Айзек Азимов - Вид с высоты
Ниже представлено сравнение площадей поверхности мелких спутников солнечной системы. (Диаметры всех этих спутников определены не очень точно, и, следовательно, столь же неточны подсчитанные нами площади их поверхности. Однако в своих расчетах я основывался на последних имевшихся в моем распоряжении данных.)
Общая площадь мелких спутников солнечной системы составляет, таким образом, до 20 000 Лос-Анжелесов, и если разделить это число на 8000, то получится примерно 2,5 США. Общая площадь поверхности 23 тел составляет чуть больше 1/2 площади поверхности Луны, или, другими словами, примерно площадь Северной Америки.
Казалось бы, это подтверждает, что о мелких спутниках не стоит и беспокоиться, но… давайте поразмыслим еще. Все эти спутники, вместе взятые, составляют чуть больше 1/6 объема Луны, но площадь их поверхности превышает 1/2 площади поверхности Луны.
Спутник (планета) / Площадь поверхности[21]
Япет (Сатурн) … 4450
Тефия (Сатурн) … 3400
Диона (Сатурн) … 3400
Титания (Уран) … 2500
Оберон (Уран) … 2500
Мимас (Сатурн) … 630
Энцелад (Сатурн) … 630
Ариель (Уран) … 630
Умбриель (Уран) … 440
Гиперион (Сатурн) … 280
Феба (Сатурн) … 280
Нереида (Нептун) … 120
Амальтея (Юпитер) … 70
Миранда (Уран) … 45
VI (Юпитер) … 35
VII (Юпитер) … 6,5
VIII (Юпитер) … 6,5
IX (Юпитер) … 1,5
XI (Юпитер) … 1,5
XII (Юпитер) … 1,5
Фобос (Марс) … 1,5
X (Юпитер) … 0,7
Деймос (Марс) … 0,4
Это должно напомнить нам, что чем меньше тело, тем больше площадь его поверхности по отношению к объему. Площадь поверхности любого шара равна 4πr2, где r — его радиус. Это значит, что Земля, радиус которой равен примерно 6400 километрам, имеет площадь поверхности примерно 500 миллионов квадратных километров.
Но предположим, что из Земли сделали ряд миров поменьше, причем радиус каждого из них равен 1/2 радиуса Земли. Объем пропорционален радиусу, возведенному в куб, и поэтому из Земли можно сделать не менее восьми «полуземель», каждая из которых будет иметь радиус примерно 3250 километров. Площадь поверхности каждой «полуземли» была бы равна примерно 130 миллионам квадратных километров, а общая площадь поверхности всех восьми «полуземель» — 1 миллиарду квадратных километров, то есть она вдвое превышала бы площадь поверхности Земли.
Если мы возьмем какой-нибудь определенный объем вещества, то чем меньше тела, на которые она разделена, тем больше общая площадь ее поверхности.
Но вы можете сказать, что этот анализ еще ничего не доказывает, так как 23 мелких спутника в любом случае имеют площадь не слишком большую. И, как бы ни возросла их общая площадь, она приближается всего лишь к площади Северной Америки.
Однако сказано еще не все. Мы не упомянули о малых планетах, или астероидах.
Считается, что масса всех астероидов равна 1 проценту массы Земли. Если бы все они каким-либо образом соединились в один шар, средняя плотность которого была бы равна средней плотности Земли, то такой шар имел бы радиус 1375 километров и диаметр, естественно, 2750 километров. Размер этого шара был бы почти таким же, как у одного из спутников Юпитера, а именно Европы, а площадь его поверхности была бы равна 2,6 США, то есть площади всех мелких спутников, вместе взятых.
Но астероиды существуют не в виде воображаемого единого шара, а в виде большого числа маленьких тел, и вот тут-то выступает на сцену увеличение площади поверхности. Предполагается, что число астероидов доходит до 100 тысяч; если эта цифра верна, то средний астероид имеет диаметр 56 километров, а общая площадь поверхности всех 100 тысяч достигала бы 130 CША.
Это значит, что общая площадь поверхности астероидов немного превышает площадь поверхности Земли, Венеры, Марса и Луны, вместе взятых, и в 7,5 раза — площадь земной суши. Да ведь это же золотое дно!
Но давайте пойдем дальше. Зачем ограничиваться только поверхностью миров? По-видимому, мы можем углубиться в них и использовать то, что лежит втуне. На больших мирах с их могучими силами тяготения можно проникнуть лишь в верхний слой, а недра останутся вне досягаемости; на астероиде же тяготение, в сущности, отсутствует, и поэтому было бы сравнительно легко прокопать его насквозь.
Я уже однажды описал это явление в рассказе о воображаемом астероиде Элсвире. Один из аборигенов дает гостю с Земли такие пояснения:
«Мир у нас не маленький, доктор Ламорак. Вы судите о нас, исходя из привычного для вас двумерного мышления. Площадь поверхности Элсвира равна только 3/4 площади штата Нью-Йорк, но это не относится к делу. Помните, что мы можем освоить, если пожелаем, все недра Элсвира. Шар радиусом 80 километров имеет объем, превышающий полмиллиона кубических километров. Если бы мы заняли весь Элсвир, прорывая через каждые 50 метров новый этаж, то общая площадь поверхности внутри нашей планеты была бы равна 144 миллионам квадратных километров, что соответствует общей площади земной суши. И ни один из этих километров не оставался бы неиспользованным».
Вот так обстоит дело с астероидом радиусом 80 километров и, следовательно, диаметром 160 километров. Астероид диаметром 56 километров имел бы только примерно 1/27 такого объема, и прорытые в нем этажи дали бы площадь поверхности лишь 5 миллионов квадратных километров, что тем не менее составляет более 1/2 общей площади Соединенных Штатов (точнее — 0,55 США).
Тогда один маленький астероид диаметром 56 километров дал бы больше пригодного для заселения пространства, чем поверхность среднего спутника Сатурна — Япета.
Порода, вынутая из астероида, тоже не пропала бы даром. Из нее можно было бы извлекать металл или силикаты. Не хватало бы только таких важных элементов, как водород, углерод и азот, но их можно было бы получать (помните, что мы всматриваемся в будущее сквозь розовые очки) в практически неограниченном количестве из атмосфер газовых гигантов, и в особенности из атмосферы Юпитера.
Если мы представим себе 100 тысяч астероидов, более или менее полых, то жизненное пространство составит 500 миллиардов квадратных километров, или 55 тысяч США. Это превосходило бы более чем в 150 раз площадь поверхностей всех небесных тел солнечной системы (включая и газовые гиганты, и даже астероиды).
* * *
Предположим, что этажи внутри какого-либо астероида заселены так же густо, как США. В среднем население каждого астероида достигало бы 100 миллионов человек, а общее население всех астероидов — 1013 (10 триллионов) человек.
Возникает вопрос: как могло бы существовать такое население? Можно представить себе, что каждый астероид — самостоятельная единица, в которой все вещество включено в быстрый и эффективный процесс кругооборота. (Об этом-то и говорилось в рассказе, о котором я упоминал.)
Узким местом таких астероидов было бы энергоснабжение, так как энергия всегда расходуется, несмотря на эффективность кругооборота.
В настоящее время все наше энергоснабжение, в сущности, определяется Солнцем. (Исключение составляет, конечно, ядерная энергия и энергия приливов и горячих источников.) Использование солнечной энергии только для выращивания зеленых растений неэффективно, так как зеленым растениям нужно всего около 2 % всей солнечной энергии, падающей на Землю. Однако неиспользованные 98 % — это еще не главная потеря.
Солнце излучает во всех направлениях, и, пока его лучи достигают земной орбиты, они успевают рассеяться по сфере радиусом 150 миллионов километров. Площадь поверхности такой сферы равна 2,8 · 1017 (280 квадрильонов) квадратных километров, тогда как поперечное сечение Земли равно всего лишь 128 миллионам квадратных километров.
Доля солнечного излучения, получаемого Землей, следовательно, равна 128 000 000/280 000 000 000 000 000, или примерно 2 000 000 000 (одной двухмиллиардной).
Если бы все солнечное излучение удалось уловить и использовать хотя бы с тем же к. п. д., с каким оно используется ныне на Земле, то это дало бы возможность существовать населению, которое было бы в два миллиарда раз больше населения Земли, то есть составляло бы примерно 6 · 1018 (6 квинтильонов) человек.
Потребление энергии каждым человеком, безусловно, будет расти, но, по всей вероятности, будет увеличиваться и эффективность использования солнечной энергии, поэтому потребление энергии будет сбалансированно.
Для того чтобы использовать всю энергию излучения Солнца, энергетические станции нужно расположить в пространстве «ступенчатыми орбитами» под разными углами к эклиптике. По мере того как будет возрастать потребность в энергии, увеличиваться поверхность станций или их число, образуется оболочка из энергостанции вокруг Солнца, и тогда ни один солнечный луч не минует той или иной станции.
