Иосиф Шкловский - Вселенная, жизнь, разум
Современная американская подводная лодка с атомным двигателем мощностью в 15 млн. Вт имеет вес 800 т. Следовательно, для нее P = 0,02 Вт/г. Это в 150 млн. раз меньше той «удельной мощности», которая требуется для того, чтобы наша гипотетическая фотонная ракета двигалась с ускорением b = g. Если бы для такого межзвездного корабля был построен двигатель мощностью в 15 млн. Вт (что достаточно для удовлетворения потребности в энергии небольшого города), он весил бы… 5 граммов! Заметим, что в этот вес входят (в случае двигателя фотонной ракеты) масса горючего, масса гигантских рефлекторов (необходимых для обеспечения работы фотонной ракеты) и масса аппаратуры.
Из этого расчета с достаточной очевидностью следует, что трудности «количественного» характера настолько велики, что явно перерастают в качественные. Если мы попытаемся сколько-нибудь значительно уменьшить P, пропорционально уменьшится ускорение b и ракета уже не сможет за приемлемое время достигнуть релятивистской скорости.
Таким образом, вопреки мнению писателей-фантастов, межзвездные фотонные ракеты, движущиеся с релятивистской скоростью, вероятнее всего, никогда не будут построены. Каждой эпохе свойственно переоценивать свои технические возможности. Вспомним в этой связи, что в XIX столетии серьезно обсуждались проекты полета на Луну… с помощью парового двигателя. Еще раньше некоторые писатели-фантасты надеялись совершить такое путешествие… на воздушном шаре. В наши дни мы являемся свидетелями явной переоценки возможностей реактивной техники.
Эта техника является идеальной при полетах на межпланетные расстояния и при грядущем преобразовании Солнечной системы человеком (см. гл. 26). Более того, ракеты могут быть мощным средством постепенной экспансии цивилизации от одной планетной системы к другой, находящейся в непосредственной близости. В гл. 22 мы уже рассматривали такую возможность в связи с проектом Брэйсуэлла. Существенно, однако, что при такой «экспансии» (или «диффузии») цивилизации движение ракет будет происходить с нерелятивистской скоростью. Но для непосредственного контакта между разумными существами, разделенными межзвездными расстояниями (а для этого нужны фотонные ракеты, движущиеся с релятивистской скоростью), реактивная техника из-за указанных выше трудностей, по-видимому, непригодна.
Имеется, однако, принципиальная возможность совершенно по-новому подойти к проблеме межзвездных и трансгалактических перелетов с почти световыми скоростями. В последние годы эту новую идею выдвигал ряд авторов, но наиболее полное рассмотрение принадлежит Бюссару. Речь идет о возможности использования межзвездной среды, с одной стороны, как термоядерного горючего, с другой — как рабочего вещества ракеты. Так как межзвездный газ состоит преимущественно из водорода, на ракете должно быть установлено термоядерное устройство, синтезирующее из ядер водорода ядра дейтерия. Сооружению такого устройства не препятствует ни один из известных законов физики. Поэтому можно полагать, что когда-нибудь такой термоядерный реактор будет построен.
Особенность такого летательного аппарата реактивного действия состоит в том, что поверхность, через которую должен всасываться межзвездный газ, должна быть очень большой. Расчеты показывают, что «поверхностная плотность» ракеты этого типа должна быть 10-8 г/см2 при условии, что в окружающем пространстве в 1 см3 имеется один атом водорода. В общем случае поверхностная плотность ракеты обратно пропорциональна концентрации межзвездного газа nH. Если масса ракеты равна, например, 100 т, а nH = 1 см-3, поверхность, через которую должен всасываться межзвездный газ, равна 1015 см2. Это означает, что радиус такой поверхности должен быть около 700 км. В метагалактическом пространстве, где nH ≤ 10-5 см-3, «радиус всасывания» должен быть еще в сотни раз больше. Конечно, это большая трудность. Но кто же может поручиться, что в перспективе нескольких столетий (а может быть, и быстрее) эта трудность не будет преодолена?
Если когда-нибудь этот способ передвижения в космосе будет освоен, наши потомки станут свидетелями удивительного «возврата» принципов космического полета от ракеты к… самолету, для полета которого, как известно, необходима материальная среда.
Имеется еще одна фундаментальная трудность, возникающая при движении летательного аппарата с почти световой скоростью. Столкновение такого аппарата с межзвездными атомами и особенно пылинками может иметь губительные последствия для экипажа звездолета. В самом деле, максимальная скорость ракеты при ее полете по описанной выше программе, как показывают вычисления, будет равна
v = c [1 — (1 + aS / 2c2)-2]1/2Если, например, S = 30 тыс. световых лет (что соответствует расстоянию до ядра Галактики), то v отличается от c только на одну миллионную часть процента. При такой скорости каждый столкнувшийся с ракетой атом межзвездного водорода будет подобен частице космических лучей с энергией 1013 эВ. Если в межзвездном пространстве на 1 см3 приходится один атом водорода, то поток энергии в форме космических лучей через переднюю поверхность ракеты будет 3 1023 эВ/см2 или 2 • 1011 эрг/см2.
Это, конечно, чудовищная величина. Уровень губительной жесткой радиации будет при такой бомбардировке недопустимо высок даже при полетах к ближайшим звездам. Вряд ли экранировка аппарата каким бы то ни было веществом будет эффективной, особенно если учесть очень малое значение отношения полезной массы к массе топлива в случае ракет «обычного» типа и пропорциональность поверхности всасывания межзвездной среды массе летательного аппарата — в случае ракеты, использующей для движения межзвездную среду. Мы не рассмотрели последствия столкновений с пылевыми частицами межзвездной среды, которые при таких скоростях могут быть просто катастрофическими.
Все же перечисленные трудности не дают оснований сделать вывод (как это сделал фон Хорнер), что осуществление межзвездных полетов с почти световой скоростью невозможно даже в ближайшие столетия. Ведь перспектива полета человека на аппарате тяжелее воздуха еще 100 лет назад казалась совершенно неясной. Опыт развития науки и техники учит нас, что, если есть некоторая общественная потребность в изобретении, осуществлению которого принципы науки не препятствуют, оно обязательно рано или поздно будет сделано. А темпы развития науки и техники растут из десятилетия в десятилетие.
Уже в наши дни появляются некоторые идеи, позволяющие в принципе преодолеть трудности, стоящие перед межзвездными полетами. Например, можно представить, что «встречные» межзвездные атомы будут ионизоваться с помощью некоторого агрегата, стоящего на борту ракеты, после чего ионизованные частицы будут отклоняться в сторону сильным магнитным полем.
Таким образом, принципиальных возражений против возможности полетов летательных аппаратов реактивного действия со скоростью, близкой к скорости света, не существует. Коль скоро это так, мы, рассматривая все варианты установления контактов между инопланетными цивилизациями, не можем исключить возможности прямых контактов путем межзвездных перелетов на специальных летательных аппаратах.
При этом возникает волнующий вопрос: не посещалась ли наша планета в прошлом (не обязательно весьма отдаленном) инопланетными астронавтами?
Это — классический сюжет фантастических произведений многих авторов, начиная от Герберта Уэллса и кончая Станиславом Лемом. М. М. Агресту принадлежит заслуга постановки этой проблемы на научную основу.
Основная идея М. М. Агреста, сформулированная им в 1959 г., состоит в следующем. Предположим, что инопланетные астронавты некогда посетили нашу Землю и встретились с людьми. В этом случае столь необыкновенное событие должно было найти свое отражение в легендах и мифах. Для примитивных аборигенов Земли астронавты должны были представляться как существа божественной природы, наделенные сверхъестественным могуществом. Особое значение в таких мифах должно было отводиться небесам, откуда прилетели эти загадочные существа и куда они потом, по всей вероятности, «вознеслись». Эти «небожители» в принципе могли обучать землян полезным для них ремеслам и даже основам наук, что также должно было найти отражение в легендах и мифах.
Сама постановка вопроса М. М. Агрестом нам представляется вполне разумной и заслуживающей тщательного анализа. Хорошо известно, что мифы и легенды, рождавшиеся у народов, еще не знавших письменности, имеют большую историческую ценность. Так, история не имевших письменности народов Черной Африки доколониального периода сейчас реставрируется в значительной степени по их фольклору, основой которого служат легенды и мифы.
