна из самых простых местных проблем. Её решение чисто количественное. Достаточно большой зонтик между планетой и Солнцем решит вопрос избытка света на поверхности.

Спутники-статиты очень лёгкие. Они удерживаются комбинацией притяжения к Солнцу и давления света на их поверхность. В первой точке Лагранжа системы Венера-Солнце они блокируют часть света на планете. Та начнёт остывать.

Разумеется, с исходных +462 градусов Цельсия на поверхности затянется этот процесс где-то на пару веков.

Проблема магнитного поля

Венера имеет очень слабое магнитное поле. Для выполнения нужной работы его попросту мало. Полезных задач у хорошего магнитного поля две. Во-первых, оно защищает от радиации. Во-вторых, оно удерживает атмосферу на месте.

Солнечный ветер эффективно выбивает частицы из атмосферы и выносит их в космос. Сильное магнитное поле отклоняет поток заряженных частиц солнечного ветра до того, как он ударит в атмосферу Венеры и начнёт отрывать её за пределы гравитационного колодца.

Любая терраформированная атмосфера без сильного магнитного поля обречена на быстрое (длиной в геологические эпохи) рассеивание в пространстве.

Проблема вращения

Теоретически можно получить нормальную земную продолжительность дня за счёт искусственной раскрутки Венеры. Практически для этого понадобится мощное воздействие на протяжении долгого времени. То есть, массовое строительство экваториальных разгонных механизмов на поверхности. Совсем как орбитальное кольцо, но гонять через себя им придётся мегатонны и гигатонны физической материи в секунду.

Гонять очень долго – суммарные энергозатраты в джоулях на раскрутку Венеры до нужной скорости записываются жуткой единицей с 29 нулями.

Горизонт планирования

Когда фактическая промышленная мощь человечества позволит такое сооружение и такую энергетику, нам сейчас можно только гадать. Остудить планету нужно раньше, чем заниматься подобным строительством. Где взять достаточно энергии на всю эту роскошь – тоже вопрос достаточно пикантный.

Эффективная термоядерная энергетика тут весьма уместна.

Жаль, что она задерживается.

Проблема атмосферы

Азот на Венере свой. Углекислый газ при достаточной проморозке (до -80 Цельсия) осядет на поверхность снегом. Кислотные дожди из атмосферы сконденсируются и тоже замёрзнут. На всех этих грудах ядовитого льда в искусственных сумерках придётся строить новые посёлки.

Место атмосферной тропической жары займёт в буквальном смысле этого слова арктический холод.

С одной стороны, это позволит наконец-то построить большие активные электромагнитные космические фонтаны до околопланетной ближней орбиты. С другой – потом всё равно придётся вывозить невообразимое количество тонн самой разной химической дряни. Поколение за поколением, век за веком, тысячелетие за тысячелетием.

Объём ресурса

В пересчёте, масса атмосферы Венеры – одна десятитысячная масса планеты. Вроде и мало, но это половина всей массы Цереры или примерно одна шестая массы пояса астероидов. Всего пояса, целиком.

Лишь после того, как основная часть этой массы покинет Венеру, можно немного повысить температуру обратно и начать экспериментировать с полноценным терраформированием некогда раскалённой и насквозь отравленной планеты.

И да, вода, а точнее водород, на этот процесс нужна привозная – теми же самыми миллиардами тонн.

Итого

Хотя терраформирование Венеры само по себе теоретически возможно, говорить о нём в ранние тысячелетия освоения Солнечной попросту бессмысленно. Главное достоинство этой планеты в том, что она может дать такая, какая есть.

Это в корне расходится с традиционным взглядом фантастов прошлого тысячелетия, но фактическое освоение Венеры экономически оправдано и жизнеспособно.

Да, массовый бытовой миф о таком освоении ложен полностью.

Ну и что?

Глава седьмая: Меркурий и Солнце

Камень за порогом

Чистое полётное время экономичной орбитой к Меркурию достаточно мало. Для Земли – скромные три с половиной месяца. Пусковое окно дешёвой орбиты Гомана открывается часто, примерно каждые четыре месяца. Для пояса астероидов полётное время составит около года, но пусковое окно доступно каждые три месяца.

Вроде бы рукой подать?

Порог вхождения

Увы, без достаточно развитой космической инфраструктуры шансы Меркурия на освоение минимальны. Какие-то научные экспедиции проведут, как и предварительную разведку богатых месторождений с орбиты. Старательно пересчитают глубокие кратеры с постоянно затенённым дном. Составят подробную карту поверхности и наиболее доступных месторождений.

Но что дальше?

Есть чо?

Кроме повсеместно распространённых кислорода и кремния, Меркурий богат металлами. В том числе редкоземельными металлами и радиоактивными элементами. Поэтому, сравнительно маленькая планета обладает тяготением в 0,38g – почти как на Марсе.

Солнечный ветер постоянно обдувает Меркурий разреженным потоком водорода и гелия. В постоянно затенённых кратерах всё так же как на Луне под слоем грязи скучает в ожидании хозяина водяной лёд. Температура в тени падает на Меркурии до -173 градусов Цельсия, этого вполне достаточно, чтобы лёд уцелел.

Полуденный зной

Температура на поверхности скачет до +427 градусов Цельсия, почти как на Венере. Длится это весь долгий меркурианский день – 176 земных.

Но это значит, что на гребнях полярных кратеров Меркурия всё так же хорошо с дешёвой и доступной солнечной энергией, как и на Луне. Поток света настолько близко к Солнцу куда мощнее, чем в околоземном космическом пространстве.

Есть, правда, и отрицательная сторона.

Радиоактивный ад

Заряженные частицы солнечного ветра требуют хорошей защиты. Любым проектам космических долговременных сооружений на Меркурии и рядом с ним придётся это учитывать.

На поверхности зарыть автоматическую базу в грунт, а лучше в склон достаточно большого кратера, сравнительно легко. На орбите придётся сначала перекидать с поверхности достаточно материала.

Экономические границы доступности

Тяготение Меркурия играет против его быстрого освоения. Даже самые ценные редкоземельные металлы придётся закидывать на орбиту. Сила тяжести в два с половиной раза выше чем на Луне при всех лунных проблемах задирает минимальную цену любого эффективного решения на местных ресурсах. Хотя по многим пунктам оно всё же остаётся чисто количественным.

На Меркурий придётся очень много всего привезти лишь затем, чтобы начать работать. Вроде бы очень богатая планета, куда в золотую эпоху фантастики регулярно отправлялись за промышленной мощью, в реальности имеет на первых этапах освоения космоса примерно тот же относительный набор проблем доступности, что современные нам пыльные духовки почти безжизненных пустынь.

Да, в долгосрочной перспективе Меркурий гораздо полезнее, чем поначалу.

Задел на будущее

Избыток металла и кремния на Меркурии – вероятная основа масштабного строительства ближнего энергетического пояса Солнца.

Первые этапы масштабного околосолнечного строительства – основа так называемого роя Дайсона. Виртуальной сферы вокруг Солнца, которая предельно эффективно использует солнечные энергию и материю. В конце многих веков строительства рой Дайсона собирает абсолютное большинство дешёвой энергии солнца. Его ближние к Солнцу элементы могут эффективно добывать солнечную материю, чем окончательно решат вопрос базового ресурсного изобилия в системе.

Сроки и планы

Строительство это, даже с взрывным ростом космического населения, дело скорей геологических эпох, чем просто тысячелетий, а на строительный материал по ранним подсчётам понадобится масса Юпитера, самой тяжёлой планеты Солнечной. Целиком. Всего Юпитера.

Что же реально успеть до начала этого светлого высокотехнологичного будущего?

Зона комфорта

Бытовой миф о Меркурии гласит, что там очень жарко. Но есть два нюанса. Во-первых, на поверхности Венеры жарче. Её плотная атмосфера греет всю планету, даже ночью. Во-вторых, ночь Меркурия очень даже холодная.

А главное, скорость движения терминатора – полосы сумерек между ночью и днём – очень маленькая. На экваторе Меркурия – 3,6 километра в час. При некоторой физической подготовке можно обогнать терминатор пешком даже в скафандре.

Колёсный и гусеничный транспорт, даже самый капитальный, вполне сумеет держаться в безопасности сколь угодно долго, пока остаётся на ходу.

Длина маршрута

Чем ближе к полюсам, тем ниже скорость обгона терминатора. На широте в шестьдесят градусов можно ехать вдоль параллели вдвое медленнее. На широте в семьдесят шесть градусов – вчетверо медленнее.

Подвижную электростанцию можно отправить немного ближе к дневной стороне, чтобы зеркала на её мачтах ещё ловили свет. Это позволит ехать по цене электричества всему каравану. Гораздо дешевле, чем за расход любого, даже самого эффективного, топлива.

Комфорт – понятие относительное

Даже в идеальном расположении посреди сумеречной зоны, фактическая освещённость и температура сильно зависят от положения Меркурия относительно Солнца. Расстояние это очень сильно разнится в зависимости от времени года. На максимальном удалении Меркурий получает на треть меньше света, чем на минимальном расстоянии от Солнца.

В результате, полоса умеренной температуры и освещённости довольно сильно меняется.

Дорога сумерек

Большой и сложный подвижный добывающий комплекс может двигаться от месторождения к месторождению в полосе сумерек, начинать работу ещё на морозе, и заканчивать, когда жара даст о себе знать

С машинкой-харвестером, вроде той смешной кучки пикселей из ранних компьютерных игр, у этого мобильного роботизированного комбината окажется примерно столько же общего, сколько у жилого квартала с будкой охранника.

Холодный подвал Меркурия

Даже в раскалённой духовке так близко к Солнцу достаточно толстый слой грунта прекрасно изолирует от лишнего тепла. На Земле хватит зарыться на считанные метры, чтобы выйти на глубину с примерно одинаковой годовой температурой.

На Меркурии понадобится рыть тот ещё заглублённый бункер, на десятки метров вниз, но решение сработает и там. При реальной потребности отстроить долговременную стационарную базу, её можно себе позволить. Из-за местной силы тяжести она вряд ли пригодится людям для жизни, но ценную технику в случае поломок можно эвакуировать на сравнительно защищённые стоянки и нормально восстанавливать на уровне заводского ремонта вместо полевой замены крупных блоков.

Для тех, кому такой гараж дороговат, есть и альтернативное решение.

Дом на опорах

Даже на раскалённом Меркурии тень заметно понижает местную температуру. Если приподнять на сравнительно тонких, прочных и хорошо изолирующих тепло опорах основной защищённый объём, а сверху накрыть его достаточно большим зеркальным навесом, то в тени средняя температура значительно упадёт. Опоры удерживают температуру в обе стороны, поэтому в защищённом объёме тепло ночью (в том пределе, в каком его отапливают) и прохладно днём (хотя он всё равно греется).

Планетарная логистика

Цепочка стационарных баз любого типа позволит растянуть основную инфраструктуру Меркурия от полюсов до экватора и создать несколько поясов технических станций обслуживания и ремонта. Основу масштабной добычи ресурсов, переработки сырья и промышленности.

Печи сумерек

Металлургия на основе солнечных печей работает на Меркурии гораздо лучше, чем на Луне. Близость к Солнцу имеет значение. Но при этом – большая роскошь для космоса – буквально в нескольких часах поездки уже холодно как в хорошем промышленном холодильнике, и можно эффективно выводить лишнее тепло в окружающую среду.

Очень удобно для местной ресурсной индустрии и химической промышленности.

Поверхность-орбита

Для перехода на орбиту с поверхности требуются достаточно скромные 3 км/с. Хотя Меркурий находится близко к Солнцу, и полёт от него к другим планетам сравнительно дорог, транспортная связность местной системы высока. После инвестиций в любую разновидность местного космического транспорта освоение ближнего пространства Меркурия заметно подешевеет.

Одним из таких решений вполне можно считать очень длинную электромагнитную разгонную трассу.

Катапульта Меркурия

Избыток дешёвой энергии позволяет разгонять грузовые капсулы практически без трат рабочего тела. Чем длиннее экваториальная разгонная трасса, и чем лучше её получается защищать от местных перепадов температур, тем разгон эффективнее.

Для разгона грузов до тех примерно трёх километров в секунду с достаточно скромным ускорением её нужно сделать в сотни километров длиной, но в целом – ничего выдающегося. Чисто количественная задача.

Космические фонтаны Меркурия

Опорные башни с активной электромагнитной поддержкой на Меркурии вполне эффективны. В полярных регионах Солнце для них светит просто всегда.

На поздних этапах освоения планеты местный добывающий комплекс очень быстро позволит строить достаточно большие орбитальные кольца. С ними строительные материалы отправятся в ближний космос буквально мегатоннами.

Вопрос масштабов

Современная Земля производит около миллиарда тонн стали в год. Конечно, многое отправляется в переработку снова и снова, металл в этом смысле штука достаточно послушная, но порядок цифр именно такой.

Меркурий свободно позволяет вести активную добычу в сто раз большего количества металлов.

Сто миллиардов тонн в год!

Это число, хотя и очень большое, куда скромней, чем кажется. Счёт космического населения вместе с Землёй придёт к сотням миллиардов человек достаточно быстро. С изрядной вероятностью за единичные века с момента начала взрывного освоения космоса.

Но понадобится около миллиарда лет подобной эксплуатации Меркурия, чтобы его масса упала в инструментально наблюдаемых параметрах на процент-другой.

Сто миллиардов тонн в год по космическим меркам – очень мало!

Освоение без заселения

Как и в случае многих других тел Солнечной, Меркурий очень плохо годится для жизни человека. Да, глубокий бункер гарантирует защиту от солнечной радиации и достаточно комфортную температуру, до идеальной комнатной включительно. Хотя пессимисты обоснованно полагают, что потратиться на активный теплоотвод всё равно придётся.

Увы, сила тяжести, одновременно слишком маленькая, чтобы нормально размножаться, и слишком большая, чтобы строить большие жилые объёмы вращения, делает заселение самого Меркурия почти бессмысленным занятием.

Пронзающий мрак

Гипотетическое решение вопроса эмуляции земной тяжести есть – достаточно большой поезд с вагонами размером с хороший дом каждый запросто можно отправить гонять в тоннеле под землёй слегка под углом по закольцованной трассе. В этом безумном высокотехнологичном аналоге беличьего колеса рабочая смена местных операторов и администраторов сможет относительно комфортно прожить весь срок дежурства.

Так получится обойтись без многочасовых утомительных занятий физкультурой, приёма всяких сомнительных препаратов с мощными побочными эффектами согласно постоянному наблюдению врача, и долгого реабилитационного периода.

Правда, это решение всё равно проигрывает куда более очевидному.

Города на орбите

Материальная защита в такой близости от Солнца требуется основательней, чем в системе Земля-Луна, но промышленно освоенного Меркурия для такой стройки достаточно.

Космический город над Меркурием по комфорту для его жителей совершенно такой же, как и в любом другом уголке Солнечной. Он тратит больше материала на массивную защиту и системы излучения тепла, но сильно выигрывает по мощности электростанций.

Государства Меркурия смогут позволить себе практически любое энергоёмкое производство. Выгоднее, чем в любом ином уголке Солнечной.

Местный дефицит

Да, на Меркурий нужно завозить промышленные количества дефицитных ресурсов. Но его местное изобилие дешёвой энергии позволяет гонять даже очень дорогие химические циклы. Из местных пород можно выделять даже следовые количества редких для местной системы элементов. Это сильно экономит расходы на закупку привозных ресурсов со внешних планет Солнечной.

Космические города Меркурия станут естественной ступенькой освоения материальных богатств Солнца.

Большой солнечный лазер

Распределённый массив разгонных лазеров – очень выгодная конструкция внешнего привода космического транспорта. Возле Солнца, где много дешёвой энергии, кажется вполне логичным и естественным построить огромные поля таких лазеров.

Индивидуальная единица лазерного массива сравнительно мала. В теории её можно делать как статит – разновидность спутника, которую удерживает на месте комбинация солнечного притяжения и солнечного ветра.

Преимущество статита в том, что он висит без движения и гарантирует поток лазерного излучения высокой точности в пределах определённого сектора орбиты.

Привычное решение

Разумеется, можно пользоваться и лазерной станцией традиционного орбитального типа. Меркурий станет удобной базой снабжения таких распределённых систем и позволит заметно увеличивать их физический масштаб и количество.

Вместе «лазерные звёзды» Меркурия смогут менять орбиту любого космического парусника фактически в любых пределах. Ограничением станут в основном физический размер лазерного паруса и эффективность теплоотвода с его поверхности.

Без пяти минут Кардашев-II

Разумеется, по-настоящему большой солнечный лазер строится в атмосфере Солнца и пользуется ей как рабочим телом. Его физический размер можно нарастить до многих тысяч километров и получить стабильный мощный луч буквально межзвёздной дальности.

Но до этого ещё нужно дожить. Количественное решение такого строительства очень дорого, качественное требует серию научно-технических прорывов сразу во многих смежных областях. Предсказать его дату и фактические возможности доступного из нашего здесь и сейчас затруднительно – только общие идеальные границы физически возможного.

В пределах разумного

До поры стоит ограничиться сравнительно малыми солнечными лазерами. Эффективной комбинации солнечной электростанции, лазерного паруса, излучающего радиатора, многих волоконных лазеров, индивидуальных микроприводов точной наводки и компьютерной системы управления по силам очень многие транспортные задачи.

Системы такого рода уже достаточно, чтобы резко упростить любое местное прибытие и отбытие беспилотных контейнеровозов и другого космического транспорта. Наращивать её габариты можно очень долго, а значит и транспортный поток в обе стороны растёт в меру потребности.

Парадокс разгона

Меркурий очень быстро крутится вокруг Солнца. Удобные стартовые окна из его ближних космических окрестностей доступны куда угодно каждые три-пять месяцев. К дальним планетам чаще, к ближним реже.

В комбинации с мощными разгонными лазерами можно набрать скорость для полёта очень быстро и очень дёшево. Конечно, полёт до Юпитера всё равно займёт годы, но странный на первый взгляд бильярдный удар «пояс астероидов – Меркурий – Юпитер» короче прямого вылета к Юпитеру с Цереры на верных полгода.

С того момента, как на манёвре возле Меркурия появляется возможность направить хороший лазерный поток в паруса и дополнительно ускорить транспорт, полётное время экономится ещё больше. Чем выше энергетика орбиты, тем чаще и шире открываются стартовые окна.

Вопрос безопасности

Частые упоминания мощных космических лазеров и двигателей постоянного ускорения наверняка вызвали у многих читателей обоснованные подозрения. Особенно у тех, кто помнит, что лучший космический двигатель на любой произвольный момент времени есть лучшее доступное оружие на тот же момент времени. Это действительно так, и отрицать это бессмысленно.

Только вот стоит помнить, что именно военная составляющая – исторически двигатель взрывного прогресса в любой прикладной области. Коллективную безопасность гораздо проще строить на эффективном взаимном контроле и обоюдном присутствии, чем на бессмысленных запретах.

Их всё равно проигнорируют, как это уже случилось в двадцатом веке с ядерным оружием.

Национальный контроль

Активное освоение ключевых регионов космоса – да, вроде Меркурия – пойдёт в исполнении большинства исторических земных держав ещё и потому, что это ключевой вопрос безопасности.

Если на опасных техногенных объектах дежурит большая многонациональная смена, в том числе силовики и безопасники, объект куда сложнее захватить, подчинить и применить на поражение.

Даже в случае успешного захвата, времени на реакцию охранителей хватит. Космос прозрачен для наблюдения. Сигнал тревоги всегда быстрее снаряда-убийцы под лазерным парусом.

Защита децентрализацией

Лазер достаточно быстро теряет фокус и поражающие свойства. Яркость луча на цели естественным способом ограничивается тем, что единичная «лазерная звезда» – разгонная лазерная станция возле Солнца – попросту слишком мала, чтобы нанести успешный лазерный удар в пределах расстояния между орбитами хотя бы двух самых близких планет.

Для этого нужна единая работа всего массива под компьютерным управлением. Виртуальный лазер космического размера.

Внутренняя безопасность

Контролировать все лазерные станции одновременно вряд ли получится. А вот поймать от них лучевой удар на подавление единичной захваченной «лазерной звезды» куда проще, и нужная яркость луча на критических элементах станции достигается куда раньше, чем снаряд успеет набрать достаточную скорость.

К догоняющему удару избыточной мощности контейнер-убийца тоже вполне уязвим – его паруса можно частично сжечь и успешно отклонить с курса разгоном того, что осталось.

А теперь, снова о хорошем.

Солнечная шахта 0.1

Примерно настолько же скромная, простая, и парадоксально мощная, что и ранний солнечный лазер. Достаточно сильные электромагнитные воронки можно использовать, чтобы повысить входящий поток солнечного ветра на полюсах Меркурия. Создание мощного искусственного магнитного поля – штука сложная, но при избытке дешёвых солнечных электростанций – вполне реальная. Чем лучше технология и чем шире воронка, тем лучше результат.

Часть солнечной материи вместо бессмысленного разлёта по внутренней Солнечной отправится в работу приёмных станций Меркурия. Да, отправится по цене электричества. В основном солнечный ветер составляют лёгкие элементы, но солнечный водород с местным кислородом вместе превращаются в обычную воду, а та на сравнительно бедном льдом Меркурии пригодится всегда.

Солнца хватит надолго!

Общая потеря солнечной массы – что-то между одним и двумя миллионами тонн в секунду. Это и водород с гелием, и куда более интересные для народного хозяйства кальций, азот, кислород, неон, магний, кремний, сера и железо. Суммарно каждые примерно 150 миллионов лет набегает одна полная масса Земли. За время существования нашей звезды солнечный ветер унёс одну сотую процента её массы.

Собирать хотя бы часть этого дарового богатства станциями около Солнца, которые и так придётся строить ради чисто транспортной связности в освоенной системе, попросту выгодно.

Солнце теряет – люди находят!

Главная проблема Меркурия

Фантасты. Я серьёзно. Сто лет назад, когда любая планета Солнечной кроме Земли считалась эдаким космическим материком, на котором живут смешные космические жукоглазые индейцы со щупальцами, написать что-то интересное про Меркурий казалось достаточно простым и быстрым занятием. Сядьте поудобней, откройте моче доступ к мозгу, положите руки на клавиатуру, и вот к вечеру новый рассказ готов.

Чем ближе к нашим дням, тем фрагментарнее становились представления фантастов о настоящей живой Солнечной, и тем хуже они понимали, что интересное вообще можно с ней сделать. Писателей уровня хотя бы Джона Си Райта даже на западе с его на порядки более широкой творческой базой удивительно мало даже сейчас.

Хотя фактический простор для творчества главная промышленная топка и местный грузовой вокзал Солнечной открывают широчайший. Вот что тут можно сказать по этому поводу? Лишь одно:

Аффтар, жги!

Глава восьмая: Луны Юпитера

Вопросы целесообразности

Да, осваивать и заселять космос выгоднее, чем планеты. Мелкий гравитационный колодец всегда гораздо выгоднее глубокого. Освоение большинства планет Солнечной осмыслено только после того, как на лунах внутренней системы и астероидах появятся хотя бы крупные промышленные базы.

Но есть в этом правиле и приятные исключения. Большие системы лун планет-гигантов.

Бесполезный Гаргантюа

Юпитер – великан Солнечной. За миллиарды лет формирования системы он сожрал основную массу лишней материи и уснул на боку. Его гравитационный колодец делает любую работу с планетой совершенно бессмысленной очень и очень надолго.

Но – именно в такой формулировке!

Мощь человечества

Термин «навсегда» для гипотетических возможностей достаточно развитой космической цивилизации теряет смысл. Любая работа с материей, даже в таких больших размерах, это вопрос того, сколько энергии человечество готово на это потратить.

Даже при взрывном освоении Солнечной и ожидаемых технических прорывах, работа с планетой-гигантом такого размера – вопрос будущего. Великий мастер золотого века фантастики Артур Кларк приравнивал власть достаточно развитого технически человечества над вселенной к магической. Такой статус ещё нужно заслужить.

Но что люди могут до выхода на второй уровень могущества цивилизации по шкале Кардашева?

Кардашев-I и луны Юпитера

На шкале Кардашева первый уровень отвечает за освоение человеческой цивилизацией промышленной энергии в размерах потока от Солнца на Землю. Современное человечество, освоив без единого качественного прорыва зелёный пояс Солнечной уже может постучать в этот предел снизу.

Значит, достаточно освоенная сфера Хилла в системе Земля-Луна и ранние космические поселения на телах подальше с должной оптимизацией возможностей уже попадут в окрестности честной единицы по Кардашеву.

Куда раньше этой стадии транспортная связность и ресурсное изобилие большой системы лун становится ценностью для заселения само по себе. Пригодится она и в прагматическом смысле и для чисто художественной игры разума.

Внутренняя логистика

Экономичная орбита Гомана в системе лун Юпитера удивительно доступна. Полёт с тихой гавани Каллисто до радиоактивных айсбергов Европы – меньше 4 км/с. До горячего в любом смысле ада Ио – чуть больше шести. До Ганимеда – около двух с хвостиком. Полётные сроки измеряются в единичных днях и все короче недели.

Получается очень высокая транспортная связность и высокая доступность местных ресурсов любого типа.

Большая редкость для нашей Солнечной!

Большая четвёрка

Ганимед, Каллисто, Ио, Европа – четыре самых больших луны Юпитера. Они разом наделены и достаточно большим запасом полезных ресурсов, и низкой ценой перелёта, и стратегическим расположением в системе.

Конечно, есть у этих лун и проблемы.

Большие проблемы.

Радиоактивный ад

Юпитер обладает сильным магнитным полем. Это порождает мощные потоки заряженных частиц в его ближних окрестностях. Ранние астрономические приборы с плохой защитой там просто горели от нагрузки – буквально.

На поверхности Европы человек без защиты получит современную пожизненную радиационную норму космонавта в пределах десятков минут. В пределах часов – радиационную болезнь. За сутки покойник гарантирован. Вопрос лишь в том, насколько быстро наступят отказ высшей деятельности организма и смерть.

Это удорожает защиту промышленных и жилых объектов ближе к Юпитеру. Но есть и хорошие новости – самые удобные ворота доступности лун Юпитера расположены на безопасной орбите!

Вторая первая

Каллисто размером почти с Меркурий, но её масса втрое меньше. Тяжёлых металлов и химических веществ в составе этой луны сравнительно мало. Главное достоинство этой луны –астрографическое:

Её орбита пролегает за пределами основных радиационных поясов Юпитера, на большом удалении от планеты. Любое космическое поселение в этом уголке Солнечной заметно выиграет по цене защиты космического города от суровых местных условий.

Вопрос масштабов

Четыре самых больших луны Юпитера по массе ближе к маленькой планете, чем к астероиду. Сам Юпитер по размерам близок к маленькой звезде. Говорить о каком-то скором исчерпании местных ресурсов, даже при взрывном росте населения местной системы, бессмысленно.

Суммарно земной науке сейчас известно 69 относительно крупных лун Юпитера и достаточно убедительная местная система колец. Есть все основания полагать, что перспективных малых тел в системе очень и очень много.

Но при этом – все они соседи!

Задержка связи

Местная задержка связи близка к информационной связности в системе Земля-Луна. Единичные секунды. Внутреннее сообщество Юпитера обладает по космическим меркам очень высокой скоростью обмена информации. Для сравнения, в поясе астероидов отправка сигнала на его другую сторону займёт больше часа, с помощью нескольких промежуточных ретрансляторов.

В системе лун Юпитера вполне реально создать хотя бы единую информационную систему – и резко выиграть что экономически, что административно, что политически. Когда великие фантасты XX века уровня Альфреда Бестера описывали космические правительства внешних планет экономическими конкурентами внутренней системы, главное достоинство местной системы они ухватили абсолютно точно:

Эффективное управление «из центра» на такой дальности серьёзно затруднено. Местное политическое объединение по скорости решения всегда убедительно выиграет. Минимальное время физической реакции у него тоже заметно лучше.

Задержка транспорта

Раннее освоение системы «взлетит» даже на дешёвых метан-кислородных движках. Изобилие водорода и кислорода, плюс короткий срок полёта в системе позволят игнорировать проблемы хранения жидкого водорода. Даже на химических двигателях реальны и высокая скорость перелёта за сравнительно малую цену, и большие масштабы транспортного потока.

Любое развитие технологий сократит цены и сроки ещё сильнее. Если же оно задержится – космические лифты, электромагнитные катапульты и лазеры возьмут на себя вопрос доставки столь же эффективно, как и возле любой другой сравнительно малой луны или астероида Солнечной.

Массовое лифтостроение

Очень мелкие и слабые гравитационные колодцы лун Юпитера позволяют строить космические лифты относительно просто и дёшево. То же самое касается и активных транспортных систем любого типа. Скорей всего это окажется петля Лофстрома – закольцованный поток магнитной дроби в трубах размером с хороший нефтепровод. Петля горбом выгибается над поверхностью в космос. Если по ней разгонять космический транспорт, на момент отрыва он получит убедительно орбитальную для местных условий скорость.

После ранней стадии освоения местной системы ракетные паромы всё столь же быстро и безропотно уступят место большим транспортным магистралям привычного типа. Космические города Юпитера гарантировано получат массовый дешёвый грузопоток местного значения.

Город возле луны

Избыток углеводородов на поверхности лун Юпитера даёт космическим городам дешёвую пассивную защиту от радиации. Бруски насыщенного водородом полиэтилена отлично справляются.

Да, радиация в местной системе куда сильнее, чем просто в космосе, и ближе к планете бушует настоящий радиоактивный шторм. Ну и что с того?

Количественное решение для потока высокой мощности больше, чем для потока низкой, это так. Но в относительных масштабах – вполне приемлемо. С жилым пространством у колонистов Юпитера всё куда перспективнее, чем кажется на первый взгляд.

Зелёные холмы Юпитера

Большие зеркала сконцентрируют поток света достаточно, чтобы местное сельское хозяйство могло работать на солнечной энергии более-менее как в любой другой точке внутренней Солнечной. Их размер всё ещё приемлем.

Мощные светодиодные источники света нужной длины волны станут основой массового сельского хозяйства достаточно быстро. Ранние вертикальные фермы успешно работают даже в современной России. Сравнительно компактное московское производство уже вышло на объём в десятки тонн свежей зелени в сутки, весь год напролёт.

Жизнеспособность местных сообществ в любом смысле определяется доступной энергией и её ценой. В системе Юпитера цена эта достаточно низка.

Солнечная электростанция

Кажется, что на таком удалении от Солнца оно становится «просто ещё одной звездой» и мощность светового потока резко падает. В реальности даже на орбите Плутона уровень освещённости примерно соответствует пасмурному зимнему дню на Земле.

В системе Юпитера зеркала-концентраторы остаются технически возможным решением, хотя их размер заметно увеличивается.

Но есть и другие источники местной энергии с очень высоким ресурсом.

Динамо Юпитера

Если сравнительно малую луну, астероид или большую космическую станцию обмотать проводами, движение через магнитное поле Юпитера породит в системе ток.

Разумеется, эта доступная энергия имеет свою цену. Орбитальная скорость начнёт падать, и даже сравнительно большая луна за миллионы лет затормозит достаточно сильно, чтобы потерять высоту орбиты и, в конечном итоге, утонуть в Юпитере.

Тут сказочке и конец?

Да щазз!

Конец халявы?

Миллионы лет – долгий срок. Вполне можно успеть наладить и добычу местных радиоактивных элементов (а их предполагается довольно много), и какой-никакой термояд (а для него топлива в Солнечной ещё больше!) и питание местной системы от Солнца, большими лазерными полями.

Вариантов масса.

Интеграция в экономику

Заселение внутренней системы Юпитера ожидается согласно примерно тем же шаблонам, что и любого иного тела Солнечной. Местное экономическое сообщество довольно быстро закроет любые свои внутренние потребности и сможет вести активную собственную политику и различного типа экспансию.

Слегка помешает освоенность внутренней системы, но поскольку сообщества Юпитера имеют каких-то экономических предков внутри системы, само их создание во многих случаях видится как реализация стратегических планов ресурсной экономики. С гарантированными партнёрами в цепочке спроса и предложения.

Колонизация ради колонизации

Хотя этот процесс выгоден сам по себе, колонизация ради стабильного канала поставки дефицитного на внутренних рынках системы ресурса – ещё выгоднее.

Дефицит этот, правда, вероятен при активном росте и заселении системы. В этом случае избыток химических веществ (прежде всего – азота, фосфора и дешёвого водяного льда) обеспечит базовую ресурсную экономику системы.

Караваны ракет

Долгие полётные сроки от Юпитера ко внутренней системе игнорировать можно в той же мере, что и долгие поставки металла из пояса астероидов к Земле. При грамотном дизайне транспортного контейнера он спокойно пролетит в космосе долгие годы и сохранит и груз, и работоспособность.

Поток самоходных беспилотных контейнеров в ряде вероятных ситуаций выигрывает у привычных фантастам суперконтейеровозов. Именно потому, что контейнер сравнительно легко выкинуть куда надо электромагнитным разгоном и сравнительно дёшево корректировать орбиту лазером.

Циклеры Юпитера

Второй ожидаемый транспорт в системе – большие рои циклеров на постоянных маршрутах. Активное связующее звено, обитатели и персонал которого постоянно заинтересованы в живом экономическом обмене внутренней Солнечной с её внешними пределами.

С какого-то момента времени это многомиллионные кочевые государства с мощной собственной промышленностью и достаточно активной политикой освоения рынков на конечных точках маршрута. Или наоборот – «длинная рука» тех же самых рынков, на которую возложена функция активной защиты интересов в подвижной экономической системе.

Основная прелесть циклеров в том, что обе эти сверхзадачи, а также частные цели меньших групп и сообществ достаточно большой строй на постоянном маршруте выполняет одновременно – и это совершенно нормально. Дополнительно жизнеспособности циклеров с таким большим полётным сроком помогут греки и троянцы Юпитера

Илиада Юпитера

Греки – название группы астероидов в точке Л4 системы Юпитер-Солнце, на 60 градусов впереди Юпитера по его орбите. Троянцы занимают точку Л5, на 60 градусов позади Юпитера на его орбите.

Они достаточно богаты и материалом для строительства, и сырьём для изготовления местного химического топлива – как и любые другие крупные рои астероидов.

Вместе они создают узлы дополнительной транспортной доступности и серьёзно увеличивают объём пригодного для освоения и заселения космоса в окрестностях планеты.

Масштаб строительства

Внутренней системы лун Юпитера самой по себе достаточно, чтобы разместить многие триллионы человек. Из всех космооперных вселенных современности к подобной реальности сравнительно близок разве что Warhammer 40000. Над великими космическими империями с единичными сотнями миллиардов жителей с точки зрения современной футурологии можно разве что посмеяться. Это так себе население отдельных уголков Солнечной на ранних этапах освоения.

Правда и реальный срок освоения Солнечной до вероятных пределов составляет геологические эпохи. Просто в тысячелетиях его считать бесполезно. Что это значит? Что жителям любого уголка Солнечной размером с Юпитер очень надолго хватит и чем себя занять, и на чём строить основу своей движухи любого типа.

Эта реальность порождает довольно забавное следствие.

Чучхе Могсон!

Исторически, Земля – крупное населённое тело Солнечной, которое жизнеспособно с опорой на собственные ресурсы. Да, космические редкоземельные металлы придутся земной экономике по вкусу, но в целом их отсутствие – больше вопрос упущенной прибыли, чем выживания.

Парадокс Юпитера как человеческого сообщества будущего в том, что его население может столь же уверенно пытаться жить с опорой на собственные ресурсы. Совершенно в чучхейских традициях северной Кореи – только в реальной жизни вместо газетных передовиц: Лёд. Азот. Углеводороды. Металлы. Ценные химические элементы, включая редкоземельные и радиоактивные. На лунах Юпитера есть всё!

Наступление термоядерной эры придаст жизнеспособности дополнительный толчок – местные ресурсы позволят массовое и сравнительно дешёвое производство больших количеств дейтерия – хорошего термоядерного горючего.

Термоядерная мощь

Дейтерий в окрестностях Юпитера с изрядной вероятностью можно добывать сравнительно просто и сравнительно дёшево. Воды там очень и очень много. На одной только Европе запас превышает все океаны Земли.

До реакторов на основе гелия-3 ещё нужно дожить, а вот ранний термояд в окрестностях Юпитера сильно выигрывает по доступности сырья. Ракеты с термоядерными двигателями и по-настоящему мощные разгонные поля лазеров резко улучшают транспортную связность в пределах Солнечной.

Промышленное освоение термояда

Прежде всего – залог эффективного шага за границы внутренней системы и Юпитера. В сумеречной зоне внешних планет основной выгодой считается избыток местного термоядерного горючего. Сам по себе тот же Сатурн – почти копия Юпитера. Разумеется, с поправкой на размеры. Это сочетание ресурсов местных лун и гелия-3 в атмосфере делает его востребованным.

Добыть ценное вещество из атмосферы Сатурна куда проще, но списывать Юпитер в утиль на термоядерном этапе развития экономики Солнечной рано. Любой вопрос освоения космоса можно решить грамотным применением достаточно сложных мегаконструкций.

Планета трёх колец

Высокая сила тяжести Юпитера – серьёзная проблема. Но даже она позволяет работу достаточно большой и сложной мегаконструкции. Орбитальное кольцо Юпитера вполне реально построить как систему из многих колец разного диаметра.

Орбитальное кольцо редко имеет смысл возводить сверху-вниз, но здесь – как раз тот случай, когда это полностью оправдано.

Внешнее кольцо Юпитера

Обычное хозяйственное кольцо стандартного назначения. Обслуживает внешний транспортный поток, имеет на своей поверхности цепочку электростанций, складов, ремонтных баз, центров обслуживания и прочей инфраструктуры.

Достаточно большое внешнее кольцо можно построить там, где сила тяжести Юпитера окажется равна земной – и получить исполинское жизненное пространство. Даже узкое кольцо, в километр шириной, и то уже имеет жилую площадь больше любой страны Европы на Земле.

Река шириной в километр и суммарно километров десять ширины берегов – и это средней паршивости материк. Но мы отвлеклись. Вернёмся к нашей прелести, искусственным кольцам Юпитера!

Промежуточное кольцо Юпитера

Делать кольца равноудалёнными от планеты удобно. Но, если возникла реальная потребность строить на их основе транспортную систему, это вполне реально изменить. Один край транспортного кольца опускается ближе к планете, чем другой. При достаточном энергоснабжении разгонных магнитов оно удержится.

Это кольцо можно делать сравнительно простым и маленьким, поскольку основная его задача – перегон материала из атмосферы в космос. Добычей материала поначалу займётся погружённый конец, а потом, когда спрос начнёт упрямо требовать рост предложения, и полноценное третье кольцо.

Атмосферное кольцо Юпитера

Строить атмосферное кольцо сравнительно дорого, потому что в плотной атмосфере дробь начнёт слишком тормозить и теряться. Понадобится безвозвратно протерять буквально мегатонны, и всё это лишь затем, чтобы продолжать начатое строительство.

Вероятно, гораздо выгоднее окажется разориться на дополнительные промежуточные кольца Юпитера только для того, чтобы начать строительство. Центральная «шестерёнка» космического механизма приобретёт довольно экзотический вид.

Зато и элементы внутреннего кольца с такой поддержкой смогут достаточно часто разгонять поток дроби, чтобы в атмосфере терялась лишь малая часть от всего количества расходного материала.

Ресурсная функция

На атмосферное кольцо ляжет главная задача – добыча огромных по нашим современным представлениям объёмов сырья для изготовления термоядерного горючего.

Какой-то малый процент от процента этих объёмов закроет всю местную потребность в химическом сырье.

А вот насколько долго?

Главная кладовая Солнечной

Как и в случае Меркурия, разбирать планету на сырьё можно долгие миллионы лет подряд. В случае Юпитера исчерпание материала при самой активной добыче случается примерно в тот момент, когда вокруг Солнца кружится полноценный рой Дайсона.

Виртуальная сфера из огромного количества населённых космических станций к этому времени достаточна, чтобы поглощать абсолютное большинство энергии солнца для любых местных нужд и вести добычу ресурсов прямо из того Солнца.

Большое жилое кольцо Юпитера

Достаточно широкое кольцо Юпитера – само по себе отличное жилое пространство. Каждый новый прорыв материаловедения делает его всё более реальным.

Когда углеродные нанотрубки станут доступны более-менее в ожидаемых сейчас пределах возможных параметров, человечество получит один из самых дешёвых, прочных и общедоступных строительных материалов на многие тысячелетия вперёд.

Заканчивается эта цепочка полноценным юпитерианским поясом обитаемости, физические габариты которого в десятки, а потом и сотни раз превосходят общую площадь Земли.

Размер биосферы

Комбинация силы тяжести, сравнительно лёгких и тонких краёв сооружения, и, возможно, прозрачной крыши удержит вполне земную атмосферу, а внутри получится налить реки, сравнительно глубокие озёра и мелкие, вроде земной шельфовой полосы, моря.

На этой стадии развития большие зеркала-концентраторы солнечной энергии составляют малую долю общей стоимости всей конструкции. Их вполне реально вывести на расчищенную орбиту над большим жилым кольцом и с их помощью имитировать движение по кольцу стандартных земных суток.

Дополнительный контроль над освещённостью даст поляризация материала крыши мега-конструкции.

История будущего

Конечно, такое мега-сооружение – дело будущего. Ему предшествуют многие тысячи лет строительства и заселения Солнечной. Но даже оно – всего лишь промежуточная ступенька на долгом пути от Кардашева-I до Кардашева-II по шкале развития космического могущества человечества.

Есть шанс, что в какой-то момент весь Юпитер станет выгодно сделать огромной ракетой поколений и отправить на исполинских термоядерных двигателях искусственных колец прочь из Солнечной.

Перелети-планета

Живучесть подобной мега-конструкции с триллионами жителей вполне достаточна, чтобы в новой системе оказаться центром любого развития и взрывного роста куда эффективнее любых роёв относительно маленьких и простых ранних межзвёздных перелети-городов.

Конечно, всё это под вопросом, а ждать однозначности бессмысленно. Разобрать всё тот же Юпитер на строительство куда меньших роёв с единичными миллионами, или десятками миллионов колонистов и разгонять большим солнечным лазером запросто может оказаться куда выгоднее. Это тоже крайне живучее и надёжное межзвёздное транспортное средство.

Проблема одна:

Туман суждений

Чем дальше мы пытаемся смотреть в такое будущее, тем сильнее наш взгляд туманит дефицит информации. Нам всё ещё предстоит узнать слишком многое, о слишком многом, чтобы уверенно прогнозировать физические размеры, цену и возможности различных космических мега-конструкций на различных этапах освоения Солнечной.

Но пока что можно обойтись куда более скромными прогнозами – и просто закончить рассмотрение интересных тел Солнечной.

Тем есть, что нам предложить!

Глава девятая: Сатурн, Уран, Нептун

Далёкая планета

С одной стороны кажется, что Сатурн очень далеко. Большинство экономичных орбит в его направлении требуют полётное время заметно больше пяти лет. От Земли – шесть лет и один месяц. Из пояса астероидов – семь лет и восемь месяцев. Даже от Меркурия долго, пять лет и почти семь месяцев.

Логистический порог освоения всего только шестой из восьми планет Солнечной получается убедительно высоким.

Востребованная планета

Любой высокий порог остаётся высоким лишь временно. Развитие техники рано или поздно сделает его низким. Для Сатурна работает даже чисто количественное решение пусть и с очень большой изрядной натяжкой.

Почему так?

Потому, что всё, что может дать Сатурн, в чисто количественном смысле ближе и проще даёт Юпитер. Но эпоха массовой термоядерной энергетики вносит свои коррективы.

Глубина колодца

На Юпитере погоня за термоядерным горючим спотыкается о глубокий и мощный гравитационный колодец планеты-гиганта. Нужно строить исполинскую мега-конструкцию лишь затем, чтобы достаточно глубоко погрузиться в атмосферу за драгоценным топливом. Да, его там много, но и лезть за ним сложно, долго и дорого. На первые десятки тысяч лет хватит и лун, а вот что потом?

Гравитационный колодец Сатурна многократно слабее. В его атмосферу вполне реально просто нырнуть – и заполнить баки на пролёте сравнительно простого и дешёвого многоразового челнока.

Аэрокосмический черпак

На момент, когда освоение Солнечной превратится в будничный процесс и пойдёт в параллель развитию человеческой цивилизации, достаточно мощный и надёжный большой многоразовый космоплан окажется этой цивилизации вполне по силам.

Вместо примитивных и опасных керогазов «Спейс Шатлла» – огромная летающая фабрика с мощными бортовыми криоустановками для забора местной атмосферы. Ещё до того, как человечество завершит хотя бы одну мега-конструкцию средних размеров до ранних промежуточных стадий их строительства, подобные черпаки могут начать регулярные заходы в атмосферу Сатурна.

Конечно, при условии, что цивилизация Солнечной всё же дождалась полноценной термоядерной энергетики.

Зарево новой эпохи

Урана и тория в Солнечной относительно мало. Какие-то миллиардные части общей массы. С другой стороны, даже это в пересчёте на тонны – цифра с длинной, штук эдак четырнадцать, вереницей нулей.

Годовое потребление современной Земли с переходом только на атомную энергетику измеряется в скромных единичных килотоннах атомного горючего в год. Хватит космического атомного топлива на миллионы лет.

Но перспективного термоядерного горючего в системе ещё больше! Водород – самый распространённый космический элемент. Его больше, чем всех остальных элементов. В масштабах короче триллиона лет запасы термоядерного горючего в космосе можно считать безграничными.

Ключик от колодца

Переход на термоядерную энергетику одновременно даёт и дешёвый вход на орбиты внешних планет, и полную экономическую состоятельность этих планет. Водородная «топливная игла» для местной экономики поначалу станет поводом к массовому освоению далёкой системы, и, одновременно с этим, основой местной ресурсной экономики. На внутренних планетах добывать термоядерное горючее в худшем случае бессмысленно, в лучшем – сложно и дорого.

Возможность сравнительно дёшево черпать заветное горючее сразу десятками тысяч, а потом и миллионами тонн резко улучшит и доступную энергетику, и транспортную связность в Солнечной.

Термоядерная логистика

Удельный импульс двигательной системы на основе термоядерного реактора достаточно велик, чтобы рассчитывать на постоянное слабое ускорение или близкие к нему по энергетике «дорогие» импульсные орбиты.

Срок полёта сокращается многократно. Для импульсной орбиты высокой мощности (порядка 109 км/с характеристической скорости) перегон Земля-Сатурн занимает около года. Для слабого постоянного ускорения в 0,01g (одна сотая земного) – всего пять месяцев.

Доступная альтернатива

Достаточно мощные лазерные парусники, разумеется, тоже вполне хорошо могут летать на 0,01g постоянного ускорения, но тут уже вопрос того, где всё происходит и в каких масштабах освоен этот уголок космоса.

Гипотетические термоядерные двигатели как минимум резко упрощают изначальную заброску материала и техники в далёкую планетную систему, и могут очень долгое время работать основой энергетики местного значения сами по себе. Примерно как хороший большой атомоход может питать своей бортовой электростанцией посёлок в Заполярье.

Как забыть миф?

Перспективные ранние термоядерные реакторы зальют топливные баки дейтерием и тритием. Это разновидности водорода. Дикие мифы о гелии-3 лучше бы до поры забыть. Разумеется и реакция дейтерия с гелием-3, и реакция гелия-3 с гелием-3 физически возможны. Только вот у этого решения много чисто научных и технических проблем. Ранние водородные схемы большого термояда куда понятнее и доступнее. Скорей всего, они в основу первых удачных решений и лягут.

И уж тем более стоит забыть о такой ерунде, как добыча гелия-3 в пределах внутренних планет Солнечной. Хотя, есть одно исключение! Сбор отходов при текущем обслуживании термоядерных боеголовок стратегических ракет на боевом дежурстве в ряде стран мира – постоянный источник этого ценного сырья.

Гелий-3 сам по себе востребован, реальная мировая экономика уже сейчас жрёт его тоннами в год. Просто идут все эти процессы в промышленности вместо энергетики. Там они и останутся – надолго!

Кладовая Титана

Одна из лун Сатурна, Титан, может похвастаться самой массивной в местной системе кладовой химического сырья. Холодная атмосфера Титана плотнее земной в полтора раза и куда массивней! Состоит она в основном из азота, главного ключика от ресурсной цепочки органической жизни и сельского хозяйства.

Моря Титана заполнены жидкими углеводородами. Метан и этан сливаются в настоящие озёра и реки на поверхности. Отличный набор как для питания химических двигателей, так и для изготовления местного пластика в любых потребных количествах.

Большой космический радиатор

Одно из больших достоинств Титана – местная температура в 98 градусов Кельвина. Теплоотвод в космосе, даже так далеко от Солнца – изрядная проблема. Любая работа производит огромные количества мусорного тепла. Промышленность его производит и того больше.

Если пользоваться Титаном ещё и как индустриальным холодильником, изменение температуры его атмосферы на один градус потребует вбросить туда десятки триллионов ватт. Это больше современного теплового выхлопа земной промышленности.

Всей промышленности, целиком.

Атмосферный тормоз

Титан – единственное легкодоступное в транспортном смысле тело Солнечной, у которого есть плотная атмосфера. Сравнивать её можно даже с атмосферой Венеры или Земли, двух планет, где сила тяжести больше раз эдак в шесть, в семь.

Такое выгодное сочетание значительно упрощает и удешевляет работу местного ракетного транспорта, даже самого примитивного.

Местный извоз

В плотной атмосфере Титана дёшевы и легкодоступны крылатые транспортные средства любого типа. Вопрос больше в эффективной защите их от воздействия очень холодной атмосферы.

При некотором старании конструкторов абсолютно реально спроектировать маленький космоплан так, что его реально разогнать до космической скорости и вывести на орбиту с минимальными тратами химического горючего.

Горячие штучки

Транспортные дирижабли, младшие братья венерианских исполинов, могут летать в местных условиях за счёт эффективного наполнения перегретым газом. Их лётные характеристики заметно улучшатся от наличия даже коротких и маленьких по земным понятиям крылышек.

Вместе это создаст эффективную местную транспортную систему. При необходимости – безлюдную и беспилотную. Возможностей местных компьютерных центров на это хватит с изрядным запасом.

Большой космический дата-центр

Принудительное охлаждение вычислительной техники замечательно сказывается на её работоспособности. Криоатмосфера Титана отлично подходит для поддержания низкой рабочей температуры больших местных дата-центров.

Разработанный под местные условия процессор на один гигагерц сможет работать на одной триллионной ватта. Даже если делать его значительно мощнее, порядок энергозатрат останется примерно тем же.

Титан имеет все шансы оказаться и ресурсно-промышленным и вычислительным центром местной системы. Он достаточно большой, чтобы удивительно мощные по нашим представлениям суперкомпьютеры уместились на поверхности сравнительно далеко от химических заводов, сложных производств и вокзалов поверхность-космос.

Телеуправление с орбиты

Мелкий гравитационный колодец позволяет эффективное телеприсутствие рабочего персонала на местном производстве. Рабочие Титана смогут «ходить» на работу из комфортабельных городов в ближнем космическом пространстве.

Эта луна вредна для жизни человека сама по себе, как и любая другая, но её выгодно застраивать автономными и телеуправляемыми фабриками-роботами и большими вычислительными центрами.

С какого-то момента товарообмен между Титаном и космосом начнёт измеряться в мегатоннах, но при этом на самой луне вряд ли получится насчитать много живых людей в любой произвольный момент времени.

Большая космическая труба

Малая сила тяжести на Титане, 0,14g позволяет строительство любой транспортной мега-конструкции активного типа. Да, эту петлю Лофстрома или космический фонтан придётся защищать от очень низких, 98 градусов Кельвина, местных температур, но по ней с поверхности Титана можно просто качать нужное химическое сырьё, мегатоннами в год.

Современный зайлон – материал в 1,6 раза прочнее кевлара, изготавливается на местных ресурсах целиком, и по идее достаточно прочен, чтобы выстроить на Титане даже обычный космический лифт с минимальными энергетическими затратами на содержание.

Орбитальное кольцо Титана

Доступность космических лифтов в местных условиях позволяет сделать удивительно дешёвое и простое орбитальное кольцо для Титана. Конечно, сила тяжести на его поверхности окажется слишком мала для комфортной жизни, но как техническое вспомогательное сооружение оно станет крайне полезным дополнением в местной транспортной системе.

Освоение без заселения

Титан – одно из ключевых тел в долгосрочном заселении нашей звёздной системы. Его главное достоинство само по себе очень хорошее для экономики системы, но удивительно плохое для человеческой жизни. Холод.

Криоатмосфера Титана обладает громадными достоинствами, но делает крайне затруднительным любое человеческое присутствие. Главный вопрос тут – а нужно ли вообще это человеческое присутствие, или можно обойтись без него?

Правильный ответ – да, можно.

Фантасты снова лгут

Парадоксы современного научного взгляда на покорение космоса заключаются в том, что эффективное освоение большинства тел Солнечной скорей всего обойдётся без прямого человеческого присутствия.

Космический город – комфортабельный, защищённый, с полностью земными условиями внутри, у тесных клаустрофобических тоннелей выиграет просто всегда. Развитие науки и техники скорее всего резко упростит и удешевит процессы телеуправляемого и безлюдного освоения.

Даже на Земле мировое Заполярье крайне слабо населено, а большинство промышленных объектов находится под управлением вахт сезонных рабочих. В космических масштабах осваивать тем же способом запросто можно всю луну целиком.

Это нормально.

Бег впереди паровоза

Теоретически, если добыча азота в других уголках Солнечной встретит большое количество проблем, или, что вероятнее, спрос резко превысит наличное предложение, вывоз азота с Титана реален даже на ранней стадии энергетики космических полётов, атомной.

Безатмосферные луны Сатурна при должной спутниковой разведке дадут человечеству несколько местных источников радиоактивных материалов. Ресурсы для строительства отыщутся в изобилии везде. Титан сможет получить достаточный поток входящих строительных материалов, чтобы начать отсылку мегатонн ценного азота к большим стройкам внутренней системы.

Космический трубопровод

Азот в освоении космоса нужен всегда. На любой стадии освоения Солнечной тело с мелким гравитационным колодцем и плотной атмосферой выигрывает. С него проще, легче и быстрее набрать ценное химическое сырьё.

На долгом перегоне оно вряд ли испортится. Вереница самоходных контейнеров отправится к внутренним планетам Солнечной в любом случае.

Большой космический снежок

Хорошо у лун Сатурна и с запасами воды. Чем дальше в космос от Солнца, тем их больше. Крупная луна Сатурна, Энцелад, покрыта толстой коркой льда, под которой может скрываться настоящий большой океан.

Вместе с остальными большими лунами он формирует первичное ресурсное изобилие системы. Начать освоение местной системы любого потребного масштаба хватит.

Кольца Сатурна

Знаменитая достопримечательность планеты-гиганта, кольца Сатурна настолько большие, что хорошо видны даже в телескоп. У остальных планет-гигантов они гораздо скромнее.

Достоинство колец в том, что это тонкий слой битого льда и снега, в основном – водяного. Суммарная масса колец при этом составляет четверть массы Энцелада – шестой по размеру луны Сатурна. Для осознания масштаба, это 2% массы земных океанов, или примерно весь ледяной щит Антарктиды целиком.

Материал колец легко собрать и обработать. Это практически идеальное сырьё для получения термоядерного горючего. В кольцах попадаются и «малые луны» – фактически, космические айсберги размером около полукилометра.

Вопрос безопасности

Для пассивной защиты космических городов Сатурна от местной радиации запросто можно наполнить их промежуточные корпуса обычной водой буквально в любом нужном количестве.

Это один из тех уголков Солнечной, где подобную роскошь действительно можно себе позволить.

Масштаб освоения

Ранний этап освоения космоса для внешних планет Солнечной исключён чисто логистически. Они слишком далеко, лететь к ним слишком дорого. Но эта разница сроков для адекватного заселения и освоения местной системы имеет куда меньшее значение, чем кажется.

Если это освоение происходит уже после ранних ожидаемых прорывов с материалами, сложными автономными компьютерными системами и энергетикой, то малое первоначальное население управляется с доставшимся им богатством настолько же хорошо, как и веками раньше – большое.

Вполне промышленные даже по меркам экономики будущего поставки сырья мегатоннами в сторону государств внутренних орбит Солнечной проведут местные государства с единичными миллионами жителей.

Топливная энергетика

У термоядерной энергии есть огромное достоинство. Скромной железнодорожной цистерны горючего по всем расчётам хватит огромному городу – надолго.

Даже там, где зеркала-концентраторы на порядки менее эффективны из-за большого удаления от Солнца, принудительное освещение жилых объёмов полностью искусственными средствами вполне доступно.

Местного термоядерного горючего в космосе хватит на практически любые масштабы использования.

Местный суверенитет

На отправку сигнала до Сатурна уходит порядка трёх часов. Любое местное правительство сильно выиграет у далёкого центра любого типа.

Внешние политические и экономические сущности всё равно примут участие в освоении ради поставок ценных ресурсов и выгодной продажи снаряжения на ранних стадиях освоения системы, но чем дальше в будущее, тем лучше и эффективнее местная администрация сможет решать свои проблемы с опорой на свои доступные силы и в своих личных интересах.

Что это значит для остальной Солнечной?

Суверенитет и кооперация

Традиционные заходы на космооперу подразумевают, что ценный ресурс должен течь, иначе прилетят развлекаться погромами штурмовые отряды императора. Все как один киборги, наркоманы, фашисты и просто люди с активной жизненной позицией.

Исторический центр любого вероятного развития Солнечной надолго, а то и навсегда, останется важен для всех. При более-менее одинаковой скорости прироста населения выгоднее осваивать и застраивать прежде всего зелёный пояс Солнечной. Роль Земли как исторического центра изменится, роль фактического центрального пояса системы останется. Затянется этот процесс на многие тысячелетия.

Федерация внешних планет

Для внешних планет в отлаженном экономическом механизме Солнечной отыщется и своя ниша, и набор постоянных функций, но преимущество в человеко-часах и финансах определяет политические векторы слегка однозначно.

При любом развитии этих планет, даже самом футуристическом и смелом, они получат большую выгоду от ведения дел с космическими государствами внутренних орбит Солнечной.

Вилами по воде

Точность любого прогноза на таком удалении и с таким количеством допущений падает от традиционной для футурологии просто смехотворной, до каких-то совсем уж отрицательных значений. Но, всё же, стоит упомянуть и ещё пару крупных планет Солнечной.

Уран и Нептун.

Далёкие космические снежки

Последние две из восьми планет Солнечной регулярно зовут именно так. Ледяные гиганты состоят из воды, азота и метана. Большинство материи внешних орбит Солнечной находится именно в них.

До Урана экономичной орбитой лететь 16 лет с хвостиком, до Нептуна – все тридцать с половиной и ещё чуть-чуть.

До момента радикальной смены транспортной доступности в пределах Солнечной они вряд ли увидят что-то большее, чем научные зонды и безлюдные автономные лаборатории.

Атмосферные города Урана

Сравнительно малая для планеты-гиганта сила тяжести делает возможным разместить в атмосфере Урана плавучие города примерно того же рода, что и на Венере. Конечно, там очень холодно и очень сумеречно, город станет похож скорее на подводную лодку, чем на дирижабль, но окажется вполне состоятелен – при вышеупомянутых прорывах строительных материалов и термоядерной энегетики.

Персидский залив Солнечной

Визионер и популяризатор космоса Роберт Зубрин именно так характеризовал внешние планеты-гиганты. Все они крайне хороши как бездонный по нашим современным представлениям источник космических углеводородов и термоядерного горючего любого типа.

Грамотно сконструированная местная жилая среда окажется достаточно близка полноценной земной, хотя в ней ожидается куда больше искусственных элементов, включая крайне вероятную полную замену солнечного тепла и света на термояд.

Орбитальные кольца гигантов

Большое сложное орбитальное кольцо в плотной атмосфере газовой планеты-гиганта имеет все достоинства, о которых можно задуматься:

Оно ведёт эффективный отбор местного сырья и термоядерного горючего. При грамотно выбранном диаметре на его поверхности земная сила тяжести. У него высокая транспортная связность. Отправляться в ближний космос с его поверхности можно сравнительно легко и просто активными электромагнитными конструкциями, вроде петли Лофстрома.

Система лун

Уран имеет вполне приличный набор лун. Когда его масштабное освоение станет реальностью, их ценность заметно упадёт, но всё равно, это стандартный набор сырья и стройматериала, который найдёт свое применение. Вероятно, что Оберон и Титания под коркой льда скрывают довольно приличные океаны.

Но всё равно, единственное уникальное достоинство этих лун в том, что имена они получили в художественных произведениях Уильяма Шекспира вместо античных мифов.

Бесполезный Нептун

Лежит ещё дальше, чем Уран. Отличается в худшую сторону и подлётным сроком, и освещённостью, и сильным атмосферным ветром.

Его большая луна, Тритон, вероятно имеет всё такой же океан под коркой льда, что и многие другие луны планет-гигантов.

По современной классификации Тритон даже можно обозвать карликовой планетой – это седьмая по размерам большая луна Солнечной.

Край ойкумены

В пределах доступного человечеству для освоения, внешние планеты Солнечной значатся довольно условно. Заселение лун Юпитера требует освоенной внутренней системы. Заселение лун Сатурна по большому счёту уже требует прорыва с термоядерной энергетикой – и массового спроса на термоядерное горючее.

До Урана и Нептуна руки у человечества может и дойдут в пределах ближних к этим свершениям веков, а может, их освоение и задержится – надолго.

Сравнительно подробно обсчитанные документы НАСА заканчиваются объектами гораздо ближе к Солнцу. Говорить о далёких границах солнечной имеет смысл наравне с переходом к первому уровню могущества по шкале Кардашева и начале движения в сторону второго.

Что же это такое, и каких усилий требует освоение дальних границ Солнечной?

Глава десятая: цивилизации Кардашева

Рождение шкалы

В далёком 1964 году советский учёный Николай Кардашев предложил очень простую и грубую шкалу из трёх уровней. Её задача – описание могущества цивилизации согласно доступной этой цивилизации энергии.

Как и у любой иной простой короткой оценки, шкала Кардашева легко запоминается, но крайне груба и таит в себе массу неудобных для серьёзного понимания нюансов.

Кардашев-I

Цивилизация первого типа, планетарная, овладела мощью примерно всего потока энергии, который получает Земля от Солнца. Это 1,74 с длинным хвостом из семнадцати нулей ватт. При мегаватте на человека достаточно, чтобы удовлетворить нужды больше ста миллиардов человек.

Кардашев-II

Цивилизация второго типа, звёздная, овладела мощью, примерно равной энергии Солнца. То есть, может использовать что-то около 4 с двадцатью шестью нулями ватт. На человеческий язык эту бессмысленную вереницу нулей после цифры можно перевести как сто триллионов раз по триллиону ватт.

Кардашев-III

Цивилизация последнего типа на шкале Кардашева, галактическая, овладела мощью светимости всех звёзд галактики. То есть, чем-то порядка 8 с 36 нулями ватт. У числа с таким количеством нулей есть красивое название «ундециллион», но перевести его в привычные нам земные масштабы попросту затруднительно.

Говорят, именно что от попыток осмыслить реальный масштаб вселенной и спятили Аль Хазред, великие древние боги и Говард Филлипс Лавкрафт.

Без паники!

Трудности понимания любой математики таких порядков сводятся к её абстрактности. Пусть грубо, пусть с искажениями, но бессмысленные цифры нужно превратить в доступные себе и читателю аналогии, иначе ждать внятного понимания аудиторией текста просто бессмысленно.

Чем дальше заходит моделирование вероятного будущего, тем сложнее простое короткое объяснение любой проблемы. С этим можно и нужно бороться.

Масштаб проблемы

Если представлять основные типы цивилизаций как стаканы кофе, то первый уровень выглядит средних размеров чайником, второй – залитым по края олимпийским бассейном, а третий – примерно так всем мировым океаном.

Наша земная цивилизация в этот момент подумывает о том, как бы половчее заменить довольно маленькую стопку на хотя бы так себе бумажный стаканчик.

Да, это и есть место современной цивилизации на шкале таких масштабов.

Ошибки шкалы

Поскольку шкала Кардашева придумана в суровую аналоговую эпоху, она довольно заметно страдает от привязки лишь к энергии. Современные вычислительные мощности довольно скромных компьютеров превосходят суммарную компьютерную мощь той эпохи. Но жрут электричество наши компьютеры достаточно скромно. Как всё тот же хороший чайник – вместо огромного института, в каждом зале которого высятся до потолка блоки вакуумных ламп древних компьютеров, а питает это великолепие приличных размеров электростанция.

Ну ладно, компьютеры шестидесятых уже стали куда лучше чудовищ сороковых, но суть аналогии понятна. Многие чисто вычислительные реалии современности адекватно привязать к шкале Кардашева затруднительно. Хотя как раз они сильно влияют на развитие и могущество современного общества.

Почему так?

Задачи Кардашева

Многое объясняет исходная задача шкалы. Как астроном, Николай Кардашев решал вопрос поиска развитых галактических цивилизаций.

Цивилизацию первого типа можно представить как исполинский всепланетный высокотехнологичный комплекс городов-шпилей, экуменополис. Транспортные узлы башен до неба с активной электромагнитной поддержкой обеспечивают переход на сразу несколько орбитальных колец на разных высотах. Цивилизация освоила и заселила сферу Хилла, и за её счёт добирает энергию до чёткого значения по Кардашеву. Дальние границы такой цивилизации лежат как минимум в пределах зелёного пояса её звезды, с отдельными сообществами и аванпостами за его пределами в границах системы. Всё это чудовищно блестит на межзвёздные расстояния доступным к наблюдению мусорным теплом, средствами дальней связи и признаками работы космических двигателей любого типа.

Это уже могла заметить при благоприятных условиях астрономия тех лет. Если посмотреть, сколько мёртвых и холодных экзопланет человечество обнаружило в нашем тысячелетии, станет ясно, что у современной инструментальной дальней космической разведки шансы ещё лучше.

Рой Дайсона

Второй тип цивилизации требует полноценный рой Дайсона. В народе куда лучше помнят сферу Дайсона, потому что в популярном телесериале или хорошей компьютерной игре её рисовать проще, а выглядит она куда наглядней. В суровой научной реальности сфера проигрывает рою по массе параметров.

Окружение звезды роем – виртуально. Многослойное облако больших космических городов на постоянных орбитах имеет огромные промежутки между городами на одной постоянной орбите в любой промежуток времени. Зато, его сравнительно легко построить, им легко управлять, у него высокая информационная связность и относительно высокая транспортная доступность.

Звезда в окружении роем Дайсона резко теряет в фактической светимости. Это легко пронаблюдать даже в масштабах галактики обычными достаточно хорошими телескопами. Достаточно самого факта расхождения наблюдаемой светимости и типа звезды, чтобы сделать почти однозначный вывод.

Масштабное заблуждение

Третий, финальный, тип цивилизации на шкале Кардашева ошибочно понимают как планетарную галактическую цивилизацию.

Зря.

В классической фантастике под «галактической цивилизацией» подразумевают россыпь землеподобных освоенных планет в окрестностях преимущественно жёлтых карликов по всей галактике. Проблема в том, что единичная звёздная система цивилизации II типа по шкале Кардашева имеет огромное количественное и качественное превосходство над россыпью цивилизаций I типа, даже когда те находятся в составе галактического межзвёздного сообщества. Она может буквально делать с ними всё, что угодно, по физическое уничтожение включительно – без любых для себя последствий.

Реальная цивилизация Кардашева-III должна превратить в рой Дайсона каждую звёздную систему, вокруг буквально каждой звезды своей галактики. Для стороннего наблюдателя это выглядит как масштабное стремительное угасание звёзд и заметно на межгалактических расстояниях.

Решение Сагана

Улучшить понимаемость шкалы Кардашева пытались многие, и у Карла Сагана получилось. Он добавил цивилизацию типа ноль, с общей мощью в один мегаватт. Это единица с шестью нулями. Получились удобные ступеньки – шесть нулей, шестнадцать, двадцать шесть и тридцать шесть.

Конечно, число из цифры с шестнадцатью нулями – слегка меньше, чем получает Земля, но уже достаточно близко к решению Кардашева. Следующий уровень – слегка меньше, чем выдаёт наше Солнце. Последний – вполне заметная доля общей светимости нашей галактики.

Проблема в том, что звёзды – разные!

Звёздные различия

Астрономы выделяют звёзды и в миллионы раз мощнее нашего Солнца, и в десятки тысяч раз слабее. Это десять нулей разницы. По шкале Сагана разброс от миллиона до одной десятитысячной выглядит полноценной разницей между уровнями.

Скорей всего самые яркие и короткоживущие звёзды имеет смысл оставить в покое, но вот любую сравнительно долгоживущую стоит окружить полноценным роем Дайсона.

Это планеты для хотя бы попыток терраформинга должны соответствовать нашей Земле в очень точных границах параметров. Космическая цивилизация запросто может отгрохать сопоставимого, а то и многократно превосходящего масштаба сообщество на основе пояса астероидов слабой и маленькой красной звезды, просто карлика на фоне Солнца.

Современный уровень Земли

Потребление энергии современной земной цивилизацией – порядка десятки в тринадцатой степени ватт. Или десять в седьмой мегаватт. По шкале Сагана между цивилизацией типа ноль (шесть нулей) и типа один (шестнадцать нулей) до честной единички остаётся полная ерунда, каких-то три порядка. Нужно всего-то стать в тысячу раз круче. Но есть один нюанс:

Сельское хозяйство.

Земная цивилизация безусловно потребляет и весь тот свет, что падает на её поля, сады и водоёмы. Потребляет как овощи, фрукты, зерно, скотину, птицу, рыбу и морепродукты. Для искусственной космической среды обитания это следует учитывать. В абсолютном большинстве случаев источник сельскохозяйственного освещения и экологическое снабжение придётся оплачивать в рабочих часах и ресурсах.

Оплачивать полностью – и ещё чуть-чуть сверху. Без разницы, зеркальные это солнечные электростанции в зелёном поясе, или мощные термоядерные реакторы и светодиодные панели в сумерках дальних границ Солнечной. Добывать энергию всё равно придётся, и она всё равно ляжет дополнительной статьёй расходов в подсчёт энергетического могущества цивилизации.

Бюджет расходов

Сельское хозяйство доказывает, что наша цивилизация уже довольно близка к полноценной единице на шкале Сагана – и давно! Более того, если считать «естественные» природные затраты на экологию зоны обитания, то для поддержания жизни охотника-собирателя каменного века нужно порядка гигаватта солнечной энергии.

Парадоксально, но факт! Одинокий дикарь по букве шкалы Сагана – цивилизация К0,3. Его племя из десятков человек – К0,4 а ранние кочевые стойбища на сотни человек – суммарно как биологический вид дадут К0,5!

Показательно, что Солнце у нас который миллиард лет всё то же. Вопрос могущества цивилизации на той же базе сильно меняется доступной технологией.

Технологическое совершенство

Если фантастика прошлого века и дала в главном верный результат, то это понимание, что для заселения галактики в целом достаточно чисто количественных методов. Рабочий термояд, конечно, многое сильно упростит, но в целом – можно обойтись и без него.

Можно достаточно уверенно сказать, что для входа на полноценную шкалу Кардашева нужно как минимум наше современное техническое могущество. Но можно и столь же уверенно сказать, что развиваться за его пределы теоретически возможно только на основе доступных технологий, а многое из того, что подразумевала фантастика прошлого тысячелетия, запросто может остаться на страницах пыльных книг в библиотеках.

Ракетный панк

В произведениях классической фантастики прошлого тысячелетия количественное развитие технологии без скачка за его качественные пределы дало творцам «панк». В данном случае именно как художественный приём утрированного до гротеска набора чисто антуражных решений.

Это порождает занятное следствие. Набор современных технологий уже позволяет чисто количественные решения до честных К-II и К-III включительно.

Качественные скачки, которые мы в силах более-менее достоверно предвидеть, резко упрощают и ускоряют подобную работу. Но если вдруг окажется, что популярные художественные решения жизнеспособны только в развлекательных художественных произведениях – человечество будущего сможет обойтись без них!

Счёт по головам

Шкалу можно пересчитать и в людях. Из всё того же расчёта в мегаватт на человека. Первый уровень по Сагану – примерно 10 миллиардов человек. Второй – сто миллиардных сообществ по миллиарду же человек, десятка в двадцатой степени. Третий – десятка в тридцатой степени, миллион триллионнов сообществ по триллиону же человек.

Для биологически современного человека, один мегаватт – это много даже если приходится выделять его основную долю на поле и ферму искусственной биосферы.

Внешние системы

Кажется, что после выхода за пределы освоенной Земли другие тела Солнечной значительно повысят уровень могущества на этой шкале. Увы, но эти трепыхания случатся где-то в районе 1,1-1,2 по шкале Кардашева. Даже Империум человечества из суровой вселенной 41-го тысячелетия болтается в рамках 1,6-1,7 по той же шкале, хотя речь вроде бы идёт о миллиардах планет – буквально.

Настоящее развитие в этих рамках требует массового создания искусственной техносферы – и роста населения буквально на многие порядки.

Один, совсем один

Рой Дайсона – много или мало? Правильный ответ – много. Его количественное решение обходится без супертехнологий классической фантастики – но возможности законченного роя заметно превосходят эти цивилизации.

Скорей всего полноценное строительство роя Дайсона, как и описано выше, начнётся сильно раньше первой межзвёздной человеческой экспедиции. Любые открытия в ходе этого строительства могут заметно его ускорить и заметно упростить межзвёздные перелёты.

Но можно и без них!

А что можно?

Возможности К-II

Два главных достоинства роя Дайсона – это очень эффективный двигатель, а значит – лучшее доступное цивилизации оружие. Рой Дайсона может очень медленно разгонять свою звезду сам по себе, за счёт эффективного отражения света в нужную сторону. Если начать добычу звёздного материала и активно выбрасывать его часть в космос, то скорость разгона можно заметно увеличить. За какие-то десятки миллионов лет Солнце превратится в блуждающую звезду – и полетит в путешествие через Галактику. Это заметно упростит любое заселение космоса в особо крупных масштабах.

Концентрация той же энергии позволяет легко уничтожить любую планету в галактике на любом расстоянии. Луч Николла-Дайсона заметно превосходит любую «звезду смерти» по соотношению физических возможностей к физической реализуемости. Если разгонять им лазерные парусники-убийцы, то прибытие кинетических снарядов можно синхронизировать до почти одновременного – и профилактически обстреливать любую звёздную систему в своей галактике каждые несколько десятков тысяч лет.

Для цивилизации такого рода затраты на «Звезду смерти» в её чисто количественном смысле – мелкие карманные расходы. Да, жизнеспособность «Звезды смерти» в описанном Джорджем Лукасом формате я игнорирую, только сами затраты в человеко-часах и прочих ресурсах.

Экономика изобилия

У цивилизации уровня К-II физически отсутствуют проблемы ресурсной ограниченности. Любое осмысленное в её размерах наращивание численности населения всегда может полагаться на достаточный поток материалов из местной звезды.

При таком избытке доступной энергии задача добычи солнечной материи решается достаточно эффективно.

У Солнца от этого «снятия нагара» срок жизни только увеличится.

Рабочее время

Даже без сверхмощных автономных компьютерных систем, цивилизация масштаба К-II имеет огромный запас человеко-часов на любую задачу. Она может позволить себе выделить отдельного квалифицированного наблюдателя для слежения за любой звездой галактики в обычное рабочее время. Сменами из нескольких человек на звезду. И это всё равно лишь малая доля единичного процента её населения.

Равно как и любая иная задача.

Бесполезно гадать о том, что принесёт реальный прогресс, но можно совершенно точно сказать, что выигрыш по машинному времени и точному обсчёту любой научной проблемы достаточно скоро превысит возможности современного земного шара. Даже если целиком заселить его одними только учёными и массово застроить суперкомпьютерами.

Численное превосходство

Цифра «миллиард к одному» звучит странно, но абсолютно верна. Цивилизация уровня К-II может себе позволить выставить на каждого современного человека на Земле полностью население современной Земли – и ещё чуть-чуть сверху.

На место доступных нам сотен тысяч специалистов у подобной цивилизации приходят сотни триллионов.

Кардашев против Ферми

Один из самых забавных парадоксов космической цивилизации в том, что прятать её столь же бесполезно, что и ракету в космосе. Популярная страшилка о «тёмном лесе» – галактике, в которой все таятся подкустовыми выползнями, а в первого, кто хотя бы мяукнет, прилетает с разных сторон метко пущенными боевыми космическими утюгами, в реальности попросту высосана из пальца.

Космическое наблюдение в преддверии К-I уже достаточно, чтобы замечать цивилизации на межзвёздных расстояниях. Чем шире космическая индустриальная база, тем проще вести подобное наблюдение.

Хоть за всеми звёздами галактики одновременно!

Сто триллионов утюгов

Использование солнечной материи, даже самое раннее, даёт огромные количества строительного материала. При реальной потребности, цивилизация уровня К-II может позволить себе отправить большой, с хороший морской контейнеровоз, автоматический разведчик буквально к любой звезде галактики.

Доступные ей средства принудительного внешнего разгона фактически превратят их в ракеты постоянного ускорения, и речь пойдёт о скорости как минимум в 10% световой и лучше.

Сто триллионов ковчегов

Настолько же реализуема и отправка миллионных сообществ к любой звезде галактики. Да, на строительство космического сообщества из десятков перелети-городов в плотном строю уйдёт примерно столько же ресурсов, как и на средних размеров космическое государство эпохи раннего освоения Солнечной.

Ну и что?

Людские и материальные ресурсы освоенной Солнечной на переходе между первым и вторым типом Кардашева уже позволяют такую стройку. Её относительная цена с каждым следующим шагом на десятичной шкале всё больше падает.

Фантаст поломался

За исключением «Отсчёта до триллиона» Джона Си Райта вспомнить фантастов, способных на адекватную современную работу с цивилизацией типов два и три в художественном сериале попросту затруднительно.

Даже Кардашев-II вызывает чудовищные проблемы, в основе которых лежит преимущественно безграмотность. Слишком многие элементы нужно понять и принять как данность фактического могущества цивилизации только для того, чтобы начать работу.

Да, масштабы выносят мозг. Да, гипотетические прорывы, вроде биологической перестройки организма, бессмертия хотя бы первого типа, сложных автономных компьютеров, сверхпрочных материалов и сверхмощной энергетики на эти масштабы влияют ещё сильнее.

Но кто вас останавливает, кроме боязни удивить читателя?

Порознь мы сила

Ещё смешнее попытки видеть сверхцивилизацию второго типа как единый разум. Наша Земля отлично доказывает, что реальная склонность общества дробиться на части по каким-то признакам ограничена только базовой экономической и геополитической состоятельностью. Их силовое объединение временно и несёт за собой изрядные долгосрочные проблемы.

Рой Дайсона – идеальное воплощение единой системы из мало того, что разных, так порой ещё и откровенно противоречащих или даже конфликтующих сообществ. У них достаточно места, энергии, ресурсов, людей и времени, чтобы оказаться жизнеспособными и насчитывать больше жителей, чем современный земной шар целиком.

Субкультурная жизнеспособность

Даже совсем дикие по нашим представлениям секты пограничных и маргинальных фриков могут оказаться полноценными стабильными формами общественного устройства – пока основные постулаты социума достаточно слабо влияют на их базовую экономику и управляемость.

Сверхцивилизация II типа в те же страшные разы с длинным ворохом нулей после цифры более пёстрая и разношёрстная, чем современная Земля. Найдётся всё и для всех. Даже безлюдные экологические заповедники суммарной площадью больше климатической зоны нашей планеты – лишь крохотная доля единичного процента общей жилой площади роя.

Долгосрочная стабильность такой цивилизации крайне высока без любой унификации её составляющих.

Сфера наций

Рой Дайсона может насчитывать миллионы километров в толщину. Абсолютное большинство этого пространства окажется пустым. Каждый из бесчисленных мириадов космических городов на постоянных орбитах может находиться в составе какого-то объединения или оставаться суверенным космическим государством сам по себе. Ближних постоянных соседей у такого города при этом ровно два. Один впереди на той же орбите, и один позади. Всё остальное движется и меняется, порой быстро, порой медленно.

Поскольку любой такой город с минимальными переделками может попросту менять свою орбиту – даже просто собраться и улететь из одного государства в другое или за пределы звёздной системы – вполне реально. Сфера космических наций имеет все средства меняться, эволюционировать и вести экспансию – одновременно, любого типа и в любом направлении.

Что же позволяет ей такое могущество?

Глава одиннадцатая: предел освоения Солнечной

Естественные границы

Известными восемью планетами, разумеется, список приметных больших тел Солнечной только начинается. Где-то на орбите Плутона и далее, в зоне вечных космических сумерек, начинается плохо разведанное облако самых разных тел. Карликовые планеты. Кометы на высоких орбитах. Огромное количество астероидов – в основном ледяных. Астрономы вряд ли сильно удивятся, если там отыщется ещё парочка нормальных больших планет.

Плотность этого облака постепенно снижается, но в целом оно удивительно протяжённое – многие световые месяцы.

Границы целесообразности

Бытовой миф о космической пустоте, мягко говоря, далёк от реальности. Межзвёздное пространство содержит вполне приличные количества бесхозной материи. В основном, конечно, пыли. Но тел крупнее размером тоже более чем достаточно.

Пределом границ освоения Солнечной по большому счёту выгодно назначить минимальное время прохождения сигнала в одну сторону. В истории Земли существовали крупные империи, управление которыми порой требовало долгие месяцы только на доставку приказа на места.

Освоение далёкой периферии Солнечной после решения транспортных проблем упрётся в минимальную скорость прохождения сигнала.

Один световой год

Эта величина основана только на допущении в голове автора и паре логистических соображений.

При доступности мощной связи отсылка пакета информации, даже сравнительно большого и сложного, всё ещё пройдёт сравнительно быстро. Узконаправленная связь обеспечит приемлемую эффективность взаимодействия с местными сообществами.

При доступности мощных лазерных парусников скорость в 10% световой позволит добраться к местной станции за срок в пределах десятилетия. Это долго, но заводам-автоматам и беспилотным транспортным контейнерам на такой полётный срок плевать.

Дальняя логистика Солнечной

Хотя материя на дальних границах системы очень рассеяна, с точки зрения человечества сфера в один световой год всё равно скрывает огромные запасы востребованных её центром элементов.

Солнечный ветер успешно выдул огромные количества льда и углеводородов за орбиты внешних планет. Всё это скопилось в поясе Койпера, вдали от палящих солнечных лучей, но при активной застройке Солнечной вполне пригодится её обитателям.

Пояс Койпера

Можно сказать, ближние дальние границы Солнечной. Полёт туда экономичной орбитой занимает десятилетия. Без мощных двигателей и термоядерной энергетики соваться туда почти бессмысленно.

Зато и местные запасы льда, аммиака и водорода достаточно велики, чтобы сформировать несколько десятков тысяч относительно крупных тел. Самые крупные из них считают карликовыми планетами.

Исторически, самая известная – Плутон.

Край вечных сумерек

Хотя на орбите Плутона светло всего лишь как пасмурным зимним днём, а Солнце выглядит просто ещё одной звездой, представлять эту область Солнечной анекдотическим «угольным мешком» – заблуждение.

С психологической точки зрения, условия жизни и работы окажутся достаточно приемлемы для обычных людей. Да и те сильно облегчаются высокотехнологичной средой обитания.

Двойная планета

Размеры Плутона и его спутника Харона – уникальное для Солнечной явление. Из-за малых размеров их систему можно с чистой совестью назвать двойной планетой.

Помимо всего прочего это значит, что искусственную техносферу двух этих тел можно с чистой совестью безопасно скрепить в единое целое – и получить сверхвысокую внутреннюю транспортную доступность.

Единственный уголок Солнечной, где на соседнюю планету можно доехать с вокзала без пересадок!

Мрачный лодочник

Харон по массе равен 1/8 массы Плутона. Он в двадцать раз ближе к Плутону, чем Луна к Земле. С Плутона он кажется в семь раз больше, чем Луна с Земли. Плутон и Харон всегда обращены друг к другу одной и той же стороной. Что это значит?

Что между ними можно построить мост!

Внешний центр тяжести

Обычно центр тяжести в системе из луны и планеты находится внутри более массивной планеты. В случае Плутона и Харона система настолько мала, а относительная масса Харона настолько велика, что центр заметно вылетает за пределы самой планеты, в ближний космос.

Это настоящая бинарная планета, единственная в нашей системе.

Космическая железная дорога

Двадцать тысяч километров между Плутоном и Хароном – протяжённость хорошей земной железнодорожной сети. Современный высокоскоростной поезд может преодолеть её за считанные дни.

Символическая, шесть процентов земной, сила тяжести на Плутоне означает, что космический лифт, а то и башню между планетами, вполне можно строить из довольно простых материалов.

Холодная серверная

Плутон и Харон обладают всеми достоинствами хорошего промышленного холодильника. Мощные компьютерные центры сильно выиграют от местной низкой температуры.

Говорить о космическом фэнтези трансхуманизма, вроде столь любимых народом компьютерных разумов, конечно, бессмысленно. Только вот и как просто компьютерный центр подобная система выигрывает – на тысячелетия вперёд.

Значит ли это, что заселят систему в основном различные автоматы?

Орбитальный рай

Для цивилизации с термоядерной энергетикой дальние границы Солнечной достаточно привлекательны и как пространство для жизни. На башню между Плутоном и Хароном запросто можно нанизать космические города с имитацией силы тяжести вращением. Энергии для них заведомо достаточно.

Низкие температуры Плутона и Харона гарантируют, что сырьё для получения термоядерного горючего окажется массово доступным и удивительно дешёвым. Столь же выгодным кажется и экспорт местного азота. Сырья, которое всегда окажется востребованным при застройке космоса техногенной жилой средой в любых количествах.

Ползучая экспансия

Вероятное распространение человечества по Солнечной комбинирует пояса активного освоения и попытки скакнуть «выше головы» – за пределы дешёвого и легкодоступного по меркам эпохи пространства.

Отдельные аванпосты на дальних границах Солнечной востребованы и в этом смысле. Как дальние участки активного доразгона тяжёлых межзвёздных автоматических станций. Поначалу – только разведки, а потом – и освоения.

Полпути до Центавра

Автоматическая станция на очень высокой орбите, а точнее – хотя бы редкая цепочка таких станций, имеет все шансы найти своих заказчиков. Вряд ли очень частых, но в большинстве прогнозов – достаточно регулярных.

Если гипотезы о дальних газовых и ледяных планетах большого размера подтвердятся, то их система лун станет крайне дешёвой и эффективной основой местной экономики.

Из рук в руки

Возможность активного доразгона лазерного парусника из внутренней системы до самых внешних границ фактически гарантирует вывод его на скорости больше единичных процентов световой.

На 10% световой тяжёлый межзвёздный парусник ограничен по эффективности в основном плотностью мусора на его пути и способностями к саморемонту при встречах с этим мусором.

Без прорывов

Социальный договор между фантастом и читателем обычно подразумевает массу выдуманных «технологий». Лишь их часть достижима хотя бы теоретически. Остальные просто выдуманы ещё в 1930-ых для удобства превращения модели «космоса» в близкую к приключенческой маринистике XIX века.

Освоение реального космоса, в том числе дальнего, вполне достижимо и без них, чисто количественным методом. Достаточно заселённая внутренняя Солнечная вполне сможет позволить себе направить триллионы ватт на отражатели космических перелети-городов на межзвёздном маршруте.

Ранние межзвёздные

Полёт на 10% световой до ближайших к Солнцу звёзд реально осуществить в пределах карьеры причастных к запуску специалистов. Достаточно сложная автоматическая станция запросто сможет проработать на месте долгие годы – и собрать огромное количество бесценной информации.

На той вероятной стадии освоения Солнечной, когда их запуск более-менее станет реальностью, вполне реально говорить и о добыче сложным автоматом-разведчиком местного топлива и о сравнительно эффективном саморемонте – хотя бы за счёт запущенных вслед контейнеров с запчастями.

Двигатель Пакмана

Анекдотический на первый взгляд тип космического двигателя из выведенных на орбиту заранее контейнеров с расходниками, запчастями и рабочим телом для основной ракеты прекрасно работает для межзвёздного полёта.

Капсулы снабжения можно выводить отдельно, с другими ускорениями. В том числе – сильно заранее, или вдогонку. Чем более развита и освоена внешняя граница Солнечной, тем это проще.

Города в полёте

Разумеется, это означает и возможность раннего освоения ближних к Солнцу звёзд. Вполне эффективного освоения, хотя оно и превращается в колонизацию ради колонизации.

В классических произведениях зачем-то использовался одиночный «корабль поколений» вместо жизнеспособного большого строя из многих городов – как ещё в 1970-ых мудро предложили в британском аэрокосмическом обществе. Современные фантасты довели мысль о единичном корабле до конченого маразма, как, например, Ким Стэнли Робинсон.

День благодарения

В полемическом задоре обличения «кораблей поколений» совершенно упускают тот факт, что строй перелети-городов, даже без внешнего снабжения в полёте, обладает совсем другой минимальной жизнеспособностью.

Такому строю доступен и активный вторичный разгон меньшего по размеру лазерного транспорта, и первичное заселение новой системы просто за счёт перехода на постоянную орбиту возле наиболее интересных в ресурсном плане местных тел.

Вымереть от бескормицы вряд ли получится, когда абсолютно дружественная человеку среда обитания и есть абсолютное большинство пространства любого перелети-города в межзвёздном полёте.

Параллельные события

Одна из главных ошибок моделирования таких процессов – стремление к последовательности. В реальности дерзкий прыжок ранних первопроходцев за пределы ойкумены может оказаться крайне рискованной авантюрой, но в случае удачи окупится многократно – столетиями монопольного выбора лучших местных орбит и ресурсных скоплений.

Освоение внутренней Солнечной, попытки создания долговременных аванпостов на внешних границах системы и ранние межзвёздные экспедиции могут случиться заведомо раньше, чем система толком выйдет за средние пределы цивилизации Кардашева первого типа.

Порог вхождения

Для создания жизнеспособного строя межзвёздных перелети-городов хватит достаточно сложных циклеров и ранних космических городов самих по себе.

Исполинские баки рабочего тела и сравнительно простые двигатели смогут привести строй в движение и в до-термоядерную эпоху, пусть и с меньшей эффективностью. Достаточно оптимизированной атомной энергетики хватит даже на ближний межзвёздный перелёт.

Рождённые в пустоте

Абсолютное большинство населения Солнечной крайне быстро станет жителями исполинских космических городов. Для космической цивилизации искусственное обитаемое сооружение – намного более естественная и привычная среда обитания, чем планета.

Отсюда вывод:

Освоение космического пространства активно пойдёт даже в самых экзотических условиях. Одна единственная полноценно заселённая Солнечная уже становится эффективной рабочей моделью заселения практически любого орбитального пояса любой звёздной системы.

Обойдёмся без планет!

Сумерки дальних границ Солнечной вполне пригодны для жизни при наличии эффективной термоядерной энергетики. Большой термоядерный реактор питает космический город где угодно.

Даже в сумерках между поясом Койпера и внешними границами Оорта, на расстоянии во многие световые месяцы от центральных планет Солнечной, заселить или пристроить к снабжению пригнанного извне перелети-города можно буквально любой достаточно большой камень.

Что это значит?

Большая лазерная магистраль

Цепочка относительно маленьких и слабых лазерных разгонных станций внешнего пояса Солнечной достаточна, чтобы наладить быстрое и эффективное местное снабжение.

При достаточной мощности она же может гарантировать и запуск больших количеств полезной нагрузки за пределы Солнечной. Всё это находится в окрестностях цивилизации первого типа Кардашева, но этого уже хватает на крайне многое.

Обустройство внешних границ системы превращается в количественную задачу, в основе которой лежат доступные рабочие часы местного населения.

Дорожные карты заселения

Ввиду чисто количественных масштабов роя Дайсона, его физическое завершение с изрядной вероятностью случится позже, чем размазанная по нескольким ближним звёздам цивилизация выйдет на фактический уровень энергетики II типа по Кардашеву.

На момент достройки большой жилой техносферы Солнца, ближние звёзды с большой вероятностью получат ранние большие (по нашим современным меркам) самостоятельные жилые сообщества.

Столичный рой

Хотя на окрестности могущества II типа по Кардашеву 90% человечества продолжит жить в Солнечной, на оставшиеся 10% будет приходиться от нескольких десятков самых близких звёзд, в границах 15 световых лет, до многих сотен или даже единичных тысяч звёзд подальше – в границах 50 световых лет.

Насколько те останутся зависимы от центра хотя бы по вопросам культурного и научного обмена – бессмысленно даже гадать. Но главное – их количество.

Ближние звёзды

Список из нескольких десятков звёзд на расстоянии меньше 20 световых лет от Солнца – огромное жилое пространство. Добраться к самым дальним из них при скорости в 10% световой можно за срок жизни единичных поколений.

Это при условии, что ожидаемые прорывы с биологическим долголетием задержатся, как и всё остальное, что часто воспринимается базовыми правилами игры фантаста с читателем. В противном случае организаторы переселения имеют все шансы оказаться первыми жителями нового космического государства – под лучами иного светила.

Век экспансии

Запуск космической цивилизацией I типа межзвёздных перелети-городов на протяжении хотя бы нескольких десятков лет подряд уже означает, что первые колонисты прибудут к самым близким звёздам в то же столетие.

Последующие волны освоения доберутся к цели в пределах нового века. Для звёзд подальше сроки ползут, но порядок цифр остаётся примерно тем же – единичные века на полёт, даже сравнительно медленный.

Оплата банкета

На первый взгляд отправка подобных колонистов может показаться бессмысленно-разорительным действием. В реальности, у неё даже сейчас можно спрогнозировать убедительные экономические предпосылки.

В точности как с ранней эрой освоения Солнечной, продажа некоему сообществу нового жизненного пространства выгодна сама по себе. Тем же образом, сравнительно малое количество желающих «продать всё» ради переезда трансформируется из долей процента общей численности в крайне убедительные фактические цифры – в данном случае, многомиллиардные.

Заселение пограничья

Темпы роста человечества могут становиться убедительно высокими. Чем доступнее и дешевле базовые ресурсы на развитие, тем проще сохранять взрывной рост населения. Достаточно развитое технологически общество может позволить себе удвоение численности в поколение при сохранении высокого уровня жизни.

Даже на протяжении одного только двадцатого века численность населения земного шара возросла многократно. Этому сопутствовали несколько технических революций, и гарантированный ими предел численности населения увеличился на порядки.

Эпоха галактической экспансии

Интенсивное строительство внутри Солнечной вряд ли претерпит сильные изменения лишь от того, что полёты к ближним звёздам стали по средствам желающим. Этих пассионарных искателей новизны всегда окажется меньше, чем консерваторов. Людей, кому «и здесь хорошо».

Рой Дайсона окажется достроен, полностью и более-менее в срок – даже в параллель отправке вовне миллиардов и миллиардов переселенцев. А вот как он будет при этом жить – вопрос интересный!

Ну, предположим, сообщество

Единоначалие при таких масштабах и задержке связи выглядит крайне странно. Чего уж там, оно даже на Земле осталось лишь беспочвенной фантазией. Что же можно регулировать в космическом сообществе, где на каждого жителя современной Земли приходится огромное государство?

Ответ достаточно простой – безудержную внешнюю агрессию и правила космического движения!

Сдерживание агрессии

Явная прямая агрессия части большого космического сообщества по отношению к остальному сообществу всегда упирается в то, что если в ответ прилетит хотя бы один метко пущенный утюг от каждого, то агрессора попросту завалит утюгами.

Увидеть достаточно убедительные предпосылки войны части роя Дайсона против всего остального роя, или уж тем более коллапса связности из нашего здесь и сейчас попросту затруднительно. Даже с действующими механизмами экономической блокады изрядные проблемы.

Космическая дорожная инспекция

Как выглядит хороший удар космическим городом нам ещё в конце 1970-ых наглядно показали японские аниматоры. На сколько-то большой скорости что угодно становится эффективным оружием, а у космического города при смене орбиты или циклера она большая по определению.

Поскольку любой двигатель всегда и без исключений в космосе превращается в мощное оружие, правила космических полётов становятся вопросом жизни и смерти.

Буквально.

Границы принуждения

В пределах Солнечной местные сообщества, которые более-менее договорились о единой политике, имеют вполне достаточный инструментарий, чтобы принудить единичного постороннего соблюдать их требования. С каждым шагом за пределы границ этого сообщества инструменты принуждения теряют силу до полной бессмысленности.

Установленный порядок движения внутри малого космического государства действует ровно в его границах, между несколькими космическими городами, соседями по орбите.

Сообщество таких государств может установить свод правил движения внутри подконтрольного им сектора орбиты, но тот можно обойти выбором точного времени старта и маршрута полёта.

Внутри большой сферы условных внешних сообществ законы космического движения внутренних сообществ актуальны ровно в той степени, в какой выгодно экономическое взаимодействие между этими сообществами.

Итог развития

Cвод правил космического движения в конечном итоге формализуется примерно тем же образом и в силу примерно тех же причин, что и современные правила движения морского или воздушного.

Человечество наглядно доказало, что свод рабочих правил нового вида транспорта при необходимости вырабатывается за считанные десятилетия. Современный диспетчерский контроль эффективно управляет движением многих десятков самолётов над одним аэропортом в единицу времени.

Но как ограничить нарушения этих правил?

Средство принуждения

Метко пущенный утюг. Ну да, а вы какого ответа ждали? В условиях, когда вывод чего-то за пределы безопасной расчётной орбиты становится угрозой, которую можно и нужно измерять в мегатоннах тротилового эквивалента, злонамеренный нарушитель правил космического движения имеет все шансы оказаться под обстрелом всех, кого это касается.

Масштаб космоса в данном случае работает на безопасность. Случайного нарушителя или жертв катастрофического отказа даже можно попробовать вовремя спасти. Времени пронаблюдать отклонение, выйти на связь, выяснить ситуацию и принять решение в космических масштабах обычно достаточно.

Локальные конфликты

Решение выше допускает возможность масштабных по нашим современным представлениям конфликтов местного значения. Пока угроза действительна только внутри конфликтующих сообществ, соседи в основном пожалеют лишь упущенную прибыль. Впрочем, куда вероятнее, что они прилично наживутся поставками оружия, материальной помощи и кредитованием враждующих сторон.

Горячий конфликт внутри местной системы лун планеты-гиганта – практически самое удобное по сочетанию физических и космооперных решений пространство для художественного эксперимента.

Вероятность подобного конфликта, его выгода и жизнеспособность сохранятся на тысячелетия вперёд при любом уровне технологического развития человечества. Что может его исключить, ну или хотя бы резко понизить вероятность? Разумеется, гарантированное ресурсное и энергетическое изобилие!

Глава двенадцатая: освоение Солнца

Оптимизация потребления

Шкала Кардашева привязана к потоку солнечной энергии. Сначала тому, что падает на Землю, потом тому, что освещает всю Солнечную. Но человечество уже давно умеет хотя бы грубо и примитивно использовать солнечную энергию.

До каких же пределов реально оптимизировать этот процесс, и что ещё можно взять у Солнца?

Запреты и разрешения

Хорошая научная фантастика строится преимущественно на запретах. Именно они в ответе за отсутствие в тексте антигравитации, сверхсвета, эффективной маскировки в космосе и прочей антинаучной дребедени.

Только вот для Солнца многое строго наоборот – бытовой миф о возможном и доступном резко противоречит реалиям его вероятного освоения!

Предельная эффективность

Рой Дайсона позволяет максимально эффективно трансформировать солнечную энергию во что-то полезное. Как в пригодную к использованию энергию, так и работу. Обычно люди ждут от упоминаний роя энергетического изобилия, но, как и с любой другой мощной энергетикой, дешёвым электричеством всё только начинается.

Проблемы веры

Для массы людей практически любая мегаконструкция выглядит маловероятной, а то и просто абсурдной. Но если критиковать сферу Дайсона за нестабильность, проблемы силы тяжести на внутренней поверхности и многое другое вполне реально, претензии к рою принимают форму чисто религиозного спора.

Тот возможен сам по себе, без любых крупных технологических прорывов, и уже сейчас представляет чисто количественное решение застройки максимального числа орбит максимальным количеством солнечных электростанций и космических городов на их основе.

Проблема ресурсов

Строительство достаточно большого роя упирается в чисто количественную проблему. Да, застроить окрестности Солнца мощными электростанциями сравнительно легко. Меркурия на это хватит.

Но полноценный рой Дайсона требует застройки всё более высоких орбит всё большим и большим количеством новых космических городов. Но где именно в Солнечной находится большинство строительных материалов – и сколько его там?

99,8%

Именно столько материи в системе оценочно приходится на Солнце. Это одновременно и самая горячая топка в системе и самая богатая жила в ней же. 0,1% – масса Юпитера. Остаток распределён по всему остальному. Прежде всего – трём другим планетам-гигантам.

Солнечная материя куда доступнее, чем кажется!

Звёздная шахта

Разумеется, зачерпнуть Солнце ведёрком, даже на пролёте, удивительно сложная задача. Она требует и прорывных технологий и фантастических материалов и запредельного сочетания отваги и слабоумия.

В одном ведре солнечной материи содержится меньше атомов, чем в одном ведре земного воздуха. Лишь два процента этой материи приходится на все остальные вещества, кроме водорода и гелия. Значит ли это, что про добычу солнечного материала надо забыть навсегда?

Вот ещё!

Сокровища фотосферы

Солнечная фотосфера нагрета до 5700 градусов Кельвина. При этих температурах известные вещества, металлы и сплавы превращаются в газ.

Называть фотосферу «поверхностью» Солнца можно лишь потому, что это единственное, что доступно полноценному наблюдению. Она чудовищно разрежённая – примерно одна десятимиллионная от земли у нас под ногами, или в тысячу раз меньше плотности воздуха.

Расположенные над фотосферой хромосфера и корона ещё менее плотные.

Консистенция Солнца

Где-то в глубине Солнце, конечно, становится многократно плотнее, но основная доступная наблюдению часть – удивительно разреженная плазма.

Кажется, что добывать такую почти бессмысленно. Только в реальности всё наоборот – именно такое состояние верхних оболочек Солнца резко упрощает работу с местными ресурсами!

Солнечная топка

Термоядерная печь нашего светила порождает 63 мегаватта световой энергии на квадратный метр поверхности. Это примерно в шестьдесят тысяч раз больше, чем реально получить на квадратный метр на орбите Земли.

Значит ли это, что на приближении к Солнцу нужно поставить жирный крест и забыть навсегда?

Спасительный теплоотвод

Вопреки популярному заблуждению, энергию Солнца можно контролировать даже на удивительно малых дальностях от него.

Разрушение материи от нагрева случается в том случае, если тепло копится в системе. Любая возможность эффективно выводить это тепло для излучения куда-то ещё резко повышает любую живучесть даже в таких суровых условиях.

Вакуумный изолятор

Основная проблема в космосе у любых искусственных сооружений, как известно, теплоотвод. Даже крохотная МКС имеет огромные радиаторы. Поскольку тепло можно только излучить – их размер стремительно растёт, и любая космическая техника обязательно получит огромные хорошо заметные «крылья» для излучения мусорного тепла.

Как же можно защитить вероятную космическую постройку в ближних окрестностях Солнца?

Зеркальный щит

Пока техника находится вне прямого контакта с материей Солнца, она получает в основном поток фотонов. Их можно отражать.

Металлическая фольга уже достаточно хорошо рассеивает это поток. Более сложные материалы при оптимизации под задачу смогут работать и того лучше.

Отражать придётся достаточно широкий спектр энергии за пределами видимого оптического диапазона. Это потребует хитрый бутерброд из сложных материалов, но в целом задача вполне решаемая.

Эффективность зеркала

При условной 99% эффективности можно подобраться на расстояние, где Солнце в сто раз ярче, чем на Земле. Это примерно 0,01 астрономической единицы, или четверть расстояния от Солнца до Меркурия. Настолько палимой Солнцем планеты, что пребывание днём на её поверхности возможно только под сложными зеркальными щитами-отражателями на опорах из эффективных теплоизоляторов.

Контакт с короной

Одна сотая расстояния между Землёй и Солнцем уже считается верхней границей солнечной короны. Достаточно эффективный отражатель позволяет космическому аппарату скользить по её верхней границе.

Весной 2019 года солнечный зонд Паркера сумел приблизиться к Солнцу на дальность 0,25 а. е. – при запланированном предельном сближении 0,04 а. е. То есть, крайне эффективное решение доступно человечеству уже сейчас – и дальше станет лучше.

Глубокое погружение

Добиться лучшего погружения можно комбинацией двух эффективных способов. Во-первых, брать зеркало получше, с более высокими коэффициентами отражения энергии в основных диапазонах. Добиться предельно близкого к 100% отражения в одном диапазоне в лабораторных условиях смогли уже сейчас. Во многих диапазонах отражение получается разное, но повышать эффективность за счёт лучшего подбора материала на заказ можно и там.

Во-вторых, использовать активный теплоотвод. Зеркало теплового щита прекрасно обеспечивает излучение радиаторов из его тени. Чем ближе к Солнцу, тем больше конструкция похожа на гриб с большой шляпкой и короткой ножкой, потому что энергия Солнца начинает попадать в систему условно с боков конструкции. Но поначалу она только понижает эффективность теплоотвода до меньших эффективных значений.

Материальный носитель

В какой-то момент к фотонам добавятся и другие носители тепла. В короне реально угодить под выброс разреженной плазмы температурой в пару миллионов градусов Кельвина.

Столь же интересным воздействием обладает и электромагнитное поле Солнца. Оно может вызвать сильный индукционный нагрев.

Активная защита

К счастью, ионизированные частицы можно отражать активной электромагнитной защитой. Она даёт заметный выигрыш по массе и выгодна для практически любого освоения космоса на всём протяжении Солнечной.

Разумеется, питание активной защиты повышает количество мусорного тепла в системе, но конечная эффективность – вопрос баланса мусора и полезного эффекта.

Реальная возможность

Зеркальный щит, электромагнитный кокон и эффективные излучающие радиаторы для нырка в ближние окрестности Солнца целиком находятся в границах известной физики.

В чисто количественном отношении эффективное решение такого рода может защищать даже большой космический город.

Кольцо вокруг Солнца

На удалении в примерно три миллиона километров от Солнца его сила тяжести падает до земного 1g. В этих условиях реально построить защищённое от солнечного излучения кольцо вокруг Солнца и получить исполинское высокотехнологичное рабочее пространство, которое при этом находится внутри солнечной короны.

В чём его главная выгода?

Контора глубинного бурения

Добыча солнечной материи требует огромного количества энергии. У любой мегаструктуры в ближнем солнечном пространстве – что цельного кольца, что ожерелья больших космических городов, с энергией всё хорошо.

Следующий этап – мощное искусственное магнитное поле!

Электромагнитный насос

Опыты с электромагнитными насосами без движущихся частей – привычное для учёных дело. Переход от лабораторных опытов к промышленному использованию – больше вопрос практики и финансирования.

Откачка солнечной материи электромагнитным насосом вполне реальна и требует больше масштабного строительства, чем масштабного исследования. Ну и минимум двадцати миллиардов джоулей на килограмм материи, разумеется.

Важное примечание

Многие звёзды галактики сильно различаются с нашим Солнцем. Красные гиганты куда менее плотные и гораздо холоднее. Там строительство эффективной солнечной шахты решается проще и дешевле.

Впрочем, до их освоения ещё нужно дожить.

Система колец

Как и в любом другом случае масштабной добычи материала из мощного гравитационного колодца, сложная и большая система колец вокруг Солнца заметно выигрывает по эффективности.

У неё появляется и крупное достоинство – эффективная доставка холодного теплоносителя с внешних колец на внутренние. При грамотном дизайне внешнего излучающего кольца оно становится мощным холодильником.

Пикантный момент

Итак, хотя человечеству понадобится много новых инженерных решений только в силу масштаба задачи промышленного освоения Солнца, процесс этот вполне обойдётся без анекдотической «новой физики».

Сами по себе технологии подобного освоения находятся целиком в рамках действующей теоретической модели.

Что это даёт?

Заселение ради присутствия

Ближние окрестности Солнца – удивительно суровая для технических систем жизнеобеспечения среда. Но там, где техник СЖО видит головную боль, экономисты и логистики видят прибыль.

Выгоды от промышленно освоенного Солнца многократно и навсегда превосходят любые проблемы этого освоения.

Гравитационная праща

Манёвр Оберта в ближних окрестностях Солнца заметно упрощает космическую логистику, что по срокам доставки, что по доступности транспортных окон. Анекдотический бильярдный удар «в лузу рикошетом от Солнца» в космосе прекрасно работает.

Активный доразгон местными солнечными лазерами даёт крайне выгодные транспортные карты любому инвестору подобной транспортной системы. Политическим и экономическим сообществам внешних орбит Солнечной окажется выгодно инвестировать в ближнюю околосолнечную инфраструктуру, либо напрямую там присутствовать, даже при больших поначалу сроках полёта своих карманных специалистов.

Пожилой строитель мудрый...

Для работы высокотехнологичной автоматики нужно сравнительно мало людей, в основном – специалистов и наладчиков. Большой сегмент кольца около Солнца может работать под управлением сравнительно маленькой команды.

Но даже эти люди в сумме потребуют массовое строительство космических городов и на поздних стадиях освоения превратятся в безумные на современный взгляд триллионы постоянно занятых работников – без учёта семей и живого окружения.

Главная кладовая системы

Единственное, чего у Солнца меньше, чем в остальной Солнечной – это пустого места и промышленного холода. Всего остального заведомо больше.

Безумные гигаватты солнечной энергии можно излучать на огромные расстояния. Даже с низким КПД больших солнечных лазеров они всё равно остаются самыми большими и самыми дешёвыми транспортными лазерами.

Соларпанк

Даже в маловероятном случае чрезмерно долгих задержек технологии контролируемого термоядерного синтеза, вопрос освоения дальних границ солнечной можно решить достаточным количеством грубой силы: передать солнечную энергию лазером на межпланетное расстояние!

Да, это заметно поменяет ресурсную экономику внешних планет в сторону преимущественной добычи азота, фосфора и углеводородов, но даже настолько маразматическая на первый взгляд химера окажется состоятельной и жизнеспособной.

Хотя по большому счёту она где-то рядом с трёхэтажными горами лошадиного дерьма на улицах мегаполисов будущего из шуток-пугалочек урбанистов XIX века.

Внешний привод

Те же исполинские солнечные лазеры – идеальный внешний привод транспортных потоков на всём протяжении Солнечной, а с какого-то момента – и за её пределами.

Эффективность лазерного паруса ограничена в основном способностью лазерного парусника отводить тепло с рабочей поверхности и вести её текущий ремонт. У магнитоплазменного решения выше конструктивная сложность магнитной ловушки и минимальные требования к энергетике процесса, но резко лучше выигрыш по соотношению массы паруса к его площади. Даже при малых ускорениях единичные сутки разгона уже превращаются в эффективные межпланетные полёты орбита-орбита.

Стеллазер

Концепцию большого солнечного лазера – стеллазера – предложил Стив Никсон. Он заметил, что ионы железа в короне Солнца возбуждены до пары миллионов градусов Кельвина. Их энергию реально собрать в мощный зелёный луч специально подобранными зеркалами нужных отражающих свойств, чтобы сформировать основу мощного исполинского лазера.

Зеркала физически находятся за пределами слоя возбуждённого ими газа, на орбите в сравнительно высоком удалении от главной топки короны. Через слой рабочего вещества просто идёт воображаемая главная ось конструкции. Движение фотонов вдоль неё между зеркалами увеличивает поток стимулированных фотонов нужной длины волны. Отражатель в достаточно возбуждённом лазерном потоке направит часть энергии потока в нужную сторону.

Получится чудовищно дальнобойный луч, который в силу размера зеркала очень медленно теряет фокусировку и слабо рассеивается даже на межзвёздных расстояниях.

Солнечная батарея лазеров

Маленький стеллазер вполне реально построить на современной доступной технологии. Развитие технического могущества гарантировано увеличит их физические возможности.

Их реально строить фактически сколько нужно и вести эффективное излучение одновременно в разные стороны или концентрировать на общей цели посменно. Цвет (а соответственно и физические свойства луча) тоже можно изменять в достаточно широких пределах. Вышеупомянутый зелёный луч просто удобен для наглядного примера.

До каких границ можно нарастить эффективность солнечной батареи?

Луч Николла-Дайсона

В идеальном законченном рое Дайсона эффективность большого солнечного лазера при ведении огня на поражение даёт возможность стерилизовать любую планету галактики за считанные минуты воздействия. Конечно, подлётное время лазерного импульса на другой край галактики тоже достаточно велико, оно измеряется в десятках тысяч лет, но раскалить и сорвать любую атмосферу и погубить любую биосферу на межзвёздных расстояниях можно раньше, чем протикает один эволюционный срок известной нам биологической жизни.

Разумеется, эту мощь выгодней использовать в мирных целях.

Межзвёздная трасса

Если «продуть» мощным лазерным потоком достаточно узкую область пространства между звёздами, оттуда можно заранее убрать основную массу пыли и мелких камней. Профилактические лазерные импульсы по краям виртуальной трассы сохранят её чистой и удобной для использования.

Парадоксально, но гарантированная межзвёздная пустота – тоже в каком-то смысле космическая мега-конструкция искусственной природы!

Запуск в заранее подготовленный транспортный коридор мощного лазерного парусника сильно увеличит его безопасную скорость. Время ближних межзвёздных перелётов реально сократить до единичных десятилетий. В теории, решение позволяет отправить команду специалистов к другой звезде и обратно в пределах срока их жизни, а то и в пределах карьеры.

Энергоёмкие проекты

Солнечная энергия примерно в двадцать триллионов раз превышает современное потребление человечеством промышленной энергии. Любые энергоёмкие проекты, которые мы себе можем вообразить сейчас – реальны и достаточно скромны по меркам цивилизации, которая выстроила хотя бы первое кольцо вокруг Солнца.

Даже исполинский промышленный коллайдер на базе этого кольца, для синтеза тяжёлых элементов из лёгких и тот выглядит как малоэффективная, но жизнеспособная и выгодная для этих условий конструкция.

Особая солнечная магия

Избыток доступной энергии можно использовать и для получения антиматерии – эффективного топлива дальних межзвёздных экспедиций, и для промышленного изготовления миниатюрных чёрных дыр. Тоже одновременно и мощного космического привода и эффективного источника энергии в долгом межзвёздном перелёте.

Физика таких процессов сейчас теоретическая, но её реализация упирается больше в отсутствие потребных мощностей, чем самих идей о том, как бы такое сделать. Раннее материальное изобилие Солнце гарантирует и менее радикальными способами.

Солнечная шахта

Электромагнитная добыча солнечной плазмы в основном заканчивается возвратом термоядерного горючего обратно в Солнце. Но его «нагар» в форме более тяжёлых элементов – число с длинной вереницей нулей. До заманчивого уровня «мегатонны в секунду» дойти можно сравнительно рано.

Фактические темпы добычи материи из Солнца на предельной эффективности – одна масса Земли в столетие. На этой скорости звезду размером с наше Солнце можно разобрать примерно за тридцать миллионов лет. Любое снижение эффективности и темпов добычи растягивает этот срок до времени жизни Солнца как такового.

Сопутствующий продукт

Водород можно добывать в огромном количестве других уголков Солнечной. Но именно поток водорода окажется наиболее мощным в общем количестве добычи солнечной материи.

Его можно с чистой совестью использовать для материальной активной поддержки конструкций над определённой точкой Солнца вместо движения по орбите. Например, подать в исполинский космический двигатель!

Двигатель Каплана

У солнечного двигателя Шкадова есть один пикантный нюанс. Хотя движение Солнца только за счёт направленного переизлучения света роем Дайсона реально, эта работа занимает чудовищные десятки миллионов лет. В случае относительно резкой катастрофы звёздного масштаба его возможности сильно ограничены.

Двигатель Каплана лишён этой проблемы.

Он парит над звездой на обратном потоке добытого водорода. Его электромагнитные воронки жадно поглощают солнечную материю, разделяют, и возвращают обратно Солнцу. Струи вещества получают направление, сохраняют высокую скорость и работают как эффективные двигатели сами по себе. Основные же сопла двигателя Каплана выбрасывают менее ценные для Солнца, но куда более массивные элементы (например, кислород) в нужную сторону – и приводят Солнце в движение реактивным способом.

Эффективный разгон

За единичные миллионы лет вполне реально достаточно заметно изменить положение Солнечной в галактике. Если разгон продолжать, можно совершить и эффективный полёт через галактику всей системой – для изучения, освоения и заселения, или даже вывести Солнце за пределы галактики.

Да, полёт на межгалактическое расстояние в особо крупных размерах заведомо выгодно и удобно осуществлять на кочующих звёздах в окружении искусственной техносферы!

Солнечная геронтология

Замусоренность Солнца нагаром из химических элементов тяжелее водорода и гелия – главное ограничение срока жизни звезды. Любое снятие этого нагара срок жизни звезды резко продляет.

Примерно 2% массы Солнца приходится на материалы тяжелее водорода и гелия. Чуть меньше процента этого вещества – кислород. Поскольку в Солнце находится 99,8% массы Солнечной и ещё 0,1% приходится на массу Юпитера, эта относительно малая величина остальных полезных ресурсов многократно превышает массу всей остальной системы.

Из Солнца реально зачерпнуть материала на постройку нескольких систем планет Солнечной, либо эквивалентного ему высокотехнологичного жилого пространства. Нашей звезде от этого только лучше станет.

Солнечный впрыск

Наше Солнце прожило несколько миллиардов лет из оценочного срока в десять миллиардов лет. Отъём солнечной материи резко продлит этот срок – до нескольких десятков миллиардов лет. Конечно, Солнце потускнеет, но и проживёт дольше. А что, если добавлять в Солнце водород?

Всё равно, что в печку новых дров подбросить, вот что! Стабильный входящий поток водорода продлит срок жизни нашей звезды очень и очень надолго. У этого есть и крайне пикантные следствия:

При сочетании мощной техносферы, двигателя Каплана и огромной электромагнитной воронки Бассарда реально обойтись рассеянным в космосе свободным водородом! Подвижное Солнце одновременно живёт, пока движется, эффективно ведёт заселение и освоение галактического пространства и продолжает выплёвывать огромные количества новых строительных материалов.

Сроки и планы

Разумеется, строительство действительно законченной техносферы Солнца займёт сотни тысяч лет, а его разгон до галактических скоростей – так и все миллионы. Разумеется, что отправка космических экспедиций на межзвёздные расстояния случится куда раньше, чем колыбель человечества отправится в круиз по галактике – посмотреть, как там потомки.

Но факт остаётся фактом: самая крупная мега-конструкция Солнечной – это сама по себе вся наша звёздная система, окультуренная и превращённая в исполинскую техносферу цивилизации II типа.

Что же ей по силам в этот отрезок времени?

ЧАСТЬ ВТОРАЯ: КАРДАШЕВ-II

Глава тринадцатая: Земля-II

Планета 2.0

Кажется, что в эпоху труднопостижимого нами развития цивилизации Солнечной роль Земли сильно понизится. Это в какой-то мере так, но лишь в какой-то мере. Земля как место для комфортной жизни настолько же подвержена техногенному развитию, как и весь остальной космос!

Скромное начало

Современная планета очень слабо заселена. Развитие технологий гарантированно улучшит и качество жизни и доступную жилую среду, как это происходило на протяжении всех прошлых веков.

Для понимания масштаба застройки – если плотность населения современной Российской Федерации приблизить к плотности населения современной Японии, наша Родина превратится в многомиллиардное государство.

Природные ограничения

На пути развития цивилизации исправно встаёт природа. Зловещий и безжалостный процесс, по меркам которого человек должен в 13-15 лет первый раз дать потомство, а в 23-25 сдохнуть больным и слабым насильственной смертью.

Цивилизация дерзко бросает вызов этой жестокой реальности, но часть природных реалий покорить сложно. К примеру, города в заполярье находятся в слишком уж экстремальных условиях.

Современные решения

В суровом Норильске зимой приходится двигаться короткими перебежками, от магазина к магазину, с перерывами на отогрев. Решение у этого есть – отапливаемые подземные улицы, эдакое «метро без метро». В некоторых малых городах Заполярья такими решениями уже вовсю пользуются.

В странах чрезмерно жаркого климата накрывать центральные улицы хотя бы защитным тканевым пологом догадались и того раньше. При грамотном дизайне жилой среды и реальной потребности в ней застраивать доступное пространство можно помногу и активно.

Но, есть один малоудобный вопросец...

Зелёное бутылочное горлышко

Большие светлые благоустроенные и утопающие в зелени города с журнальных обложек 1960-ых – это, конечно, хорошо, но что-то же и жрать надо? И вот здесь ответ, как ни странно, тот же самый.

Высокие технологии.

Век аграрных технологий

Над задачей эффективной безземельной, вертикальной и многоэтажной фермы человечество бьётся уже давно. Современные гидропонные решения с принудительной светодиодной подсветкой нужного спектра уже гарантируют высокую эффективность такой фермы.

В Москве уже сейчас действует опытное производство свежей зелени, которое отгружает в рестораны города десятки тонн продукции в день с крытой территории бывшего промышленного объекта – без единого клочка открытой почвы.

Но и это можно улучшить

Робот-фермер

Если к стойке из таких сельскохозяйственных ёмкостей прикрутить сложный робо-манипулятор, то возможно растить несколько совместимых культур одновременно. Грамотный подбор растений повысит общую эффективность подобной фермы.

Современного робота уже достаточно легко научить адекватным критериям оценки зрелости и качества продукции. Универсальные модули, безлюдные и эффективные, получится нагромоздить в многоэтажные эффективные производства. И оторваться, наконец, от погодной зависимости, ливневых затоплений, месячных засух и вреда насекомых, грызунов, птиц и других паразитов.

Антифутурология

Обратите внимание, что все описанные выше технологии по отдельности или как опытное производство есть у нашей цивилизации уже здесь и сейчас. Их окупаемость – больше вопрос достаточной стабильности фактического спроса.

Где-нибудь в суровом Заполярье подобная ферма резко уронит цену за свежие овощи. Долой контейнеры с помидорками в самолёте, даёшь многоярусные стеллажи под искусственным светом!

Развитие малотребовательных к почве фабричных производств зелени пойдёт достаточно активно уже в ближайшие поколения. Есть масса уголков земного шара, где люди уже живут, и такое производство для их нужд реально выгодно.

Синтез технологий

Что же происходит, если эффективная жилая среда, мощный общественный транспорт и эффективное производство базовых продуктов сливаются в единую систему? А как в хорошей компьютерной игре, после синтеза компонентов итоговый артефакт становится гораздо круче всего, что по отдельности его слагает.

Можно смело задумываться о ранних аркологиях.

Аркология

Сама по себе аркология – что-то среднее между исполинским жилым домом и самодостаточной искусственной жилой средой. По степени автономности хорошая аркология из проектов 1960-ых напоминает космический город. По физическим габаритам – тоже.

Порой создаётся ощущение, что классические дизайны аркологий – это поставленные на попа и разбитые на этажи космические города проектов О'Нила. Сходство действительно изрядное.

Корни аркологий

Началось всё как синтез понятий архитектуры и экологии – до идеи архитекторов об экологически самодостаточном жилом сообществе. Концепция единого исполинского здания родилась гораздо позже. Ранние дизайны оснащали внешним куполом или проектировали как сеть зданий и крытых переходов между ними, в основном по климатическим причинам. До ранних единых мега-конструкций прихотливые изгибы архитектурной мысли доползли чуть позже.

Главное различие

Самодостаточность аркологии следует понимать в базовом экологическом смысле. Цикл эффективного производства чистой воды и базовых сельскохозяйственных продуктов – интегральная часть проекта.

Транспортная сеть в остальные города страны остаётся на месте и выполняет свои логистические и торговые функции. Но базовые потребности город-аркология высокоэффективно удовлетворяет за счёт внутренних ресурсов, максимально самодостаточным циклом.

Дополнительную значимость этому придала суровая холодная война, когда многим казалось, что именно такие города выживут на радиоактивных пустошах.

Исполинский небоскрёб

Более поздние дизайны исполинских небоскрёбов-аркологий рассчитывали на миллион-другой жителей постоянного населения. Всех предполагалось трудоустроить, гарантировать им быстрые передвижения в пределах города и высокий уровень жизни.

Строительство такого города порождает столько рабочих мест в реальном секторе экономики, что про них частенько задумывались в эпоху мощных экономических кризисов – чтобы ликвидировать безработицу, выплачивать заслуженные деньги и при этом массово создавать что-то полезное в долгосрочной перспективе.

Высокотехнологичная теплица

Разумеется, декоративная зелень на крыше и висячие сады, которые так любят художники «экологической урбанины» – именно декорации. В реальности высокотехнологичная полностью искусственная фермерская среда на одного жителя требует большую квартиру-однушку на человека. Её придётся забить до потолка «грядками», осветить каждую принудительным красным светом диодных ламп нужных свойств, подать избыток углекислого газа, принудительно увлажнить воздух, повысить температуру и оснастить подвижным роботом-манипулятором.

Это решение примерно на два порядка (в сто раз!) эффективнее традиционного копания в грядках на даче жопой к Солнцу.

Человек – всеяден!

Заметно большая площадь нужна, если в проекте значится курица на столе по воскресеньям, рыба и другие элементы полноценного человеческого питания животного происхождения. Без них качество и продолжительность жизни падают. Вегетарианство, а тем более – радикальное веганство, попросту вредны для здоровья.

Если мясо, птицу и рыбу требуется привозить откуда-то извне, самодостаточность аркологии сильно падает. Возникает излишняя экологическая и экономическая уязвимость. Купировать её сравнительно легко – достаточно забыть как страшный сон желание максимальной плотности населения аркологии.

Переход к ним как основной форме жилья на планете всё равно быстро вместит труднопредставимые количества населения.

Цена вопроса

За один квадратный метр жилого пространства в небоскрёбе приходится заложить примерно десять килобаксов по оценкам на момент написания этого текста. Аркология, даже сравнительно малоэтажная, имеет попросту космический ценник. Без веских причин сейчас в такие вкладываться попросту рано – хотя чисто физически они доступны уже на современных технологиях.

Даже миллиард с лишним населения Китая пока что гораздо проще и дешевле распихивать в новые города-миллионники на бескрайних пустырях центральных районов страны. Роскошь идеального транспортного узла в единой продуманной системе пока что тоже общедоступна.

Современный новый город запросто можно спланировать и построить малоэтажным, около десяти этажей, в окружении большого количества зелени и с широкими улицами. Сохранится это положение на многие века.

Сопутствующие расходы

Современная цивилизация довольно сильно привязана к спектру технических культур. Хлопок, шёлк, древесина... всё потребует дополнительной искусственной среды, порой с крайне высокими требованиями по физическим размерам пространства.

Остаётся и вопрос различных пластиков – да, они производятся из метана, который сам по себе ещё и отличное топливо двигателей внутреннего сгорания, но его сбор и переработка требуют вполне приличного химического заводика.

На кластер аркологий требуется закладывать какое-то вспомогательное техническое пространство, достаточно большое и достаточно высокотехнологичное. Да, в РФ с бескрайней тайгой и стабильным ежегодным ростом лесов всё хорошо, но таких богатых государств на планете довольно мало.

Остальным придётся крутиться.

Двести квадратов на человека

Подсчёт хотя бы первого уровня достоверности удивительно оптимистичен. Для обеспечения нужд одного человека хватит примерно 200 квадратов сельскохозяйственного и технического производства.

Разумеется, их выгодно собрать в большие специализированные блоки для большей эффективности, но порядок цифр именно такой. Растёт он из проектов космических городов. Самой искусственной комфортной жилой среды будущего, которую мы сейчас только и можем себе представить!

Две большие разницы

Типичные рисунки аркологий за последние шестьдесят лет стоит воспринимать настолько же скептически, что и рисунки космических городов за последние лет сорок. Это работа художника, которому поручили создать привлекательный визуальный образ.

Реальная проработка технического задания обязательно породит совсем другую архитектуру промышленных и жилых составляющих аркологии. Гадать о ней без технического задания, команды архитекторов и реальных доступных им технологий – бессмысленное занятие.

Сформировать вероятные рамки предельно доступного можно с приемлемой точностью уже сейчас. Эти цифры дают нам огромную плотность населения без потери уровня жизни даже в пессимистичных вариантах.

Проблема лифта

Анекдотическая на первый взгляд транспортная проблема исполинского города-здания состоит в том, что у большого небоскрёба всё больше и больше пространства уходит под лифты для эффективной перевозки людей.

Но для города-аркологии условный наземный этаж – просто один из этажей. Аэропорт запросто может располагаться на крыше, транспортные узлы железнодорожной сети – на разных нижних этажах выше уровня земли.

Город-аркология скорей всего имеет большие внутренние пространства только для психологического комфорта жителей, и таким образом, его фактическая потребность в лифтах гораздо ниже расчётной для небоскрёба той же высоты.

Капелька здравого смысла

На Земле, где до сих пор очень много свободного пространства, технологии сельского хозяйства аркологий прекрасно работают в сравнительно малоэтажной тепличной застройке у подошвы города-небоскрёба. Самые дорогие теплицы, на очень суровые климатические условия и очень высокотехнологичные, в нынешней экономике стоят порядка сотни баксов за квадрат.

По грубой оценке выше это в сто раз дешевле попытки запихнуть их внутрь города-аркологии. Стоимость принудительного освещения задирает этот ценник и того сильнее.

Вне зависимости от привлекательность любых архитектурных Нью-Васюков, ловушки футуристического антуража только ради футуристического антуража следует избегать.

Дистопичные человейники на свалке истории

К глубочайшему разочарованию абсолютного большинства ценителей киберпанка, развитие концепции аркологий выкидывает на свалку истории столь же антуражные бетонные джунгли «Робокопа» и «Судьи Дредда». Это всего лишь перенос на голубой экран привычного создателям Нью-Йорка 1980-ых, практически «как есть».

Физическая потребность делать аркологии большими из-за чисто экологических причин рождает поразительный контраст с любимыми антуражными решениями художников прошлого.

Разумеется, жители аркологий будущего смогут искренне хотеть большего и полагать свой уровень жизни «низким»... только вот разница этих уровней жизни всё равно смотрится как у нынешнего работяги-плотника с водопроводом, электричеством, отоплением и постоянной связью и его столетней давности аналога в тесной городской комнатушке, где даже сортир находится во дворе, а воду продаёт водовоз с пароконной бочки.

Башня городского типа

Посёлок городского типа – около пяти тысяч жителей. Достаточно, чтобы выполнять какие-то экономические задачи, но при этом с низкой плотностью населения. Поскольку высокотехнологичное хозяйство из расчётов выше даёт сравнительно низкие цифры площади на человека, задерём её в коммунистическом угаре до 1000 квадратов на человека. Это всего, и, по большей части, хозяйственного и общественного пространства. ПГТ на 5000 жителей требует пять миллионов квадратов. Много это, или мало?

При радиусе круглой аркологии в половину километра – жалкие шесть этажей с подвалом и гарантированными окнами на улицу для каждого жителя. Если урезать радиус втрое, до 150 метров, то получается около семидесяти этажей, из которых порядка двадцати технических можно с чистой совестью упихать под землю.

Суперматериалы решают

Любая прорывная технология из тех, что человечество искренне ждёт последние лет сто, но всё ещё пытается хотя бы понять, с какой стороны решать эту задачу, сильно преображает фактические возможности городов-аркологий.

Прежде всего, это термоядерная энергия и сверхпрочные материалы. Появление что первого, что второго, резко удешевляет строительство, поддержание работоспособности и предельные физические размеры аркологии.

Цена киловатта

Дешёвая общедоступная энергия сильно меняет зависимость от естественного освещения. Высокотехнологичное решение вопроса – первые термоядерные реакторы. Количественное – орбитальные кольца Земли.

Да, застройка ближнего околоземного пространства имеет прямое влияние на Землю сама по себе, до превращения её в Экуменополис, единый общепланетный город-сад включительно!

Кардашев-полтора

Привычный нам облик Земли, даже с ранними высокотехнологичными городами и первыми аркологиями задержится на века, а то и дольше. Но даже ему в освоенной и невероятно высокотехнологичной по нашим понятиям Солнечной крайне вероятно придёт на смену застройка нового типа.

Экуменополис

На русский язык эти два слова переводятся как «мир» и «город», и обозначают именно это – единый город на весь мир. Комфортную высокотехнологичную жилую среду трудно вообразимых из нашей современности масштабов – от мелкого океанского шельфа до ближнего космоса, в единой транспортной, энергетической и экономической системе.

Проблема фантаста

Традиционная проблема фантаста в случае экуменополиса стоит в полный рост. Даже Азимов в «Стальных пещерах» описывает чудовищно перенаселённую Землю с численностью населения... чуть больше нынешней. Восемь миллиардов человек.

Город-планету Трантор у него же заселяют ещё более чудовищные и трудно вообразимые... сорок миллиардов человек. То есть, население, которое вряд ли потребует что-то большее, чем эффективное использование современной Земли на современных же высоких технологиях.

И это классик золотого века и реальный учёный! У массовых фантастов с чувством масштаба и базовыми навыками школьной арифметики всё ещё хуже.

Пятьсот триллионов квадратных метров

Если подставить общую площадь Земли в описанный выше технологический уровень искусственной среды, мы получим ёмкость Земли в половину триллиона жителей при застройке в один этаж. Это и есть минимальный высокотехнологичный предел населения земного шара, который подлежит дальнейшему уточнению и оптимизации в зависимости от доступных технологий.

Пятьсот миллиардов человек на этаж

Азимов описывал Трантор общепланетным городом в тысячи этажей. Цифра выше при таких масштабах застройки начинает превращаться во что-то трудновообразимое. В его две тысячи этажей формально уместится население порядка квадриллиона человек.

Священная Терра Бога-Императора 41-го тысячелетия и Коррускант с их единичными триллионами населения в углу на бамбуковой циновке петушки сосут! Что же в реальности ограничивает эту маловменяемую цифру?

Мусорное тепло

Что угодно в космосе ограничивает мусорное тепло. Ранее по тексту книги часто упоминался мегаватт на человека. Основная часть этого мегаватта, даже по самым оптимистичным прикидкам, станет мусорным теплом. Его требуется излучать в космос, чтобы сохранить Землю более-менее пригодной для жизни.

Конечно, этот вопрос эффективно решают космические башни с активной электромагнитной поддержкой и орбитальные кольца вокруг планеты, но их ёмкость тоже ограничена – даже при самых эффективных системах излучения тепла.

Технологические запреты

Футурология имеет хотя бы тень смысла, пока оперирует доступными или хотя бы подлежащими обсчёту с нужной степенью достоверности вероятными технологиями.

Каждый «магический» прорыв стремительно искажает общую картину до уровня антуражного технофэнтези. Все любят «нуль-пространство» и «гиперкосмос» любого типа как средство моментального перемещения на межзвёздные расстояния в обход причинности и современных теорий пространства-времени. Но если просто сбрасывать туда мусорное тепло, земной шар можно застроить до линии Кармана – условной границы ближнего космоса. Итог? Население в сотни квадриллионов человек!

Это всего лишь одна «волшебная» технология фантастов. У любой иной последствия для количественного развития цивилизации мягко говоря сопоставимые. Поэтому футурология и строится на запретах, ограничениях и хотя бы арифметическом подсчёте вероятных последствий.

Мусорное тепло на душу населения

Главное ограничение численности экуменополиса. Даже сам по себе человек производит что-то в районе ста ватт тепла – как органическая система трансформации еды в энергию. На тренажёре при активной нагрузке человек может выдать и больше.

Квадриллион человек выдаст 10 в 17 степени ватт – и это чуть меньше того, что Земля получает от Солнца. Выдаст сам по себе, без учёта многократно помянутого выше мегаватта на человека для удовлетворения базовых жизненных потребностей.

Всего лишь удвоение теплового бюджета планеты закончится потеплением на 20% – и это очень много. В огромных регионах температура за окном превысит 66 градусов Цельсия в тени.

Предел теплоотвода – предел населения

Даже самые эффективные системы теплоотвода, с выводом полей радиаторов за атмосферу, и физическая блокада инфракрасного потока солнечной энергии космическими сооружениями лишь снижают общую тепловую нагрузку плотно заселённой планеты.

Если допустить общий бюджет с учётом хозяйства в 10 мегаватт на человека, Земля Кардашева-I имеет теоретическую возможность комфортно разместить порядка 10 триллионов человек.

Уместить триллион

Грамотно спланированный экуменополис из большого количества аркологий в единой транспортной сети эффективно сохраняет и приумножает экологические заповедники и природные резервы – до того уровня, когда «чудовищно перенаселённая» Земля будущего в реальности может похвастаться лучшей экологической обстановкой, чем мы видим сейчас или в сериалах о «позитивном коммунистическом будущем» Стар трека.

Расстояние между отдельными башнями аркологий превысит километр даже при жилой застройке только суши и только башнями в сто этажей и меньше. Правда и видно такую Землю для пытливого наблюдателя окажется на внутригалактических расстояниях – саму по себе.

Глава четырнадцатая: большая астрономия

Большой космический телескоп

На пути к верной единице по Кардашеву астрономия получит свои качественные и количественные улучшения. Такие же серьёзные прорывы, как и любой другой выше.

Зачем всё это надо, и почему оно в конечном итоге тоже станет мега-конструкцией?

Охота за ресурсами

Ранняя спутниковая разведка имеет прямую экономическую ценность сама по себе. Относительно маленькие, лёгкие, простые в изготовлении дешёвые астрономические спутники всё равно достаточны, чтобы пронаблюдать, каталогизировать и описать большую часть малых тел Солнечной.

Чёткое знание того, где что лежит, монетизируется с определённого момента развития космической техники легко, быстро и выгодно. Спутники ресурсной космической разведки станут выгодным предприятием задолго до того, как человечество превратится в цивилизацию первого типа по Кардашеву.

Орбитальный патруль

Всегда стоит помнить одну простую истину: В любой момент развития космической цивилизации эффективный космический двигатель есть эффективное космическое оружие. Наблюдать космическое движение и контролировать адекватность орбит требованиям безопасности придётся бдительно, постоянно и качественно.

Отсутствие какой бы то ни было эффективной маскировки в космосе здесь, конечно, в помощь. Но количество подвижного транспорта в системе потребует сопоставимые мощности для его наблюдения!

Расчистка звёздных трасс

Мощные лазерные потоки – тоже вполне эффективное средство космического наблюдения. Да, их основная задача другая, транспортная. Но отражение лазерного света даёт массу полезной информации, которую глупо игнорировать.

Облучение внешних границ Солнечной космическим лазером даст вполне достаточно информации, чтобы переписать и каталогизировать огромное количество тел в границах ближнего к нам космоса – до пределов светового года включительно. Ценность этой информации на поздних стадиях освоения Солнечной только возрастёт.

Межзвёздная навигация

Астрономическое сопровождение флотов перелети-городов на вычищенных мощным лазером «трассах» в ближних межзвёздных перелётах – постоянная рабочая задача современной им астрономии. Прежде всего для более точной фокусировки лучей на парусах этих городов и текущего информационного обмена.

С того момента, когда лазеры появляются на двух сторонах маршрута, астрономам придётся осуществлять и контроль адекватности своевременного торможения, доразгона или точного снабжения такого строя транспортными контейнерами.

В самом крайнем случае им доведётся выполнить и менее приятную функцию.

Главный прицел Солнечной

Мало иметь на вооружении полноценный луч Николла-Дайсона, важна ещё и возможность адекватно им пользоваться. Мощная астрономическая система в кризисной ситуации – эффективный прицел «главного калибра Солнечной».

Особенно актуальным это становится при ведении огня на межзвёздные расстояния. Промах лучом пиковой мощности по угрозе межзвёздным перелётам обязан прийтись туда, где рассеется бесследно раньше, чем обрушится на какой-то населённый или плохо изученный сектор пространства. Да, скорей всего мы в галактике первые и очень надолго единственные. Возможно, что для нашей галактики – навсегда. Тем обиднее случайно кого-нибудь угробить.

Но какие же препятствия стоят на пути большой космической астрономии? И как вообще она изменится с наступлением полноценного освоения Солнечной?

История вопроса

В бытовом понимании телескоп – это что-то вроде подзорной трубы чуть повесомей калибром. Линзы побольше, винты наводки поточнее, а в остальном – всё то же самое. Но в реальности телескопы сильно изменились ещё в эпоху сэра Исаака Ньютона!

Как?

Проблема линзы

Обычный телескоп собирает поток света большого сечения и сводит его в сравнительно малое. От диаметра телескопа, до примерно человеческого глаза. Чем меньше при этом искажений, тем чётче и яснее картинка. Наблюдатель получает возможность увидеть слишком бледные и слабые объекты на большом удалении в куда лучших деталях.

Но линза даёт цветовые искажения. Явление хроматической аберрации приводит к появлению цветной «ауры» у наблюдаемых объектов. Вызвано это физической природой движения света в разных средах – между воздухом и стеклом линз. Как ни крути, как ни полируй, как ни комбинируй линзы в ахроматический составной бутерброд – эффект ослабнет, но останется. Изображение размоет.

Что с этим делать?

Зеркало против линзы

Решение отыскали ещё в семнадцатом веке. Телескоп-рефлектор, в котором вместо линзы используют зеркало. Оно кривое, для лучшей фокусировки, но отражает свет ровно тем же, что и получает, без разложения в спектр.

Значит, систему линз, через которую проходит свет, можно заменить системой зеркал, которая его отражает – с фокусировкой большого количества света при очень малом искажении, которое в основном порождено тем, что творится в небе за пределами телескопа.

Хорошее зеркало можно сделать прочнее хорошей линзы. Обрабатывать его дешевле и проще. Физический размер телескопа-рефлектора легче увеличить – и получить ещё лучшие результаты.

Телескоп без границ

В теории ограничения на размер телескопа в космосе пренебрежимо малы. На Земле требуется учитывать силу тяжести и атмосферную помеху. Космический телескоп лишён и того и другого.

Если для запуска телескопа с Земли ещё приходится как-то учитывать перегрузки, для телескопа, который собрали в космосе, отпадает и эта проблема. Его физический размер уходит от единичных метров к лучшим значениям.

Более того, на телах с низкой местной силой тяжести размер телескопа можно повысить дополнительно – очень интересным способом!

Телескоп с жидким зеркалом

Жидкий металл с высокой отражающей способностью, например, ртуть, прекрасно фокусирует свет. Центрифуга добавляет к местному притяжению имитацию силы тяжести за счёт вращения, и зеркало ртути из плоского становится именно таким, каким надо. Одновременно криволинейно изогнутым, очень большим и абсолютно гладким.

Разумеется, на планете или малой луне возможности подобного телескопа ограничены тем, что он смотрит условно «вверх» от центра тяжести. То есть наблюдает лишь то, что физически может наблюдать, без любой возможности поворачиваться. Но при достаточном количестве освоенных небесных тел возможности подобных телескопов при сборе и обработке информации резко улучшаются. А главное – они на порядки дешевле телескопов с прецизионной обработкой большой линзы или большого зеркала.

А теперь – кручёный!

Технически, большое зеркало жидкометаллического телескопа можно разместить и на конструкции из тросов и противовесов. Раскрутить в космосе её можно сравнительно дёшево и сравнительно эффективно. Мощный компьютер вполне сможет вводить поправку на вращение – и подвижная система начнёт работать как виртуально недвижимая.

Звучит как то ещё извращение, но такой жидкометаллический телескоп уже можно перенацеливать в нужную сторону.

Впрочем, можно и просто использовать большие лёгкие зеркала вдали от тел с большой силой тяжести.

Зеркальный массив

Современные большие космические телескопы с раскладными сотовыми зеркалами-шестиугольниками обладают удивительно высокими для своих массы и габаритов параметрами. Единственное серьёзное ограничение – телескоп должен пережить запуск с планеты и достаточно высокую перегрузку.

Зеркало легендарного «Хаббла» – относительно скромные 2,4 метра. У японского наземного «Субару» – 8,3 метра. Самое большое единичное зеркало в мире. Дальше – только составные поля из многих зеркал, которые достаточно быстро превысили десятки метров даже на Земле.

В космосе зеркальный массив большого космического телескопа запросто можно увеличить на многие километры, или десятки километров. Если вам кажется, что это много – зря вам так кажется. По-настоящему большие распределённые космические системы наблюдения с точки зрения современной науки примут облик ещё интереснее, а результаты получат куда лучше.

Без помех

В космосе отсутствуют горизонт и атмосфера. Мощные препятствия эффективному наблюдению с Земли. Да, световая помеха в космосе велика. Солнце даёт такой поток света, что для человеческого глаза космос выглядит чёрным. Но и бороться с ней относительно легко.

К тому же, в условиях микрогравитации заметно лучше работает активная оптика.

Система активной поддержки

Современные микроприводы и компьютеры взяли на себя одну из основных проблем большой астрономии. Они решили трудности с деформацией зеркала под воздействием каких-то внешних сил. Относительно простые маленькие и слабые моторы подстраивают активную оптику под изменение условий наблюдения. Компенсируют перекосы и прочие искажения с высокой точностью.

Активное зеркало состоит из большого количества относительно малых, но крайне подвижных элементов в единой системе. Это то, что в принципе стало возможным только с нынешним развитием микроэлектроники. Очередной пример того, как «мобильники спасли космос».

Эти же системы породили и адаптивную оптику – зеркала, способные в реальном времени реагировать на атмосферные искажения, которые возникают в том же реальном времени – от воздействия температуры, влажности, и прочих чисто земных факторов.

Впрочем, это актуально только для Земли. Вернёмся обратно в космос!

За пределами видимого

Разумеется, большая космическая астрономия давно уже вышла за пределы видимого спектра. Инфракрасное наблюдение, радиотелескопы и более хитрые астрономические конструкции тоже отлично выполняют свою работу.

Каждый раз, когда всплывает дикий миф про «малозаметность в космосе», вдохновенный до полупрозрачности автор очередной космической вундервафли старательно игнорирует, что наблюдать его штернраумтарнкаппенракеттенгерат будут в любых диапазонах, включая те, про которые в полемическом задоре старательно умалчивается.

Как вычислить тепловой след марсианского агрессора, коротко и доходчиво писали даже в научно-популярных журналах столетней давности. С тех пор наблюдение за космосом стало гораздо эффективнее.

Главная уязвимость

Если речь зашла о сложных искусственных космических сооружениях, то стоит помнить, что главная их уязвимость – мусорное тепло. Раз уж на то пошло, в любой ситуации в космосе главная уязвимость чего угодно – мусорное тепло.

Работа бортовых систем порождает огромное количество тепла. Его можно только излучить. Радиаторы для этого нужны эффективные, а значит – очень большие и очень горячие. Заметить их очень легко.

Частные случаи обхода заметности в местных относительно малых системах есть, и у них можно подобрать граничные условия приемлемой эффективности. Но если говорить про искусственные сооружения и транспорт полной функциональности, их заметят все и всегда.

Наблюдаемость цивилизации

Шкала Кардашева появилась как таковая именно потому, что даже теми, ещё сравнительно простыми, средствами наблюдения единичный экуменополис и сопутствующую ему ближнюю космическую инфраструктуру получилось бы заметить на межзвёздных расстояниях уже с ранних стадий его полноценного строительства.

Это то, что нужно помнить о космосе всегда. Пресловутый «тёмный космический лес» настолько тёмен, что любая цивилизация в нём горит для наблюдателя ярче бочки с бензином в настоящей лесной роще тёмной ночью.

Но вернёмся к методам большой галактической астрономии.

Космическая интерферометрия

Простое короткое объяснение выглядит примерно следующим образом: волны отлично взаимодействуют друг с другом. При наложении двух одинаковых волн разной фазы они взаимно гасятся. Если же эти волны различаются, начинается самое интересное – разницу можно измерить, после чего более-менее точно опознать её причину.

Хорошо всем знакомое поле больших радиотелескопов занимается именно этим. Следит за некой областью пространства с полным совмещением волн. Если в области что-то есть, отклик придёт изменённым.

Разрешающая способность

Количество телескопов массива и расстояние между ними определяет разрешающую способность всей системы. Чем больше телескопов, и чем обширней поле, тем качественнее получается «картинка».

Правда, есть и специфика. У видимого света, который проходит даже через маленькую и простую линзу, длина волны гораздо скромнее размера линзы – на многие порядки. А вот радиодиапазоны уже требуют большой массив радиотелескопов. Именно потому, что длина волны запросто исчисляется в километрах.

Да, в космосе этих километров очень и очень много. Но и телескоп нужен очень большой!

Одна угловая секунда

Линза размером с ладонь для видимого света разрешение в одну угловую секунду вполне даёт. Именно потому, что на многие порядки больше короткой электромагнитной волны, которая и есть свет видимого диапазона.

Чтобы получить разрешение в одну угловую секунду для радиодиапазона, требуется использовать распределённый массив радиотелескопов, размером на те же порядки больше длины радиоволны. Если делать телескоп в сто миллионов раз больше длины волны, диапазон единичных десятков метров потребует миллионы километров на массив приемлемой разрешающей способности.

То есть, общий размер системы легко и свободно вылетит за пределы сферы Хилла Земли. Эффективная мощная система наблюдения для межзвёздных расстояний сама по себе – мегаконструкция!

Снижение цены

Разумеется, этот масштаб пугает лишь при малом представлении о его вероятных реалиях. Распределённая система отлично себя чувствует в режиме одиночного радиотелескопа на каждом заселённом камне Солнечной.

Их общую картинку сравнительно легко свести и синхронизировать, хотя только на передачу информации телескопами в центр уйдут многие часы. Подключение к гипотетической астрономической программе будущего новых местных радиотелескопов даст вполне эффективное улучшение общих возможностей системы. Заселение солнечной будет улучшать систему такого рода всё больше и больше. Средства наблюдения в районе орбит дальних планет и малых тел на «ближних дальних границах» Солнечной, на дальности в единичные световые дни сохранят достаточную эффективность системы и заметно увеличат её фактические возможности.

Что это даст человечеству?

Предел наблюдаемости

Сейчас мы эффективно обнаруживаем космические тела размером с планету на межзвёздных дистанциях. Холодная мёртвая планета заведомо лишена жизни, а также всяких признаков техногенной цивилизации. Но мы всё равно можем сказать, что она там есть, и даже примерно замерить её параметры, на основе чего достаточно точно сказать, чем она богата и каков её приблизительный состав.

Переход к большим астрономическим системам увеличит фактическое разрешение наблюдения ещё сильнее. Конечно, сигнал на межзвёздных расстояниях обладает межзвёздной же задержкой. Но в ближнем околосолнечном пространстве за этот промежуток времени ждать изменений бессмысленно.

Устаревание данных

Оценочный срок между окончательно сформированной разумной жизнью и возникновением современной нам цивилизации прыгает от десятков тысяч лет до сотен тысяч лет. Стадии перехода от забавной зверушки до почти высшего разумного перед этим оценочно занимают миллионы лет. Жизнь развивается из химического супа как таковая миллиарды лет.

То есть, информация о галактике, которую можно получить с помощью большого, на всю ту Солнечную, распределённого массива средств наблюдения любого типа условно безоговорочно актуальна. На момент получения она вряд ли устареет больше, чем на сотню тысяч лет. На многие тысячелетия освоения Солнечной и первых ближних звёздных систем задержка информации окажется и того меньше.

Сверхдальняя гравитометрия

Современная лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория – две скромных постройки на единичные километры длины рабочих вакуумных туннелей на удалении в скромные единичные тысячи километров друг от друга. Такая конструкция уже обнаруживает масштабные взаимодействия звёздных объектов на удалении в миллиард световых лет.

Это всё ещё очень простая, очень ранняя и очень маленькая обсерватория. В космосе, где подобный массив запросто можно увеличить, а его составляющие вынести на удаление миллионы километров, точность системы резко возрастает. Что это даёт?

Идеальный дальномер

Точная разнесённая в пространстве астрономическая система на разных концах дальних орбит Солнечной – практически идеальный космический дальномер. Ему по силам определять точную дистанцию с ошибкой «тоньше человеческого волоса» на дальностях от нас до Проксимы Центавра.

Это полезно как в чисто навигационном смысле, так и для спасения от различных экзистенциальных угроз, которыми фантасты так любят развлекать публику.

Телескоп Кардашева-II

Массив зеркальных телескопов на достаточном числе космических городов в составе роя Дайсона позволяет ещё более интересный трюк. Пока все эти космические города идеально позиционированы в пространстве, а данные с них собирает и обрабатывает единый информационный центр, возможно наблюдение экзопланет на межзвёздных расстояниях с огромной детализацией.

Речь идёт о наблюдении рельефа и картографии. Наблюдении из своей уютной Солнечной, без единого шага за её границы.

Распределённость против централизации

Как рой Дайсона, выигрывает по жизнеспособности у сферы Дайсона, так и распределённая сеть телескопов уверенно выигрывает у мегателескопа. Да, в глубоком космосе реально возвести единую конструкцию на многие тысячи километров, и она даже выдержит собственную тяжесть. На большом удалении от планет крайне малую.

Но размазать по телескопу на всех значимых телах Солнечной выгоднее. Уже современным космьютерам глубоко безразлично, что этот «мегателескоп» виртуален и состоит из огромного числа улавливающих свет отдельных малых элементов.

Облачный телескоп

Вполне реален проект «облачного телескопа» из светочувствительных тонких пластинок, которые с абсолютной точностью заводятся в космосе на свои места лазером и ориентируются в направлении цели. От них требуется лишь адекватно подавать сведения о входящем сигнале на компьютер, а тот синтезирует изображение столь же хорошо, как и огромный реальный телескоп сконцентрировал бы этот свет в относительно малую апертуру для наблюдателя.

Использование таких мощных телескопов «на местах» резко улучшит возможности местного наблюдения.

Конечная эффективность наблюдения

Эффективность телескопа определяется тем, сколько фотонов он способен уловить и насколько точно определяет угол, под которым они попадают на рабочую поверхность. Это означает, что даже оптические системы виртуально большого размера окажутся вполне эффективны в масштабах галактики.

Сложные высокотехнологичные решения за пределами видимого спектра могут оказаться достаточны, чтобы эффективно контролировать межгалактические расстояния. Конечно, до освоения таких расстояний ещё нужно дожить, но просто любопытствовать окажется возможным задолго до того, как человечество серьёзно продвинется между первым и вторым типами цивилизации по Кардашеву.

Технологии будущего

Всё описанное в этой главе строится на прямом использовании доступного здесь и сейчас. Без качественных прорывов, только на количественном насыщении космоса нашей звёздной системы астрономическими инструментами достаточной мощности.

Любые мета-материалы и технологии будущего резко повышают эффективность подобного наблюдения. Энергетика позволяет эффективно выносить средства наблюдения за «ближние дальние границы» Солнечной. Прочные материалы будущего, вроде углеродных нано-трубок резко увеличивают размер одиночного большого массива без перекосов и деформаций. Сверхмощные компьютерные системы высокой автономности и эффективная связь заметно упрощают сбор и обработку информации.

Чем более развита цивилизация будущего, тем эффективнее её наблюдение за окружающим её «тёмным лесом» галактики. До той стадии, когда наблюдать можно всё, и, с поправкой на задержку предельной скорости распространения информации, всегда.

За пределом сингулярности

Одним из пикантных элементов сверхразвитой цивилизации можно считать искусственное создание чёрных дыр. В рамках известной теоретической физики на данный момент это считается возможным.

Искусственная чёрная дыра – почти вечный источник энергии, а стало быть и основа крайне эффективного космического двигателя. Но она же и прекрасная основа гравитационной линзы. Поток света за счёт массивности чёрной дыры можно исказить и направить в апертуру телескопа. Грамотная утилизация по-настоящему большой и массивной естественной чёрной дыры позволит сделать наблюдение ещё эффективнее.

Цивилизация Кардашева II типа уже может позволить себе частичное или полное освоение системы чёрной дыры только ради выгод научного познания, которые предоставляет такая система. Конечно, туда ещё нужно добраться.

Глава пятнадцатая: ранние межзвёздные

Предварительное условие

В любой ситуации возможность комфортного местного освоения надолго перевешивает в затратах экспансию цивилизации вовне. Освоение внутреннего пространства Солнечной даже при условии взрывного роста населения затянется на долгие тысячелетия.

Все эти годы работа для желающих найдётся заведомо в избытке. Но желание рваться за пределы ойкумены – естественная черта определённого процента населения, и когда общее население Солнечной превысит достаточно низкий критический порог – ранний межзвёздный полёт к новому фронтиру ойкумены станет по карману желающим. Совсем как на заре освоения Солнечной – выход с Земли в космос для жизни в космическом городе.

Какие же препятствия встанут на пути такой экспансии?

Космические пески

Основная проблема космического межзвёздного пространства в том, что оно заполнено большим количеством самой разной дребедени, от мелкой космической пыли и атомарных газов до тел покрупнее.

Астрономы вполне допускают, что кометный пояс Солнечной растянут на расстояние до светового года – и внутри него можно отыскать всё, что угодно, до планеты включительно.

Правда, доказать или опровергнуть наличие девятой планеты можно только достаточно мощными средствами наблюдения космоса и достаточно активной ранней космической разведкой. Современное косвенное наблюдение эту теорию больше опровергает, чем подтверждает.

Но что плотность облака вокруг Солнца значит для вероятных переселенцев?

Айсберг – Титаник: 1:0

Если за время прохождения внутренней Солнечной перелети-города в едином строю набирают скорость порядка 10% световой, любой удар достаточно крупного тела превращается в аналог встречи с хорошим таким ядерным зарядом направленного взрыва.

Энергия столкновения измеряется в килотоннах тротилового эквивалента на килограмм встречной массы – и выше.

Как этого избежать?

Дальняя космическая разведка

В классических произведениях золотого века фантастики о «мелких технических нюансах» зачастую попросту забывали. Авторов куда больше интересовала эволюция социума в изоляции. Феодализм теократический построят – это ладно ещё, а если, Айн Ранд упаси, до коммунизма додумаются, это же просто ужас какой-то!

В реальности космического перелёта на межзвёздное расстояние абсолютное первенство окажется всегда за роботами.

Строй решает

Если мы берёмся говорить о крайне вероятных и легкодоступных «на кончике пера» технологиях межзвёздного перелёта, кажется вполне естественным дополнить отправку контейнеров снабжения «двигателя Пакмана» строем роботов дальней космической разведки на базе тех же контейнеров. Их задача – разойтись на достаточное расстояние и сформировать единую сеть наблюдения достаточной мощности.

Это позволит эффективно контролировать основные сиюминутные угрозы движению ядра строя перелети-городов в межзвёздном полёте.

Связь решает

Второй критически значимый нюанс выживания строя перелети-городов на дальнем маршруте – эффективная связь их с хотя бы коммерческим фондом обеспечения в родной системе. Ближние космические перелёты на 10% световой занимают десятилетия. За это время имеет смысл получать основные пакеты обновлений хотя бы основной бортовой техники и оборудования.

Даже когда от момента запуска до прибытия к цели пройдёт век, а то и больше, реальное техническое отставание переселенцев можно сохранить в пределах одного технического поколения.

Фантаст против логиста

Короткий простой вывод: предварительная организация перелёта значит куда больше самого перелёта!

Это в золотой век фантастики переселенцы отправлялись куда-то сломя голову в одном, плохо оснащённом, скверно задуманном и ещё хуже управляемом космическом сообществе. Авторам Кэмпбелла это давало простор для социальных романов-катастроф. На пустом рынке они стали первыми и заслуженно сформировали основу фонда классических текстов эпохи.

Те времена давно прошли. Многие современные авторы в полемическом задоре используют корабль вместо хотя бы одного космического города и старательно заваливают переселенцев сосаными из пальца опасными для жизни проблемами. Как средство утрированно выпятить явную маразматичность корабельного подхода к межзвёздным перелётам это работает, но распространение его на саму идею полёта вообще – типичный пример сознательной лжи и передёргивания.

Что же логично сделать ради организации жизнеспособного межзвёздного перелёта?

Организация превыше всего

Само по себе массовое строительство подвижных космических городов достаточно быстро станет в заселённой Солнечной будничным делом. Спрос высок, потребность тоже, стимул к развитию и совершенству – постоянный.

Дальний межзвёздный перелёт в таких условиях становится более количественной задачей, чем сложным инженерным прорывом. Если же что-то решается количественным способом, это упирается только в средства и организацию этих средств.

Колонизационный фонд

Основная масса дешёвых, эффективных и безопасных перелётов на межзвёздные расстояния в современных проектах достаточно смело полагается на предварительный запуск элементов обеспечения и снабжения такого перелёта.

Сами космические города в полёте тоже как минимум регулярно принимают информационные пакеты, а в некоторых условиях и материальную доставку из Солнечной. Для этого нужна постоянная организация, коммерческая или государственная.

Задачи фонда

Продажа шанса на лучшее будущее – вполне прибыльное дело. В масштабах заселённой солнечной достаточно легко организовать средства желающих, чтобы эффективно продать им услугу запуска, сами космические города для проживания и услуги текущего информационного снабжения переселенцев.

Другая звёздная система вряд ли окажется заселена быстро. Фактическая ёмкость большинства известных ближних звёздных систем с малыми отклонениями эквивалентна Солнечной. Инвестиции фонда в базовое дочернее представительство на другом конце маршрута уже создают вполне эффективное предприятие. Торговля результатами безлюдной разведки, первыми безлюдными заводами-автоматами на другом конце маршрута и межзвёздной лазерной связью – услуги, за которые выгодно платить ещё многие века с начала освоения системы.

Транспортная услуга внешнего лазерного привода для разгона и торможения востребована и того дольше.

Топливная ловушка

При разгоне и торможении перелети-города с помощью рабочего тела на борту до его скорости истечения, этого рабочего тела нужно заложить в конструкцию больше 63% – если нужно решать вопрос только разгона и больше 86% – если те же двигатели должны обеспечить переход на стабильную орбиту и торможение.

В абсолютном большинстве ранних проектов мощного ракетного двигателя скорость истечения рабочего тела ниже, чем потребная для межзвёздного перелёта характеристическая скорость ракеты. Даже в случае идеального высокотехнологичного ракетного двигателя, космический город стандартного размера потребует ещё 5-6 таких же городов в роли навесных топливных баков.

Каждый.

Размеры строя

В проектах британского аэрокосмического общества 1970-ых упоминались основные климатические зоны, включая северные регионы и мелкие прибрежные шельфы. Это достаточно просто, но даже так размер строя превышает десяток космических городов-заповедников только на сохранение минимального биологического разнообразия.

С точки зрения надёжности, дублирования систем и банальных складских запасов достаточной мощности, размер строя имеет смысл увеличить к нескольким десяткам капитальных единиц и облаку мелких вспомогательных.

Разгон всего этого с помощью рабочего тела любого типа заметно увеличивает затраты на предварительное строительство.

Эпоха большого термояда

Эффективный термоядерный реактор, если превратить его в космический двигатель, имеет вполне межзвёздные скорости истечения рабочего тела. Разгон до скорости в проценты световой он позволит.

Правда, все проблемы выше остаются на своём месте. Даже ему, и даже ради торможения с внешним предварительным разгоном нужно удивительно много рабочего тела. Именно поэтому «двигатель Пакмана» так анекдотически звучит, но в теории очень хорошо работает. Ловить в полёте капсулы снабжения гораздо проще, чем разгонять совершенно бесполезную до начала торможения массу рабочего тела в общем строю.

В совокупных энергетических затратах, конечно, это получается дороже, но «у Солнца – много!».

Аннигиляционный двигатель

Теоретически, промышленное освоение антиматерии возможно, хотя и очень дорого. Скорость истечения продуктов реакции материи с антиматерией равна световой. Настолько эффективное рабочее тело позволяет сильно уменьшить массу каждого перелети-города в строю в межзвёздном перелёте.

Но, как и многие другие популяризованные фантастами технологические прорывы, этот случится «где-то в будущем» – с труднопредсказуемыми из нашей современности фактическими границами возможностей, сложностью и ценой больших объёмов антиматерии.

Реальная смена «правил игры» межзвёзного перелёта случается гораздо раньше, и уже много раз поминалась ранее по тексту.

Внешний разгон

Главное, что имеет освоенная Солнечная – массив разгонных стеллазеров и вычищенный объём внутренней системы. Большие космические города сравнительно легко и сравнительно дёшево набирают скорость на больших лазерных парусах. Низкое ускорение гарантирует, что хотя на борту города сила тяжести имитируется вращением, большого перекоса за счёт этого разгона удастся избежать. Возникнет ощущение виртуального наклона земли под ногами – пренебрежимо слабое и только на время разгона. Постоянство этого воздействия гарантирует, что к моменту выхода за пределы Солнечной лазерные парусники наберут скорость в проценты световой.

Разгон капсул снабжения на разных скоростях позволит строю перелети-городов успешно нагонять и ловить их в полёте. К моменту начала торможения запас рабочего тела на борту можно сильно повысить.

Но есть хитрый способ изрядно сэкономить и на торможении.

Тормоз Бассарда

Как двигатель, электромагнитная воронка Бассарда страдает массой фатальных недостатков. На больших скоростях магнитный парус чересчур сильно тормозит ракету сбором рабочего тела двигателя.

Но для перелети-города это как раз и нужно! Достаточно большая электромагнитная воронка тормозит о межзвёздную материю и плавно эффективно понижает скорость города с процентов световой до просто очень большой космической скорости.

Понижает настолько, что перелети-город может уже сравнительно бесстрашно проходить сквозь богатые песком и мусором дальние космические окрестности системы прибытия.

Местный пузырь разрежённости

Эффективность тормоза Бассарда в окрестностях Солнца ниже, чем в среднем по галактике. Мы живём в так называемом местном пузыре разрежённости. Это космическое пространство, откуда вымело довольно большой процент межзвёздного газа и пыли. За пределами нашего пузыря электромагнитный тормоз станет только эффективнее.

Правда, есть в этом и проблема.

Рифы космоса

Чем выше скорость движения межзвёздной ракеты, тем больше препятствий на её пути. Испарение мелких помех движению мощной лазерной батареей строя перелети-городов – сравнительно лёгкий и доступный способ защиты. Но если повысить скорость движения вдвое, то количество мусора на пути увеличится в разы, а время на эффективную борьбу с ним в разы же уменьшится.

Перехват крупных объектов, как правило, требует безвозвратных трат, даже если на столкновение отправляется сравнительно малый и лёгкий раскладной лазерный парусник. Значит, требуется и резерв массы на борту сравнительно быстрых перелети-городов, и куда более эффективные и дальнобойные лазерные батареи, и распределённый строй беспилотников контроля трассы.

Конечно, на поздних этапах освоения космоса можно «продуть» основные трассы мощными лазерами заранее, и регулярно повторять этот затратный, но в целом довольно простой трюк. Но до такого светлого будущего ещё нужно дожить!

Космический наждак

В условиях, когда песчинка массой в миллиграмм передаёт носовому щиту Уиппла космического города эквивалент подрыва где-то полутонны динамита, контакт уже разогнанного строя и облака сравнительно плотной космической пыли имеет все шансы закончиться удивительно печально.

Абсолютное большинство космических перелети-городов согласно проектам разгоняются до высоких скоростей ровно два раза – первый, он же последний. Избежать столкновений на дальних расстояниях можно только за счёт хорошей предварительной разведки.

Выбор маршрута

Справедливости ради, космическому городу в полёте на расстояние во многие световые годы на скорости в 10% световой достанется примерно ведро очень мелкого песка за весь полёт.

Реальные проблемы начнутся, если такое ведро суммарно будет прилетать на корпус за срок около часа, и с примерно той же периодичностью в этом мусоре начнут попадаться обломки размером хотя бы с пулю. Вот она имеет все шансы жахнуть по корпусу словно хорошая «ядерная пика» атомного боеприпаса направленного взрыва.

Шансы пережить эту встречу у грамотно спроектированного строя перелети-городов достаточно высоки, как и способности к ходовому саморемонту. Но всё равно, таких проблем лучше бы избежать заранее.

Активная защита

Приличный космический город обязан иметь довольно большой диаметр. Но его физический защитный периметр можно вынести далеко за пределы внешнего прочного корпуса.

Подвижные лазерные парусники, лёгкие, дешёвые и пригодные к массовому производству согласно потребности могут выдерживать позиции на расстоянии в миллионы километров. Лазерный доразгон позволит им перехватывать основные серьёзные угрозы на маршруте.

Проблема наблюдения

При скорости в 10% световой даже крохотную песчинку требуется обнаружить заранее. Попадание в прочный корпус оставит в нём глубокий тонкий канал, глубиной в метры – даже с учётом того, что песчинка станет плазмой и «сработается» о препятствие. Испарить её лазером во избежание повреждений нужно сильно заранее. Эффективная система наблюдения за угрозами такого рода – что-то вроде инфракрасного лазерного «радара».

Обычный электромагнитный радар на волнах метрового диапазона физически лишён разрешающей способности для обнаружения столь малых тел. Дальность наблюдения требуется хотя бы в единичные световые минуты, что пропорционально увеличивает его вероятную мощность и энергозатраты.

Тот случай, когда самые мощные системы в домашней системе имеют куда меньшее значение, чем то, что уже есть на внешнем подвесе и в распределённом беспилотном облаке системы безопасности перелети-города.

Проблема экипажа

Достаточно специфическая проблема с жителями перелети-городов вызвана тем, что многие энтузиасты организации перелёта скорей всего умрут от старости раньше, чем город прибудет к точке назначения.

У маршрута «Земля – Проксима Центавра» срок перелёта на 10% световой умещается в несколько десятилетий. Люди, которые поднялись на борт молодыми специалистами, имеют шансы увидеть систему прибытия на склоне лет. Специалисты постарше – так уже и на пенсии.

Конечно, это очень сильно зависит от вероятных успехов медицины.

Биофутурология

Современный прогноз развития геронтологии, медицинского продления жизни, и уж тем более медицинского бессмертия первого типа – занятие совершенно пустое. Современная медицина даже примерно ценник прикинуть, на уровне исследователей термояда, и то вряд ли сейчас может. Биологические исследования слишком зависят от качественной электроники. Их серьёзное развитие по сути лишь начинается.

Гипотезы о «корабле Мафусаилов» пока что слишком туманны, а стало быть преждевременны, хотя тот же Хайнлайн спокойно клал их в основу своих классических романов.

Смена поколений на борту заметно размоет идеологию.

Проблема цели

Пустословие о высоком предназначении, эпохальной роли и прочих свершениях, особенно если возвести его в культ ради культа, деградирует стремительно.

В СССР идеологический коллапс от хардкорных фанатов коммунистической идеи до позднего советского панка занял меньше лет, чем длится перелёт на 10% световой до Тау Кита.

Что здесь помогает?

Малиновые штаны 2.0

Новая система вдали от старых политических центров даст переселенцам шанс самим определять судьбу общества. Если они покинули систему, где все основные пироги уже поделены или регламентированы, в новой их жизнь определённо станет куда более свободной – надолго.

Количество потребной для этого работы гарантирует трудоустройство. Комфорт на борту грамотно спланированного перелети-города обещает, что смена места обитания пройдёт без падения уровня жизни.

Окончательно вопрос решит связь.

Пакет обновлений 3.14

Дальняя лазерная связь удивительно эффективно работает на поддержание высокого уровня цивилизации. С определённого момента развития – даже вдали от центра.

По умолчанию подразумевается, что строй перелети-городов несёт цивилизацию своего уровня на борту с момента старта. Как в эпоху Жюля Верна попаданцы на безлюдный остров теоретически могли за считанные годы отгрохать технологическую цепочку своего уровня, так и строй перелети-городов – «зародыш» человеческой цивилизации в новой звёздной системе.

В ходе полёта длиной в десятилетия фактическая задержка связи растянется на годы. Но годы – вполне приемлемая разница между технологическими поколениями. Городская промышленность сможет достаточно эффективно модернизироваться и повышать качество бортового оборудования и бытовой техники.

Локальный демографический бум

Ещё пикантнее рост уровня жизни влияет на количество жителей. Города, конечно, рассчитаны на определённую проектную загрузку, но техническое развитие за время полёта может достаточно эффективно увеличить предел ёмкости доступной жилой среды.

Есть все шансы, что вместо относительно монолитного и утомлённого перелётом сообщества население строя городов в полёте к последним годам на маршруте составят несколько фракций с достаточно активной жизненной позицией.

С момента прибытия они начнут создавать экономические и политические сообщества уже второго порядка, ради собственных целей.

Игра в колонизацию

При всей анекдотичности раскола единого общества на вторичные по канонам старых компьютерных игр, подобное социальное брожение за перелёт вековой длительности вполне реально.

Дополнительно всё усугубляет пример Солнечной – где к моменту отправки колонистов, скорей всего, эффективно обустроены нужды основных политических, культурных и маргинальных субкультур эпохи освоения системы.

На месте назначения жилого пространства и ресурсов на строительство вторичных сообществ такого рода хватит в любом случае. Хоть в большом поясе астероидов, хоть в системе лун планеты-гиганта. У них даже отыщется активная внешняя подпитка!

Волны заселения

Первопоселенцы вряд ли останутся в гордом одиночестве надолго. Следующие гости прибудут в систему явно в пределах срока их жизни. Столь же вероятен и прямой информационный обмен между городами в полёте – средства для такой связи по умолчанию есть у каждого.

Зарождение новых социумов и астрополитических раскладов случится очень быстро и очень эффективно. С изрядной вероятностью раньше, чем основная масса городов долетит в точку назначения. Это ещё один пикантный нюанс, который часто упускают фантасты – живая система всегда откликается на раздражитель, а чей-то дерзкий проект освоения новых территорий обязательно встретит эквивалентный, а то и превосходящий ответ в пределах одной политической эпохи.

Настоящий шаг за пределы Солнечной, единожды начавшись, окажется столь же лавинообразным процессом, как и вероятное освоение нашей звёздной системы. Помимо всего прочего, это рабочий инструмент «слива» кризисов и социального напряжения вовне с труднопредставимой фактической ёмкостью.

Системе Центавра долго ждать вряд ли придётся!

Глава шестнадцатая: Проксима Центавра

Конфликт ожиданий

Звёздная эра человечества традиционно ожидается в формате общедоступных миллиардов звёзд. Практически любая жертва космической поп-культуры начинает плести вдохновенный бред из штампов фантастики 1950-ых.

Кэмпбелл был гений, и, как и полагалось нормальному редактору, творил художественные направления фантастики в тесном контакте с авторами. Но за последующие семьдесят лет наука слегка изменилась. Бытовой миф о дальнем космосе пришёл в разительный контраст с реальностью этого самого дальнего космоса.

Ближайшая к Солнцу

До Проксимы Центавра – порядка 40 триллионов километров. 4,2 светового года. На 10% световой перелёт займёт порядка 45 лет – с учётом маневрирования и выхода на какие-то постоянные орбиты.

Молодые переселенцы успеют долететь лично даже без серьёзных прорывов медицинской науки. Достаточно сложные автономные промышленные и строительные комплексы долетят туда ещё лучше. Заброска сложных астрографических спутников произойдёт ещё раньше – и достаточно массово.

Но что их там ждёт?

Занимательная астрография

Современные доступные человечеству сведения о Проксиме Центавара достаточно скудны по меркам освоения космоса, но удивительно богаты для цивилизации, которая ещё только готовится всерьёз осваивать хотя бы дальнее околоземное пространство.

Мы знаем, что в системе гарантировано есть большая, крупнее Земли, планета. Мы знаем, что она расположена в пределах «зелёного пояса» звезды – пусть и с оговорками. Любые первопоселенцы, скорей всего, уверенно смогут рассчитывать на базовый набор местных ресурсов.

Но именно тут и начинают вылезать мелкие нюансы, которые вместе собираются в изрядный массив различий.

Две большие разницы

Проксима Центравра – красная звезда массой в одну восьмую массы Солнца и в шестьсот раз тусклее. Примерно две трети звёзд нашей галактики именно такие карлики. Правда, она же и заметно плотнее Солнца. Эта разница порождает мощную собственную магнитосферу. Выплески радиации в окрестностях Проксимы вполне равны солнечным по мощности.

То есть, маленький карлик с большим и толстым радиационным следом изрядно мешает жить всем соседям.

В том числе планетарным.

Ближний космос

От Проксимы до известной земным астрономам планеты скромные 7,5 миллионов километров. 0,05 астрономической единицы. Она кружится вокруг звезды с полным оборотом за срок в полторы недели. Каждый выплеск звёздной активности щедро одаривает дневную сторону планеты радиацией.

Получается какой-то Меркурий-переросток, размером порядка 1,17 Земли – с опалённой дневной стороной, промороженной ночной и сумеречным терминатором между ними. С другой стороны, если цивилизация освоила Солнечную настолько, что запускает первые межзвёздные, она уже отлично знает, что можно делать с такими вот Меркуриями!

Зелёный пояс

У карликовых тусклых звёзд очень маленькая и близкая к звезде область «зелёного пояса». Компенсируется это продолжительностью их жизненного цикла. Оценочно для Прокисмы Центавра это четыре триллиона лет. В триста раз больше известного возраста нашей Вселенной.

С точки зрения космической цивилизации – выгоды Проксимы целиком перевешивают недостатки.

Вблизи от звезды

Расстояние между Проксимой Центавра и ближней к ней планетой составляет 1/8 расстояния от Солнца до Меркурия. Это значит, что главная кладовая строительных материалов в системе находится «в шаговой доступности» от главного источника дешёвой энергии в системе!

Конечно, инженерные сложности у такого соседства есть. Но инженерные, которые решаются на известной физике, простыми количественными методами. Без потребности выдумывать новую физику или ждать супертехнологии. Хотя с ними, конечно, гораздо проще.

Планетарная рулетка

Ждать первых сведений дальней спутниковой разведки о Проксиме Центавра человечеству придётся века. Но поскольку наука уже при нашей жизни заявила, что космические города выигрывают у любой возни с планетами, однозначно и всегда, гипотетических переселенцев будущего устраивает любой вариант: Холодный кусок скалы без атмосферы? Сравнительно тёплая планета с атмосферой и жидкой водой? Больше металлов? Больше углеводородов?

Да какая уже, блин, разница!

И петля Лофстрома поверхность-орбита и электромагнитные башни с активной поддержкой, и орбитальное кольцо прекрасно работают в любом варианте. Меняются лишь инженерные требования к добывающей технике на поверхности и то, как далеко разлетается грунт в случае проходки карьеров открытым способом инженерными атомными боеприпасами.

Звёздная рулетка

Куда серьёзнее переменный характер самой Проксимы Центавра. Конвекция плотной материи в звезде порождает частые и труднопредсказуемые вспышки излучения в разных диапазонах.

Радиация, жёсткий ультрафиолет, свет, тепло... представьте, что Солнце жарким летним днём внезапно стало восьмикратно мощнее – и вы получите слабое представление о том, на что это может оказаться похожим.

Радиационная защита

Эффективная защита от выплесков звёздной радиации, даже настолько мощных, вполне реальна. Только вот и предусмотреть её нужно заранее, на стадии проектирования космической жилой среды.

Очень поможет тот факт, что для разгона перелети-городов от Земли к Проксиме Центавра наверняка использовался стеллазер. Это предварительное условие перелёта такого рода. Строительство полнофункционального стеллазера человечеством значит, что ассортимент защит под ближние звёздные нагрузки в распоряжении инженеров уже достаточно велик, чтобы выбирать самые выгодные по совокупности затрат и возможностей.

Поможет и ещё одно сомнительное достоинство единственной известной нам пока что планеты.

Синхронное вращение

Ожидается, что планета находится в приливном захвате звезды. То есть, обращена к ней всегда одной стороной. Это значит, что на теневой стороне от любых выплесков радиации защищает вся толща планеты целиком. Вполне достаточно, чтобы центры добычи ресурсов и комбинаты-автоматы на поверхности работали штатно, без радиационных повреждений и сбоев.

Им там даже световой день можно обеспечить – любой нужной людям длины и качества.

Зеркальные спутники

В ближнем околопланетном космосе достаточно легко и просто развернуть большие зеркала. Сравнительно маленькая бортовая солнечная электростанция обеспечит вполне достаточно энергии, чтобы маховики с электроприводом гарантированно держали спутник в желаемом направлении.

Эти зеркала можно сделать частично прозрачными – и отправлять вниз, на планету, комфортный спектр безопасных частот. Можно даже совмещать несколько пятен отражённого света, чтобы поднять фактическую яркость до удобной человеческому глазу.

Ожерелье спутниковых зеркал такого рода – очень дешёвая и очень эффективная ранняя энергетическая система. Ей по силам даже освещать поля местных солнечных электростанций на планете. Этот процесс идёт с высокими затратами, но для хорошего начала в новой системе такого рода удивительно эффективен, пока не развёрнуты атомные и более серьёзные промышленные энергетические цепочки.

Планетарный оазис

Теоретически, на планете с высокой местной силой тяжести реально создать искусственную жилую среду на тех же принципах, что и земные города-аркологии.

Насколько осмысленны города под куполами – вопрос очень дискуссионный. А вот сама по себе комбинация искусственной среды, высокой силы тяжести и доступной энергетики разных типов достаточно привлекательна. Редкие и загадочные ценители жизни на планете смогут обустроить уголок для комфортной жизни себе по душе в удивительно чуждых условиях.

Но – со всем земным комфортом!

Раннее орбитальное кольцо

Поставки дешёвого строительного материала в ближнее околопланетное пространство дадут возможность построить раннее орбитальное кольцо, сначала очень тонкое и очень простое – хотя из-за физических размеров планеты оно предполагается длинней земного.

Солнечные электростанции на его поверхности обеспечат города на теневой стороне планеты всей потребной тем энергией – даже без учёта атомных и термоядерных электростанций.

Позднее орбитальное кольцо

Возможности расширить и заселить орбитальное планетарное кольцо возле карликовой звезды настолько же привлекательны, как и в нашей Солнечной. Меняется архитектура солнечных электростанций и систем излучения тепла, сохраняется общая высокая эффективность конструкции и бытовой комфорт проживания.

Подбор высоты над планетой может обеспечить на поверхности кольца 100% земную силу тяжести – и даже в чуждой звёздной системе иметь абсолютно земное естественное тяготение.

Полярное орбитальное кольцо над линией терминатора имеет абсолютную выгоду по равномерности получения звёздного тепла и переизлучения теплового мусора с радиаторов в тени.

Космическая ТЭС

Один из специфических нюансов Проксимы Центавра – избыток теплового излучения. Тот случай, когда под удивительно тусклыми лучами солнечная электростанция всё равно может шпарить рабочее тело в турбину как на орбите Земли.

Космические города на орбите звезды смогут использовать удивительно мощные и дешёвые солнечные электростанции. Их различия с земными окажутся в основном косметическими, функционал и дешевизна сохранятся полностью.

Парадокс межзвёздной колонизации

Если на Земле исторические колонисты прибывали на борту корабля с инструментами, после чего принимались валить лес и расчищать поля в надежде успеть собрать первый урожай до зимы, в освоении межзвёздных просторов всё наоборот.

Прибывает сразу полноценный космический город, который одновременно и крупный промышленный центр и самое благоустроенное жилое пространство системы на момент прибытия. Эти перелети-города имеют минимальные различия с обычными аналогами в освоенной Солнечной.

Что, к глубокому сожалению кучи народу, режет основную массу героических сюжетных тропов о «бедной, но честной жизни» и суровом превозмогании.

Дистопия отменяется

Целый пласт жанров страдательного залога улетает на свалку истории только потому, что вместо безысходных мучений под светом чуждых солнц и тоски по далёкой Родине человечества гипотетический колонист Проксимы Центавра будет жить под искусственным, но абсолютно землеподобным, освещением на борту комфортного и благоустроенного космического города.

Разумеется, у любого, даже очень комфортного и богатого по нашим современным представлениям общества будут проблемы. Всегда есть какие-то проблемы. Но вне зависимости от чуждости другой космической системы, люди всегда могут рассчитывать на кусочек далёкой родины. С годами он станет только больше – как это уже случилось в ходе освоения Солнечной.

Центр освоения системы

Сравнительно близкое к звезде кольцо орбитальных городов в Л4 и Л5 системы Проксимы Центавра и её планеты – основной вероятный центр местной цивилизации. Космическая тьма за его пределами наверняка скрывает запасы кометного материала, астероидов и холодных планет.

Даже если она полностью лишена тел размером хотя бы с Цереру, останется всё равно более чем достаточно, чтобы обустроить ближнее околозвёздное пространство и начать полноценную эксплуатацию звезды – транспортную и ресурную.

Планетарные ресурсы

Львиную долю строительного материала сравнительно легко поднять с ближней к звезде планеты. Разбирать её можно тысячелетия напролёт, без каких бы то ни было ограничений – и без сколько-то заметных последствий.

Ранние лазерные массивы на орбите звезды лягут в основу дешёвой местной транспортной связности. Первый же большой стеллазер позволит резко снизить требования к запасам рабочего тела на борту перелети-городов новых переселенцев из Солнечной.

Второй лазер

Чем меньше космическому городу нужно рабочего тела в баках, тем эффективнее он выполняет свою главную функцию. Доставку комфортного жилого пространства с дееспособным населением в любую точку галактики.

Когда первые сообщества и государства Проксимы Центавра закончат строительство, они, скорей всего, смогут рассчитывать на куда больший поток материальных благ от далёкой прародины своей цивилизации.

Межзвёздная торговля?

Материальный процесс идёт в один конец, да ещё и на межзвёздных расстояниях. Но продаётся в буквальном смысле этого слова новое жизненное пространство. Порой сразу вместе с трудоспособным населением, готовым принять местное гражданство.

Выгода Солнечной в этой сделке в том, что поток желающих переселиться можно резко увеличить без особого роста затрат материалов и человеко-часов. Миллиардные сообщества переселенцев имеют гарантированное трудоустройство на одном лишь строительстве инфраструктуры новой звёздной системы. При любом развитии техники – на тысячелетия вперёд.

Экспансия

Базовая застройка ближнего зелёного пояса – дело хорошее. Но достаточно быстро наступит момент, когда он превратится в достаточно мощную ступеньку ради следующего шага за пределы растянутой на две звезды ойкумены – к двум следующим звёздам системы Центавра.

Младшая сестра

Проксима Центавра совершает оборот вокруг центра звёздной системы примерно за полмиллиона лет. В ближайшие пару десятков тысяч лет она продолжит медленно приближаться к нам.

Только после этого расстояние от Солнца до остальных звёзд системы окажется привлекательней – и то, лишь за сопоставимые многие десятки тысяч лет.

Система трёх звёзд

Альфа Центавра – две звезды, которые обращаются друг вокруг друга с периодичностью 80 лет. Они сближаются на расстояние примерно как от Солнца до Сатурна и удаляются на расстояние примерно как от Солнца до Плутона.

Альфа Центавра A на 10% массивнее Солнца и на 50% ярче. Альфа Центавра B на 10% легче Солнца и на 50% тусклее. Третья звезда, C, как раз и есть самая близкая к нам Проксима Центавра. Каждая из них обладает собственным облаком космических тел самой разной величины.

Проще говоря, это набор «три шведских стола в одном буфете», и он станет доступен человечеству будущего по удивительно привлекательной цене.

Последний дюйм

Как гласит древняя китайская мудрость Степана Вартанова, путь в тысячу ли заканчивается последним шагом. Между Проксимой и двойной системой A и B Центавра лежат 0,2 светового года.

В системе Проксимы, конечно, скопится довольно приличный заповедник межзвёздных городов с лазерным разгоном, но подавляющему большинству применение отыщут задолго до того, как местное сообщество дозреет к отправке своих первых межзвёздных экспедиций.

Попытка дотянуться к этим звёздам наличными силами – очень серьёзная заявка на почти что взрослый межзвёздный статус местной цивилизации.

Одновременное заселение

Конечно, есть приём гораздо проще. Изначально накинуть полётное время земным перелети-городам на долгом маршруте, чтобы те совершили пролёт сразу к остальным звёздам.

В этом случае государства и сообщества переселенцев могут поддержать соседа разве что морально, а серьёзное заселение местных систем идёт в параллель и порождает суверенные космические государства – пусть и в шаговой по галактическим меркам доступности. Правда, есть один нюанс.

Бабка надвое сказала

В настоящее время наша космическая разведка имеет довольно скудное представление о планетах вокруг пары самых ярких звёзд Альфы Центавра. Современные астрономические инструменты теоретически достаточно хороши, чтобы обнаружить там планеты-гиганты. На практике же там видят только палящий свет звёзд без единой планетарной тени.

Разумеется, остаётся шанс, что на простые более-менее землеподобные планеты система капельку побогаче. Но, опять же, до средств подтвердить либо опровергнуть эту гипотезу ещё нужно дожить.

Информационный вакуум

Любая попытка что-то написать из нашего здесь и сейчас о настолько далёкой системе упирается в то, насколько малы, скудны и обрывочны наши современные познания. Если о близкой нам Солнечной можно рассуждать достаточно уверенно, то уже самая близкая к нам соседняя звёздная система по большей части выглядит для нас исполинской Terra Incognita с грозными предупреждениями о том, что где-то там могут водиться драконы.

Любой текст либо сеттинг даже о настолько близких космических соседях обязательно получает +100500 очков космооперности. Что же можно добавить без перехода в совсем уж космическое фэнтези – с мускулистыми гетманами племён звёздных казаков на мостиках ракетных линкоров?

Два зелёных пояса

Каждая звезда имеет свой, достаточно широкий, зелёный пояс. Отсутствуют любые гарантии, что в нём попадётся хотя бы одна планета, но их присутствие всё равно достаточно вероятно. Строительный материал на заселение этих зелёных поясов скорей всего отыщется в достаточном количестве.

Из системы выметено всё, что оказывается слишком близко ко второй звезде – все эти тела покидают внутреннее звёздное пространство. В лучшем случае они заканчивают на орбите вокруг условного центра вращения двух звёзд, далеко за пределами их внутренних систем.

Внутренняя информационная связность

Один из самых больших плюсов системы тройной звезды в том, что сигнал от звезды к звезде идёт в достаточно короткие сроки. Порядка двух месяцев на дальнее расстояние, к Проксиме, и всего лишь около часа – внутри системы зелёных поясов A и B.

Местная цивилизация, даже при опоре на три разных звезды и обитаемые пояса вокруг них, гарантировано получит высокую скорость взаимного обмена информацией. Для сравнения – до изобретения в XIX веке телеграфа информационная задержка между государством и его колониями на Земле могла заметно превышать этот срок.

Звёздная конфедерация

Эффективный обмен информацией на высоких скоростях означает, что можно попробовать сохранить высокий уровень политико-экономической связности хотя бы в пределах местной тройной звёздной системы.

Любая спекуляция о таком обществе – заведомая фантазия автора, но базовая информационная связность безусловно остаётся в любом варианте. Если достаточно сильно упороться, можно попробовать обосновать даже раннюю межзвёздную войну. То, что обычно предпочитают оставлять в героических космооперах. Здесь, при определённых натяжках, её можно сделать идеологически обоснованной.

Но давайте всё же о мире!

Проблема стабильности

Подвижная система из двух больших звёзд оказывает чудовищное воздействие на перелети-города на дальних маршрутах. Фактически, за пределами безопасного, достаточно близкого к звезде расстояния, такой город имеет все шансы оказаться вырванным за пределы системы.

Если освоение внутренних границ A и B по отдельности пройдёт в целом как в Солнечной лишь с мелкими косметическими различиями, то вот эффективное освоение дальних рубежей по умолчанию потребует активную корректировку маршрута.

Местная лазерная сеть

Мощные батареи космических лазеров потребуются достаточно рано и достаточно часто. У двух звёзд есть роскошь взаимной коррекции орбиты космических городов на маршруте прямыми импульсами от второй звезды.

Этого скорей всего хватит, чтобы безопасно вывести космический город на дальние границы системы и отправить заниматься ресурсными программами в облаке кометного льда вокруг звёдной пары.

Развитие сети

Чем лучше отношения в конфедерации трёх звёздных систем, тем активнее пойдёт строительство общей транспортной сети. Это просто выгодно, на уровне «ты мне, я тебе».

Информационная связность на местном уровне окажется близка к идеалу Солнечной – хотя в системе три звезды и потенциал на всё те же безумные по нашим современным представлениям квинтиллионы населения в миллиардах суверенных космических государств.

Освоение звёзд

Естественный процесс застройки местных звёзд по образу и подобию Солнечной закончится появлением мощных стеллазеров, которым окажется по силам переброска больших строёв межзвёздных перелети-городов в составе настоящих перелети-государств на межзвёздные расстояния.

Ближайшая к Солнцу звёздная система за считанные тысячелетия освоения превратится в мощный транспортный узел на маршруте к части ближайших к нам звёзд. Транспортный узел, которому по силам доразгон, корректировка орбиты, снабжение и доукомплектование любого строя в полёте.

Один из элементов большой межзвёздной трассы – гипотетического проекта цивилизации второго типа по Кардашеву на галактической стадии её развития.

Глава семнадцатая: межзвёздные трассы

Проблема лёгких путей

Традиционно фантаст ищет способ решить либо обойти свои проблемы с ограничениями реальности в одно простое, короткое, и, в абсолютном большинстве случаев, противоречащее известной физике решение. Это порождает массу хороших с художественной точки зрения художественных произведений, которые при этом совершенно бесполезны и откровенно вредны для моделирования жизнеспособного научного сеттинга.

Одна из постоянных ошибок такого рода – проблема межзвёздного транспорта.

Проблема ракетного уравнения

Ракетное уравнение Циолковского безжалостно. Любая ракета с традиционным выбросом рабочего тела, даже очень совершенным, для идеального набора скорости истечения этого рабочего тела на 63,1% должна состоять из рабочего тела в баках. На 86,49% – если она должна потом затормозить с этой скорости и перейти на какую-то постоянную орбиту.

Проблема скорости истечения

У химических двигателей скорость истечения рабочего тела удивительно маленькая. У ионных больше, но всё равно по космическим понятиям ни о чём. По-настоящему большие скорости истечения требуют выхлоп из нейтрино, гравитонов или фотонов.

Это частицы, скорость движения которых изначально равна или хотя бы приближается к световой. Проще всего из них работать с фотонами.

Река света

Межзвёздная трасса по совести очень похожа на реку света. Движение по ней идёт под лазерным парусом. Такие приводы абсолютно реальны в рамках известной физики без единого прорыва и удивительно мощны по своим физическим возможностям. Особенно заметно это становится на межзвёздных расстояниях.

В наши дни про их существование иногда вспоминают даже в популярных средствах массовой информации, но в массовой фантастике вместо нормальных фотонных двигателей традиционно описывают всякую бессмысленную архаичную чушь.

Как же они работают в реальности?

Один килограмм фотонов

Поскольку «Е равно эМЦэ квадрат», один килограмм фотонов в ящике с абсолютными зеркальными стенками достаточен, чтобы при излучении наружу разогнать стокилограммовый дрон к скорости в один процент световой.

Разумеется, это чисто фантастическая химера, которая используется тут в иллюстративных целях. Но она прекрасно объясняет, чем так привлекательны реакция материи с антиматерией или применение искусственных чёрных дыр в мощных космических двигателях. Это две явно выраженных топливных схемы высокой мощности – до которых ещё нужно дожить.

А есть ли решение сопоставимой мощности, которое доступно уже сейчас? Правильный ответ – да!

К чёрту ракетное уравнение!

Учитель из Калуги столетие назад сделал многое для теории космического перелёта своего времени. Но, при всём уважении к докосмической эпохе, наука космической эры человечества со второй половины XX века дала нам как минимум одно рабочее эффективное решение внешнего привода.

Главное достоинство этого решения – возможность избавиться от фундаментальных ограничений ракетной формулы Циолковского!

Базовый принцип

При облучении чего-то достаточно мощным лазером, это тело получает импульс от фотонов. Если оно их при этом отражает – импульс удваивается. Да, импульс потока фотонов крайне мал – но и размер паруса можно очень сильно наращивать.

В современных научных текстах на эту тему речь идёт о постоянных ускорениях, которые ограничены в основном эффективностью теплоотвода паруса и доступностью его ходового ремонта. Вывести на значение в единичные десятки сантиметров в секунду за секунду можно даже сравнительно массивные объекты.

1,5 джигаватта

Именно столько энергии нужно передать лазером парусу, чтобы разогнать объект массой 1 килограмм на постоянном ускорении в примерно 1g – при условии, что парус работает как идеальное зеркало в рабочем спектре лазера.

Это идеальные цифры, а у лазера есть своя эффективность. То есть, на входе потребуется в разы больше – в зависимости от совершенства конструкции лазера. Ранние лазеры XX века считали 5-10% хорошей эффективностью. Современные твердотельники вроде как обещают сделать 50% нормальным средним результатом. Но в любом случае, лазерный разгон – постоянное ускорение, и оно крайне эффективно при длительном облучении.

Главное – стабильность

Всё тот же лазер на всё том же парусе разгонит объект совокупной массой в 100 килограммов на 9,81 сантиметра в секунду за секунду. Кажется, что это крайне мало. Но за сутки под разгоном набежит характеристическая скорость в 8467,84 метра в секунду. Этого заведомо хватит для перелёта между орбитами Луны и Марса. За десять лет можно отправить зонд на 10% световой в пролёт до Проксимы Центавра

Разумеется, большие цифры пугают кучу народа. Особенно когда речь заходит о сопоставлении энергетического бюджета активного лазерного разгона с общим планетарным или местным доступным космическим. Только вот пренебрегать ими по этой причине совершенно бессмысленно.

Главное – без паники

Без разницы, насколько продвинуто ваше будущее. Солнце и вся его энергия останутся на своём месте. Равно как и возможность пользоваться большими солнечными лазерами. Да, хороший разгонный лазер большого космического города должен годами вваливать офигеварды ватт энергии в его паруса.

Но всё, что ввалено на парус, останется там в форме кинетической энергии – без особых шансов растерять её обратно. Это космос, он так работает. И это в любом случае дешевле практически любой другой разгонной схемы на звёздных расстояниях – надолго!

Прорывные мегатехнологии

Цифры могут казаться маловменяемыми для нас, здесь и сейчас. Но для экономики большого термояда, промежуточных этапов строительства роя Дайсона или экономики цивилизации второго типа по Кардашеву они вполне по карману. Углеродные нанотрубки и компактные сверхмощные компьютерные автономные роботы столь же радикально меняют процентное соотношение массы паруса, систем обслуживания и управления к полезной нагрузке лазерного парусника.

Любое из этих допущений сильно меняет доступную цивилизации мощь.

Навсегда.

Жонглирование цифрами

Лазерная батарея на полтора гигаватта будет жрать примерно килограмм водорода каждые сутки постоянной работы при 10% эффективности. Триллион лазеров этого типа сможет разгонять триллион килограммов совокупной массы лазерных парусников на протяжении триллиона лет на постоянном земном ускорении... и расход водорода реакторами лазерных батарей при сборе его только из Юпитера всё ещё останется просто инструментально заметной величиной без особого падения массы планеты-гиганта.

Если мы хотим управиться с Юпитером раньше тепловой гибели Солнца, то на ближайшие миллиарды лет потребуется нагромоздить разгонную батарею из квадриллиона таких лазеров. Да, это космос. Да, он большой. И да, есть решения эффективнее, а это призвано всего лишь иллюстрировать порядок цифр.

Проблема ведения цели

Разумеется, цель под разгоном стремительно удаляется от лазера. Её становится трудно наблюдать, а значит, и трудно эффективно целиться. Это проблема, которую решают астрономические инструменты, микроприводы точной наводки и эффективные компьютеры управления в едином разгонном комплексе.

Опять же, вполне простые и представимые нам средства, которые позволяют количественное решение вопроса такого разгона уже на доступных нам технологиях по цене денег.

Проблема отклонения

Если нарушен угол облучения паруса, тот получает боковое ускорение. Такое же постоянное, как и основной разгон. Это значит, что уже за час отклонение под боковым ускорением в один миллиметр начнёт измеряться в метрах. Проблема сравнительно легко исправляется там, где лазер находится по космическим понятиям близко от паруса, но уже на расстояниях в световые минуты начинаются серьёзные проблемы.

На расстоянии в световые часы о самом факте промаха станет известно сильно позже ухода паруса в сторону, а потом ещё столько же времени уйдёт на прибытие нового луча по актуальным координатам – если компьютерная система достаточно хороша, чтобы рассчитать поправку без участия человека за пренебрежимо короткий с человеческой точки зрения срок.

Правда, наши компьютеры уже сейчас достаточно хороши – если ситуацию предусмотреть заранее.

Проблема рассеяния

В массовом представлении в рамках бытового мифа лазерный импульс – очень тонкое пятнышко света, которое пронзает бесконечные космические пространства.

Разумеется, это полная ерунда!

Диаметр лазерного импульса размазывается с каждым новым километром. Даже очень качественный лазер с очень большой физической или виртуальной линзой всё равно теряет фокусировку с расстоянием. Вопрос лишь в том, как быстро дифракция возьмёт своё.

Размер парусного вооружения придётся наращивать в зависимости от удаления от лазера. Но это нормально и полностью ожидаемо.

Галактическая система позиционирования

Каждый лазерный парусник в активном разгоне потребуется очень точно наблюдать и позиционировать. Любая распределённая астрономическая система и передача собственных позиционных сигналов парусником тут окажутся в помощь.

Чем точнее это всё работает – тем эффективнее передача лазером кинетической энергии парусу.

Активная коррекция

Сравнительно малый запас эффективного рабочего тела и маневровые двигатели на борту парусника могут оказаться достаточными, чтобы вносить мелкие поправки в случае ухода луча с паруса. Упомянутые выше по тексту искажения в миллиметр в секунду вполне эффективно уравновешиваются работой сравнительно простых и маленьких ионных двигателей. Относительно скромного запаса рабочего тела им хватит надолго.

На межзвёздных расстояниях задачей транспортных капсул «двигателя Пакмана» может оказаться в том числе доставка новых порций рабочего тела вспомогательных маневровых двигателей строю перелети-городов.

Предел дальности

У луча Николла-Дайсона в пределах нашей галактики дальность – любая желаемая. К сожалению, появляется он где-то хорошо так вблизи уровня могущества цивилизации II типа по шкале Кардашева. До наступления этого времени дальность разгонных лазеров, даже больших солнечных, окажется довольно скромной.

Что с этим делать?

Станция «Полпути»

Самый очевидный и простой ответ цивилизации, которая может себе позволить активную лазерную тягу и отправку космических городов на межзвёздные расстояния – строительство космических городов транспортной системы в межзвёздном пространстве!

Среди популярных фантастов вряд ли получится назвать кого-то хотя бы задумавшегося о подобном решении. Но его жизнеспособность бессмысленно оспаривать.

Термоядерная оговорка

Даже паршивый термоядерный реактор – уже крайне эффективное решение в пределах отдельно взятой Солнечной и её окрестностей. Передача энергии лазером на расстояние в световые месяцы заметно проигрывает водородному топливу – самому распространённому элементу в космосе.

Питать космическую лазерную батарею мощным термоядерным реактором возможно те же безумные триллионы лет, что и в примерах выше. Жилое пространство таких космических городов совершенно аналогично жилому пространству Солнечной, хотя энергию и свет им подарит внутренний реактор вместо солнечных электростанций на внешнем корпусе.

Материальная оговорка

Вместо потока фотонов можно использовать луч заряженных частиц. У того есть свои ограничения по стабильности и сравнительно малая дальность, зато куда выше масса частиц в потоке.

Достаточно мощной электромагнитной системе по силам отправлять поток обратно – и фактически удваивать эффективность материального разгона. Хотя разумеется, эффективнее всего такое решение окажется на местных, сравнительно коротких маршрутах.

Ограничения разгона

Известная нам физика безжалостно утверждает, что даже у внешнего лазерного разгона будет падать эффективность в зависимости от скорости парусника. Но для серьёзного падения мощности луча скорость должна серьёзно приблизиться к световой.

Ранние полёты на относительно безопасных и легко реализуемых 10% световой останутся крайне эффективными по соотношению энергозатрат к результату.

Предельные ограничения

Лучевой разгон эффективнее в том, что касается предельных достижимых скоростей. Хорошая термоядерная схема позволит всё то же самое. Космос наполнен водородом, горючего термоядерным реакторам заведомо хватит на трудновообразимые галактические эпохи.

Лазер предпочтительнее, когда хочется получить очень-очень высокую скорость для сравнительно высокой полезной нагрузки – без возни с подвесными топливными баками и головной боли о том, обо что их безопасно разбить после сброса, когда из-за скорости во многие проценты световой те превратятся в релятивистское оружие круче любого атомного.

Рифы космоса... опять

Теоретически лазерный разгон позволяет скорость в районе 99% световой. Серьёзных помех здесь только две. Заполненность космического пространства звёздными системами на маршруте – раз. Общее сопротивление межзвёздного пространства настолько скоростному телу в полёте – два.

Но здесь мы и возвращаемся к идее «реки света» – межзвёздной фотонной трассе большой мощности.

За чистый космос!

Мощные разгонные лазеры способны «выдуть» космическую пыль и газ из больших коридоров межзвёздного пространства. Задачи вывода гиперскоростного лазерного парусника на маршрут, коррекции его курса, торможения или доразгона эффективно решат те же самые лазеры.

В пределах ойкумены из многих звёздных систем, каждая из которых имеет полнофункциональный стеллазер, возможности быстрого межзвёздного полёта на досветовых скоростях резко улучшаются.

Межгалактическая стадия

Да, эту систему теоретически возможно использовать на межгалактических расстояниях. Да, разгон лучами Николла-Дайсона позволит в теории скорость больше 99% световой. Да, по актуальным физическим теориям это замедлит время на борту, хотя сам межгалактический полёт всё равно займёт сотни тысяч лет.

И да, это то, что когда-либо грамотно обыграли в своих текстах полтора фантаста, из которых самый достойный современный пример – «Отсчёт до триллиона» Джона Си Райта.

Но, вернёмся к более представимым хрупким человеческим рассудком масштабам!

Ширина коридора

Для пролёта космических городов на скорости в большую часть световой требуется полётный коридор шириной во многие секунды на той же световой. В этом коридоре требуется выдуть любой объект размером хотя бы с видимую человеческим глазом песчинку.

Впрочем, задача куда проще, чем кажется, поскольку это одна из тех космических проблем, где эффективно работает чисто количественное решение – сколько человеко-часов цивилизация готова потратить на решение вопроса. Качественные затруднения решать сложнее.

Теплостойкость паруса

Как и любая другая космическая энергетика, лазерная двигательная схема упирается в мусорное тепло. А точнее – количество мегаватт на квадратный метр паруса. Чем больше выдерживает материал, тем легче и сам парус и достаточно эффективная система принудительного теплоотвода и переизлучения тепла.

Эффективная графеновая схема может принять мегаватты тепла на квадратный метр паруса – без потери его прочностных характеристик. Ещё забавнее, что масса настолько прочного и настолько тонкого паруса резко падает – до тех величин, когда она составляет единичные проценты общей массы конструкции, а не сравнительно большую долю – половину, треть, четверть...

Даже ограниченное использование суперматериалов очень сильно меняет доступное цивилизации могущество.

Эффективная дальность лазера

При эффективной дальности комплекса из лазера, системы наблюдения и паруса в одну световую неделю, в пределах одного светового года от Солнечной потребуется возвести несколько десятков промежуточных разгонных станций.

На фоне триллионов космических городов в освоенной солнечной, которые всё ещё пытаются взять барьер в хотя бы 1% эффективности роя Дайсона это совершенно ничтожные масштабы. На фоне современной Земли – полноценное государство трудновообразимой мощи, космическая сверхдержава. Совокупная численность жителей станции полпути может варьироваться от сотен тысяч до единичных миллиардов человек.

Коридор безопасности

При размере диагонали одного паруса во многие километры и суммарной ширине коридора безопасности в несколько сотен километров, лазерная трасса на миллион километров способна вместить огромное количество транспорта одномоментно. В том числе – направленного в разные стороны.

Это сложная задача постоянного наблюдения, точного позиционирования и сверхточного наведения лазеров, но, как и абсолютное большинство упомянутых выше решений, она преимущественно количественная. Прорывы качественного типа делают что-то эффективнее или дешевле, но в целом принцип работы остаётся всё тем же, как и высокая безопасность подобной космической трассы.

Проблема тяги

Разгон на высоком ускорении имеет серьёзный побочный эффект. Под тягой сила тяжести направлена в ту же сторону, куда улетает рабочее тело при разгоне. У космического города под ускорением в десятки процентов земного потребуется создать полностью трансформируемое внутреннее пространство. Космический город под ускорением в 1g фактически превращается в башню.

Это достаточно сложная инженерная задача, но решений у неё довольно много.

Ограничение ускорения

Проще всего сознательно ограничиваться малым ускорением при разгоне. Для полёта на дальние межзвёздные расстояния сто лет туда, сто лет сюда практически теряют значение. Лёгкий перекос земли под ногами решается методами обычного ландшафтного дизайна.

Конический дизайн

Имитацию тяготения вращением и тягу привода можно эффективно сочетать в коническом жилом пространстве. Итоговый вектор легко направить к земле под ногами, хотя внутреннее пространство такого города окажется довольно сильно искажено.

Город-трансформер

Достаточно развитой технологии доступен полностью трансформируемый космический город. Он сравнительно легко и сравнительно быстро перестраивает себя в зависимости от того, куда в данный момент направлен «вниз» – согласно предварительным расчётам или достраиваемым «на лету» мощными компьютерами шаблонам трансформации.

Такое применение достаточно простых и скромных по меркам героических космоопер технологий оказывает вполне заметный эффект в рамках жёстких научно-фантастических ограничений.

Межзвёздные транспортные капсулы

Внутри коридора межзвёздной лазерной трассы возможно использовать крайне эффективный лёгкий космический транспорт. В масштабах космического города на маршруте конструкция размером с морской корабль выглядит очень маленькой и скромной. Но всё равно, это миллионы килограммов полезной нагрузки, а то и десятки миллионов.

Эти десятки миллионов килограммов термоядерного горючего позволят даже очень большой лазерной системе постоянную работу на пиковой мощности. Одинокую планету-гигант на топливо для миллионов подобных станций можно разбирать дольше, чем проживёт наше Солнце.

Мобильные станции полпути

Главный принцип космоса – «подвижное в подвижном» работает и здесь. Достаточно большие лазерные станции на базе космического города вполне реально поместить внутрь космического транспортного коридора – и пользоваться ими для усиления внутренней транспортной связности этой подвижной системы.

Они резко повышают эффективность обмена транспортными капсулами между сообществами в полёте. Настолько, что на постоянно активном маршруте их вполне осмысленно держать постоянно же. У этого есть замечательное социальное последствие.

Культурный обмен

Любые бунтари, искатели странного и хиппи космоса получают замечательную возможность совместить личные интересы с нуждами общества. Подвижный элемент внутренней транспортной системы постоянной лазерной трассы превращается в аналог роскошного круизного лайнера.

Представить себе торговлю на межзвёздных расстояниях затруднительно, представить себе эффективный культурный и научный обмен заметно проще. Гипотетические прорывы с бессмертием первого рода могут породить ситуацию, когда многие десятилетия полёта останутся лишь короткой частью активной жизни человека будущего и сохранят единое культурное пространство на расстоянии во многие световые годы без разделения на безусловное «мы» и «они».

Что это всё значит для космической цивилизации? Прежде всего – дополнительный запас живучести!

Глава восемнадцатая: угрозы цивилизации

Медные тазы против нефритовых жезлов

Абсолютное большинство классических апокалиптических сценариев жизнеспособно только на большом экране. Опровергаются все они в зародыше – комбинацией справочных данных и школьной арифметики. Но, пока народ безграмотен, кино и цирк остаются лучшим средством привлечения внимания.

Что же может реально грозить космической цивилизации, и что из великих катастроф древности ей вполне по силам?

Ураганы, потопы, засухи и землетрясения

Запросто смывали под корень цивилизацию античности. Могли нанести серьёзный урон цивилизации средневековья. Дестабилизировали политическую обстановку в масштабах державы с момента перехода к мануфактурному производству. И фактически утеряли своё влияние примерно с XIX века.

Это всё ещё дорого, разорительно и губит людей. Но даже полностью снесённый цунами или землетрясением город – трагедия вместо катастрофы. Техногенная цивилизация по определению крайне живуча, и чем крепче энергетика – тем жизнеспособней цивилизация.

Конец нефти

Самый, пожалуй, любимый апокалиптический сценарий. Планета, на которой закончилась нефть, деньги, ум, честь и совесть нашей эпохи – любимый художественный трюк огромного количества ленивых безграмотных фантастов.

В суровой окружающей реальности мало того, что существует огромное количество индустриальных альтернатив дешёвой природной нефти и газу, которые просто делают что-то изрядно дороже без утери функционала, так ещё и сами эти углеводороды при доступности больших количеств дешёвой энергии можно гонять по бесконечному циклу восстановление – применение – восстановление.

Цивилизация, которая освоила хотя бы своё ближнее околопланетное космическое пространство, вопрос доступности углеводородного топлива, и уж тем более – сырья, решила навсегда, пока горит Солнце. Заодно и парниковый эффект резко снизится – переработкой газа на топливо и пластик!

Конец ледников

Подсчёт того, на какую величину изменится уровень мирового океана, если растопить запасы льда на планете, удивительно суров к ценителям антуражной фантастики затопления. Гора Фудзи так и останется горой вместо острова. Пускаться в бессмысленный поиск суши вряд ли придётся.

Честно, с мусорным теплом, которое нужно, чтобы всё это растопить, проблем у цивилизации окажется в разы больше, чем с порождённым этим теплом «потопом» – с довольно скромным затоплением части исторически освоенных регионов некоторых государств.

Конец экологии

Мусорное тепло безжалостно. Оно ведёт к переменам климата. Правда, в горячей атмосфере с большим количеством парникового газа резко лучше растут леса и все остальные растения. Настолько лучше, что в космических городах локальный микроклимат агропромышленных комплексов, скорей всего, сознательно изменят в эту сторону.

Те же космические города прекрасно решают вопрос для Земли. Сравнительно простые и лёгкие космические зонтики-статиты удерживаются на комбинации силы притяжения Солнца и давления солнечного ветра и эффективно блокируют тепловой, а при острой потребности и чрезмерный световой поток от звезды к планете. Для Земли возможность где-то блокировать излишек света, а где-то подсветить космическим зеркалом означает эффективное управление климатом в масштабах всей планеты. Задача, конечно, сложная – но для космической цивилизации бюджетная!

Конец старости

С точки зрения матери-природы люди должны размножиться первый раз лет эдак в тринадцать, а в двадцать шесть, слабыми и больными, погибнуть насильственной смертью. Это так называемый «естественный» исход событий. Понятно, что настолько бессмысленную и беспощадную систему позарез нужно оптимизировать – чем люди как разумный вид и заняты которое уже тысячелетие.

Чем больше у общества ресурсов, тем больше внимания оно способно уделять прогрессу в этой области. До воспетых трансхуманизмом вечно юных эльфов с +30 к оргазму и эрогенными зонами в обеих ухах, конечно, ещё нужно дожить. Но скорей всего этот процесс в медицине окажется настолько же параллелен общему развитию компьютерных технологий и порождённых ими прикладных инженерных решений, что и любой другой высокотехнологический.

Он же эффективно покончит с основной массой болезней.

Тотальная диспансеризация

Комбинация современного мобильника и простенькой диагностической периферии уже может крайне многое. Дополнение её к полноценному «медицинскому браслету» и единой базе персонализированных медицинских данных в теории уже позволяет адекватные медицинские рекомендации практически в реальном времени – на доступных нам, практически современных технологиях!

Общество с таким контролем за своими гражданами в единой системе по аналогу современных китайских разработок уже имеет все шансы резко снизить влияние на себя эпидемий и медицинских кризисов любого типа.

В космической цивилизации дополнительную защиту обеспечит расстояние.

Вирусные эпидемии

Цивилизация на базе космических городов имеет прекрасную защиту от вирусных эпидемий любого типа. Искусственные сооружения по умолчанию снабжены шлюзами, промышленными стерилизаторами и сравнительно просто изолируются даже в пределах малого кластера местных космических городов. А до соседей подальше – в буквальном смысле этого слова космическое расстояние!

Для надёжного заражения человечества хотя бы в ближнем космосе требуется, чтобы вирус оказался сначала очень заразным и очень-очень малозаметным, а потом, внезапно, столь же опасно-смертоносным – причём строго после того, как все заразятся.

В компьютерной игре такое решение обычно принимает игрок с абсолютным контролем над поведением вируса. Кто, и главное как, сможет принять и выполнить такое решение в реальности? Агенты-биотеррористы должны оказаться практически везде, практически одновременно, все остаться секретом и в секрете же заразить всех. Такие натяжки даже в Голливуде плохо работают! В космическом обществе из хотя бы миллионов космических городов они теряют эффективность вовсе.

Распределённая система живучести

Любая распределённая высокотехнологичная система по определению более живуча, чем единый сверхплотный центр. С ростом космической цивилизации Земля надолго останется главным центром этой самой цивилизации, в том числе по фактической плотности населения, промышленной, научной и экономической мощи.

Но это временное явление! Чем больше в космосе окажется жизнеспособных альтернатив Земле, тем ниже влияние любого катастрофического земного события на общую жизнь человечества. Особенно это касается столь любимых в народе астероидов-убийц.

Убийца динозавров

На Земле есть несколько астероидных кратеров диаметром больше десятков километров. По выбросу пыли в атмосферу, мощности ударной волны и вторичным разрушениям многие из них превышают хорошую такую ядерную войну.

Но только для «приземлённой» цивилизации они угроза. Космическая скорей устроит конфликт в космосе за право разобрать на ресурсы тот же самый астероид, чем сколько-то заметно пострадает от его визита. Он же сам пришёл! К историческому промышленному центру Солнечной! Ценные ресурсы принёс гигатоннами! Тормозим, делим на участки, зарабатываем!

Иншалла!

Горячий конфликт

Столь же эффективно переход к распределённой системе понижает влияние горячих конфликтов на цивилизацию. Даже в современной нам земной планетарной культуре огромное количество горячих и тлеющих конфликтов годами тянется на периферии условного «первого мира» без любых помех основному развитию цивилизации.

Более того, на этих конфликтах успешно зарабатывают. Экспорт революций, продажа оружия, экспорт стабильности, продажа высокоточных бомбёжек государственному или политически близкому заказчику – всё это можно столь же успешно продавать и в рамках огромной космической цивилизации.

Какая-нибудь система лун Юпитера или Сатурна запросто может воевать между собой за приоритеты торговли с внешним миром – и регулярно покупать у того новую технику, оружие, военных советников, наёмников и квалифицированное ограниченное вмешательство. Цивилизация человечества как общее целое имеет все шансы вообще игнорировать подобный конфликт – слишком мало тот значит для них за пределами местного уровня. Хотя в нём запросто могут участвовать миллиардные государства на уровне конфликтов Индии с Пакистаном.

Экзистенциальные угрозы 2.0

Огромное количество угроз цивилизации становится таковым лишь с развитием техники. Релятивистские кинетические снаряды требуют возможности сравнительно просто и сравнительно дёшево разгонять космические ракеты до релятивистских скоростей. Роботы-убийцы – высокоэффективную робототехнику. Склизкие гендерфлюидные монстры-эротоманы с похотливыми щупальцами – запредельной эффективности биотехнологии.

Традиционный для фантастики ассортимент «угроз нового времени» эффективно блокируется в зародыше просто грамотной политикой их контролируемого развития. Полицейское государство может решить массу таких «проблем» своевременно принятым законом – при условии его более-менее добросовестного исполнения.

Количественные решения проблем

Чем больше заселено и освоено хотя бы дальнее околоземное космическое пространство, тем проще и доступнее количественные решения любых экономических проблем. Космическое сырьё – да. Космическая энергия – да. Космическая защита любого типа – разумеется! Экспорт протестующих любого типа к лучшей жизни любого типа вообще изначально заложен в проекты О'Нила как базовый элемент привлекательности для вероятных переселенцев.

С развитием цивилизации все эти решения исключительно де-ше-ве-ют.

Замусоривание орбиты

Современное замусоривание орбиты вызвано преимущественно ценой килограмма на той же самой орбите. У цивилизации, которая полноценно освоила хотя бы околоземное дальнее космическое пространство системы Земля-Луна вопрос чистки орбиты превращается в бюджетную статью текущих расходов.

Удивительно скромную по отношению ко всему остальному – потому что даже беспилотные простые автоматы при местной системе ресурсной утилизации решают вопрос увода мусора с орбиты в захоронение по количеству выделенных на это человеко-часов рабочего времени операторов системы.

Цена жизнеспособности

Космос – враждебная человеку среда. То, что она же позволяет создавать идеальное по комфорту и контролируемости жизненное пространство – лишь вторая сторона той же медали.

Это значит, что хотя минимальный уровень затрат для создания полноценного космического города достаточно низок, тот же минимальный уровень затрат превращается в уязвимость всего лишь однократной пиковой нагрузкой за пределами расчётных параметров. Выше упоминался пример выброса пиковой радиации Проксимой Центавра – и это тот минимальный уровень защиты, который обязательно придётся закладывать в местную защиту внешнего корпуса любого космического города.

Но, хотя пренебрежение этой защитой оканчивается катастрофой, само по себе оно просто влечёт дополнительные расходы. Практически любая проблема техногенной космической цивилизации навсегда остаётся экономическим требованием вместо однозначной фатальной уязвимости.

Сверхмощные угрозы

Современная наука допускает ассортимент сценариев апокалиптического типа, с мощным выбросом радиации или материального вещества по освоенной Солнечной. Но есть пара критических нюансов.

Во-первых, космос позволяет очень сильно наращивать предельный уровень защиты. Уже наличные космические города понесут расходы, придётся спешно пересматривать любые приоритеты мирного времени и перераспределять человеко-часы, но угрозы на ближних межзвёздных расстояниях измеряются в сроках от лет до многих десятков, сотен, а то и тысяч лет.

Во-вторых, подрыв звезды нужной мощности имеет явно выраженную и хорошо документированную предварительную стадию, которую можно заметить сильно заранее. Заметить сильно заранее массивный объект либо рой кометного материала на межзвёздных расстояниях тоже сравнительно просто. И чем больше развита космическая цивилизация – тем проще.

Теневой щит

Достаточно развитая цивилизация может обеспечить даже защиту Земли от мощного выброса радиации при взрыве сверхновой. Теневой щит из сравнительно эффективных материалов, увеличенный на порядки аналог элемента конструкции ракеты с атомным двигателем, вполне можно своевременно поместить на правильную орбиту и быть уверенным, что Земля окажется в тени как минимум одного такого щита – даже если строить для гарантии придётся много штук сразу.

От угроз на досветовых скоростях защититься гораздо проще – те наблюдаемы заранее, на скорости распространения света. Это серьёзное препятствие на пути космических боевых действий любого типа.

Космический геноцид

При всей притягательности окончательного решения этнического вопроса контейнером-другим метко пущенных утюгов на высокой скорости, у этого человеконенавистнического плана есть серьёзные уязвимости.

Первая заключается в том, что акт подобной агрессии всегда заметен. Разгон требует работы двигателя. Без разницы, какого типа – эту работу видно на космических расстояниях. Неудобные вопросы прозвучат куда раньше, чем оружие преодолеет заметный участок космического расстояния до цели.

Вторая уязвимость в том, что масштабная угроза должна накрывать слишком много распределённых объектов сразу. Идеально точно, идеально убийственно, одновременно. Это ставит крест на любом эффективном первом ударе, едва лишь речь заходит о настоящих крупных сообществах. Одна лишь цена подобного решения становится заметна вдумчивым аналитикам ещё на стадии концентрации финансов. И у них в этом процессе отыщутся надёжные помощники!

Банки данных космоса

Достаточно большая и достаточно мощная компьютерная система останется алгоритмом без капли разумности. Но при грамотной настройке она позволит очень и очень многое. В том числе – адекватный контроль нужд и стремлений трудновообразимых по нашим представлениям человеческих сообществ.

Будут ли у этой системы проблемы и сбои? Да, будут. Окажутся ли они разорительны и опасны – да окажутся. Так почему же цифровой ГУЛАГ и Скайнет так и останутся лишь антуражной приключенческой фантастикой?

Да по той же самой причине, что и сейчас. Выгоды от контроля информации о населении и развитие эффективных средств наблюдения за этим населением прекрасно работают как инструмент контроля злоупотреблений системы. Компьютерный цифровой агент этим занят, или живой разумный человек на жаловании государства, всё равно есть кто-то, чья задача – в любой момент времени проверить, насколько адекватно и полезно работает система.

Тоталитаризм и безысходность

Классическая фантастика часто пыталась навязать обществу принудительное окукливание в единственно верной политической, экономической, административной и культурной парадигме. Для писателей на соцзаказе эпохи это работало на продажу текста заказчику. Для халтурщиков – просто резко сокращало количество работы.

Эти монолитные футурополитические химеры при вдумчивом рассмотрении наделены огромным количеством системных уязвимостей, логических дыр и сознательно привнесённых дистопических элементов. У ряда писателей золотого века фантастики доходило и до никчёмности всего человечества как разумного вида.

Реальность освоения космоса в том, что осмысленной работы хватит на геологические эпохи – всем и каждому, ради лучшей жизни. Нам ещё всю эту галактику заселять, как ни крути, вот какой тут, нафиг, кризис самооценки и смысла жизни на ближайшие десятки тысяч лет?

Политический винегрет

Другая крайность человеческого фактора – чрезмерная конфликтность предельно разных политических, культурных, расовых и этнических сущностей будущего. Конечно, залудить в очередной книжный проект войну космического рейха, космических евреев, космических американцев и космического СССР очень удобно для редактора-составителя тематического сборника. Это факт.

Но факт и то, что в реальности предельно большое общество предельной ёмкости противоречия между своими отдельными суверенными частями резко снижает. Ожидаемая высокая транспортная связность этого общества позволяет и высокую же мобильность проблемных граждан между вероятными государствами проживания.

Избавит ли его это от всех конфликтов навсегда? Вряд ли. Снизит ли удельное демографическое давление в предельных узких местах? Безусловно!

Кометный дробовик

В список долговременных фактических угроз даже хорошо освоенной Солнечной можно записать кометный дробовик. Визит сравнительно большой планеты в дальние окрестности системы – и малопредсказуемый выброс самого разнокалиберного мусора размером с хороший астероид.

Подкрепляется это курсом самой планеты через систему. Гравитационные возмущения окажутся вполне достаточны, чтобы устроить внутри тот ещё адский пинбол. До стадии, когда человечество сможет эффективно увести настолько массивное тело с курса, расколоть его на части или перевести на стабильную орбиту пройдут многие тысячелетия интенсивного развития.

Кранты ли это?

Храните спокойствие и модернизируйте двигатели!

В любой опасной ситуации хороший космический двигатель – лучшее оружие. Если как оружия его всё ещё мало, вполне может оказаться, что его вполне достаточно как двигателя. Манёвренность космических городов в сложном обвесе достаточно велика, чтобы менять орбиты в достаточно широких пределах.

От сравнительно малого выброса материала банально можно попробовать уйти. Распихать города по безопасным орбитам, после чего вернуть более-менее на место. Прохождение блудной планеты через систему займёт десятилетия, и это сравнительно мало. Для любого участка, через который она идёт в конкретный момент времени опасный период длится единичные годы.

А видно её сильно заранее.

Глубина оповещения

Для бродячих космических объектов составляет в заселённой Солнечной при активном наблюдении космоса срок от веков до тысячелетий. Это космос, его размеры делают удивительно медленным любое прибытие... а точнее, делают удивительно своевременным любое малоприятное известие.

Да, экзистенциальные угрозы в их числе. Даже бродячую чёрную дыру сравнительно низкой массы получится обнаружить сильно заранее. Уже помянутыми ранее по тексту средствами дальней космической интерферометрии.

Горизонт событий

Малоразмерная чёрная дыра на большой скорости вообще причиняет куда меньшие повреждения, чем полагают фантасты. Тот же Симмонс, когда покончил с Землёй с помощью чёрной дыры, магическим образом «уронил» её точно в центр Земли.

В прохождении через Солнечную настолько малоразмерная чёрная дыра прошьёт любое тело насквозь как игла и полетит себе дальше практически без потери скорости – и без последствий. Условная метровая дыра в Земле закроется практически на той же скорости, на которой её будет проедать несущейся через материю чёрной дырой. Банально из-за давления окружающей породы закроется.

Чтобы причинить серьёзный урон, такую дыру нужно перевести на какую-то постоянную орбиту. Но цивилизация с мощью такого уровня может перевести её на любую выгодную орбиту вообще. А с природными средствами такого соседства отмечается изрядная напряжёнка.

Бродячая звезда

Но допустим, угроза куда серьёзнее. Через космос несётся карликовая звезда. Тусклая, коричневая, но достаточно массивная, чтобы закружить Солнце в хороводе и раскидать планеты в разные стороны за пределы системы, а потом и само то Солнце – прочь из галактики. Что тогда?

Двигатель Каплана, разумеется. У человечества в запасе отыщется минимум несколько сотен тысяч лет с момента обнаружения угрозы. Реально и того больше. Мы говорим о звезде, а её сложно проглядеть. Банально хвост пролётных возмущений уже достаточен, чтобы сделать какие-то выводы.

Подвинуть систему на расстояние в световые дни, всю, целиком, можно за срок в те самые несколько сотен тысяч лет. Запасов солнечного кислорода на это хватит. С момента промышленного освоения Солнца двигатель на его полюсе вполне достаточен, чтобы слегка поменять высоту Солнечной относительно плоскости галактики – и сохранить на месте общее направление движения относительно прочих звёзд. Даже транспортные маршруты останутся более-менее на месте!

Своевременная эвакуация

Масштабный перелёт космических городов к ближним звёздным системам за срок в десятки тысяч лет организуется настолько же эффективно.

Землю, конечно, жалко, но планета и человечество давно уже перестанут быть к тому моменту единым целым. Спасти людей ценой расставания с планетой – вполне приемлемо. Запросто можно даже успеть вывезти с её поверхности оригиналы наиболее примечательных объектов архитектуры – и грузоподъёмности и чистых транспортных возможностей космической цивилизации между I и II типами по шкале Кардашева на это уже вполне достаточно.

Кардашев II

Цивилизация, которая уже использует многие проценты энергии Солнца, эффективно распространилась на десяток ближних к Солнцу звёзд и ведёт их активное освоение, имеет гарантированную защиту от последствий любой масштабной катастрофы. Серьёзно угрожать области пространства в десятки световых лет разом попросту затруднительно.

Любая достаточно мощная для этого угроза «светится» для наблюдателя из-за пределов галактики. Будь это хоть кластер скоростных чёрных дыр курсом на столкновение, заметят его вовремя. Значит, и смогут принять адекватное ситуации решение.

Спасение цивилизации в таких обстоятельствах всё ещё остаётся эпической по масштабу и стоимости задачей. Но требует вместо похоронной конторы гробовщиков отряды дерзких компетентных спасателей.

Человек возьмёт столько милостей от галактики, сколько ему потребуется. Мы здесь первые. Она наша согласно праву рождения.

Космопанки – хой!

Глава девятнадцатая: ремонтники космоса

Цена ухода

Мало просто взять и отгрохать мегаструктуру в космосе. Нужно потратить вполне сопоставимые человеко-часы на её текущее обслуживание. Большой космический город обладает высокой стойкостью к разовым опасным воздействиям – но вполне убедительно ветшает и дряхлеет без текущего обслуживания.

И чем больше обитатели экономят, тем быстрее и сильнее ухудшается ситуация!

О чём забывают фантасты

Классики фантастики очень любили тему брошенного и пришедшего в разлад и запустение космического мега-сооружения. Корни этого художественного решения можно спокойно проследить к золотому веку фантастики и легендарному редактору Кэмпбеллу.

Упирается всё здесь в полную ерунду – малоудобный вопрос о том, куда смотрели остальные неисчислимые миллиарды соседей, пока ветшала конкретно эта постройка – и почему её бросили так вместо демонтажа, ремонта или замены?

По цене денег

Всё, что решается по цене денег – переходит из категории проблем в категорию расходов. У цивилизации, занятой полноценным освоением космоса, скорей всего очень крутая сложная автоматика и столь же крутая доступная энергетика. При изобилии безлюдных рабочих часов и дешёвой энергии можно легко и активно обслуживать даже очень сложные и большие космические города.

Время запустения

На то, чтобы достаточно большое жилое пространство естественным путём обветшало и рассыпалось, требуются годы. В случае космических сооружений – и того больше.

Конечно, сама по себе деградация внешнего слоя материала под лучами Солнца происходит относительно быстро, и чем активнее жарят ультрафиолет и радиация – тем быстрее. Но вот сама капитальная постройка в основе – совсем иное дело!

Нюансы конструкции

Типичный космический город состоит из внутреннего подвижного жилого корпуса, подвеса, лёгких промежуточных корпусов, внешней обшивки и внешней же инфраструктуры. Города О'Нила рисовали довольно простыми – тот прямым текстом ставил художникам задачу нарисовать красиво. Реальные проекты за полвека развития идеи далеко разошлись с наивной романтизацией тех лет.

В том числе потому, что романтическая конструкция отличается крайне малой жизнеспособностью на фоне практической.

Эффективный солнцезаборник

На исходных рисунках мы видим огромные, на всю длину жилого корпуса, окна и такие же огромные зеркала. Это всё – художественное преувеличение. Реальный современный проект либо имеет сравнительно малый зеркальный «солнечный колодец», либо вовсе работает на конверсии энергии солнечных электростанций в дизайнерское заведомо искусственное освещение.

Это одна из тех уязвимостей романтизированного образа, что в реальности суровой научной действительности решается ещё на чертеже. Значит ли это, что у современного проекта мало проблем с текущим обслуживанием? Да вот ещё!

Триллионы Кардашева

Прежде всего стоит помнить, что заселённая Солнечная на многие порядки увеличивает любые проблемы банально в силу того, что на многие порядки увеличивает население и количество искусственных сооружений любого типа.

Стоит помнить и про естественное вымирание и сдвиг экономических приоритетов. В сообществе из триллионов космических городов редкая потребность временно или навсегда оставить жалкий процент от процента безлюдным закончится миллионами бесхозных и ветшающих космических объектов.

Срок полураспада

Сам по себе космический город запросто может провисеть в космосе письменно документированный срок жизни нынешней человеческой цивилизации – несколько тысяч лет – и даже более-менее сохранить форму и структурную целостность. Конечно, за эти тысячелетия он получит облако мелких обломков и пыли вокруг себя, но в целом сохранится таким, каким был.

Достаточно мотивированная команда строителей может демонтировать его нафиг лет за десять. Тот же срок, что в проектах закладывали на законченное строительство – в рабочем порядке и без любых трудовых подвигов. Есть серьёзные опасения, что в абсолютном большинстве случаев окажется сложнее выселить сквоттеров, чем разобрать их бывшее пристанище.

Руины космоса

Даже при эффективном демонтаже брошенного космического имущества за сравнительно короткий срок в произвольный момент времени любая цивилизация предположительно будет иметь многие тысячи капитальных единиц подобного рода на регион космоса.

В суровой футурологической реальности они порождают массу проблем и неудобств для окружающих. В чисто художественных целях они интересны сами по себе – хотя сильно расходятся со многими ожиданиями жертв массовой культуры и бытового мифа.

Космический бомж-панк

В мире на момент написания этого текста при минимальном желании получится отыскать брошенные посёлки, а то и города. Наша скудно заселённая планета с малым, единичные миллиарды человек, населением может себе позволить многие десятилетия игнорировать существование «призрачных городов».

Чистые масштабы вероятной заселённой Солнечной означают, что бомжи, панки, маргиналы и просто люди с искрой благородного прибабаха в глазах достаточно быстро пристроят брошенное космическое имущество к делу. Пусть и далёкому от первоначальных задач его строителей.

Кластер руин

Типичный космический город третьего проекта О'Нила – уже вполне уверенный стотысячник-миллионник. В зависимости от совершенства технологий, физический размер космического города может очень сильно меняться.

Даже если игнорировать качественный скачок на основе углеродных нанотрубок, кластер брошенных ввиду малой перспективности космических городов в медвежьем углу космоса может остаться функциональным аналогом многомиллионного государства.

Пусть даже фактическое отношение к нему окажется где-то на уровне Ливии разгара гражданской войны или ещё какой расколотой больше чем на десяток враждующих провинций Сомали.

Процент от процента от квинтиллиона

В заселённой до сколько-то реалистичных пределов Солнечной жилое пространство исчисляется миллионами Земель.

В гнилых потрохах любой суперцивилизации будущего спокойно уместятся многие триллионы дистопичных нищих скитальцев. Конечно, эта нищета окажется довольно относительной, но уровень контраста ожидается примерно как у босой негритянки в племенных татуировках, набедренной повязке, шрамированными грудями навыпуск, дешёвым китайским автоматом Калашникова в одной руке и мобильником вместо кошелька и паспорта в другой.

Убогими пародиями на деградировавшие государства список грязных закоулков Солнечной только начинается.

Малые сооружения

Помимо кластеров долговременных космических городов освоенная Солнечная насчитывает квинтиллионы менее капитальных сооружений. Космический транспорт крутится на орбитах захоронения долгие тысячелетия, а то и десятки тысяч лет.

Выведенные из эксплуатации малые циклеры. Списанные узлы ретрансляторов дальней связи. Заправки. Ремонтные базы. Закрытые военные объекты. Все они так и останутся на своих орбитах – надолго.

Принудительное захоронение

Для полноценного захоронения бесхозного космического объекта в абсолютном большинстве случаев его нужно разделать и по частям отправить в переработку. Нужно и много рабочих часов и заметные логистические расходы.

На этом, разумеется, могут и будут зарабатывать. У полноценной цивилизации II типа по Кардашеву уборка внутрисистемного мусора и помех излучению мусорного тепла – жизненная потребность.

Центры переработки

Орбитальное пространство местной космической свалки – довольно интересный космический объект. Прежде всего тем, что действительно похож на воспетый авторами вахи 40К спейс халк. Бесформенное скопление бывшего космического транспорта, искусственных сооружений и малоразмерных космических городов, порой всё ещё ограниченно функциональных.

Разделка их в штатном порядке без веских поводов может идти довольно-таки черепашьим шагом. Мусор запросто может скопиться в достаточном количестве, чтобы породить специфическую местную субкультуру потомственных старьёвщиков и строительных (а точнее – ломательных) команд.

Представьте себе государство размером с нынешнюю сверхдержаву вроде Китая, живущее только сбором и переработкой чужого мусора – и вы получите приблизительную картину того, как это может выглядеть.

Мусорные бароны

Вторичный рынок дефективного жилья и устаревших промышленных объектов для нищего, малограмотного и бесправного населения может оказаться удивительно жизнеспособным.

Как в современных городах Африки существует торговля правом эксплуатировать достаточно большую и перспективную свалку в кольце фавел, так и в цивилизации будущего можно предусмотреть рамки жизнеспособности и экологическую нишу явных «джанк-таунов».

Нюанс масштаба

Разрыв нынешнего уровня жизни с вероятным уровнем жизни космической цивилизации будущего однозначен. Только вот свой «депрессивный уголок» размером и численностью населения с нынешнюю Азию отыщется в любом уголке Солнечной в силу её масштабов.

Обитатели такого уголка скорей всего смогут жить заметно лучше нас по массе параметров, но заметно хуже современного им среднего уровня жизни по той же массе параметров.

Что в конечном итоге сильнее всего ограничит конечное доступное среднее благосостояние человечества? Мусорное тепло.

Энтропийная валюта

Законченный рой Дайсона обладает чисто физическим побочным эффектом. При высокой эффективности роя возможность эффективно излучать мусорное тепло принимает критическое для жизни роя значение.

Покинутый космический город выгодно разделывать вдали от зелёного пояса, да и вывозить на разделку достаточно медленно. Только потому, что количество энергии на лазерном парусе уверенно превращается в новые гигаватты мусорного тепла на килограмм материи под разгоном.

Предел энтропии

Конечно, человечество до этой стадии застройки Солнечной запросто может идти срок, примерно равный существованию человека разумного в современном понимании как биологического вида. Многие десятки тысяч лет. Но когда срок придёт – даже разделка мусора имеет все шансы замедлиться дополнительно.

К счастью, есть у проблемы и альтернатива

Условно-бесконечный саморемонт

Комбинация прорывных технологий, о которых столько говорили фантасты XX века, гарантирует простое и дешёвое самообслуживание капитальных сооружений любого типа даже в условиях космоса.

Что вообще можно сделать, чтобы обеспечить условно-вечный срок жизни космической мега-конструкции?

Простота конструкции

Звучит довольно странно, когда мы говорим про капитальное строительство в космосе, но рациональное зерно в этом предложении есть. Чем меньше сложных элементов, тем ниже общая уязвимость конструкции.

Египетские пирамиды стоят уже которое тысячелетие, хотя для своего времени они – безусловный мега-проект, на который трудилась вся цивилизованная ойкумена той эпохи.

Разумное ограничение эксплуатации

Регламент использования. Соблюдение штатных режимов. Учтённая ещё в проекте защита от главных вероятных источников повреждений. Максимум решений, которые можно принять ещё до запуска конструкции в эксплуатацию – и решить проблемы одним лишь только соблюдением уставов, правил и законов космического общежития.

Техническое обслуживание

Регламент на ежедневный уход и регулярное техническое обслуживание столь же исправно решает массу проблем идеальным симбиозом персонала и конструкции.

Искусственное сооружение обеспечивает нормальную жизнь своих обитателей. Жители космического города контролируют постоянное обслуживание и ремонт критических узлов, силовых элементов конструкции и рабочих поверхностей.

Сверхпрочные материалы

Расчётные параметры углеродных нанотрубок в теории позволяют удивительно прочный космический город размером с материк. Как и до абсолютного большинства других ожидаемых прорывных технологий, до крутых материалов ещё нужно дожить, и случится это где-то в расплывчатом будущем времени. Хотя, безусловно, сильно изменит правила игры с энтропией в пользу человечества.

Но есть и более доступный нам из нашего здесь и сейчас легкопредсказуемый способ!

Автономный саморемонт

Для проверки многих элементов космической мега-конструкции и ухода за ними требуется удивительно простое сочетание робототехники, контрольных приборов и многофункциональных инструментов.

Человекоподобные роботы с глазами-фотоэлементами и носом-лампочкой останутся на страницах детских журналов и картинах ретро-фантастов. Утилитарная коробка с манипуляторами, сменными головками инструментальных насадок и какой-то экзотической ходовой, от монорельса до якорей-захватов – строго наоборот, с большой вероятностью станет нормальным элементом пейзажа на внешнем корпусе и обвесе любого космического города.

Сумма технологий

В реальности все приёмы выше окажутся востребованы примерно одновременно, хотя и в разной степени. Технологическая цивилизация резко увеличивает доступное ей количество рабочих часов без участия человека. Это касается и задач прикладной дефектоскопии.

Робототехника – детище компьютерной революции, и человечество по большому счёту лишь сделало первые шаги на этом долгом и сложном пути. Ранние простые роботы – садовники, ремонтники и строители у нас есть уже сейчас. Дальше станет лучше. Хотя тоже с оговорками на ситуации, где техника проигрывает экологии.

Органическая среда

Главная проблема космического города в том, что хотя снаружи он подвергается довольно короткому списку вакуумных космических воздействий, изнутри его штурмует агрессивное сочетание кислородной атмосферы, жидкой воды и органической жизни всех уровней, от простейших и плесени до слишком любопытных детишек и слишком глупых взрослых.

Что с этим делать?

Уничтожение органики – дело рук самой органики

Станцию «Мир» удивительно быстро загадила трудновыводимая плесень. Но это маленькую, тесную и почти беззащитную космическую станцию. Жилая среда объёмом хорошо за триллион кубометров и площадью с хороший город-спутник миллионника с прилегающими к нему лесами, полями и водоёмами обладает как намного большим запасом прочности, так и намного большими возможностями к самозащите.

Всего-то и нужно, что оставить в экологическом цикле паразитов. Звучит странно, зато прекрасно работает. В серьёзных проектах космических городов намеренное привнесение многих уровней паразитов, от микро-уровня до сравнительно больших насекомых и грызунов органично решает задачу чрезмерного размножения бесконтрольной «зелёнки». Ну а с теми грызунами и насекомыми борются уже бродячие хищники и птицы.

Да, в нормальном космическом городе будущего есть и активно востребована экологическая ниша бродячей кошки или собаки!

Технические средства защиты

Искусственную космическую среду достаточно легко стерилизовать и защищать в критически значимых областях конструкции. Жёсткий ультрафиолет, профилактическая стерилизация радиацией, вакуум – действенных простых мер полно и стоят они дёшево. Основные проблемы вызовет та часть конструкции, где постоянно живут люди и органическая часть местной биосферы.

Но за её пределами, в лёгких технических корпусах и на внутренней стороне внешнего прочного корпуса всё окажется гораздо проще... и количественно масштабнее!

Слои обитания

На Земле человечество живёт на сравнительно тонком срезе пространства и оставляет землю под ногами более-менее естественным процессам. В космическом городе это один из слоёв, которым требуется всерьёз заниматься. А ещё конструктивная подложка и внешний прочный каркас жилого блока. Промежуточные лёгкие корпуса между ними. Внешний прочный корпус. Система дневного и ночного освещения. Система управления климатом. Система принудительной очистки местных открытых водоёмов. Система информационной связности. Электросистема. Продолжать можно долго.

Земная цивилизация запросто может оценивать сложность дороги в количестве рабочих на километр. Космическая расширит эту цифру до любого квадрата под ногами вообще – и дополнительно помножит на уровни выше и ниже.

Внешнее загрязнение

Местный транспорт достаточно активно пачкает внешние корпуса. Ракетные двигатели выплёвывают продукты сгорания топлива. Ионные – поток ионов какого-то вещества. Лазерный парусник на торможении – достаточно мощный световой поток.

Корпус в любом случае получает какой-то слабый внешний урон – постоянно. Столь же постоянным окажется и его обслуживание внешним слоем роботов. Достаточно сложная внешняя инфраструктура позволит вынести основные транспортные узлы далеко в сторону и понизить ущерб основной конструкции. Но какой-то ущерб всё равно останется.

Пенометалл

Металлическая пена – лёгкий и достаточно эффективный способ защитить внутреннее жилое пространство космического города. Лёгкие корпуса из такого металла с наполнением вязкой самозатвердевайкой по умолчанию добавят конструкции достаточную защиту от разовых малокалиберных пробитий.

Количество этих корпусов сработает как разнесённое бронирование на хорошем современном танке или космические щиты Уиппла – и эффективно блокирует даже сравнительно мощный космический снаряд. В том числе искусственный.

Чтобы с гарантией уделать хороший космический город, его нужно достаточно серьёзно обстреливать как минимум ядерными боеприпасами направленного взрыва.

Пределы замусоривания системы

Космический мусор на постоянной орбите может оказаться удивительно опасным для космического транспорта в полёте на пересекающемся курсе. Даже болт или гайка размером с пулю опасны, когда энергия столкновения на космической скорости превышает энергию подрыва взрывчатки той же массы.

Их своевременное обнаружение требует достаточно крутой лазерный «радар». Для испарения угрозы такого размера нужны одновременно и достаточно мощный лазер и достаточно своевременное обнаружение.

Какой-то сбор мусора полностью автономными роботами на долгом космическом дежурстве потребуется вести постоянно. Центры переработки и обслуживания патрульной системы такого рода возникнут повсеместно и станут достаточно стабильным делом сами по себе.

Погонщики тупых роботов

Около века назад казалось, что полноценный синтетический разум уже на горизонте. Современная компьютерная наука сомневается, что вообще сумеет в ближайшие века понять, откуда следует хотя бы начинать работу.

Только вот автономные роботизированные системы в параллель этому процессу уверенно появились и совершенствуются, примерно на той же скорости, что наши компьютеры. Они могут всё больше – оставаясь абсолютно безмозглыми и подконтрольными человеку машинами.

Стадо многофункциональных роботов под надзором людей-контролёров примет на себя функции, которые в ином случае пришлось бы делегировать целому рабочему посёлку монтёров, строителей и наладчиков.

Повод к стараниям

Какая главная причина того, что космический город значительно дешевле предельно долго обслуживать и содержать вместо утилизации? Его энергетические возможности. Хороший космический город скорей всего оснащён мощной лазерной батареей и разгонными катапультами. Банально потому, что нуждается в активном транспортном обмене с окружением хотя бы на средних космических дистанциях в пределах своей орбиты.

Его транспортные электромагнитные катапульты выстреливают контейнерами в другой космический город, а лазерные батареи тормозят чужие контейнеры на подлёте. Чем это различается с хорошим боевым лазером или мощным рэйлганом? Да, честно говоря, ничем. Логичный вывод – содержать космическое мега-сооружение в долгосрочной перспективе спокойнее и дешевле, чем отдавать в чьи попало руки. Даже при драконовских внутрисистемных законах о нарушении покоя третьих сторон местными конфликтами.

Впрочем, отношения внутри настолько большой цивилизации вообще очень сложный вопрос.

Глава двадцатая: космическая политика

42?

Почему люди занимаются тем или этим? Почему целые государства живут плохо, когда могут жить хорошо? Почему десятки тысяч высокотехнологичных автономных ударных единиц безжалостно ведут огонь на поражение на сходящихся курсах? Куда пропала обещанная развитием технологий и дешевизной ресурсов утопия?

Это политика, засранцы!

Главный друг писателя

Сложная политика, в основном на базе научных исторических аналогий – мощный инструмент авторов любого интересного сеттинга.

В футурологическом смысле любые гадания на кофейной гуще о справедливом общественном устройстве будущего всегда ошибались. В двадцатом веке, Фукуяма мне свидетель, так и при жизни автора! Значит, любое жонглирование историческими аналогиями нужно в основном игростроителям с писателями-фантастами.

Нафига?

Многообразие решает

Даже в хорошей современной настольной ролевой игре можно увидеть большие сложные таблицы для случайного формирования прошлого игровых персонажей, их психологии, отношения к миру и внутриигрового статуса.

Легендарные франшизы 1990-ых, вроде GURPS Стива Джексона в позднюю до-блогосферную эпоху могли себе позволить выпуск полноразмерных бумажных книг только с набором сложных жанровых рандомизаторов и развёрнутых статей-толкований. Что, впрочем, и естественно, поскольку хорошая игра заведомо вторична к художественному творчеству эпохи и накопленному запасу чисто сюжетных решений. Из них увлекательный игровой процесс либо повествование и строится.

Даже в эру, когда любая планета в фантастике воспринималась как аналог материка с какими-то местными неграми, такое решение давало хоть какое-то подобие жизненного, этнического, политического, культурного и экономического разнообразия. То, что уже скоро полвека видят основной движущей силой активного заселения космоса вообще!

История, безжалостная стерва!

Наглядная история земного шара доказывает, что в любую эпоху абсолютный гегемон ойкумены – бесплодная мечта. Даже когда границы мира вокруг резко ужались машинной цивилизацией с лучшей на порядки относительно лошади и паруса скоростью транспорта и связи, мир так и остался пёстрым лоскутным одеялом из десятков тысяч крупных этносов и сотен государств.

Попытки строить единую надгосударственную структуру хотя бы для консультаций, обсуждения спорных вопросов, и, мечтать так мечтать, беспристрастного суда – так и остались лишь попытками. Малое желание сотрудничать в исполнении малого количества государств уже превращает эту систему в практически бесплодную говорильню. В лучшем случае, она при этом хотя бы кем-то успешно куплена или запугана достаточно, чтобы какую-то часть времени работать хоть в чьих-то интересах.

И после этого кто-то всерьёз собирается рассматривать предложения фантастов о едином земном правительстве? Три ха-ха и сбоку бантик!

Конфетти суверенитетов

Итак, государства останутся государствами. Возможно, появятся новые. Возможно, какие-то распадутся на отдельные штаты или провинции. Возможно – останутся едиными, но поведут индивидуальную застройку и заселение областей космоса преимущественно жителями какого-то региона в интересах либо этого региона, либо его жителей.

Это самая вероятная реалия освоения сферы Хилла Земли, которую закладывал в движущую силу проекта ещё старик О'Нил. Выплёскиваться за её пределы человечество, скорей всего, начнёт по тому же принципу.

Чем это лимитировано?

Пределы роста

Исторически, у колонизации есть довольно простые естественные границы. Технический уровень цивилизации влияет по большей части на скорость прохождения колонистами этапов развития колонии, от зарождения до полноценной самодостаточности, экономической и административной.

Главные ограничения принципиально одинаковы:

Скорость прироста населения

Идеальный расчёт заселения Солнечной ведётся на основе допущения о взрывном росте населения. То есть, всё новых и новых многодетных семей, которые стругают детей как папа Карло – Буратино и тут же отправляют учиться на вакуумных инженеров-конструкторов, робототехников ясельного сада или ещё каких программистов систем контроля жизнеобеспечения. И вся эта весёлая мишпуха продолжает размножаться, пока ей хватает жилого пространства.

Скорость постройки среды обитания

Второй ключевой фактор – насколько технологии эпохи позволяют вести адекватное строительство нового жизненного пространства для человечества.

Возведение полнофункционального аналога «Острова-3» проектов О'Нила требует миллиарды тонн сырья и строительных материалов, плюс сопоставимое количество энергии и рабочих часов.

Хорошая новость – и материала и экономически выгодного пространства на строительство в любом уголке космоса хватит на геологические эпохи. Буквально. Плохая – любая разница между количеством живого населения и кубатурой доступного жизненного пространства тут же повлияет на жизнь этого самого населения.

Дальность адекватной связи

При управляющем центре любого типа рано или поздно случится момент, когда минимальная скорость доставки указаний центра приводит к обязательному росту местного суверенитета. На Земле эпохи колониальных империй вице-король до нового пакетбота из далёкой столицы мог смело править как царь и бог. Содержимое дипломатической корреспонденции такой управленец воспринимал по большей части как набор благих пожеланий с достаточно вольной трактовкой на своё усмотрение.

Конечно, в основных регионах зелёного пояса Солнечной местная задержка связи пребывает в районе часа и вполне позволяет адекватный и своевременный обмен информацией с представительствами на местах. Но тут в полный рост встаёт следующий барьер.

Транспортная задержка

Проволочный телеграф и радио успешно решили задачи почти моментальной связи в пределах земного шара на протяжении считанных десятилетий перелома XIX и XX веков. Но что толку от этой связи, если армии одного государства нужно отправляться в героический полугодовой морской переход лишь затем, чтобы оказаться там, где армия второго государства уже прорвалась на улицы города и ведёт бой с ошмётками колониального гарнизона?

Абсолютное большинство сравнительно дальних космических поселений на долгие века оказывается там, где любые силы и ресурсы заведомо бесполезны, если находятся вдали от места событий. До появления мощных двигателей высокого удельного импульса любого типа это останется так.

Чужие интересы

Ну и разумеется, интересы уважаемых астрополитических партнёров. В том числе тех, кто с высокой договаривающейся стороной в одном поле газету читать вряд ли сядет рядом.

Милитаризация космоса при его достаточно активном освоении безусловна. Хотя бы местный баланс сил – единственный доступный человечеству инструмент активной дипломатии в тех случаях, когда переговоры зашли в тупик.

Поскольку любой двигатель сам по себе оружие, а любой модульный космический транспорт может взять на борт контейнеры с довольно горячим содержимым, активная милитаризация при острой потребности удивительно доступна всем участникам заселения космоса.

Логистическое плечо

У ракетного движения в космосе есть занимательный политический нюанс, который часто упускают. Внутрисистемный транспорт любого типа довольно быстро начинает измеряться в удивительно больших на взгляд обычного человека цифрах. Но для местной системы транспортные расходы относительно скромные, а для внешней – удивительно высоки.

Длинное и дорогое плечо снабжения органично дополняется стартовыми окнами и минимальным полётным сроком. Удивительно долгим – в системе Земля-Луна или лунах Юпитера сутки и недели полёта между основными экономическими регионами окажутся заметно короче полётного времени от Луны до, скажем, Каллисто.

Что это значит?

Локальное преимущество

Внешняя агрессия любого типа без подавляющего количественного превосходства хотя бы на входе агрессоров в местную систему довольно сильно увязнет в плохом собственном внешнем снабжении и местном транспортном выигрыше другой стороны.

Это выигрыш достаточно эффективно конвертируется в чисто военное преимущество. Дорогое, разорительное, но при должной решительности сторон вполне доступное. На каждую тонну, которую далёкий агрессор вынужден затратить просто чтобы долететь к месту боя, местные силы могут себе позволить несколько тонн чисто военного железа. Без подавляющего качественного превосходства агрессоров это количественное превосходство имеет все шансы оказаться достаточным.

Дипломатия против войны

Как гласит мрачный исторический анекдот, дипломатия есть продолжение войны другими средствами. Чрезмерно дорогую конфликтную ситуацию имеет смысл урегулировать набором компромиссов. То есть, принять решения, которые в чём-то ущербны для любой стороны, а их выгода заметно ниже предельной желаемой, но при этом совокупный ущерб таких решений всё ещё ниже, чем от горячего конфликта с неизвестным результатом.

В сущности, актуальная на данный момент доктрина ядерного сдерживания занята примерно тем же самым – чрезмерно задирает цену даже условно «выигранного» конфликта для условного «победителя» – которому в лучшем случае достаётся сомнительная участь банкрота на руинах старого мира.

Зато малые войны наоборот – становятся целым искусством.

Экспорт стабильности

За последние лет семьдесят земная цивилизация выработала достаточно эффективную форму местных войн. Державы-спонсоры над конфликтом и экономические партнёры местных враждующих сторон получают вполне заметные выгоды удивительно малыми усилиями.

Поставка местному режиму или племенному вождю техники, оружия, инструкторов, военных советников, или услуг достаточно профессионального экспедиционного армейского корпуса ограниченной численности приносит явную выгоду участникам сделки. Местная власть подкрепляет свою легитимность чужой силой, государство-партнёр держит свой меч достаточно острым даже в мирное время и может получать ценный опыт в реальных боевых условиях – с минимальными потерями.

В идеале местные вообще только платят за поставки, а всё остальное делают сами.

Малые войны

Достаточно легко себе представить баланс сил в регионе, который меняется в основном в зависимости от того, кто и что закупил последним у признанных оружейных лидеров своего времени. По всему земному шару сейчас активно идут малые конфликты, в которых несколько вовремя закупленных единиц высокотехнологичного оружия достаточны, чтобы стать весомым доводом в силовом противостоянии.

Легко представить ситуацию, в которой местный конфликт вообще теряет любое значение для условного заведомо большего внешнего политического сообщества. Негры в Африке уже в нашем тысячелетии убивали в ходе геноцида миллионы человек – на что это всерьёз повлияло хотя бы за пределами той Африки?

Масштаб конфликтов

Рост численности населения Солнечной естественно приведёт к снижению роли местного конфликта до пренебрежимо малой. Ранние несколько десятков земных государств миллиардной численности окажутся настолько пропорционально велики, что тлеющие по их границам конфликты в государствах-миллионниках станут в лучшем случае заголовком новостей, а в худшем – частью рабочей повестки части профильной силовой государственной структуры.

Условно говоря, ожесточённая заруба шахтёрских картелей с наркоторговцами по типу конфликтов в Южной Америке, пока остаётся в пределах окрестностей Цереры – интересует лишь тех, кто намерен продать им ещё несколько модульных контейнеровозов двойного назначения пока обе стороны далеки от хоть каких-то однозначных побед или мирных договоров.

Ну и во что в таких условиях трансформируется общесистемная политика?

Набор рекомендаций

В 1950-ых, семьдесят лет назад, ещё до начала полноценной космической эпохи, право силы видели как естественный и органичный способ выработать набор актуальных космических ограничений и договоров о взаимной безопасности. Предлагать осмысленные договоры о лунной безопасности на конец 1950-ых всерьёз хотели по итогам первой космической войны, когда та всё таки случится – и даже всерьёз отрабатывали концепцию личного оружия гарнизона вероятной лунной ракетной базы.

Есть все основания полагать, что первый раз друг в друга человечество космической эры успеет пострелять в срок порядка единичных веков с начала полноценного заселения космоса. Гадать, насколько катастрофично это пройдёт на практике – бессмысленно. А вот гипотетическая реакция на такое событие – набор общих для всех ограничений, в основном ради вопросов коллективной безопасности третьих сторон.

Да отдели имущество ближнего от списка целей врага своего!

У космического оружия есть одно ключевое свойство. Очень большая эффективная дальность. Бесхозная ракета-убийца на стабильной орбите может крутиться в ожидании цели буквально десятилетия. Как хороший спутник дальней космической разведки.

Надёжность ракеты «выпустил и забыл», конечно, заметно меньше, чем у спутника, только вот для хорошего удара по корпусу на пересекающихся курсах вполне хватит и давно поломанной ракеты. На трёх километрах в секунду относительной скорости долбанёт она как хороший заряд взрывчатки той же массы.

Вполне ожидаемо, что куча ограничений и программных закладок в космическом оружии по умолчанию вносится лишь ради нейтрализации их за пределами зоны конфликта.

Транспортная безопасность

Законы о коллективной транспортной безопасности предполагаются ещё суровей. Падение самолёта на жилой квартал – безусловно трагедия, удар беспилотным грузовым контейнером на космической скорости по жилому корпусу большого космического города – катастрофа.

Транспортный патруль, мощная система наблюдения за космическим транспортом на постоянных маршрутах и средства максимально оперативного тревожного оповещения станут нужны довольно быстро. К стадии готовности единичных процентов роя Дайсона общая численность патруля Солнечной запросто превысит население Земли

Торговые ограничения

Эффективно действующее эмбарго даёт регулярные сбои даже на Земле. В разгар антисоветских экономических санкций японские фирмы практически в открытую продавали в СССР оборудование буквально стратегического значения. Это в эпоху, когда в благодарность за такое и ядерная война могла в худшем случае начаться, а в стране ещё в количестве жили люди, которые помнили, что это такое – когда на твой город падает атомная бомба.

Ограничивать поставки базовых ресурсов – вовсе пустое занятие. Над этим ещё в золотой век американской фантастики в рассказах издевались. В лучшем случае можно слегка замедлить технический прогресс. Но, во первых, казус выше успешно повторялся и повторялся, а во-вторых, как нам доказывает атомная программа северной Кореи или ракетная программа Ирана, очень многое в современных военных отраслях успешно делается на совершенно законных к поставке гражданских технологиях.

Узурпация солнечного лазера

Тот случай, когда прорывная технология кажется выгодным инструментом контроля остальной Солнечной – в стиле гидравлических диктатур античности. Ну, в самом-то деле – «начнут бунтовать – включим свет», и какие тогда вопросы?

Здесь решение тоже успешно «берётся» ещё на кульманах. Достаточно обязательного строительства подобной системы как распределённой, с большим количеством узлов предельно разного национального состава и регулярным контролем.

Бунт отдельного узла имеет строго местное значение, и, по большому счёту, бесполезен. Взбунтовать гарнизоны и персонал сколько-то большого количества значимых узлов распределённой системы получится лишь в том случае, когда основная масса этих людей и так разделяет предложенные идеи. Добиться такого единогласия в политике – бесплодная фантазия. Придётся, всё-таки, договариваться.

Конфедерации и договоры

Внутри какой-то аморфной конфедерации может стихийно или последовательно-сознательно формироваться коллективный договор местного значения. Сравнительно жёсткий, но и сравнительно выгодный местным жителям.

Общий размер такой конфедерации может насчитывать миллиарды жителей доброй сотни космических государств. Достаточно заселённый космос предоставит им роскошь сравнительно эффективно пополнять свои ряды новыми людьми, а то и сразу городами-государствами, согласными жить на таких условиях. Разумеется, к этому прилагается сравнительно мирный выезд обладателей наиболее острых противоречий с местной политикой. Если условных противников идеи набралось уже на целый город – освоенный космос даёт им возможность построить этот город и в него переехать. В идеале – сразу там, где рядом уже проживают единомышленники.

Сто квинтиллионов человек

Научно достоверное население освоенной Солнечной на многие порядки больше эпических космических империй практически любой известной книжной серии золотого века фантастики. Даже легендарный WarHammer 40 000, где в силу гигантомании авторов используют цифры хоть сколько-то похожие на реальные порядки заселения космоса, и тот описывает удивительно скудно заселённую галактику.

Типичное для космоопер разнообразие культур спокойно умещается в пределах зелёного пояса Солнечной. Историю страстей, конфликтов, предательств и двойных агентов вполне эпического масштаба спокойно можно уместить в достаточно освоенном поясе астероидов или системе лун Юпитера.

Децентрализация и мультикультурализм

Основные киты долговременной политической стабильности. Когда любое сообщество может выделиться до независимости и моно-этнического состава в параллель огромным «плавильным котлам» самых разных этносов и наций без ущерба для себя, в системе резко падает общее напряжение.

Что бывает, когда такое напряжение растёт – доходчиво показали бунты и революции второй половины XX века. Но даже в этом случае остаётся эффективный инструмент контроля.

Заинтересованные соседи

Рыхлая конфедерация из множества сообществ имеет шансы как-то доиграться со взрывом народного возмущения на местах. Справедливого, или старательно разогретого – без разницы. Там, где эффективное прибытие силовиков требует отправлять в полёт целые космические города на срок минимум в долгие месяцы, а то и годы полёта, лояльный местный партнёр с достаточными силовыми возможностями гораздо выгоднее.

Пока ситуация остаётся выгодной достаточному количеству местных, одиночный силовой бунт можно вовремя подавить, или хотя бы сильно ограничить. Условное силовое решение с партнёрами на дальних космических границах Солнечной, куда даже сигнал идёт долгие недели, крайне затруднительно. А вот местные лидеры, готовые, пока им это выгодно, присмотреть за проблемным контингентом, вполне могут и прижать слишком активных бунтарей.

Высокое искусство

Конечно, шаткий баланс между сиюминутными интересами на местах и нуждами центра подвержен сильным изменениям. Конечно, держать всех достаточно запуганными или достаточно купленными постоянно бессмысленно. Конечно, в итоге окажется достигнут либо хотя бы приемлемый для всех компромисс, либо сдвиг интересов.

Монополия уровня «спайса» из цикла романов Фрэнка Херберта о планете Дюна останется лишь фантастикой. Дипломатическое искусство человечества, наоборот, потенциально может открыть долгие века процветания и выгодного сотрудничества.

Межзвёздная дипломатия

С одной стороны кажется, что она сильно урезана фактическим доступным уровнем межзвёздной торговли. Когда цена доставки одного килограмма материи на межзвёздные расстояния измеряется в килограммах антиматерии, даже транспортировка антиматерии своим ходом кажется убыточным занятием.

Но вот что насчёт услуг?

Большой космический лазер межзвёздной трассы. Совместное освоение новых звёздных систем по соседству. Научный и культурный обмен с помощью дальней лазерной связи и сменных экипажей капитальных единиц на маршрутах всё той же межзвёздной трассы. Машинное время глобальных компьютерных задач, для которых точность результата важнее, чем скорость обмена частями решения. При ожидаемых масштабах заселения систем, даже актуальный лишь маргинальной группе вопрос отыщет буквально триллионы других таких же больных ублюдков где-то по соседству.

В конечном итоге, серьёзные экзистенциальные проблемы цивилизации на пути от Кардашева II в сторону Кардашева III решаются именно что с помощью серьёзного напряжения интеллектуальных сил, научной и технической мощи звёздных сообществ этих цивилизаций.

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ: КЛАРКТЕХНОЛОГИИ?

Глава двадцать первая: бессовестный кларктех

Закон Кларка для субкультурного гетто

Много лет назад Артур Кларк, один из великих мастеров золотого века фантастики, успел сформулировать мысль, что достаточно развитая технология по своим возможностям и внешним эффектам для малограмотного наблюдателя приближается к магии.

С тех пор это высказывание извращали по всякому, как могли, дедушка Ленин с его мемасиком про кино с цирком – и тот позавидует.

Вызвало это массу ожидаемых проблем.

Последний аргумент халтурщика

Косметический эффект крутой технологии успешно превратили в обоснование любой чуши вообще. Антигравитация. Телепортация. Защитные поля. Сверхсвет. Экстрасенсорика и телепа... ну ладно, разносортную псионику Кэмпбелл по дружбе с Роном Хаббардом пропагандировал и своим авторам за деньги заказывал, как наукообразное фэнтези, изначально.

Но всё остальное-то?

Халтура. Вместо интересной работы с матчастью и футурологией – тяп-ляп, сисек звёздной принцессы докинуть, и читатель схавает. Космооперы – дело хорошее, но выдавать их за НФ путём добавления занудной наукообразности – безусловно, занятие плохое.

Как уйти от этой порочной ловушки?

Учёный против схоласта

В десяти авторских листах выше приводится масса фантастических решений, которые при этом либо действуют в пределах известной физики целиком и цитируются по библиотекам научно-технической документации в кратком пересказе, либо пребывают на той зыбкой границе, что сейчас характеризуется технически возможной. Я сознательно избегал ввода ожидаемых прорывных технологий любого типа, даже тех, что вовсю пытаются создать в железе вот прямо сейчас.

Зачем?

А затем, что даже то, что уже есть, позволяет создать интересную, физически целостную и научно достоверную картину, с которой по обе стороны лингвистического барьера в фантастике творится печальное запустение. Научно достоверный космос, без сверхсвета, терраформирования и прочей антуражной ерунды.

Сюжетное преимущество

Главная выгода такого подхода – модель будущего в первом из приближений считается на клочке бумаги самостоятельно до конкретной цифры и резко выигрывает у вброса любых волшебных технологий. Выигрывает что по достоверности, что по ограничению сюжетно-вредных последствий вымышленных технологий.

Да, наша современная наука имеет массу вопросов без ответов. Да, прецеденты ранних ответов на такие вопросы показывают, что физическая картина мира после этого сильно меняется и плохо укладывается в голове. И да, такая фигня случается каждый раз. Только вот и рамки применимости у каждого из этих уточнений довольно специфичны.

Границы поправок

Любой ввод новой модели в науку должен как-то объяснять в её рамках всё, что успешно объясняла в своих теориях прошлая модель. Объяснять без схоластических приёмов, объяснять научно – то есть, результат должен стабильно повторяться, теория должна предсказывать изменение результата в зависимости от изменения условий эксперимента, а наблюдение должно столь же стабильно подтверждать теорию на практике.

Что это значит для строительства вымышленного будущего? Что любая железка или процесс, которые мы способны описать сейчас, останутся таковыми и при следующем расширении физической модели вселенной. Строго в рамках доступного нам сейчас, при соблюдении условий, без привнесения дополнительных элементов – совершенно точно останутся.

А значит, обеспечат достоверность фантастической модели, но оставят ту фантастической достаточно, чтобы увлечь и удивить аудиторию. Что случится, если эти ограничения обойти, ну вот хотя бы на полшишечки?

Игра с допущениями

Современные настольные ролевые игры давно уже полностью узаконили манипулирование вероятностью в своей механике. Любой игрок может использовать фишку удачи персонажа, чтобы просто изменить уже случившееся игровое событие, повлиять на то, что ещё только может случиться, или вовсе описать мелкую ситуацию по умолчанию в свою пользу. Это правильно, антуражно и сюжетно оправдано, когда грязные оборванцы в токсичных лабиринтах города-улья стреляют мутантов Х-оса во славу Бога-Императора.

Но что если заменить грязные канализационные тоннели чистыми лабораториями, а вместо безумного религиозного фанатика или склонного к цветокитоводству президента галактики Зафода Библброкса делом займётся ph. d. Gordon Freeman?

Unforeseen consequences

Если мы способны по щелчку пальцами изменить вероятность, то давайте прикрутим этот выключатель к хорошему реактору! После этого его можно топить стабильным в любых нормальных условиях элементом... который перестаёт таковым быть, когда нам это надо!

Или вот гипотетический остров стабильности у сверхтяжёлых элементов. Вместо распадающихся за доли секунды короткоживущих изотопов – увесистые чушки сверхплотного Как-его-тамия – и капитальная революция что в сопромате, что в инженерном деле.

Попутно мы обосновали высокотехнологичное общество с явно выраженной героецентричной экономикой. Если угодно – бояръ-аниме или супергероику, в которой безумный учёный – главная деталь абсолютного большинства своих изделий, а в чужих руках те совершенно бесполезны. И да, понизив вероятность, можно остановить взрыв ядерной бомбы, а повысив – устроить мощное извержение вулкана или землетрясение посреди «безопасного» района.

Ничего так ход конём – из хай-тека в хай-фэнтези за одно допущение?

Урежем осетра?

Пример выше, конечно, написан с целью порвать шаблон читателя до самой полундры. Обычно в научной фантастике стараются ограничиваться куда меньшими «кларктехнологиями». Только вот и воздействие даже у самой маленькой порции кларктеха на сюжет или сеттинг примерно то же самое, что у маленькой порции Х-оса на счётчик порчи аколита Ордо Маллеус.

Второй закон термодинамики – отличный пример всё той же работы вероятностей. Система большей энтропии более вероятна, чем система с меньшей энтропией. Тепло равномерно заполняет материальный объём потому, что это наиболее вероятно. Может ли тепло собраться преимущественно (а лучше полностью!) в одной части системы? Теоретически – да. Что это значит практически? Что у нас появляется идеальный космический радиатор, эффективность которого ограничена только скоростью излучения тепла.

Мы внезапно на порядки сократили воздействие самого главного космического ограничения на любую бортовую энергетику. Попутно закрыли навсегда вопрос теплостойкости материалов ракетного двигателя. Энергетика космического транспорта возросла на порядки – за одно короткое допущение!

Вечные двигатели

Передача частицей кинетической энергии системе возможна, хотя маловероятна. Частица при этом остынет, система – придёт в движение. Комбинация из колеса-холодильника и газа, в том числе воздуха, сохраняет общее количество энергии в системе, но колесо превращает её в работу за счёт чудовищно маловероятной принудительной направленности всех ударов частиц по колесу строго в нужную сторону.

Хоба! И у нас вечный двигатель, а его фактический ресурс ограничен строго тем, насколько сопротивляется износу материал колеса. Это всё ещё игра с одним-единственным обходом законов термодинамики, но именно так она и заканчивается. Энергетика общества с диким свистом возрастает к заоблачным, почти бесконечным, значениям.

Малозаметность в космосе

Всё та же игра с термодинамикой отменяет главную причину абсолютной прозрачности космоса для наблюдения. Волшебная комбинация из описанных выше генератора и рабочего тела с изменённой в нужную сторону энтропией процесса лишает систему мусорного тепла.

Оно снова и снова идёт в работу, колесо снова и снова производит энергию, система в целом обладает малозаметностью, близкой к абсолютной.

Упс. Всё из того же нарушения физических законов только что родился идеальный космический стелс-камикадзе. Как там ваши строи космических линкоров, готовы ли к диверсиям?

Тепловая смерть вселенной отменяется!

Если скорость работы всё той же волшебной конструкции выше можно изменять в достаточно широких пределах, гипотетическое жизненное пространство человечества становится полностью автономным. Ему требуется материя для изначального строительства, но дальше новую материю в достаточно большой системе реально получать из энергии – поскольку материя и энергия связаны между собой. Раз энергия в системе из-за отмены физического закона бесконечна – материи тоже окажется сколько нужно, в любых количествах.

Надеюсь, вы под шквалом всей этой фигни ещё помните, что всё это – самые простые и очевидные следствия маленького обхода всего лишь одного известного закона физики? А у него, между тем, и социальные последствия есть!

Жыстокая голактека

Наблюдение за известной вселенной бездушно свидетельствует, что разумная жизнь в форме технологической цивилизации – штука чудовищно редкая. В своей галактике мы, скорей всего, и первые, и единственные. Существуй в ней хоть одна цивилизация, начавшая путь к звёздам хотя бы на десятки тысяч лет раньше нас – мы бы их видели. Да, на межзвёздных расстояниях. Да, почти без шансов толком выйти на связь. Но видели бы.

Из этого есть и второе бессердечное следствие. При сверхсвете «как в фантастике» жалкий миллион беспилотных зондов имеет возможность посетить все звёзды галактики за единичные тысячи лет. То есть, за срок меньше письменно документированного существования земной цивилизации. Ещё одно свидетельство нашего пока что одиночества и повод крепко задуматься о том, насколько вообще реализуемы хоть какие-то способы выйти на хотя бы медленный сверхсвет популярных фантастических типов.

Корни парадокса Ферми

Молчание галактики вызывает массу проблем с попытками как-то логически обосновать его в рамках общепринятых допущений. Если какая-то цивилизация имеет возможность обойти законы причины и следствия на том уровне, который нужен для полётов на сверхсвете, она получает эффективную машину времени – и может заниматься как ретро-освоением галактики раньше своего возникновения, так и вовсе тянуть потоки материи с энергией из далёкого прошлого галактики, времён Большого взрыва.

Достаточно всего лишь одной цивилизации подобного рода, чтобы всё стало именно так. Ограничения у этого допущения в рамках него самого отсутствуют. Значит, мы правда уникальны. Логическое же объяснение парадокса нашей уникальностью и вызывает у привычных к совсем другой фантастике людей такое раздражение.

Последствия сверхсвета

У сверхсвета есть набор и других малоприятных следствий. Червоточина классического типа, которая соединяет две точки пространства, как любой двигатель, становится очень мощным генератором и грозным оружием.

Допустим, один конец малой червоточины погружён в звезду. Оттуда струёй хлещет раскалённая до звёздных температур материя под огромным давлением. Хоть планету ей на кусочки нарезай, хоть в основание исполинского перелети-города вместо маршевого двигателя запихивай. Становится ли добыча солнечного материала в таком варианте дешевле, чем физически доступным электромагнитным насосом – вопрос интересный. Но она тоже становится возможна, как и перекачка горючего из одной звезды в другую. Она же позволяет и уводить мусорное тепло в огромный естественный холодильник любого типа.

А ведь мы добавили «популярный наукообразный сверхсвет» – всего-то навсего!

И построил он тогда скрюченный домишко...

Ограничимся порталами на сравнительно массивных объектах на постоянных орбитах? Но что мешает строить их на других телах Солнечной?

Что мешает гонять рабочее тело хотя бы просто с дневной стороны Луны на тёмную сторону всё той же Луны – из нагревателя в радиатор, через мощную турбину? Как выглядит архитектура системы Земля-Луна, если требуется один раз дотащить портал к Луне, пусть даже огромной дорогой ракетой, а потом ходить туда через ворота просто как на работу?

Последствия телепортации

В «Стар Треке» бортовой телепорт «Энтерпрайза» служил для обхода бюджетных ограничений сериала. Фиксированный бюджет на серию требовал выбирать дорогие сцены вдумчиво – и экономить на всех остальных. С точки зрения аудитории сериал от этого сильно выиграл. С точки зрения физики, достоверность вселенной изрядно пошатнулась.

История, конечно, рассказывала о далёком светлом будущем, но в ходе событий на экране приходилось изобретать самые разные ограничения «просто телепортации взведённой боеголовки на борт противника».

Но даже мирное применение – телепортация рабочего тела на борт обычной химической ракеты – уже серьёзно подрывает капитальные ограничения формулы ракетного движения Циолковского. Моментально гарантирует все преимущества двигателя высокой тяги и условно-бесконечный ресурс любых бортовых систем, включая обеспечение нужд живого экипажа.

Ну что, пора выдумывать набор бессмысленных ограничений, или всё-таки стоило удержаться от ввода фэнтези-элемента изначально?

Эффект массы

Следующее классическое допущение фантастики с массой суровейших логических последствий – различные способы отделить инерционную массу от пассивной гравитационной массы.

Отмена сопротивляемости тела разгону в какой-то гравитационной системе резко меняет доступность космоса и столь же сильно влияет на оружейную мысль внутри сеттинга только за счёт этого допущения.

Возможность создавать гравитоны искусственно, а также блокировать их воздействие, порождает антигравитацию. Очередное фантастическое допущение, которое привычно смотрится в космоопере, но имеет чудовищные логические последствия любого типа.

У Билли есть хреновина

Итак, вдохновенный фантаст вспомнил любимый гибрид трёхмерной стрелялки, виртуального кино и эмулятора свиданий, после чего добавил в свой набор фантастических допущений волшебный эффект, которому по силам влиять на инерционную массу объекта.

Что даёт фантасту эта волшебная хреновина?

Ну, для начала, малоразмерный космический транспорт любого типа. В форм-факторе каботажного пароходика, маленького самолётика, городского автобуса, а то и летающего автомобиля. Звучит дико, зато крайне похоже на то, что лезет практически с любых экранов и обложек уже которое десятилетие подряд.

Добавочная масса

Увеличение виртуальной массы какого-то объекта позволяет легко и дёшево производить искусственные чёрные дыры и зажигать микро-звёзды размером сильно меньше физически возможного минимального. Оно сильно удешевляет и упрощает работу термоядерных реакторов – которые сами по себе меняют картину доступного очень сильно и очень быстро даже в физически достоверных реализациях.

Абсолютно земную силу тяжести можно имитировать на конструкциях произвольной формы, без строгой выдержки диаметра и линейных размеров для имитации тяготения вращением. Строительство жилого пространства на заказ в космосе теряет чудовищное количество ограничений по сопромату и минимальной конструктивной сложности. Даже архитектура космического транспорта без любых последствий меняется с ракетной на корабельную – с протяжёнными горизонтальными палубами!

Отрицательная масса

Как допущение, отрицательная масса позволяет крайне многое. Даже сверхсвет. Возможность на эту массу активно влиять позволяет ещё больше. Если ракета значительно сокращает массу, но сохраняет кинетическую энергию, она крайне быстро разгоняется до совершенно бессовестных скоростей.

В суровой реальности наблюдаемой Солнечной разгон на постоянном ускорении требует огромных затрат, массива разгонных лазеров и времени. Ракета с искусственно заниженной околонулевой массой быстро и дёшево разгоняется слабым химическим двигателем к скоростям в проценты световой, а ограничен этот разгон только выносливостью экипажа. Кажется, что для сюжета это очень хорошо и удобно, поскольку на порядки всё ускоряет. Но есть у этого срезанного угла и тяжёлые последствия.

Планетоубийца дешевле грязи

Сравнительно малый и дешёвый космический транспорт с эффектом массы превращается в релятивистское оружие массового поражения. Любой, кому это по карману, становится круче ракетно-ядерной державы.

Если автору нужна социальная фантастика о тщете всего сущего – иншалла! Если же космоопера с линкорами, крейсерами и красивыми мундирами – то всё это только что проиграло контейнеру с эффектором массы, простеньким ракетным двигателем, системой управления и тонной щебёнки в головной части.

Упс.

Инерциоиды

Самое плохое, что фантаст может причинить своему выдуманному сеттингу – это ввод эффективных инерциоидов в набор авторских допущений. Разрешение на двигатели любого типа, которые позволяют размен электричества на кинетическую энергию и при этом умещают все детали в сравнительно малом бортовом объёме.

Чем меньше, дешевле, проще, доступнее и эффективнее подобный двигатель, тем больше хочется спросить какого чёрта происходит всё остальное в тексте или на экране художественного произведения.

Метко пущенный в противника чугунный утюг-камикадзе в этом варианте с чудовищным отрывом выигрывает у всего.

То есть, вот совсем.

Фотогравитика

Система, которая поглощает свет и производит силу тяжести, позволяет эффективное создание действующих моделей плоской Земли в масштабе 1 к 1.

Вместо научно достоверных космических городов вокруг Солнца можно развесить плоские диски с морями, островами, лесами и горами. Хотя достоверность подобного следствия абсолютна, из-за возмущения аудитории приходится навешивать сверху чисто косметические ухищрения.

В откровенно хорошей глобальной стратегической космооперной игре Stellaris, лучшем наборе классических сюжетных ходов эпической космооперы в современном игростроении, космические города этого типа стыдливо маскируют дизайном «я у мамы космическая база», но по сути космический город в игре как раз так и выглядит. Анимация его вращения имеет чисто косметический эффект, а направление искусственной силы тяжести в конструкции объясняется только магией.

Воздействие на постоянные

Одним из самых забавных инструментов в арсенале фантаста в жанре эпической космооперы можно заслуженно считать прямое воздействие на физические постоянные. Локальное изменение базовых физических законов позволяет обойти фундаментальные ограничения природы.

Из наших писателей этим частенько балуется популярный народный фантаст Василий Головачёв – и наглядно доказал своим творчеством, что при должной физико-математической подготовке автора персонажей вполне можно отправить на рыбалку в море Дирака, закидывать палки с кочек Парето.

Даёт ли это автору удобный инструмент для создания эпической картины вымышленного будущего? Конечно. Перестаёт ли она при этом быть научной? Да, перестаёт. В строгом определении научности фантастического допущения, научно всё то, что мы хотя бы теоретически можем проверить в рамках известной науки и получить результат, близкий к описанному – без лишних вопросов к составу курительной смеси автора.

Технические ограничения

Термояд заставляет себя ждать. Сверхпрочные материалы на базе углерода в промышленном массовом производстве тоже изрядно задерживаются. С живыми организмами на заказ пока что всё очень робко и скромно по масштабам. Компьютерные нейросети абсолютно тупы и регулярно делают смешные ошибки – но столь же регулярно отлично выполняют сложные задачи, если человек-программист упростил те до последовательности отдельных сравнительно лёгких количественных операций.

В горячих дискуссиях о границах научно-достоверной фантастики частенько вспоминают «заваленные конским дерьмом до крыш города будущего». Только вот как-то упускают в полемическом задоре тот пикантный факт, что как минимум в России это шутливое предсказание целиком сбылось в период разрухи 1919-1921. Эпизод штурма первомайской демонстрацией трёхэтажного (sic!) Монблана из дерьма, опилок и льда вполне отыщется в архивных газетных подшивках многих городов страны.

Нужен ли кларктех?

Смотря для чего. Если автору хочется наукообразной космооперной эпики – да, сравнительно простые и малые обходы известных физических границ доступного уже очень сильно раздвигают и границы ойкумены и возможности авторских персонажей.

Если автору хочется интересную модель научно-достоверного антуража будущего – значительно лучше обойтись без них.

Превратится ли это в посмешище уровня «ну тупыыые» – как превратились Жюль Верн с его подлодкой без торпед, Герберт Уэллс с настолько тяжёлой атомной бомбой, что пилот выбрасывает её за борт аэроплана двумя руками сразу и другие фантасты тех лет? Да, превратится. Лет за двести. Обратите внимание, что поздние летающие крепости всё того же Уэллса – с оружием массового поражения и полком десанта на борту вполне остались на кульманах и прошли через весь двадцатый век. А по отдельности – так и вовсю стоят на вооружении.

Как по мне, довольно приемлемый уровень фантастической достоверности. А уж производственный роман в его рамках создавать, порно с трепещущей влажной плотью или бояръ-аниме с гаремом попаданца – личное дело автора.

Главный рецепт кларктеха

Физика – это наука. Да отделяй физику от магии, а инструмент от артефакта. Лишь тогда всё будет хорошо, Аллах мне в этом свидетель!

Глава двадцать вторая: хрендостаниум

Дилемма фантаста

На одном стуле звёздные престолы дрочёны, на другом – ядерные пики точёны. На какой сам присядешь, на какой аудиторию посадишь?

Где провести эту иблисами шатаную границу?

Две большие разницы

В чём ключевое различие между хрендостаниумом и кларктехом? В фактических границах осуществимости. Если кларктех находится в рамках современной науки под вопросом, хотя явно опровергать его тоже пока рано, то вот комплекс художественных отсылкок с шуточным названием «Хрендостаниум» гораздо удобнее для фантаста.

На ближней к нам границе осуществимости вопрос обретения хрендостаниума упирается в то, сколько бабла на лопате человечество готово кидать в топки промышленности, чтобы он воплотился, наконец, в металле. На дальней – требуется огромное количество условий, вроде предварительного заселения космоса достаточным количеством трудоспособного населения и массового строительства промышленных объектов. Эти ступени технологического могущества при всех экономических, административных, политических и технологических оговорках полностью достижимы с точки зрения современной науки современными техническими и научными средствами.

Пример для наглядности

Ещё в 1960-ых аэрокосмические инженеры массово чертили многоразовый сверхтяжёлый космический транспорт поверхность-орбита-поверхность. Обычно как двухступенчатую ракету, ступени которой могли под управлением пилотов мягко сесть и обслуживались бы между стартами более-менее в самолётном темпе. Речь хотели вести о единичных пусках в неделю вместо единичных пусков в месяц – каждый год. Масса полезной нагрузки предполагалась как у маленького теплоходика – многие сотни тонн.

Почему этот гимн атомпанка в металле остался на кульманах, если в чисто количественном смысле его строительство реально буквально из корабельной стали? Из-за демилитаризации космоса. Орбитальные и лунные ракетные базы «гарантированного ядерного возмездия» угодили под международный запрет. С этого момента военным от космоса требовалось ведро с фотоаппаратом и совсем капельку другой орбитальной техники. Общая масса всего этого добра за десятилетие – меньше полётной нагрузки любого из ранних сверхтяжёлых проектов. Те могли бы и современную МКС за один старт на орбиту вывести, пусть и в сложенном виде.

Конечно, управление такой ракетой на технических средствах эпохи выглядело бы чудовищной комбинацией трубопровода высокого давления, рояля и арифмометра, а члены экипажа худели бы за вылет на фунты, пилоты высотных фоторазведчиков U-2 тому примером. Но оно бы работало! Да, тогда это осталось на кульманах. А что сейчас?

Современный пример

Нынешняя робкая попытка запустить новый виток спирали милитаризации космоса имеет все шансы осуществиться. Наличие стабильного военного заказа прекрасно мотивирует увеличивать бюджеты космических программ. Чем больше в космосе летает железа с потребностью в постоянном контроле, обслуживании, выводе на текущий ремонт и замене, тем реальнее становятся ранние космические проекты долговременных станций военного и технического назначения.

Реальны ли эти станции? Полностью. С нынешней МКС они разве что ценой различаются. Китай свою космическую станцию нового поколения исходно проектирует в том числе для текущего обслуживания и заправки большого космического телескопа.

А если вместо телескопа окажется транспортно-пусковой орбитальный ракетный контейнер, что изменится? И не один, а сразу несколько десятков? Это уже фантастика, или всё ещё дорогостоящая масштабная задача, полностью осуществимая на технологической базе даже последней трети XX века?

Ретрофантастика

В бытовом мифе в головах широких народных масс проекты заселения космоса отсутствуют. Набор аргументов против звучит примерно один и тот же. Его научная достоверность крайне мала, это больше вопрос личной веры, чем знания. На самом же деле вопрос строительства космических городов проектов О'Нила решается полностью на технологиях 1975 года.

Исходная философия проекта в том и заключалась, чтобы использовать реальные материалы и технологии эпохи. Это позволило выяснить принципиальную осуществимость строительства при условии решения космической транспортной проблемы. Её решение, как наглядно свидетельствует пример выше, могло случиться и при жизни авторов проекта.

Нужно-то было всего-ничего, чтобы в борьбе за космос военные победили дипломатов. Но для авторов проекта космический транспорт подобных масштабов шёл именно по категории хрендостаниума.

На полшишечки в будущее

Докинем туда же современную робототехнику, базы данных, компьютеры и мобильники? На выходе – полностью автономная космическая ресурсная система. Комплекс проходки – робот. Космический транспорт – беспилотник. Заправочно-ремонтная станция – автоматическая. Движки в системе – на местном химическом горючем. Всё это отсутствует в железе, но фактическая технология позволяет уже спокойно проектировать это добро на кульманах.

Задача такого рода уже решается по цене денег. Да, на воплощение изделий в металле придётся изрядно потрудиться, а денег туда улетит – дешевле город в чистом поле выстроить, но при должной мотивации и финансировании оно станет доступно. Это и есть основное достоинство хрендостаниума как художественного решения.

Модель для писателя

В арсенале писателей авантюрных жанров есть масса удобных инструментов для качественной работы. Главные из них – первичные исторические документы реального применения чего бы то ни было и справочные ТТХ всего этого добра.

При большом авторском желании уровень достоверности текста можно поднять до соответствия журналам боевых действий. Любой расклад условного поля боя можно сделать реальным при консультации нормального специалиста. Или квалификации такого специалиста в одном лице с автором – как это делает, например, исторический консультант и писатель-фантаст Андрей Уланов.

Может ли на близком уровне достоверности при желании работать космический фантаст? Да, может.

Библиотека для фантаста

Даже советская экспериментальная бумага уже частично доступна к ознакомлению в этих наших интернетах. Выбор достаточно широк, от космического транспорта двойного назначения до лунного трактора на движке внутреннего сгорания. В пыльных архивных закромах отыщется, чем удивить читателя.

Библиотека научно-технической документации НАСА и того богаче. Если всерьёз озадачиться вопросом достоверности вымышленного железа, можно с чистой совестью играть с тем, что уже посчитано реальными учёными, да ещё и в отдельной части того документа изложено так, чтобы любой понял.

Загадка дыры

Труднообъяснимый факт космической фантастики заключается в том, что между современными достаточно убогими орбитальными керосиненшлепперами и футуристическими космооперными шушвундерлюфтами зияет огромная чёрная дыра.

Заполнить эту дыру грамотным фантастическим допущением можно и нужно. Справочного материала по теме в общем доступе уже достаточно.

Табличная мощь

Выгода научного документа в том, что любая вырванная из его контекста цифра с точки зрения современной науки в указанных там границах применимости скорей всего абсолютно верна. За их пределами – да, возникают разные вопросы. А так – всё хорошо, со всем можно работать.

Двигатель на определённом физическом принципе имеет определённые физические возможности. Если он уже это может – он это может. Такой элемент гарантировано становится кирпичиком в фундаменте прочного научно-достоверного фантастического допущения.

Твой друг – справочник

Описания космических орбит любых тел верны примерно так на геологические эпохи в будущее. График движения планет верен для любой авторской даты примерно в тех же пределах. Пусковые окна. Требования к двигателям. Требования к ресурсу. Сроки перелёта.

Огромное количество рабочей информации носит чисто справочный характер и достоверно изложено даже на страницах википедии. Даже русской, хоть это и трудно себе представить. Работать с этим на результат – можно, нужно, и в целом достаточно легко.

Правило достоверности модели

Основанная на справочных данных модель окажется достоверной при достаточно скромном количестве работы автора. Подсчёт конкретной вымышленной матчасти основан прежде всего на совершенстве доступной системы двигателей и общем уровне энергетики цивилизации. Это сформирует основы экономики и местной военной мысли куда лучше и эффективнее заимствований у других авторов.

Описать развёрнутую и внутренне связную логистическую систему можно за пару недель общения с тематическими справочниками. После этого, как правило, её можно спокойно засунуть хоть в игровую механику, хоть в сюжетообразующее научно-фантастическое допущение, и чётко знать, что в избранных границах всё сработает как надо.

Больше фантастики богам фантастики!

Шаг за пределы достоверного может остаться в пределах границ хрендостаниума. До его перехода в магический кларктех придётся накинуть куда больше допущений, всё более и более фантастических.

За пределами рабочих количественных решений лежат вроде бы рабочие теоретические решения. Кто сейчас видел стабильный металлический водород? Единственный лабораторный образец стабильность потерял моментально. Фиг его знает, как его стабилизировать надолго, и уж тем более – для нормальных условий вместо известных оптимальных для попытки его получения.

Но в том, что металлический водород в химическом космическом двигателе таки выдаст 1700 секунд удельного импульса при высокой тяге, и эту тягу можно дополнительно усилить за счёт частичного понижения импульса, наука уверена вот прямо сейчас. Цифры и теории это подтверждают. Модель научно достоверна. Хотя – только модель.

Инженерная задержка

Очень многое возможно посчитать на современном компьютере как гипотетический существующий материал или технологию даже без особого понимания, как реализовать эту самую технологию. Порой доходит и до анекдотов:

Ещё в 1960-ых американский высотный скоростной разведчик SR-71 упёрся в проблему добычи обычного титана. Монополистом на титан в ту эпоху был СССР, и для продажи в США держал этот без дураков стратегический материал под санкциями. На кульманах и в подсчётах замечательно всё смотрелось, а вот сам по себе обычный титан для США тогда оказался типичным хрендостаниумом, обретение которого требовало суровейших танцев с бубном. Пусть и дипломатов, а не инженеров.

Но что, если посмотреть на чисто инженерные задержки, которые одними только деньгами решаются плохо и требуют ещё и долго пронзительно думать?

Конвенционный хрендостаниум

Примеров тут полно, и они давно уже на слуху. Перспективное ракетное химическое топливо – вроде металлического водорода или азота с алмазоподобной кристаллической структурой. Сверхпрочные материалы любого типа – вроде углеродных нанотрубок. Эффективный доразгон выхлопа с высокой тягой электромагнитными средствами, для повышения удельного импульса в системе.

Продолжать список можно долго, но уже эти решения сами по себе резко меняют доступность одноступенчатого взлёта с поверхности Земли и фактическую транспортную связность любой космической программы.

Уже только по отдельности – меняют.

Том Свифт младший и...

Легендарный межавторский цикл подростковой фантастики ближнего прицела о приключениях юного изобретателя Тома Свифта младшего целиком строился на какой-то одной прорывной технологии. Многие из этих книг страдали тем, что вместо эффективного решения герой всегда предпочитал эффектное – чтобы читателю интереснее читалось.

Но это, с учётом аудитории, совершенно нормально. Книги, всё-таки, для подростков. Зато они прекрасно иллюстрировали тезис, что одна единственная технология, которая ещё вчера шла по разряду бесстыжей фантастики, сегодня уже всё радикально меняет. А ещё, что советский коммунист из Красновии – всегда шпион, но это уже вопрос психиатрии.

Научная задержка

Кривая дорожка от хрендостаниума до кларктеха включает область технологий, о которых сейчас можно сказать очень много, хотя общая связная теория их воплощения отсутствует.

Чтобы начать закидывать деньгами поиск инженерного решения, требуется решение научное. Если узаконить его без реальных обоснований, просто как фантастическое допущение, авторский замысел может уткнуться на полном ходу в самые разные последствия.

Этот волшебный хрендостаниум

В рамках бытового мифа каждое декларированное автором научно-техническое чудо срезает один угол в авторской фантастической химере. На этом его полезный эффект заканчивается, а вредный попросту отсутствует.

При логическом осмыслении допущения, у него оказывается чудовищное количество последствий. В том числе тех, что режут авторский замысел на корню. Наиболее уязвима к ним вымышленная космическая техника любого типа.

Известные случаи действительно играбельного баланса каждый раз включали огромное количество чисто балансных ограничений. В самом простом случае – очень эффективные двигатели при очень паршивых для такой энергетики лазерах.

Дальше всё становится ещё хуже:

Термоядерные чудеса

Даже паршивый термоядерный реактор превращает килограммы топлива в чудовищные объёмы энергии. Ожидаемые запасы термоядерного горючего в космосе в пределах геологической эпохи можно смело назвать безграничными. На Земле их тоже довольно много. Для первых эффективных запусков точно хватит. Что это значит?

Прежде всего – совсем другую космическую доступность. Комбинация из термоядерного реактора и петли Лофстрома – нефтепровода-переростка, в котором основным рабочим телом служит разогнанная до космической скорости мелкая дробь, уже вполне достаточна, чтобы начать строить первую широкую дорогу поверхность-орбита по цене электричества. А значит и первое рабочее орбитальное кольцо вокруг Земли построить можно сравнительно быстро и сравнительно дёшево – хоть и с поправкой на его масштабы. Освоение же космоса пойдёт с такой энергетикой и того быстрее.

Конечно, остаются вопросы минимального размера термоядерного реактора и его периферийной инфраструктуры. Но в масштабе космического города человечество устроит любой результат – даже если реактор придётся строить за пределами внешнего корпуса города. Предел ойкумены только этим допущением сразу и навсегда расширяется до единичных световых лет в любую сторону. При стабильной поставке топлива реально заселение любого камня в пространстве Солнечной.

Углеродные чудеса

От нанотрубок обычно ждут космический лифт, но парадокс в том, что космический челнок с настолько лёгким и прочным корпусом сгоняет на орбиту и обратно своим ходом в одну ступень, а множество челноков этого проекта у космического лифта из того же количества материала выигрывает с чудовищным отрывом.

Ещё смешнее выглядит проект космического города на той же основе. Его площадь в нижних расчётных границах прочности равна примерно территории РФ, а верхняя граница расчётной площади равна примерно континенту Евразии.

Настолько же серьёзно меняется и соотношение массы лазерного паруса к его максимальной площади. А вот это уже крайне серьёзно, поскольку сильно упрощает вопросы обслуживания любого космического транспорта на маршруте – от крохотных зондов до исполинских перелети-городов в плотном строю.

Одно прорывное допущение уже в разы меняет и цену освоения космоса и доступность этого освоения для любого желающего.

Компьютерные чудеса

Первую лунную ресурсную программу на базе автономных роботов в НАСА прикинули ещё на заре 1980-ых. В единичные десятки тонн уместилось крайне многое. В теории система полностью закрывала основной набор строительных материалов сама по себе.

Сложная автономная система, может с человеческой точки зрения оставаться «тупой», но в своей профессиональной области давать желаемый результат. Безлюдная программа экономически выгодного ресурсного освоения ближнего космоса при таких компьютерах реальна без единого прорыва в ракетостроении.

Поставки запчастей и расходников для автономных и телеуправляемых роботизированных промышленных комплексов гораздо дешевле затрат на содержание живого персонала в зонах повышенной биологической опасности.

Биологические чудеса

Решают проблемы создания биосфер на заказ и по-настоящему эффективных ГМО сельскохозяйственного и медицинского назначения. Они становятся эффективным решением специфических для региона проблем с питанием и здоровьем населения.

Поскольку Земля очень слабо заселена, и на данный момент насчитывает всего лишь два государства миллиардной численности, такое изобилие резко высвобождает руки и головы для любых высокотехнологичных занятий.

Конечно, остаётся вопрос достаточного уровня образования, но в целом – сытое большое человечество тратит пропорционально меньшие бюджетные средства на достижение всё тех же результатов и может позволить себе всё большие. Где-то в конце этого долгого извилистого пути и вовсе медицинское бессмертие первого рода – прекрасный аргумент за своевременную космическую экспансию.

Планетарная инженерия

Одна из диких, и, на первый взгляд, чисто космооперных идей о перелети-планете на самом деле – чисто количественное решение. Достаточно развитая космическая цивилизация может позволить себе привести в движение массивное космическое тело. Что вполне естественно для тех, кто помнит о физической возможности сравнительно просто и легко привести в движение свою звезду, но бытовой шаблон рвёт попросту в клочья.

В зависимости от заселённости планеты и того, насколько важно сохранить её без серьёзных повреждений, методов на выбор отыщется довольно много. В целом реально говорить даже о запуске плутоноподобных космических снежков в самостоятельный межзвёздный полёт. На выходе – эффективный гибрид самодостаточного жилого сообщества и эффективного живучего космического транспорта с постоянным населением хоть в сотни миллиардов жителей. Настоящий ковчег на миллион лет, которому по силам облететь регион галактики и положить начало его масштабному освоению.

Антиматерия

Дальние границы теоретически возможного, на смычке хрендостаниума и кларктеха, позволяют создание антиматерии в промышленных объёмах.

Конечно, для этого нужно застроить окрестности Солнца выделенными только для этой цели промышленными комплексами буквально космических размеров. Но и выгода более чем наглядная. Гипотетический двигатель на антиматерии позволяет скоростной полёт за пределы освоенных межзвёздных лазерных трасс, на сопоставимых космических скоростях во многие десятки процентов световой и с удивительно выгодным соотношением массы рабочего тела и массы ракеты.

Ну и с военной мыслью всё крайне пикантно становится, чего уж греха таить.

Искусственные чёрные дыры

Вот это, пожалуй, звучит наиболее дико, но лежит в границах возможного для освоившей хотя бы одну другую звезду космической цивилизации. Лазерная трасса межзвёздной протяжённости дозволяет разогнать и спрессовать рабочее тело в искусственную чёрную дыру малых размеров и массы.

В результате получается один из самых эффективных и стабильных космических двигателей и мощных источников энергии, что можно предсказать в рамках современной науки. Срок его службы ограничен только поставками нового рабочего тела в систему – и нужно этого рабочего тела удивительно мало.

Ну что, посмотрим, насколько глубока чёрная дыра?

Глава двадцать третья: искусственные чёрные дыры

Загадка дыры

Стремление утрировать что ни попадя ради пущего художественного эффекта сыграло дурную шутку с кучей народу. Чёрная дыра превратилась в какое-то хтоническое лавкрафтианское чудовище, бессмысленное и беспощадное.

В научно-достоверной реальности она же – невероятно мощный и полезный многотопливный источник энергии, а значит и хороший космический двигатель. И её вполне можно создать на заказ.

Глубина дыры

Одно из главных заблуждений – типичная глубина дыры. Массивная чёрная дыра на месте звезды обладает гораздо меньшей опасной зоной. Её радиус значительно меньше радиуса Солнца той же массы. Да, она гораздо более цепкая. Но и опасное расстояние стремительно убывает на очень малой дальности.

Откуда пошёл миф о чрезмерной опасности?

Корни заблуждения

Человечеству известны строго естественные чёрные дыры. Ранняя астрономия могла эффективно обнаружить лишь очень большой и массивный объект. Совершенство нынешних компьютеров и средств наблюдения достаточно, чтобы обнаружить их даже на очень большом расстоянии.

Благодаря наблюдениям, современные математика и физика позволили обосновать, что для чёрной дыры требуется скорее высокая плотность материи в сверхмалом объёме, чем сверхбольшая масса.

Это породило интереснейшие следствия.

Горизонт событий

Земной горизонт скрывает объекты за ним. Горизонт событий чёрной дыры скрывает всё ещё эффективнее. Сила на его границе настолько велика, что для того, чтобы вырваться изнутри, требуется двигаться быстрее света.

Обычно силу притяжения вычисляют от массы объекта, но в основном потому, что это самая частая основа большой силы притяжения в космосе. Плотно упакованная энергия справляется настолько же хорошо – «Е равно эм цэ квадрат» – помните?

Ну и насколько плотно можно упаковать массу?

Последствия сжатия

Принудительная компактификация в чёрную дыру ужмёт Юпитер примерно до размеров жилой комнаты. Землю – до размеров шарика от подшипника.

Правда, есть и проблема. Такое принудительное сжатие повышает энергию материи. Та начинает выделять огромные количества тепла. Поскольку многие очень массивные тела состоят в основном из гелия и водорода, мы получаем искусственную термоядерную реакцию. И да, один из проектов рабочих термоядерных реакторов подразумевал именно что лазерное сжатие рабочего тела подобным образом.

Можно ли это обойти?

Замена материала

Допустим, сжатию подвергается материал, который достаточно стабилен даже в таких условиях. Например, железо. Проблема в том, что достаточно перегретое железо тоже прекрасно меняет свою форму до раскалённой газообразной.

Попытка создать искусственную чёрную дыру просто завозом в одну точку пространства огромных количеств материала превратится в очень долгое занятие – с перерывами на излучение тепла между добавлением новой материи.

Железные звёзды

На закате времён допускается существование железных звёзд, которые медленно остывают перед своим окончательным коллапсом в чёрную дыру. Случится это через бессмысленные с человеческой точки зрения промежутки времени.

Принудительное формирование их аналога с целью «родить» чёрную дыру можно осуществить чуть быстрее, хотя разница с человеческой точки зрения останется слишком большой.

Впрочем, любой процесс формирования естественной чёрной дыры требует благоприятных условий.

Чёрные дыры в природе

Естественные чёрные дыры могут сформироваться примерно из одной звезды на тысячу. Достаточно массивные звёзды вообще штука удивительно редкая даже в галактических масштабах.

В силу естественного формирования они ещё и находятся сравнительно далеко от нас, в регионах скопления большой звёздной массы. Но даже там ими вполне можно пользоваться.

Как?

Посыпьте дыру мелом

Или любой другой материей. В ходе падения за горизонт событий та наберёт энергию, в процессе чего излучит порядка 6% наружу. Кажется, что мало, но если умножать каждый грамм на «цэ квадрат» – получается вполне приличная цифра. Из эргосферы вращающейся чёрной дыры можно снимать и того больше – до 40% энергии. Практически любая естественная чёрная дыра вращается очень быстро и теряет скорость вращения очень медленно.

Даже в отсутствие эффективного термояда, компактные чёрные дыры вполне способны его превзойти. Они ещё и многотопливные – им совершенно безразлично, что именно поглощать. Квадриллионы джоулей на килограмм – вполне заметный энергетический выхлоп.

Термоядерный коэффициент

В реальности, термояд проигрывает чёрным дырам примерно в шесть раз. Один процент эффективности конверсии массы в энергию вместо шести. Мы его, конечно, ждём. Его появление в ожидаемом размере сулит коренное изменение правил игры человека с миром – начиная с условно-бесконечного легкодоступного углеводородного сырья и топлива и заканчивая совсем другой энергетикой космических городов.

Но даже в этом случае термоядерная энергетика – лишь ступенька на пути к подлинному энергетическому могуществу космической цивилизации.

Малоприятное сравнение

Чёрная дыра как источник энергии достаточно развитой космической цивилизации по большому счёту выигрывает даже у звёзд. Именно потому, что куда эффективнее превращает массу в энергию.

Самые крупные и яркие звёзды взрываются после исчерпания малой части своего топлива. Малые тусклые звёзды производят мало энергии. Цивилизация на основе чёрных дыр сравнительно низкой массы рассчитывает на то же количество энергии за расход куда меньших количеств материи.

Манёвр Оберта

Помимо всего прочего, чёрная дыра предоставляет выгоды манёвра Оберта с наилучшим возможным коэффициентом. Дополнительный разгон в момент предельного сближения чёрной дыры и ракеты на пролёте мимо неё имеет самую выгодную разницу обмена потенциальной энергии рабочего тела на кинетическую энергию ракеты после работы двигателя.

При высокой скорости в проценты световой чёрная дыра позволяет сравнительно просто и быстро менять направление движения на межзвёздной трассе. Она становится важным элементом регулировки движения на дальних маршрутах.

Искусственные чёрные дыры

Естественный процесс формирования чёрных дыр медленный и требует огромную массу. Искусственный должен сравнительно быстро работать с относительно скромной массой. С точки зрения современных физических теорий это совершенно реально.

Требуется достаточно быстро и достаточно плотно утрамбовать массу так, чтобы та оказалась внутри собственного горизонта событий. Кажется, что это очень сложно, но в реальности хватит одной лазерной трассы высокой эффективности между парой соседних звёзд.

Релятивистский лом-убийца

Любимое оружие для стрельбы на межзвёздные расстояния имеет замечательное мирное применение. Встречный точный удар двух больших масс обладает достаточной энергией, чтобы сформировать искусственную чёрную дыру.

Лазерные паруса и достаточно простые бортовые системы позволяют осуществить точное наведение и достаточно эффективный собственный манёвр. Оптимизация скоростей отправления, скорей всего, позволит совместить в пространстве точно в нужный момент сразу несколько рабочих тел – и слегка упростить затраты на разгон.

Межзвёздная торговля 2.0

Скептики любят говорить о трудностях межзвёздной торговли. Но искусственная чёрная дыра – гарантированный уникальный товар двух звёздных систем. И главное – вопрос решается плотностью упаковки материи с энергией в точку пространства. У релятивистского лома под лазерным парусом с кинетической энергией на скорости близкой к световой всё просто замечательно.

Качество товара безусловно. Спрос на тысячелетия вперёд заведомо больше предложения. Основная физика процесса известна уже сейчас. Работа сводится к чисто количественной задаче, пусть и грандиозной. Кругом сплошные выгоды.

Масса дыры

При размерах типичного перелети-города, он вполне нормально себя чувствует с чёрной дырой мегатонного класса в обвесе двигательной системы. Искусственную чёрную дыру выгодно делать маленькой, а потом кормить материей для увеличения массы до нужного значения.

Подача материи

Система удержания искусственной чёрной дыры на равном удалении от конструкции и подачи материи в дыру – единое целое. Это мегаконструкция сама по себе, но именно поэтому она достаточно эффективна и достаточно надёжна.

Дыра притягивает корпус, но поток входящего материального питания удерживает её на расстоянии. Ионизация в процессе даёт возможность использовать сильные магнитные поля и дополнительно удерживать объекты там, где им положено быть.

Минимальный размер борта

Отдельно стоит запомнить, что чёрные дыры требуют удивительно большие размеры конструкции вокруг них. Это действительно полноценные космические города большого размера. При наличии сверхпрочных материалов – очень большого.

Трудности возникают с тем, чтобы опустить минимальный размер чёрной дыры ниже мегатонного класса. Для изготовления даже такой чёрной дыры в сверхмалую точку пространства нужно упаковать примерно восемнадцать авианосцев класса «Адмирал Кузнецов» на запредельной космической скорости.

И да, это только сам «двигатель».

Город в полёте

Разумеется, приличный космический город обладает куда большей массой жилого объёма. Плюс обвес. Плюс баки рабочего тела. Сцепка двух корпусов противоположной направленности вращения при радиусе в 4 километра и длине порядка 32 километров выскочит с учётом периферии к десятку гигатонн. Но даже такой полноценный космический город куда скромнее по размерам сравнительно традиционной рабочей схемы межзвёздной ракеты.

Космический город с чёрной дырой в основе двигательной и энергетической системы может отправиться в самостоятельный межзвёздный полёт и обладает достаточной энергетикой, чтобы работать центральным узлом вторичного лазерного разгона и доразгона космического транспорта меньших размеров.

Нано-дыра

Чёрная дыра габаритами с нанометр обладает массой порядка квадриллиона тонн. Её реально питать очень тонкой струйкой атомов. Она может работать эффективным двигателем очень большого перелети-города, размером буквально с континент – десятки километров радиуса на сотни километров длины.

Конечно, такой космический город требует для своей постройки сверхпрочных материалов, на основе, например, углеродных нанотрубок. А в остальном вполне возможен, и способен комфортно вместить, обеспечить и перевезти маленькую страну.

Сверхмалые чёрные дыры

Достаточно мощные звёздные лазеры теоретически способны породить сверхмалые чёрные дыры за счёт высокой плотности фотонов на единицу пространства. Для этого нужна система космических размеров, но, опять же, чисто теоретически задача решаема.

Достоинство сверхмалой чёрной дыры заключается в том, что основная часть производимой ей энергии станет излучением Хокинга. То есть, источником больших количеств доступной энергии.

Пропорция Хокинга

Достоинство испарения чёрной дыры в том, что выделение энергии находится в обратной зависимости от массы. Если чёрная дыра вдвое меньше по массе, выход энергии вчетверо больше. Если она в десять раз больше – выход энергии в сто раз меньше.

При этом срок жизни чёрной дыры находится в кубической зависимости от массы – чёрная дыра в десять раз массивнее проживёт в тысячу раз больше. Меньшие чёрные дыры испаряются быстрее. Большие – медленнее, и материи в них больше.

Естественное излучение

У сформировавшихся естественным образом чёрных дыр излучение Хокинга настолько мало и слабо, что обнаружить его можно только инструментально. Естественные чёрные дыры по этим подсчётам живут почти вечность. Для человека срок их естественного испарения – бессмысленно долог.

Искусственные куда полезнее, хотя и жизнь их заметно короче.

Дыра на мегатонну

Чёрная дыра массой в один миллион тонн проживёт 2665 лет и выдаст 356 тераватт энергии. Для сравнения, вся промышленность земного шара в 2000 году потребляла около 32 тераватт – в десять раз меньше. Дыра на десять мегатонн выдаст 3,56 тераватт и проживёт около 2,7 миллионов лет. Дыра на сто килотонн выдаст 35,6 петаватта энергии и прекратит существование в сто раз быстрее мегатонной – за 2,7 года. При этом она станет всё ярче и ярче, а в финале своей короткой жизни полыхнёт ярче Солнца.

Вроде бы мало? Но есть нюанс!

Дыра на миллион лет

Если своевременно поставлять в дыру материю, пропорционально излучённой ей энергии, она продолжит выдавать энергию, а срок жизни эффективно продлится. Стокилотонной дыре выше нужно примерно 396 граммов материи в секунду. Это примерно 34 тонны материи в сутки – любой, которую окажется удобным туда запихнуть.

Мегатонной дыре хватит 34 килограммов в сутки. Десятимегатонной – скромных 340 граммов.

Приход на миллион лет

Десятимегатонная чёрная дыра на протяжении всех этих безумных миллионов лет исправно выдаст энергию как примерно 158 электростанций «Три ущелья». Между тем, это самая крупная гидроэлектростанция мира на 2020 год.

Это изобилие длится и длится буквально астрономические сроки.

Конец вечности

Даже если поставки материи временно прерваны, это само по себе терпимо. На те самые, вполне астрономические сроки. Главное, правильно определить массу дыры – и докинуть разницу.

Вопрос стабильности

Чёрная дыра гораздо стабильнее антиматерии. До момента её взрывного испарения должно пройти огромное количество времени. Этот момент сравнительно легко вычислить на основе наблюдения дыры – и своевременно что-то предпринять.

Станции полпути 2.0

Сравнительно малые искусственные чёрные дыры на межзвёздной трассе работают прекрасными станциями полпути. Для работы им годится любая материя вообще. Они способны питать исполинские поля разгонных лазеров с высокой эффективностью.

Станции полпути с чёрной дырой в основе живут долго и удивительно хорошо.

Эффективный привод

Станции полпути способны (и регулярно должны) корректировать свою орбиту. Внутри законченной рабочей системы годится любое решение, включая лазерный парус. Но прелесть чёрной дыры как источника дешёвой энергии в том, что её энергии хватает для работы обычного мощного двигателя.

Камера для рабочего тела понадобится очень большая, а её главным назначением окажется контроль чудовищного количества мусорного тепла в системе. Грамотная траектория вброса рабочего тела в систему придаст ему огромную энергию – и приведёт в движение на примерно одной десятой g конструкцию вполне пропорциональной чёрной дыре массы. Конструкция эквивалентной массы сможет рассчитывать на тысячную g постоянной тяги.

Верхушка айсберга

Как и любой другой теоретически предсказанный хрендостаниум, чёрные дыры в основе двигателей и энергетики технологической цивилизации будущего – лишь самая очевидная верхушка айсберга доступных решений. Гадать, что ещё они сумеют изменить – почти бесполезно. Это туманная верхняя граница доступного нашему взгляду, с уровнем достоверности вряд ли сильно выше представлений Жюля Верна о подводных лодках или Герберта Уэллса о ядерных бомбах.

Но, раз уж речь зашла про оружие, давайте посмотрим и на эту сторону прогресса!

Терминальное испарение

Финальная стадия жизни чёрной дыры массой в тонну занимает долю секунды с тридцатью нулями после запятой перед единственной цифрой. Зато и светится она в это мгновение буквально ярче Солнца.

Если вам кажется, что это похоже на чертовски мощную бомбу – вам совершенно правильно кажется. В одной такой вспышке порядка 22 гигатонн тротилового эквивалента.

Парадоксы оружейника

Да, чёрная дыра обладает лучшей известной человечеству бронебойной способностью. Она проходит через всё. Проблема в том, что на космической скорости это случится настолько быстро, что фактом пробития всё и закончится.

Да, какая-то часть энергии от поглощённой в пролёте материи создаст вторичный поражающий эффект. Но – куда скромнее чем кажется. Поражение сельского дома точно в центр скорей всего даст несколько радиоактивных трупов с переломанными костями, но у него самого даже крыша и стены останутся на месте. Сквозную дыру в земле шириной в один атом получится обнаружить лишь инструментально. Хотя формально это выстрел объектом массой в тератонну на космической межзвёздной скорости.

Лучшая защита – нападение

Важное уточнение – чёрная дыра может обезвредить и остановить или хотя бы отклонить с курса другую чёрную дыру. Их столкновение между собой протекает очень быстро и очень зрелищно.

Контакт пары массивных чёрных дыр естественного происхождения наши астрономы видели на межгалактических расстояниях.

Бахнуло ярко!

Фантасты лгут

В типичной плохой фантастике искусственная миниатюрная чёрная дыра волшебным образом проваливается до центра планеты, на чём успокаивается и принимается с лютой, бешеной силой жрать эту самую планету.

Это чистейшая магия. Фэнтезня самого жалкого сорта. Корень зла – плохое знание арифметики на уровне хотя бы уверенного пользования калькулятором.

Математика апокалипсиса

Природная чёрная дыра, конечно, с удовольствием сожрёт планету. Она на многие порядки более массивна.

Только вот энергия, чтобы отправить естественную чёрную дыру в другую звёздную систему, нужна такая, что проще на её малые доли обстрелять эту систему и выжечь там до бениной мамы всё что шевелится привычными средствами.

Лабораторная диверсия

Попытка выпустить на свободу экспериментальную чёрную дыру из лаборатории вроде бы гарантирует, что дыра провалится внутрь планеты и примется метаться внутри туда-сюда, медленно поглощая массу. Но есть нюанс:

Срок разрушения планеты составляет для чёрной дыры на гигатонну примерно 10 с 28 нулями лет. Правда, она при этом излучает несколько сотен гигаватт в форме жёсткого гамма-излучения, что, мягко говоря, заметно – и позволяет вовремя придумать какое-то противодействие, или хотя бы эвакуировать основные материальные ценности.

Геноцидальное спасение

В примере выше срок поглощения чёрной дырой планеты заведомо дольше времени жизни Солнца в естественных условиях. Чёрная дыра приобретает важное хозяйственное значение и становится из опасной диверсии ценным дармовым подспорьем.

Гипотетическая Солнечная на закате времён сильно продлит срок разумной жизни любого типа именно что за счёт использования энергии чёрных дыр. Но у оружия задача вроде бы противоположная?

Вернёмся к ней.

Излучение чёрной дыры

При массе двадцать тератонн чёрная дыра излучает в световом диапазоне. Но – очень и очень слабо. Единичные микро-ватты света.

Зато она может сожрать планету за сравнительно быстрое время, а её нагрев в процессе этого поглощения достаточен, чтобы дополнительно сократить время уничтожения за счёт облака раскалённых газов вокруг чёрной дыры.

Материя раскаляется в ходе падения в чёрную дыру к температурам плазмы – и буквально взрывает планету.

Заметная атака

Космос наполнен материей. Чёрная дыра – крайне массивна. Её разгон в сторону цели требует огромных энергий, а потому – хорошо заметен сам по себе. На приближении к звёздной системе чёрная дыра всё чаще встречает материю – и та даёт хорошо заметные выплески энергии в падении за горизонт событий.

Прозрачность космоса для наблюдений сильно подрывает ценность кажущейся «вундервафли». Оценочная энергетическая стоимость разгона измеряется числом примерно с 24 нулями. Изготовление чёрной дыры ещё заметнее. Любая цивилизация, которая достаточно могущественна, чтобы её требовалось обстреливать чёрными дырами, ещё и достаточно наблюдательна, чтобы обнаружить подобную атаку на стадии подготовки.

Воевать так с цивилизацией меньшего технического могущества – всё равно что обстреливать муравейник из гаубицы.

Встречная детонация

Если отправить навстречу чёрной дыре вторую, получится классическое сложение минусов, которое в итоге даст плюс. Чёрной дыре заведомо по силам остановить другую чёрную дыру.

Их слияние – катастрофический процесс с выделением огромной энергии. Что, во-первых, даёт возможность создать эффективную «выжженную землю» в нейтральном космическом пространстве встречной отправкой чёрных дыр на перехват. Во-вторых, эффект можно использовать как оружие сам по себе.

Атака слиянием

Две сравнительно малых чёрных дыры на сходящихся курсах выделят столько гравитационных возмущений и энергии в последние мгновения своей жизни, что достаточно точным пуском можно уничтожить звезду в основе чужой звёздной системы.

Большие количества звёздной материи на высоких скоростях, выплеск радиации и вторичные разрушения окажутся достаточными, чтобы полностью вычистить местную систему от любой высокоразвитой технологической цивилизации, даже приближающейся ко второму уровню могущества по шкале Кардашева.

Правда, есть в этом и плюс.

Убить звезду-убийцу

Сравнительно малые и компактные чёрные дыры при слиянии могут уничтожить и увести с траектории звезду-убийцу или бродячую планету-гигант. Им по силам буквально спасти угрожаемую систему.

Время подготовки такой контр-атаки заметно короче звёздного манёвра двигателем Шкадова или Каплана. Да и выстрелов можно успеть подготовить сразу много – и корректировать огонь по итогам наблюдения.

В целом, хотя чёрные дыры и позволяют военное применение, как мощная силовая установка в космическом хозяйстве суперцивилизации они куда полезнее.

Давайте посмотрим, чем именно!

Глава двадцать четвёртая: освоение чёрных дыр

И животноводство!

Трудно переоценить роль чёрных дыр в народном хозяйстве. Энергетика, двигателестроение, создание исполинских обитаемых комплексов с имитацией земной силы тяжести – список длинный.

Даже чёрная дыра естественного формирования уже даёт межзвёздной цивилизации явные экономические выгоды.

До самого конца вселенной!

Массовая фантастика XX века имеет прискорбную тенденцию заканчиваться на стадии выгорания звёзд. Если вспомнить моду на «космический феодализм» 1970-1980-ых – это вполне естественно. Дикарям, которые летают по космосу на кораблях вместо ракет, а как место для жизни воспринимают исключительно планеты, на что-то другое рассчитывать сложно.

Временные рамки существования цивилизации более-менее современного типа без радикальной смены экзистенциальной парадигмы в действительности куда дольше. Исчерпание легкодоступного топлива для продления срока жизни Солнца – лишь одна ступенька на пути человечества в туманное космическое будущее.

Логичный вопрос

Если чёрные дыры вполне годятся для эффективного промышленного освоения, то какой смысл в их освоении космической цивилизацией на ранних стадиях развития?

Да самый прямой. Это банально выгодно. Любая форма получения дешёвой легкодоступной энергии выгодна для любой цивилизации. Всегда. И у чёрных дыр в этом плане есть свои большие достоинства.

Эпоха изобилия

Пока основная часть звёзд ещё горит, а планеты легкодоступны, принято считать чёрную дыру по соседству чем-то плохим. В реальности это крупная удача для местной части галактической цивилизации.

Почему так? А давайте посмотрим, что вообще понадобится достаточно большой космической цивилизации в тех границах, которые мы способны представить.

Энергетические потребности

За исключением солнечной энергии наша планета, Земля, практически самодостаточна. Любой ресурс, который нужен цивилизации для развития на данный момент – строго местный.

Но источник солнечной энергии – термоядерные процессы глубоко внутри нашей звезды. Водород превращается в гелий и выбрасывает огромное количество гамма-излучения. Его поглощение материей звезды и переизлучение через множество слоёв разной плотности и приводит к излучению видимого света и достаточно сильного инфракрасного потока.

Дальность солнечной инфраструктуры

Основные методы нашего вероятного освоения Солнца на пути до Кардашева II заключаются в сборе, утилизации и переизлучении солнечной энергии в разных формах.

Но внутри космических городов свет нужного спектра в современных проектах имитируется техническими средствами. Это значительно раздвигает границы жизненной среды.

Термоядерный синтез может раздвинуть эти границы ещё сильнее, но пока что мы далеки от любого практического эффективного стабильного термоядерного решения даже в теоретической части этого процесса.

Один процент

Эффективная работа термоядерного реактора требует достаточно редких и ценных веществ-запалов. Техническую часть процесса даже в этом случае требуется развивать и улучшать труднопредсказуемое количество времени.

И всё это затем, чтобы получить энергетический выход меньше одного процента от использованной в реакторе массы топлива. Это минус идеального термоядерного реактора – до появления которого ещё требуется дожить.

Свет тьмы

Чёрные дыры, как уже много раз упоминалось выше, гораздо эффективнее. Теория их применения гораздо проще. Рабочее тело им годится любое, в том числе – очень стабильное и общедоступное.

Точный метод превращения хтонической тьмы чёрной дыры в тёплый ламповый свет в уютном сортире зависит от доступного цивилизации могущества.

Инструментов для этого доступно много.

Самое простое решение

Когда чёрная дыра поглощает материю, вокруг неё формируется аккреционный диск. Материя диска очень сжата и вращается на большой скорости. Её трение порождает огромные количества энергии. Предполагается, что именно этот процесс лежит в основе квазаров – самых ярких космических объектов наблюдаемой вселенной.

А теперь представьте, что уменьшенная версия того же самого работает в основе энергетики местной космической цивилизации.

Идеальный утилизатор

Поскольку чёрным дырам всё равно, какую материю поглощать, они становятся идеальным приёмником любых долговечных опасных промышленных отходов.

Сбрасывать отходы ядерной промышленности на Солнце – плохая идея. Отправить те же самые отходы в чёрную дыру – вполне нормальная.

Идеальный перекрёсток

На сравнительно развитом космическом маршруте чёрная дыра становится ещё и замечательным перекрёстком. Активный манёвр в её поле тяготения сильно искривляет траекторию полёта космического транспорта.

Расходы там сравнительно малых количеств рабочего тела или внешней разгонной энергии любого типа уже достаточны, чтобы отправить ракету под большим углом в сторону от прежнего маршрута. Крутой вираж гораздо выгоднее очень плавного и очень долгого манёвра, даже когда сильно ограничен по фактической допустимой перегрузке на борту транспорта.

Выгоднее звезды

Поскольку чёрная дыра заметно меньше по размеру, чем звезда, поворот возле неё предоставляет все основные выгоды манёвра в сильном тяготении, но лишён опасностей пролёта через внешние газовые оболочки звезды – со всем прилагающимся к этому перегревом.

Достаточно крутой манёвр требует проложить курс уже через вещество звезды, что, мягко говоря, чревато фатальными последствиями. У чёрной дыры это вещество тоже надёжно сокрыто за горизонтом событий, как и всё его излучение любого типа.

Без атмосферы и солнечного ветра пролёт мимо чёрной дыры куда эффективнее манёвра даже рядом с относительно безопасными карликовыми звёздами – те страдают дефицитом массы, а значит, и низким тяготением. Плотность солнечного ветра на скорости в проценты световой тоже порождает определённые трудности. Да и на выброс карлики способны регулярно и малопредсказуемо.

Чёрная дыра лишена всех этих минусов.

На пути к чёрной дыре

Звёзды проводят сравнительно долгий срок в форме красных гигантов перед тем, как сжаться в чёрную дыру. Они настолько разрежены, что через их атмосферу можно физически пролететь. У этого факта есть огромное достоинство:

Будущая чёрная дыра приобретает своё транспортное значение задолго до того, как стать чёрной дырой!

А как?

Сверхсветовой тормоз

Основная задача перемещения на принудительном внешнем разгоне – торможение за пределами уже готовой транспортной сети. Всё рабочее тело, которое нужно потратить в новой системе, чтобы эффективно затормозить, нужно тащить при себе.

Торможение в атмосфере красного гиганта позволяет изрядно сэкономить время перелёта. Раз в них можно сбросить лишнюю скорость, отправлять строй перелети-городов в межзвёздный полёт можно на сравнительно высокой скорости при той же загрузке баков тормозных двигателей.

Дыра-сортировочная

При экспансии за пределы ближних окрестностей Солнечной красные гиганты становятся естественными первыми точками узловых маршрутов местной системы. Их освоение начинается за миллионы лет до того, как звезде наступит конец, и она примется сжиматься в чёрную дыру.

К этому времени рядом вырастет огромная космическая цивилизация. Смена тормозного значения красного гиганта на чёрную дыру, как транспортный перекрёсток освоенной местной системы в её фактической занятости мало что поменяет.

Один переезд как три пожара

Даже коллапс звезды в чёрную дыру оставляет на своих местах основную часть внешних планет системы.

Поскольку главное достоинство любых космических городов в их подвижности, цивилизация удивительно больших размеров имеет все шансы подготовиться к переезду в безопасность заранее, спокойно пожить там и вернуться, когда выжженная звёздным катаклизмом система поутихнет.

Дыра в коробке

Аккреционный диск испускает мощную гамма-радиацию. Это излучение контролируется потоком материи в системе. Значит, вполне логично расчистить ближнее к чёрной дыре космическое пространство и кормить её управляемо.

Экраны на пути лучевых выбросов создадут за собой безопасную тень и станут узловыми элементами сверхмощных космических электростанций.

Жилое пространство

Следующий пикантный нюанс освоения чёрной дыры подобным образом заключается в том, что систему вокруг дыры можно в достаточно больших пределах наращивать в её физических размерах.

При активной поддержке или доступности сверхпрочных материалов реально вести речь о создании жилого пояса, который в конечном итоге сольётся в большую жилую поверхность.

Суперпланету.

Пустотелая сфера

Чёрная дыра внутри обеспечивает тяготение. Поток материи и мощные электромагниты – геометрическую стабильность компонентов системы.

Типичная чёрная дыра в миллион раз массивнее Земли. Сфера вокруг неё окажется в тысячу раз больше радиусом, чем Земля и соответственно, в миллион раз больше поверхностью. Настоящая супер-планета.

Но, есть у неё и минусы.

Инженерные сложности

Скорость убегания для супер-Земли – чудовищные 354 км/с. Та ещё туристическая ловушка!

Сама она, скорей всего, многослойная. Внутренняя сфера занята вопросами подачи материи в чёрную дыру, производством энергии и защитой внешних слоёв от радиации. Плюс в этом один – поначалу хватит довольно скромного количества орбитальных колец, или даже отдельных станций на постоянных орбитах.

Сверхбольшие чёрные.

Звёзды-супергиганты в естественной среде формируются в больших кластерах пригодной для этого материи. Поскольку чёрные дыры прекрасно сливаются друг с другом, возможно существование объектов массой в сотни, а то и многие тысячи солнечных.

Вокруг них тоже реально выстроить сплошную оболочку с земной силой тяжести, но скорость убегания возрастёт ещё сильнее.

Растяжение времени

Поскольку большая сила тяжести замедляет ход времени, сверхмассивная чёрная дыра имеет ещё одно интересное свойство. Большая сфера вокруг чёрной дыры, которая требует набрать 1% световой для того, чтобы покинуть её гравитационный колодец, замедляет время совсем как межзвёздный транспорт, разогнанный до той же скорости.

Правда, это всего лишь 26 минут в год при массе в несколько тысяч солнечных. Чёрная дыра массой в несколько единичных солнечных и скоростью убегания в 354 км/с замедлит время на скромные 22 секунды в год. У больших дыр в ядре галактики, массой в миллионы солнечных, замедление времени куда сильнее.

Планета Бирча

Исполинская пустотелая сфера вокруг сверхмассивной чёрной дыры на миллионы солнечных масс с земным тяготением на поверхности в триллионы раз больше земной, так называемая сфера Бирча, имеет куда лучшие расчётные показатели замедления времени.

Скорость убегания для местных условий составит порядка 4% световой, а замедление времени – порядка минуты в день. Увеличить эту цифру всё ещё реально.

Вопрос масштаба

Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики насчитывает миллионы солнечных масс. То есть, меньше процента от процента массы всех звёзд галактики. Собрать в единую ультра-массивную чёрную дыру куда большее количество материи вполне реально.

Чёрная дыра массой чуть меньше всей нашей галактики получит скорость убегания в половину световой и замедляет время настолько, что теоретически можно говорить о безопасном (хотя и безвозвратном) спуске за горизонт событий.

Насколько кому-то захочется идти на такой риск – вопрос пикантный. Основная часть местной вселенной к этому моменту всё равно окажется удивительно тёмным, холодным и мрачным пространством.

Вопрос количества

Даже при одной достаточно массивной звезде на тысячу, в нашей галактике потенциально есть материал на сто миллионов природных чёрных дыр, плюс та сверхмассивная, что находится в её центре. До неё примерно 30 000 световых лет.

Самая близкая известная нам чёрная дыра находится примерно в 3000 световых лет от нас. Путешествие к ней займёт на 10% световой время, примерно сопоставимое тому, что затратила человеческая цивилизация на развитие от пещерных людей до нынешнего своего технологического уровня.

До второй ближайшей к нам чёрной дыры все 6000 световых лет. Но есть нюанс.

Ближайшие известные

Две чёрных дыры выше достаточно массивны, чтобы их оказалось легко наблюдать. Вероятно существование ещё нескольких штук ближе к нам. Если учитывать достаточно массивные звёзды по соседству, количество потенциальных чёрных дыр становится и того больше.

В объёме радиусом 3000 световых лет – несколько сотен миллионов звёзд. Несколько сотен тысяч из них – материал для формирования чёрных дыр. В пределах 100 световых лет от нас – 15 000 звёзд.

На ближайшие миллионы лет точно хватит!

Фантастически выдержанный речекряк

Название «чёрная дыра» звучит удивительно тоскливо. К счастью, оно в достаточной мере ошибочно. Примерно как называть остров «мёртвым извержением вулкана» – когда это вполне буйно цветущий уголок тропиков посреди океана – куда более пригодный к заселению, чем окрестности активного вулкана.

Проблема растёт из тех времён, когда фантастика могла себе представить лишь очень скудный набор морских аналогий в космосе. До появления современных компьютеров, развитого математического аппарата и новых теорий, которые всё поменяли, оставались ещё десятилетия.

Скорость освоения

При взрывном освоении Солнечной до ранних опытов с чёрными дырами запросто дойдёт в пределах тысячелетия с момента серьёзного выхода человечества на просторы Солнечной. Вряд ли сильно позже, очень вероятно, что слегка пораньше. Решит этот вопрос преимущественно мощная разгонная система любого типа.

Как уже написано выше, эффективного внешнего разгона достаточно, чтобы попробовать создать малую чёрную дыру на скромную тератонну материи. Это примерно масса хорошего большого астероида. После этого её можно кормить материей – и получать взамен огромные количества энергии.

Но есть и второе крупное достоинство.

Искусственная сила тяжести

Достаточно мощная чёрная дыра позволяет имитировать земную силу тяжести на поверхности искусственной сферы вокруг себя. Геометрический размер сферы земного тяготения вокруг такой дыры можно спокойной приблизить к размеру поверхности Марса. Это жизненное пространство размером с несколько полноценных континентов – с возможностью налить моря, выстроить горы, и наслаждаться всеми преимуществами жизни «как в колыбели человечества» – с поправкой на чуть меньший размер конструкции.

Скорость убегания ниже земной, так что строить любые мега-конструкции с принудительной электромагнитной поддержкой заметно проще. Вдали от Солнца именно с их поверхности можно имитировать достаточно яркое «землеподобное» дневное освещение жилого пространства внизу.

Мир 2.0

Средствами выше мы получаем физически допустимое техническое решение для имитации полноценной земной среды в достаточно сильно уменьшенном масштабе и с куда меньшими расходами на совокупную массу конструкции.

По грубым оценкам такой «Марс» примерно втрое проигрывает Земле по массе. При этом он имеет достаточные силу тяжести и магнитное поле, чтобы удерживать атмосферу и вполне прилично греет себя излучением дыры внутри и светом от её электростанций – снаружи.

Терраформинг в его классических описаниях рядом с этим техническим решением выглядит бессмысленной нелепицей. А всего-то и нужно, что слепить аккуратную чёрную дыру посреди космоса.

Солнечная 2.0

На свете есть достаточно большой корпус вычислений стабильных орбит крупных искусственных тел в Солнечной. Поскольку чёрная дыра сама по себе имеет относительно скромную массу (на фоне законченной жилой сферы) – вполне реально дотащить их на стабильные точки общей удобной орбиты в зелёном поясе Солнечной. После этого – достроить и заселить.

Вуаля! Доступное землеподобное пространство на заказ! Да, мегапроект. Да, надолго. Да, энергетически дорого. Но с этого момента свою копию Земли достойного землеподобного размера в целях биологического разнообразия может позволить себе любая звезда Галактики, в окрестностях которой на это хватит строительного материала.

То есть, любая вообще.

Маленький принц 2.0

Воспетый Антуаном Экзюпери мир его романтического героя – маленького принца, тоже вполне реален при использовании подобных технологий. На поверхности сравнительно круглого мирка радиусом порядка десятка километров и массой порядка в одну миллионную земной реально иметь аналог земной силы тяжести.

Конечно, строить его придётся из достаточно прочного материала с активной поддержкой. Атмосферу – удерживать прозрачным куполом. В остальном получится очень маленькое тело с нормальной силой тяжести и скоростью убегания порядка скорости звука.

Выглядит на первый взгляд странно, хотя для разгонных станций на лазерной трассе вполне можно построить несколько подобных объектов только в целях психологического комфорта и разнообразия жизни местных сотрудников.

Комбинированное жилое пространство

Технологически развитой цивилизации доступно строительство комбинированного землеподобного и космического жилого пространства. Если чего в космосе на ближайшие триллионы лет и есть в избытке, так это материи с энергией на такое строительство.

Подлинное могущество цивилизации Кардашева II заключается и в максимально полном освоении своей родной системы, и фактическом качестве жизни в этой системе. Промышленное освоение чёрных дыр принципиально меняет уровень этой жизни.

Навсегда.

Чуть короче вечности

Сброшенная в чёрную дыру материя останется там очень и очень надолго. Почти навсегда. Сравнительно малые чёрные дыры, скажем в одну миллионную земной массы и геометрически чуть больше размеров атома проживут изрядный кусок вечности.

Оценочно – в миллиард триллионов раз больше, чем уже существует наша вселенная. Что, в целом достаточно хорошо, если задаться мыслью, где брать энергию, когда погаснет Солнце. Но даже это – относительно краткосрочная инвестиция. Более крупные чёрные дыры живут на многие порядки дольше.

Можно ли поиграть с этой системой в точную настройку? Да!

Термодинамическое шулерство

Допустим, мы строим достаточно стабильную комбинацию из чёрных дыр так, чтобы они держались на безопасном расстоянии, но в едином строю. Самая маленькая, на 120 мегатонн, выгорит примерно одновременно с нашим Солнцем. Остальные исходно рассчитаны так, чтобы «дозревать» к проектной мощности выделения энергии пропорционально дольше этого срока.

Мы получаем способ заранее инвестировать энергию в один из самых лучших с физической точки зрения банков, что только можно придумать. На буквально астрономический срок в будущее.

Проблемы эксплуатации

Конечно, питание чёрной дыры материей выделяет огромные количества мусорного тепла. Это же касается и любого процесса, который работает на основе полученной энергии. Но они же позволяют заселить внешний пояс любой звёздной системы, и пользоваться его условиями для эффективного излучения этого тепла.

Без разницы, какую задачу выполняет чёрная дыра такого рода – обеспечивает разгон космического транспорта, или трансмутацию дешёвых общедоступных элементов в более редкие и дорогие. Всё это комфортно уместится в пределах светового года от центра системы.

Уместится с огромным запасом.

Горячая промзона

Идеальный рой Дайсона цивилизации второго типа по шкале Кардашева по этой концепции оказывается дополнительно окружён внешней горячей промышленной зоной – где миллионы искусственных чёрных дыр выполняют промышленные задачи на благо внутренней системы.

Эта же зона становится и естественным «причалом» внутренней системы. В пределах светового года от звезды резко падает количество массивных тел. Его заметно проще дополнительно вычистить на основных маршрутах лазерных разгонных трасс.

Площадь излучения тепла подобной системой растёт в тысячи раз. Поверхность внешней технической сферы снабжения роя Дайсона очень быстро превысит его собственные размеры.

Превед, Ферми!

Здесь и всплывает очередной весомый аргумент в пользу логического объяснения парадокса Ферми нашей пока что уникальностью в этой галактике. Банально потому, что инструментально заметить рой Дайсона в описанном выше обвесе ещё проще, чем просто рой Дайсона без этого технического допущения.

Вывод прост. Мы тут и вправду первые. Это наша галактика. Именно мы заселим её как хотим и трансформируем для своих нужд. Целиком. Взрывая звёзды и порождая чёрные дыры. Мы сможем приводить в движение космические города, но за ними при большой нужде последуют и планеты, и отдельные звёзды, и целые космические строи звёзд, объединённые консенсусом воли бесчисленного населения всех этих миров.

Глава двадцать пятая: кочующие звёзды

Проблема масштаба

Любой фантаст, взявшись за тему межзвёздного перелёта, довольно быстро упирается в простой факт: масштаб имеет значение. Практически любая проблема такого перелёта решается лучше, когда в распоряжении переселенцев есть запас по массе полезной нагрузки.

О крайне низкой жизнеспособности отдельного космического города успешно додумались ещё в годы Хайнлайна и Кларка. Иллюстрировали они этим в основном социальные вопросы своих лет, но факт остаётся фактом. Что-то большое всегда жизнеспособнее маленького.

К счастью, решения выше позволяют цивилизации второго типа по шкале Кардашева ну очень большое решение. Стабильную конфигурацию из кочующих звёзд в едином строю.

Долгосрочное решение

Для человечества долгосрочным планированием сейчас называют срок в несколько поколений. Космос достаточно быстро доказал, что даже в пределах Солнечной можно прийти в космонавтику юным программистом и уйти на пенсию раньше запущенного при тебе робота дальней космической разведки. После чего с печальной регулярностью давать консультации по мёртвому языку программирования, на котором эта штука всё ещё почему-то работает.

Чтобы добиться чего-то осмысленного в окончательном решении вопроса заселения галактики усилий нужно куда больше – и куда дольше. Без перебоев и отключений.

Проблема розетки

Мега-конструкции вроде лазерных межзвёздных трасс из нашего сегодня кажутся стабильными в сроках как минимум десятков тысяч лет. Это крайне много для юной человеческой цивилизации – и почти ничто с точки зрения галактики.

Жителям космических перелети-городов может оказаться крайне дискомфортно осознать себя посреди нигде в бессмысленном полёте, когда свет на их лазерных парусах угаснет по любой из мириада причин. Любая попытка это предусмотреть упирается в предел доступной энергетики. Но что если главный источник энергии космической цивилизации прихватить на всякий случай, да ещё и с запасом?

Горизонт планирования

Полёт длиной в единичные века – очень быстрое межзвёздное путешествие. В десять-двенадцать веков на скорости в 10% световой умещается полёт ко многим десяткам ближних к Солнцу звёзд.

Проблема в том, что это заведомо больше, чем прожило в стабильной форме практически любое государство на Земле. При сохранении этой прискорбной тенденции космические города в полёте имеют шансы на очень широкий спектр малоприятных сюрпризов. Например, серию коллапсов и возрождений как их родного государства, так и политических наследников любого типа на его руинах за срок заведомо короче их полёта.

Любому единству целей и стремлений в таком случае почти гарантирован бесславный конец. Но для освоения галактики важно, чтобы города в полёте долетали к своим целям – нормально, вовремя, с полноценной интеграцией в любое общее цивилизованное пространство всё более разнородных цивилизаций!

Общечеловеческая ценность

Выручает здесь одно. У любой земной цивилизации, у любого её представителя, есть главная общечеловеческая ценность:

Желание выжить.

Колонисты Шрёдинегера

Выбор обитателей перелети-города в межзвёздном перелёте удивительно простой. Или они долетят и достаточно освоят новую систему, чтобы в ней жить, и желательно – хорошо, или они погибнут. Шансы вернуться исключены. Слишком уж велики требования к минимальной инфраструктуре для отправки в обратный полёт или количеству рабочего тела на эффективный собственный манёвр того же рода.

Цивилизации Мафусаилов

Дополнительная мотивация цивилизации будущего имеет шансы сформироваться под влиянием открытий в биологии, медицине, вычислительной технике, экономике и других науках, способных в комбинации породить цивилизацию активных энергичных долгожителей.

Стабильную цивилизацию.

Стабильность – залог эффективного долгосрочного планирования и значительно снижает риск для колонистов, что питание из дома внезапно оборвётся и предоставит их собственной участи.

Цивилизация избытка

Практически любой земной цивилизационный коллапс имел серьёзные последствия для конкретно этой цивилизации... но практически нулевые – для цивилизаций остального земного шара. Чистого количественного запаса цивилизаций хватало для общего роста благосостояния человечества даже на фоне масштабных геополитических катастроф.

Избыток активных цивилизаций на пути от I до II типа по Кардашеву сделает для человечества то же самое. Даст системе запас прочности на саморемонт благодаря крупным административным, политическим и экономическим надгосударственным сообществам.

Таким большим, как зелёный пояс Солнечной... или вся она целиком.

Защита от вымирания

Даже серьёзный катаклизм угрожает цивилизации определённого технического могущества лишь пока находится заведомо выше этого могущества. Падение тунгусского метеорита на Санкт-Петербург вряд ли прикончило бы даже Российскую империю 1908 года. Падение аризонского метеорита на США 2020 года тоже станет всего лишь трагедией вместо катастрофы. Для космической цивилизации с населённым зелёным поясом Солнечной утеря Земли окажется той же самой трагедией – масштабной, но вполне подлежащей решению.

Цивилизация из нескольких звёздных систем вполне может пережить даже единомоментную катастрофическую утрату абсолютного большинства населения любой из них – включая центральную.

Маршрутка звёздных трасс

Строй космических перелети-городов выглядит тем же самым в миниатюре. Отдельные космические города вмещают от нескольких десятков тысяч до нескольких сотен тысяч жителей в зависимости от своего назначения. Они движутся в сравнительно плотном строю. Цена транспортной связности между собой для них мала. Утрата любого, даже самая катастрофическая, целиком компенсируется возможностями остальных.

При расчёте на единичный миллион человек реально говорить даже о культурном и экологическом разнообразии в пределах исторического земного ареала обитания этих людей. Ресурс доступного жилого пространства это позволит.

Но как быть, когда простой маршрутки становится мало, и требуется уже что-то серьёзное – для галактического или межгалактического полёта?

Предельные требования

Любая попытка осмыслить возможности и назначения «транспорта на миллион лет» приводит к потребности в ресурсе на миллион лет, и возможностям эффективного саморемонта и улучшения.

Дальний галактический транспорт обязан выживать астрономические сроки. Земная геологическая эпоха для него – лишь часть пути. Очень долгого по человеческим меркам пути.

Перелети-Земля

Единственное, что приходит в голову с таким ресурсом и таким запасом саморемонта – наша Земля. Она пережила разумные цивилизации, массовые вымирания, глобальные катастрофы и тотальные смены парадигмы органической жизни на своей поверхности.

Можно смело назвать подобный масштаб хорошим началом. И уже на его основе прикидывать выполнение главной задачи.

Электричество в розетке

Даже бродячая планета сильно зависит от внешнего питания. Солнце щедро одаривает Землю энергией. Без него размеры кочующей цивилизации резко сокращаются.

Ко множеству поводов привести свою звезду в движение у гипотетической цивилизации будущего прибавляется ещё один.

Деньги в тумбочке

Ключевой аспект межзвёздного перелёта сводится к его запредельной стоимости. Энергетические затраты на сравнительно малый космический транспорт примерно соответствуют нынешней глобальной экономике земного шара.

Это при скромных масштабах транспорта. Жизнеспособные перелети-города в едином строю жрут энергию в таких размерах, что хватит искусственное солнце Земли создать. Что, помимо всего прочего, ещё и порождает чудовищное световое загрязнение.

Бродячие звёзды

Строи капитальных парусников на космических трассах порождают настоящие реки света в космосе и выглядят для наблюдателей как невероятно яркие подвижные звёзды.

Очередной горячий привет сторонникам парадокса Ферми, да.

В сущности, любой космический транспорт с мощным собственным двигателем любого типа действительно настолько яркий, что его можно исчислять при оптическом наблюдении в звёздных величинах.

Даже крохотный «спейс шаттл» под тягой современные ему инструменты наблюдения увидели бы на орбите Земли с внешних планет Солнечной. Перелети-город на единичные тысячи жителей ночью окажется видно без телескопа.

Относительная стоимость

Подобные энергозатраты хочется пересчитать во что-то более доступное. Например, уровень жизни в комфортном орбитальном городе на постоянной орбите.

Результат подсчёта оказывается довольно предсказуем – разгон одного человека до релятивистских скоростей в межзвёздном полёте исчисляется многими сотнями тысяч человеко-лет комфортного домашнего существования.

Экономическое обоснование

К счастью, экспансия обладает гарантированным экономическим обоснованием. В мире, где всё давно поделено, крайне привлекательно выглядит мысль ухватить для себя и детей кусочек лучшей жизни в пустой новой системе без конкурентов.

В зависимости от амбиций и культуры, это повод зажечь новую звезду большой политики или подтвердить на практике систему альтернативных моральных ценностей. Чудовищные размеры первоначальной инвестиции целиком отбиваются вероятной прибылью основателей новой космической цивилизации.

Длинная шкала

При масштабе планирования в геологические эпохи длиной экономить на размерах бессмысленно. Чем больше система в полёте, тем лучше она решает любую проблему и тем лучше выполняет любую основную задачу.

Стоимость жизнеобеспечения даже у сравнительно малых перелети-городов составляет крохотную долю от энергетической цены их разгона и торможения. Отсюда простой вывод – лучше всего задачу выполнит огромная подвижная система, которая постоянно находится в активном полёте.

Сброс под тягой

Действительно, единожды выведенная на большую скорость огромная система позволяет себе куда больше за куда меньший счёт. Вероятных колонистов она может просто сбрасывать в отделяемом транспорте сравнительно малых размеров. После чего заниматься только его торможением – удаляясь всё дальше и дальше от него.

Такой «лазерный парашют» достаточен, чтобы привести колонистов в новую систему и достаточно сильно уравнять их орбитальные скорости и скорости движения местных перспективных космических тел.

Компенсация усилий

Расплатятся с подвижной материнской системой колонисты запуском достаточно малых и достаточно быстрых контейнеров снабжения вслед ей. На этот раз лазерное торможение сработает в другую сторону.

Местная транспортная система колонистов при этом гарантировано востребована для общения с ранее заселёнными звёздами на маршруте.

Вопрос защиты

Системы кочующих звёзд, разумеется, придётся защищать от последствий движения на релятивистской скорости. Пространство впереди наблюдать мощной системой вынесенных подвижных станций наблюдения. Обнаруженные угрозы – вычищать лазерами и кинетическими перехватчиками.

На местное жилое пространство это влияет довольно однозначно. Хотя в полёт отправляется единичная звезда, или, с какого-то момента, строй из нескольких звёзд, основную массу населения в системах размещают искусственные космические города на постоянных орбитах.

Это динамическая система, и занята она, в основном, собственной безопасностью. Чем решать вопрос разгона?

Двигатель Шкадова

Самая простая, самая известная и самая плохая разгонная система из научно достоверных. Фотонный привод, в основе которого – отражение света частью роя Дайсона в желаемом направлении.

Двигатель Шкадова обладает микроскопической тягой. Разгон Солнца до просто наблюдаемых значений с его помощью требует миллионы лет – буквально. С другой стороны, он сулит высокую конечную скорость.

Математика полёта

Для нашего Солнца массой в 2х10 с 30 нулями килограммов понадобится что-то в районе 6х10 с 36 нулями ватт энергии для того, чтобы привести его в движение на ускорении в 1g.

Разумеется, так его разгонять бессмысленно, потому что для внутренней системы на околосолнечных орбитах такая перегрузка вредна. К счастью, Солнце у нас излучает куда скромнее. Его идеальная светимость в 3,8 на 10 с 26 нулями ватт.

Реальное ускорение идеальной системы окажется в 16 миллиардов раз хуже – примерно 0,6 нанометра в секунду за секунду. Поскольку чисто конструкционно зеркальная полусфера вокруг Солнца использует лишь половину доступного света, уйдёт миллион лет на разгон Солнца до 20 м/с. Правда за миллиард лет Солнце разгонится к 20 км/с и пролетит около трети галактики.

Баланс возможностей

Более яркие звёзды выделяют больше энергии, но и выгорают куда быстрее. Тусклые карлики разгоняются дольше, но выигрывают за счёт на порядки большей продолжительности жизни.

Это достаточно однозначно свидетельствует, что гипотетическая экспансия в соседнюю галактику лучше всего пройдёт с помощью карликовых звёзд-долгожителей. Вроде той, что по чистой случайности находится в самой близкой нашему Солнцу звёздной системе.

Реактивный привод

Технология подъёма солнечной материи позволяет использовать её в огромном реактивном двигателе. Струи материи обратно в Солнце удерживают сравнительно малый двигатель на месте. Струи материи наружу – приводят систему в движение.

Эта система проигрывает в конечной предельной скорости, но сильно выигрывает по тяге. Фактически, это частный случай термоядерного факельного двигателя – святого грааля мощных движков постоянного ускорения. Да ещё и с явно выраженным контролем потока материи в системе – для размена тяги на удельный импульс и обратно.

Комбинированный двигатель

Очевидно, что грамотное сочетание первого и второго решения творит настоящие чудеса. Реактивный факельный двигатель обеспечивает сравнительно быстрый набор скорости и активные курсовые поправки.

Фотонный привод роя Дайсона отвечает за доразгон к ещё большим космическим скоростям, включая релятивистские.

Строительство роя

Выгода Солнца как основного двигателя кочующей звёздной системы в том, что главный двигатель системы, главная электростанция и главная шахта – одно и то же.

Освоение Солнца решает вопрос и строительства активного обвеса любой обоснованно достаточной численности, и его питания, и активной лазерной поддержки на маршруте.

Завершение строительства человечеством основной части роя Дайсона и первичных добывающих конструкций около Солнца уже само по себе достаточно, чтобы при нужде превратить его в звёздный двигатель. Это естественный процесс, который потребует сравнительно мелкие настройки системы перед запуском.

Дорожная карта

Второй пикантный нюанс подобного строительства заключается в том, что достаточно скромная первоначальная цивилизация первопоселенцев дорастает к полноценному рою цивилизации II типа по шкале Кардашева заведомо раньше, чем долетит к своему пункту назначения, либо пролетит большую часть кольцевого маршрута по галактике.

Её фактическое могущество позволяет и создавать вынесенные на тысячи лет вперёд передовые базы дозаправки и принимать в свой активный обвес холодные газовые планеты сравнительно малых размеров для эффективной дозаправки в пути.

Техническое обслуживание

Как уже поминалось выше, снятие звёздного нагара эффективно продляет срок жизни звезды. То же самое делает и дозаправка внешним материалом. Достаточно большой рой Дайсона способен достаточно эффективно собирать и направлять межзвёздный рассеянный водород к своей звезде.

Бесчисленные квинтиллионы переселенцев могут отправляться на освоение звёзд впереди и чуть в стороне от главного маршрута. К моменту их прибытия бесчисленные цивилизации позади строя кочующих звёзд разовьются достаточно, чтобы продолжать активные поставки строительного материала в компенсацию затрат на заселение.

Тёмная сторона

Разумеется, у звёздной кочующей схемы есть ожидаемая тёмная сторона. Всё то же самое можно дополнительно усилить добавлением в систему малых искусственных чёрных дыр на стабильных орбитах. Главного адресата почти бесполезного нагара звёздной материи.

Чёрные дыры обеспечивают вшестеро больший энергетический выхлоп, чем термоядерная реакция. При наличии волшебного материала, способного эффективно отражать гамма-излучение, они же становятся ещё и просто лучшим общедоступным космическим двигателем из гипотетически возможных.

Правда, гамма-зеркало с точки зрения современной физики – типичный бессовестный кларктех.

Очаги цивилизации

По современным подсчётам, наиболее эффективное заселение галактики целиком реально при использовании малого количества зародышей такой цивилизации в полёте до ключевых областей местного расселения.

То есть, в момент, когда Солнечная пройдёт части пути между Кардашевым I и Кардашевым II, а ближние к ней звёзды приобретут вторичные собственные цивилизации сопоставимого масштаба, окажется вполне осмысленным начать первые действительно серьёзные усилия по освоению доступного жизненного пространства.

Ресурс на маршруте

Любые строи перелети-городов обладают мизерным собственным ресурсом. Они целиком зависят от удачного освоения целевой системы перед выдвижением дальше.

Строй звёзд превосходит их по критическим возможностям на многие порядки. По времени активной жизни его ресурс можно смело приравнять ко времени формирования и угасания звёзд галактики. Приравнять во множественном числе – благодаря техническому уходу за главным источником энергии в системе – звездой, и активному пополнению её топлива.

Штатная остановка

В случае любых причин для остановки на маршруте, от утраты пассионарности текущим большинством населения системы до явной опасной зоны впереди, кочующие звёзды могут сбросить набранную скорость и перейти на постоянную безопасную орбиту вокруг центра галактики.

Во многих классических произведениях фантастов 1970-ых мотивом становился поиск забытой и потерянной Земли. Но мало кто хотя бы догадывался, что забыть и потерять можно всю чёртову Солнечную целиком. Банально потому, что регулярно пополняемое топливом на маршруте Солнце осталось жёлтым карликом, но успело поменять звёздный рукав галактики.

Альфа и Омега

Строй кочующих звёзд при грамотной организации полёта обретает возможность пересечь вселенную. То есть, вот буквально. Сначала галактику из конца в конец, а потом – и вселенную, от начала и до конца.

Остановка на полностью освоенной галактике возможна, только вот совершенно излишня. Вполне можно организоваться – и полететь осваивать ближайшие галактики. Формально строй останется построен вокруг той же старой доброй Солнечной, колыбели человеческой цивилизации... только сильно обросшей вспомогательными периферийными устройствами запредельной космической мощи!

Ближние дали

Расстояние до Магеллановых облаков – 160 и 200 тысяч световых лет. До галактики Андромеда – примерно 2,5 миллиона световых лет.

Достаточно организованные строи звёзд нашей Галактики имеют все шансы отправиться за пределы нашей галактики и в обозримые сроки принести человеческую цивилизацию даже в эти мёртвые и безжизненные галактические пустоши.

Насколько та при этом останется человеческой – вопрос тот ещё. Гадать бесполезно. Совершенно ясно одно – техническая возможность такого полёта существует, даже если все наши представления о пределах скорости полёта в наблюдаемой вселенной абсолютно верны уже сейчас. При жёстких ограничениях полёта сравнительно малыми досветовыми скоростями его реально превратить в количественную задачу с теоретически известным нам достаточно эффективным решением.

Опасные близи

Если внимательно читать описания ближних к нам галактик и звёздных скоплений, мы увидим довольно предсказуемую строчку «ожидается столкновение галактики с Млечным путём в пределах 2,4 миллиарда лет».

Что, в сущности, имеет два последствия. Во-первых, Солнце имеет все шансы повстречать небесную ось куда раньше, чем выгорит основная масса его топлива. Во-вторых, строй кочующих звёзд приобретает решающее значение для выживания цивилизации II типа по Кардашеву в долгосрочной перспективе.

Возможность разводить звёзды на безопасные орбиты в масштабном галактическом катаклизме в пределах нескольких геологических эпох станет насущной потребностью. И у человечества будут под рукой достаточные инструменты, чтобы эту потребность реализовать. Продолжая грозить кулаком галактическому центру, потягивая сок у себя на уютном диване!

Глава двадцать шестая: полный демонтаж

Оптимизация Солнечной

Как известно, любое природное жильё обладает чудовищно малой эффективностью. Из скал, которые формируют пригодный для жизни грот на маленькое племя дикарей можно выстроить целый маленький городок.

При увеличении масштабов до планетарных и космических пропорция в целом сохраняется.

Тонкий слой цивилизации

Основные события в жизни современной человеческой цивилизации проходят в ближних десятках метров от уровня земной поверхности. Проектирование «Островов» Джерарда О'Нила это учитывало в прямой однозначной форме.

Если для жизни людей достаточно сравнительно тонкой, почти символической, прослойки грунта под ногами, то вполне естественно оптимизировать космический город по этому параметру.

Тёмные глубины

Любая планета нарушает это правило. До центра Земли – многие тысячи километров. Абсолютное большинство этой материи пребывает в состоянии естественного природного хаоса.

Можно ли её упорядочить, и если да, то зачем?

Задача Дайсона

Естественные тела Солнечной улавливают ничтожную долю солнечной энергии. Даже если посчитать их все – это останется ничтожно мало. За пределами Земли даже этот свет гарантировано пропадает зря.

Солнце, тем временем, остаётся лучшим дешёвым источником энергии системы.

Одна пятидесятиквадриллионная ватта

Именно столько достаётся каждому человеку с каждого произведённого Солнцем ватта энергии. Всё остальное в основном расходуется зря, и в какой-то сильно меньшей степени тратится на различных промежуточных стадиях удовлетворения человеческих потребностей.

Как-то расточительно получается!

Проблема терраформирования

Кроме объективных технологических проблем настолько затратного и бессмысленного процесса, у терраформирования как идеи есть и ещё одна чисто логическая проблема.

Даже если заселять другую планету, это окажется чем-то сродни поиском новых пещер для племени людей неолита. Дорогостоящим и сложным процессом, в итоге которого жизненное пространство возрастёт очень мало при огромных затратах.

Именно потому, что даже будучи терраформирована, какая-нибудь Венера получит лишь крохотную долю солнечной энергии.

Пятьсот миллиардов О'Нила

Типичная масса типичного «острова» третьего проекта, на сотни тысяч или окрестности единичного миллиона жителей уже достаточно мала, чтобы получить из одной разобранной на строительные материалы космической луны от многих сотен миллионов до миллиардов космических поселений со всей окружающей их космической инфраструктурой.

Это приблизительно верно для искусственных объектов на единичный десяток гигатонн материала – или около того.

Лебенсраум

Жизненное пространство в зелёном поясе Солнечной доступно заведомо в избытке. Разумеется, если отвязать любые проекты заселения от потребности мучиться с планетами. Даже просто Л4 и Л5 системы Земля-Солнце достаточны, чтобы намного превысить население сферы Хилла Земли.

Переход к слоям роя Дайсона увеличит эту плотность населения и эффективность утилизации солнечной энергии ещё сильнее.

Тонким слоем

Занимательный факт – если распределить жителей современной нам Земли по всему пространству Солнечной до орбиты Плутона, одному человеку достанется больше пространства, чем занимает система Земля-Луна. До любого ближайшего соседа окажется порядка миллиона километров.

Вроде бы простая арифметика, но многие люди почему-то её упускают. Но если жизненного пространства в избытке, чего же может показаться мало?

Базовые потребности

Материал для строительства, энергия для работы, а также все наукоёмкие биологические, механические, электронные и прочие высокотехнологичные производства определяют возможность любого освоения космоса.

Для полноценной жизни требуется космический объект с полноценной биосферой, техносферой, средствами отвода мусорного тепла и эффективным космическим транспортом.

Его «узкое место» вполне очевидно.

Ключевые проблемы

Тепло и гравитация – пара основных физических ограничений космического строительства. Эффективными оказываются сравнительно малые (относительно планет), но крайне многочисленные космические города в составе роя Дайсона.

Они эффективно поглощают солнечную энергию, а потом столь же эффективно излучают мусорное тепло в космическую пустоту. Это главная причина высокой жизнеспособности роя Дайсона как технического решения.

Мошка в зенице господней

Облако из космических городов, бескрайних полей солнечных электростанций, лазерных массивов и прочих объектов искусственной техносферы в долгосрочной перспективе освоения Солнечной выигрывает у всего.

Даже орбиталища Бэнкса и мир-кольцо – больше стильные решения, чем практичные, они созданы правилом крутизны в противовес трезвомыслию и расчёту хотя бы в первом из приближений.

Вершина эволюции

Полноценный рой Дайсона видится логичной вершиной эволюции любой звёздной системы, пригодной к долгосрочному обитанию технологической цивилизации.

Именно поэтому разница между типами цивилизации по Кардашеву заключается в основном том, какой процент солнечной энергии доступен цивилизации на базе уже построенных индивидуальных единиц роя – от примерно всего земного на первом типе, до всего солнечного на втором и всего галактического на третьем.

В начале было облако

На заре творения Солнечная формировалась из газопылевого облака. Преимущественно водорода и гелия, но более плотные материалы сбивались в комки достаточно большого размера, чтобы обзавестись заметной гравитационной силой.

Это притяжение ускоряло формирование и рост комков материи. Они буквально вычищали орбиты – словно огромные гравитационные пылесосы.

Самый большой и тяжёлый кластер подобных объектов в какой-то момент вспыхнул Солнцем. Остальные либо упали в него, либо обрели долговременную стабильность на орбитах – как планеты, луны, кометы и астероиды.

Цена материи

Для подъёма из гравитационного колодца планеты или Солнца нужно затратить энергию. Чем больше объект, тем больше энергии отдала материя на его формирование, и тем больше нужно заплатить, чтобы оторвать килограмм обратно в космос.

Наше Солнце получило столько энергии в форме гравитации, что солнечная шахта потребует энергоёмкую и высокотехнологичную мегаструктуру только для того, чтобы начать работать.

Гравитационный разогрев

Сжатые взаимным притяжением материи планеты стремительно раскаляются. Это главная причина того, почему даже у сравнительно давно сформировавшейся Земли есть горячее до стадии жидкого расплава ядро.

Кинетическая энергия падения новых частей материи в гравитационный колодец становится тепловой.

Сила тяжести

Энергия гравитационных связей массивного объекта растёт согласно квадрату его массы. Ослабевает она с ростом его радиуса. Поскольку с увеличением радиуса масса растёт согласно его кубу, планета вдвое большего радиуса обладает восьмикратно большей массой.

Из чего простое следствие.

Шахта на поверхности

Лучшая космическая шахта – на поверхности. Астероиды и малые луны позволяют буквально стрелять в космос из электромагнитной катапульты добытой с них материей.

Их транспортная связность заведомо выигрывает у любых сравнительно массивных объектов. И чем физически больше объект – тем больше выигрыш.

На многие порядки больше!

Оплата счетов

Даже космический полёт за счёт электричества имеет свою цену. У сравнительно малого космического тела – сравнительно малое притяжение. Для отлёта достаточно низкой тяги, а значит – и очень слабого лазерного паруса с постоянным ускорением.

То есть, космический город-миллионник позволяет себе абсолютно земные условия в жилом объёме, но чудовищно меньшие затраты на транспортную связность – как с ближними, так и с дальними соседями.

Наглядная иллюстрация

В зависимости от модели, энергия притяжения Земли исчисляется как 2 на 10 с 32 нулями джоулей. Это в триллион раз больше энергопотребления современной человеческой цивилизации или в полмиллиона раз больше секундной выдачи солнечной энергии.

Так что, когда вам показывают, как Звезда смерти разносит Альдераан на куски – именно такой порядок энергии улетает в работу за время уничтожения планеты на экране.

Ярче полумиллиона солнц

Даже построенная специально для военных нужд часть роя Дайсона, чтобы испарить планету, должна вваливать энергию точно в цель на протяжении недели.

Поскольку же любое оружие в космосе – разновидность двигателя, чисто логистические проблемы работы с планетарной материей в конечном итоге те же самые – плюс дополнительные затраты на малую эффективность процесса и его физическую длительность. Гравитационная помеха взлёту из планетарного колодца притяжения определяется в том числе временем этого взлёта.

Мусорное тепло

Ракетные двигатели, электромагнитные фонтаны и другие средства доставки материи в космос выделяют мусорное тепло. Эффективность его рассеивания планетой тоже ниже, чем у выделенного космического радиатора.

Большое количество мусорного тепла напрямую влияет на качество жизни в местных условиях. Иными словами, это ещё один аргумент в пользу жизни в космосе вместо планет.

Время теплоотвода

Процесс демонтажа землеподобной планеты без сильного роста местной температуры займёт буквально миллионы лет – при естественном излучении тепла в космос.

Поскольку испарённую планету довольно затруднительно улавливать для обработки, проще учесть в проекте траты на принудительное охлаждение и дополнительные средства рассеивания тепла. Например, за счёт большой системы орбитальных колец и электромагнитных фонтанов.

Демонтаж Юпитера

Планета в 300 раз массивнее Земли, хотя значительно менее плотная и куда большая по линейным размерам требует в 10 000 раз больше энергии. То есть, эквивалент 200 лет полной выдачи солнечной энергии. Цена за килограмм материи превысит земную в 30 раз.

А теперь посмотрим, сколько десятков тысяч юаней стоит один килограмм на околоземной низкой орбите по современным рыночным ценам – и прикинем разницу затрат в современной нам валюте.

Обратная сторона гравитации

Но есть и хорошие новости. Земная Луна формально числится в списке из 20 самых массивных объектов Солнечной. Это верхние позиции списка из буквально миллионов известных достаточно крупных тел на стабильных орбитах.

Энергетическая цена подъёма килограмма с поверхности в 20 раз дешевле земной. Или в 700 раз дешевле, чем с Юпитера.

Абсолютные тяжеловесы

Наше Солнце обладает гравитационной энергией примерно в миллиард раз выше земной. На то, чтобы демонтировать Солнце нужна примерно 1/500 всей его энергии за всё предполагаемое время существования звезды.

Для белых карликов и нейтроннных звёзд эти цифры ещё хуже. Ну и разумеется, чёрная дыра успешно проламывает верхнюю границу энергозатрат. Современная нам физика исключает возможность её демонтажа полностью.

Типичные легковесы

Астероид на 6-7 километров радиуса, типичный привлекательный центр большой космической стройки, обладает массой в миллиард раз меньше земной. Для его разборки потребуется одна миллионная часть одной миллиардной части цены демонтажа Земли. Цена за килограмм в миллион раз меньше земной.

Нужно ли после такого лишний раз уточнять, почему для полноценного освоения и заселения космоса астероиды настолько привлекательны?

Природное ограничение

Масса пояса астероидов в тысячу раз меньше земной. Основная часть этой массы находится в составе Цереры и примерно десятка прочих крупных астероидов.

Остальное размазано очень тонким слоем по миллиону других астероидов.

Процесс освоения

Разумеется, экономический процесс освоения Солнечной начинается самыми дешёвыми и доступными материалами. Это луны и астероиды. Но они – только начало.

Процесс заселения системы диктует потребность двигаться и дальше. Разбирать всё более массивные планеты. И, в какой-то момент, начать поднимать солнечную материю. Правда, есть пара оговорок.

Мелким шрифтом

Нюанс первый – энергетическая цена подъёма и денежная цена – две разных цены. Умножать что-то на современную цену за килограмм – значит, бессмысленно жонглировать цифрами. Учесть дополнительные расходы на технику, рабочие часы и проектирование систем можно лишь очень грубо и очень приблизительно.

Нюанс второй – доступность энергии. Добыча солнечной материи с поверхности Солнца, наверное, самая выгодная по доступности энергии деятельность подобного рода. Да, энергии нужна прорва, но эту самую энергию производит Солнце под боком.

Относительные цены

Запустить массу в форме ракеты на орбиту энергетически сложнее и дороже, чем выплавить из руды на Земле материалы той же массы, что и полезная нагрузка этой ракеты. На лунах это меняется. Цена плавки, очистки материала и обработки становится заметно выше местных космических транспортных расходов.

Даже огромная по меркам пояса астероидов Церера обладает скромным полукилометром в секунду скорости убегания. Это кинетическая энергия в 125 000 джоулей за килограмм. В 500 раз ниже кинетической энергии убегания с Земли.

Занимательный факт: примерно столько энергии вжарит еде домашняя микроволновка за две минуты. То есть, на порядки меньше расходов на выплавку чистого материала из его космических оксидов.

Большие порядки

Демонтаж всей Солнечной потребует чистые энергетические расходы, примерно эквивалентные выдаче солнечной энергии за единичные века. Абсолютное большинство энергии уйдёт на демонтаж Юпитера – самой массивной планеты системы.

Его масса равна половине массы всех тел, за исключением Солнца. Поэтому, Юпитер держит абсолютный гравитационный рекорд среди всех планет Солнечной. Любые другие планеты, начиная с меньших гигантов, болтаются в единичных процентах и ниже от показателя Юпитера.

Почувствуйте разницу!

За исключением прочих газовых планет-гигантов, демонтаж всех преимущественно каменных планет системы, лун, комет и астероидов целиком обойдётся примерно в месяц общей солнечной энергии.

Разумеется, это всё ради высшего блага!

Оптимизация материи

Каждый бесхозный камень солнечной есть оскорбление уважающего себя космического инженера. Его можно и нужно разобрать, обработать и пустить в дело – на строительство полностью искусственной техносферы высокой комфортности.

Даже посредственная эффективность процесса и срок работы в тысячелетия в космических масштабах теряют значение. Важен лишь итог.

Трудовые часы

Хотя автоматизация труда и сложные компьютерные системы, в том числе автономные и условно автономные заметно увеличат доступные цивилизации рабочие часы на одного жителя, скорость освоения материи Солнечной надолго окажется в зависимости от фактического количества жителей Солнечной. Оно может надолго и сильно разойтись с потенциально доступной жилой поверхностью.

Подсчёт в Землях

Да, относительно пояса астероидов наша Земля – очень большая. Но если пересчитать его в обитаемую жилую поверхность «Острова» проектов О'Нила, то мы с удивлением обнаружим, что оптимизированный для проживания людей пояс измеряется многих сотнях земных поверхностей. Если считать только в суше Земли, включая пустыни, горы и заполярье, то и того больше.

Подсчёт Дайсона

Ради оптимального использования солнечной энергии космическими городами нужно в десять миллионов раз больше массы – при условии что львиная доля пойдёт на солнечные электростанции.

В сущности, это наиболее оптимальное использование материи Солнечной как таковое. Хотя сначала, конечно, всё и сведётся к банальной гонке за самыми ценными металлами.

Оптимизация Земли

Полный демонтаж планеты даст в 60 000 раз больше жилого пространства чем вся поверхность Земли. При этом – аналогичного земному оптимальному. И это всё ещё лишь несколько стотысячных долей поглощения энергии Солнца – хотя счёт потенциального населения этой богатейшей космической цивилизации давно уже пойдёт на квинтиллионы человек.

Ключевое решение

Достаточно оптимизированное космическое жилое пространство безусловно и с огромным разрывом выигрывает у любого естественного. В масштабах Земли неолитический пещерный «город» в известняковых скалах проиграет современному городскому кварталу той же массы – что в уровне жизни, что в количестве населения.

В масштабах Солнечной космические города уделают любые терраформинги и любые колыбели человечества – с куда большим разрывом.

Больше чем сумма

Любое оптимизированное космическое пространство резко превышает сумму его природных слагаемых. Речь идёт о разнице во многие порядки, что по количеству населения, что по доступности энергии, что по фактическому уровню жизни.

Мать-природа враждебна человеку по определению. С её точки зрения, программа действий «пожрать, трахнуть самочку, подохнуть» годится человеку в той же степени, что и хомячку. Вырвать у природы своё право на долгую счастливую жизнь – главная задача цивилизации.

Демонтаж Солнечной – естественный шаг на пути к этому процессу.

Да, но...

Именно так звучит ответ на вопрос, хватит ли в Солнечной материала на строительство полноценного роя Дайсона. Всё-таки, он состоит из мириадов сравнительно малых космических объектов, и многое упирается в том, насколько малых, и какого типа.

Рой электростанций

Типичное базовое решение для ранних стадий постройки роя Дайсона – плоские тонкие солнечные электростанции. Минимум расходов по массе с высоким полезным эффектом.

Ранний подсчёт сферы Дайсона с грунтом в десяток метров глубиной требует больше массы Юпитера – это при том, что материала на твёрдую основу сферы в Юпитере слишком мало. Электростанция без любого грунта производит массу энергии, питает любое периферийное устройство и обходится без этих расходов.

Зеркальная сфера

Если разобрать преимущественно металлическое ядро Меркурия, планеты вполне хватит на первичное использование абсолютного большинства солнечной энергии – хотя и очень тонкими рабочими поверхностями.

Для солнечного зеркала речь идёт примерно о килограмме на квадратный метр как заведомо избыточном количестве. Орбита Меркурия настолько близка к Солнцу, что этого достаточно.

Разница масштабов

По массе большие зеркальные электростанции минимум в тысячи раз меньше, чем полноценные космические города. При тонкой рабочей поверхности большой металлический астероид скорей всего достаточен, чтобы настрогать с него зеркальной фольги в нужных количествах.

Количественное ограничение

Для роя Дайсона количественное ограничение минимальных расходов – светимость звезды. В десять раз тусклее – хватит в десять раз меньше строительного материала. В десять раз ярче – потребуется в десять раз больше.

Для примера – красные звёзды-карлики выдают одну десятитысячную солнечной энергии. По-настоящему крупные звёзды могут выдавать и в миллион раз больше Солнца.

Качественное ограничение

На данный момент с чистой совестью можно заявить, что на строительство базовой зеркальной части роя Дайсона материала хватит в любой звёздной системе. Варьируется количество сравнительно массивных жилых объектов. Избыточный материал системы поглотят в основном её промышленные и жилые объекты.

Облако в движении

Рой Дайсона выглядит именно как подвижное облако из мириадов искусственных орбитальных тел. Любые ограничения на постепенное и частичное строительство физически отсутствуют.

Даже сравнительно тонкий жилой пояс на экваториальной орбите звезды уже на многие порядки больше любых, без разницы, насколько больших, естественных тел в той же системе. Его выигрыш по транспортной связности и соотношению затрат внутри себя – абсолютный.

Дальние странники

Предположительно даже катапультированные из галактики бродячие звёзды-странники хотя и утратили большую часть массивных планет в ходе катаклизма, сохранили достаточно материала на строительство жилого пояса Дайсона вокруг звезды.

Это до учёта возможностей подъёма звёздной материи на утилизацию и достройку. А учитывать их придётся!

Снимай нагар!

Подъём тяжёлого солнечного «нагара» – жизненно важный процесс для светила. Он сильно продляет срок его жизни, а металлы идут на дальнейшее развитие звёздной цивилизации.

Это естественный взаимовыгодный симбиотический процесс разумной технической цивилизации и основы её энергетического благосостояния.

Как выглядит следующий шаг?

Оптимизация галактики

В какой-то момент крайне вероятно, что обустроенные подобным образом звёзды с двигателями Шкадова начнут сбиваться в оптимизированные по транспортным расходам искусственные созвездия, а между ними протянутся стабильные «реки света» местной транспортной сети.

В сравнительно малый участок космического пространства на единичные десятки парсек вполне реально «упаковать» стабильную конфигурацию звёзд вокруг некоего общего центра – и получить заведомый выигрыш по внутренней научной, культурной и транспортной связности.

От логистики Солнечной – к логистике галактики!

Как ни парадоксально, для космической цивилизации II типа по Кардашеву оптимизация галактики становится той же количественной задачей, что и до того – оптимизация Солнечной.

Достаточно сложно представить себе отдалённое геологической эпохой общество будущего, которое всерьёз оптимизирует астрономическую структуру Млечного пути. Но всё это находится целиком в границах физически возможного.

И где-то там, многократно заправленное из других светил, может ещё в этой галактике, а может уже и на пути к другой, продолжит свой звёздный путь наше Солнце в составе полностью самоходного искусственного созвездия, несущего свет цивилизации по тёмным и безлюдным галактическим пустошам.

Content

Лапиков Михаил Освоение Солнечной: логистика будущего

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ: КАРДАШЕВ – I

Глава первая: вступление

Глава вторая: Земля и окрестности

Глава третья: сокровища Луны

Глава четвёртая: марсианская нефтянка

Глава пятая: Церера и пояс астероидов

Глава шестая: Венера и терраформинг

Глава седьмая: Меркурий и Солнце

Глава восьмая: Луны Юпитера

Глава девятая: Сатурн, Уран, Нептун

Глава десятая: цивилизации Кардашева

Глава одиннадцатая: предел освоения Солнечной

Глава двенадцатая: освоение Солнца

ЧАСТЬ ВТОРАЯ: КАРДАШЕВ-II

Глава тринадцатая: Земля-II

Глава четырнадцатая: большая астрономия

Глава пятнадцатая: ранние межзвёздные

Глава шестнадцатая: Проксима Центавра

Глава семнадцатая: межзвёздные трассы

Глава восемнадцатая: угрозы цивилизации

Глава девятнадцатая: ремонтники космоса

Глава двадцатая: космическая политика

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ: КЛАРКТЕХНОЛОГИИ?

Глава двадцать первая: бессовестный кларктех

Глава двадцать вторая: хрендостаниум

Глава двадцать третья: искусственные чёрные дыры

Глава двадцать четвёртая: освоение чёрных дыр

Глава двадцать пятая: кочующие звёзды

Глава двадцать шестая: полный демонтаж