Ф Биро - Досье внеземных цивилизаций
НАСА рассмотрела проект юпитерианского зонда, приводимого в движение ртутным ионным двигателем. Зонд будет нести около 400 кг ртути; энергию, необходимую для потребления этого
ва", будут давать солнечные батареи площадью 150 м^ и мощностью 14 кВт. Запуск намечен на апрель 1976 года, а в августе 1978 зонд должен будет достичь Юпитера.
Как видим, даже с применением такой передовой техники межпланетные полеты совершаются очень медленно. А мы знаем: чтобы навестить другие цивилизации, нам потребуется достичь окрестностей соседних звезд. Не забудем о масштабах межзвездных расстояний! Пусть через десятилетия мы сможем достичь Плутона за несколько недель. Но ведь свет от него к нам идет всего пять минут. А свет от ближайшей звезды - четыре года!
БОРЬБА СО ВРЕМЕНЕМ
Продолжительность космических странствий была и остается главным препятствием, с которым сталкивается человек, мечтая побывать во Вселенной. Видимо, есть только два способа "выиграть время"; либо увеличить скорость, либо замедлить жизнь.
Второй вариант еще несколько десятилетий назад вызывал у любителей научной фантастики улыбку. Но теперь, когда медики сперва открыли, потом научились использовать и, наконец, сделали общераспространенным замораживание, его можно рассматривать всерьез.
Как мы уже говорили, холод приостанавливает, но не убивает жизнь. Поэтому в принципе ничто не препятствует неограниченному продлению жизни в замороженном состоянии. Остаются, правда, технические проблемы - следует разработать методику замораживания человеческого тела на долгое время, но есть вполне реальные надежды, что они будут скоро решены.
Таким образом, вполне можно представить себе полет в космос полностью автоматических, как и теперь, кораблей с замороженным экипажем на борту, который будет реанимирован спустя долгие годы, при подлете к цели. Можно даже вообразить, что члены экипажа замораживаются по очереди, просыпаясь на несколько лет, то есть идет нечто подобное обычной корабельной вахте.
Артур С. Кларк впечатляюще изображает такое применение замораживания в своей книге "Космическая Одиссея 2001 года": экипаж космического корабля, отправленного для исследования окрестностей Сатурна, замораживается по очереди. В результате за годы путешествия космонавтов до цели экономятся тонны продуктов, а люди просыпаются свежими и бодрыми. По Кларку, постоянно бодрствуют на корабле только два человека и помощник-робот: их троих достаточно, чтобы обеспечить контроль за аппаратурой. Трое остальных "спят". Именно так, как нам представляется, можно было бы совершить пятнадцатилетний полет в два конца.
Факторы гуманитарного и психологического порядка делают этот способ замедления жизни на практике более затруднительным, чем в теории. Ведь он потребует от тех, кто отправится в путь, полного отречения от всех земных привязанностей, своих современников, своего "века". Но, может быть, все же найдутся желающие отправиться в такое замечательное странствие!
Чтобы уменьшить хотя бы субъективно время межзвездного путешествия, пригодится еще одно чисто физическое явление: релятивистское сокращение времени, известное под названием "Ланжевеновский парадокс космонавта".
Есть разные способы постичь теорию относительности. Можно попытаться ее "понять"
воить физический смысл релятивистских эфс^ектов. Но они так расходятся с нашим повседневным опытом, с привычной нам механикой, что этот путь весьма ненадежен и доступен разве что тем, кто привык обращаться с формулами теории относительности. А можно просто принять .эти формулы на веру (зная, что они достаточным образом проверены) и выводить следствия из них.
Поскольку мы не хотим утомлять читателя математическими расчетами, а без них трудно показать, в чем состоит пресловутый "временной парадокс", ограничимся только констатацией факта: время не абсолютно, как мы привыкли считать. Оно зависит от системы, в которой его измеряют. Так, время, протекшее для меня от полудня нынешнего дня до полудня следующего, для другого совсем не обязательно равняется двадцати четырем часам. Это зависит от того, что я буду делать между двумя моментами.
Например, житель пригорода, каждый день отправляющийся на работу в Париж, привык к тому, что вечером его наручные часы и ходики, которые оставались дома на стене, показывают одно время. Но это только иллюзия, вызванная тем, что скорость пригородной электрички неизмеримо меньше скорости света. На самом деле, наручные часы немного отстали.
Если путешественник удалится от нас со скоростью, близкой к скорости света, затем остановится и таким же образом вернется назад, время для него пройдет намного медленней, чем на Земле. Если, например, он оставит дома брата-близнеца, то, вернувшись, найдет его дряхлым старцем, а сам будет по-прежнему в расцвете сил.
Чтобы проиллюстрировать этот пример, предположим, что и туда, и обратно наш путешественник движется с постоянным ускорением, равным
ускорению падающего тела на Земле: 10 метров в секунду за секунду. Если он удалится на расстояние 800 световых лет от нас, его путешествие продлится всего 27 лет. Но Земля и ее обитатели, когда он вернется, состарятся больше чем на полтора тысячелетия...
Таким образом, и "сокращение времени", и приостанавливание жизни экипажа при помощи замораживания делают путешествие доступным по времени для экипажа космического корабля, однако для оставшихся на Земле время от этого не замедляется. Теория относительности позволяет сколь угодно приближаться к скорости света, хотя и не превышать ее. Для путешествия к Проксиме Центавра и назад все равно понадобится восемь земных лет, для путешествия на 500 световых лет - тысяча...
Очевидно, что такого рода космическая экспедиция потребует полного самоотвержения не только от экипажа, но и от "сухопутных" техников, которые лишатся практической возможности воспользоваться результатами своего труда. Потому эти масштабные предприятия могут быть осуществлены усилиями многих поколений в течение десятков, а то и сотен лет - и это при условии, что через несколько лет земляне не бросят занятия космосом, не утратят страсти к познанию Вселенной и не оставят замороженных на произвол судьбы.
Здесь встает еще одна деликатная проблема. Если космическая экспедиция с Земли будет отправлена при недостаточном уровне развития технических средств, ее команда может прибыть на место позднее тех, кто воспользуется новейшими достижениями техники. Представьте себе досаду и отчаяние самоотверженных смельчаков, когда, вернувшись спустя десятилетия к жизни, чтобы осуществить свою мечту, они увидят снисходительные насмешки своих пра-пра-правнуков...
КАКИХ СКОРОСТЕЙ МЫ МОЖЕМ ДОСТИЧЬ?
Теория относительности позволяет представить себе скорости, близкие к световым. Это значит, что мы можем достичь скоростей гораздо больших, чем те, на которые способны наши нынешние космические корабли.
Как мы видели, существенным источником энергии мог бы стать водород. Термоядерная реакция прекрасно известна в теории - ведь именно она производит энергию, излучаемую Солнцем, - и мы умеем получать ее на Земле (термоядерная бомба). Но даже если мы сможем достаточно овладеть ею, чтобы использовать для ракетных двигателей, окажется, что и этой энергии далеко не достаточно.
Дело в том, что практическое использование ракеты возможно лишь при том условии, что "соотношение масс" будет не слишком велико. Под этим имеется в виду соотношение массы ракеты на старте - с двигателями, горючим и всеми необходимыми аксессуарами - с той массой, которую следует запустить.
Простой расчет показывает, что для идеальной ракеты, использующей водородно-гелиевый синтез, соотношение масс, чтобы достичь 0,99 скорости света, составит около 2 миллиардов. Иными словами, чтобы вывести в космос тонну полезного груза, потребуется ракета массой в два миллиарда тонн! Ясно, что такой вариант не может рассматриваться всерьез. Значит, нужно искать еще более сильную реакцию.
Соединяясь для образования молекулы гелия, четыре атома водорода несколько теряют в массе. По знаменитой формуле Эйнштейна Е = тс^, где (с - скорость света), эта масса превращается в энергию. Если мы используем весь водород, теряющийся в процессе термоядерной реакции, то масса и, следовательно, энергия, будет гораздо больше.
Но это разрушение (аннигиляция) вещества уже известно на опыте. Всякой частице - например, протону (ядро атома водорода) - соответствует определенная античастица, например, антипротон. Иногда такие античастицы с космическими лучами попадают на Землю и, сталкиваясь с "нормальными" частицами, уничтожаются, освобождая огромное количество энергии.
Если нам удастся создать из них антиматерию, мы получим энергию 25 миллиардов кВт'ч на килограмм топлива!
К сожалению, мы совершенно не знаем, как это сделать. Не умеем запасать антивещество, которое, естественно, не может содержаться ни в каком сосуде из обычного материала. Не умеем и производить с ним реакции.
