Полет к звездам

Почти с первых шагов космонавтики стало ясно, что Солнечная система находится в пределах досягаемости космических аппаратов и кораблей, которые могут быть созданы при современном уровне техники, и, следовательно, люди смогут если не высадиться, то, во всяком случае, добраться до любой из ее планет. Но одновременно стало проясняться, что здесь "дома", в Солнечной системе, скорее всего, ничего необычного мы не найдем. Маловероятно, чтобы по данным, полученным в путешествиях по нашей Солнечной системе, мы сможем существенно продвинуться вперед в понимании физической картины мира, в котором мы живем.

Значит, звезды и звездные корабли. Какие проблемы нужно решить, чтобы звездные полеты стали реальностью?

Первая проблема - время. Даже если бы мы смогли построить звездный корабль, который сможет лететь. Я со скоростью, близкой к скорости света (скажем, со скоростью порядка 0,7 с), время путешествий по нашей Галактике будет исчисляться тысячелетиями и десятками тысячелетий, Так как диаметр ее составляет около 100 тыс. световых лет.

Что остается даже от "замороженных" космонавтов к концу путешествия? Или от зародышей? Да и допустимо ли решать судьбу еще не родившихся людей? И даже если решить эту проблему, то ведь после путешествия они вернутся в совершенно чуждый им мир. Полет к звездам всегда будет практически не путешествием, а полетом в одну сторону. Для окружающих, родных и друзей это будет чем-то близким к самоубийству.

Вторая проблема - опасные потоки газа и пыли. Пространство между звездами не пусто. Везде есть остатки газа, пыли, потоки частиц. При движении звездного корабля со скоростью, близкой к скорости света, эти остатки газа и пыли создадут поток высокой энергии, который будет воздействовать на корабль и от которого практически невозможно будет защититься.

Воздействие этого потока приведет к испарению любого защитного экрана и к недопустимо высоким мощностям дозы радиации.

Третья проблема - энергетика. Если в ракетном двигателе корабля использовать наиболее эффективную термоядерную реакцию, то для путешествия в оба конца со скоростью порядка скорости света, даже при идеальной конструкции, требуется отношение начальной массы к конечной не хуже 1030, что нереально.

Что же касается создания фотонного двигателя для звездного корабля, использующего аннигиляцию материи, то здесь пока видны одни проблемы и не видно решения. Тем не менее, попробуем представить себе галактический фотонный корабль, способный лететь со скоростью, достаточно близкой к скорости света, чтобы снять проблемы времени. Собственное время полета космонавтов туда и обратно в путешествии на расстояние порядка половины диаметра нашей Галактики при оптимальном графике полета (непрерывный разгон, а затем непрерывное торможение) составит (по часам на корабле) 42 года. По часам на Земле при этом пройдет 100 тыс. лет.

Предположим, что нам удалось получить идеальный процесс в фотонном двигателе, мы сделали идеальную конструкцию с нулевой массой баков (чего, конечно, быть не может, но это только означает, что на самом деле результаты будут значительно хуже), и попробуем оценить некоторые параметры такого, идеального корабля.

Отношение начальной массы к конечной составит 7Х1018. Это означает, что при массе жилых и рабочих помещений и оборудования (т.е. всего того, что везет корабль) всего 100 т стартовая масса составит 1021 т. Это больше массы Луны. Причем половина этой массы - антивещество.

Чтобы обеспечить ускорение, равное g, двигатель должен будет развить тягу, равную 1024 кгс. Для получения такой тяги в фокусе зеркала фотонного двигателя нужно будет разместить источник излучения (работающий за счет реакции аннигиляции) с мощностью порядка 1040 эрг/с. Напомним, что мощность излучения нашего Солнца составляет. Величину порядка 4Х1033 эрг/с. Таким образом, в фокусе зеркала фотонного двигателя нужно зажечь миллионы Солнц!

Параметры фотонного корабля получились бы существенно лучше, если бы оказалось возможным создать гипотетический корабль с прямоточным фотонным двигателем, который вез бы с собой только антивещество. Но и в этом случае оценка показывает необходимость достижения невозможных результатов - в фокусе зеркала даже такого двигателя нужно было бы зажечь сотни Солнц. И при всем том останутся проблемы времени и защиты от потоков газа и частиц.

Из сегодняшних представлений о мире складывается впечатление: нельзя решить проблему транспортировки материальных тел на галактические расстояния со скоростями, близкими к скорости света. Похоже, бессмысленно ломиться через пространство и время с помощью механической конструкции.

Нужно найти способ межзвездных путешествий, не связанный с необходимостью транспортировки материального тела. Мы приходим к идее, давно используемой в фантастике (что само по себе не должно смущать, так как не раз глубокие идеи высказывались впервые именно в фантастической литературе), о путешествиях разумных существ в виде пакета информации.

Электромагнитные волны распространяются практически без потерь во всей наблюдаемой Вселенной. Возможно, здесь и есть ключ к межзвездным полетам. Если не впадать в мистику, то следует признать, что личность современного "органического" человека нельзя отделить от тела. Но можно представить себе специально сконструированного человека, у которого личность может отделяться от тела, аналогично тому, как математическое обеспечение может быть отделено от конструкции современных ЭВМ.

Если пакет информации, являющийся полным описанием его личности, его индивидуальности, может быть переписан с его полей оперативных операций и запоминающих устройств, то этот пакет информации может быть и передан по радиолинии на приемную станцию назначения, а там переписан в стандартный материальный носитель (или выбираемый по прейскуранту, или...), в котором путешественник уже на месте сможет жить, действовать, удовлетворять свое любопытство.

Во время передачи его пакета информации человек не живет. Чтобы он мог жить, его личность, его пакет информации должен быть размещен в материальном носителе. Его личность, если угодно его дух, может существовать только на материальных полях операций и запоминающих устройств.

Такой способ решения задачи о полете к звездам стал бы реализацией сюжетов не только современной фантастики, но и древних миров, сказок, преданий о вознесениях на небо и о свержениях в ад, о летающей посуде и о мирах, где люди то являются, то исчезают, о переселениях душ, был бы решением философских споров и размышлений о сути человека, о бренности телесной оболочки и о сути бытия. Что есть человек? Что есть истина?

Интересно, что выдающиеся философы в разные времена путем логического анализа (основанного не на знании) приходили к вполне современным представлениям о соотношении между сутью и телом человека. Жизнь человека - это жизнь его души, это бьющаяся в беспомощных усилиях мысль о себе ("что я"?), о мире вне себя и в себе, эстетическое наслаждение красотой и отторжение примитива и неправды, это свобода мысли и анализа. Мы здесь, мы живем, пока способны размышлять, оценивать, перерабатывать информацию и генерировать ее. Остальное во мне, мое тело - для обслуживания. Головной мозг - это поле математических операций над символами, числами, понятиями, правилами и алгоритмами. Эти операции обеспечивают синтез поступающей информации и ее анализ. Сложившиеся в данном человеке алгоритмы обработки, анализа и оценки информации определяют его эстетику и самовосприятие, определяют его ощущение собственного существования. Конечно, эти операции выполняются по определенным для данного человека правилам. Эти правила постепенно формируются в мозгу данного человека (в результате его опыта получения и переработки информации, его опыта собственной деятельности и ее оценки) и записываются на полях математических операций и на запоминающих устройствах его мозга. Причем с течением жизни эти правила могут совершенствоваться, меняться (как меняется человек с течением его жизни), портиться и т. д. Записанные на материальном носителе, они как бы становятся материальными. Но сами операции, мысли, наши переживания - это нечто такое, что нельзя взять в руки. Человек во все времена пытался материализовать это "нечто" в виде звуков, слов, рассказов, рукописей, книг. Но всегда это оказывалось лишь тенью, слабым отражением этого "нечто".

Подавляющее большинство людей, почти все и почти всегда, не различали свое "я" и свое тело. И всегда стремились получше устроить именно тело. В общем-то, не зря: без питания умирает головной мозг, распадается поле операций, исчезает личность. В то же время в здоровом теле "компьютер" работает с меньшим количеством сбоев, с большей скоростью (за счет параллельно идущих операций и вообще за счет лучших алгоритмов), обеспечивается большая внутренняя устойчивость к внешним угрозам и осложнениям. И главное, обеспечивается ясность мышления.

Может быть, поэтому стремление получше устроить свое тело из поколения в поколение оставалось главной движущей силой человеческого рода. Оно определяло и грабительские походы, и создание новых технологий, и стремление к лучшей организации жизни общества (в том числе и методом "ограбим богатых", замаскированного лозунгом "долой эксплуатацию"). Дома, автомобили, самолеты, газ и электричество, вычислительная техника родились из этого стремления. Стремление устроить получше свое тело было и остается пока главным движителем в жизни людей.

А ведь на самом деле все это вторичное. Наше "я", наша индивидуальность, наша суть, наше бытие - это не материальная оболочка. Нет ничего противоречащего нашему восприятию мира в мысли о принципиальной возможности разделения индивидуальности и ее материального носителя.

Поэтому с инженерной точки зрения представляется возможным сконструировать такого человека, душа которого может "отделяться" от тела, можно сконструировать мир, где человек практически мгновенно (скажем, в пределах Солнечной системы) может перемещаться с одной планеты на другую.

Допустимо ли создавать такое существо? Имеем ли мы на это право? Какие стимулы мы можем заложить в него? Именно в этих вопросах главная проблема Мы - дело другое, скорее всего, продукт органической эволюции. В нас глубоко заложен инстинкт жизни, инстинкт продолжения рода. Вид, у которого этого инстинкта не было или он был недостаточно развит, не выживал в условиях естественного отбора. Да что там естественный отбор! Когда с возрастом, здоровьем, условиями жизни умирает этот инстинкт, у человека пропадает желание жить. А какой же стимул жизни мы сможем предложить нашему творению? Любопытство? Желание быть полезным людям, создавшим его тело (бренное и сменяемое) и воспитавшим его личность и душу? Желание выявиться в исследованиях мира, в сверхдальних путешествиях, в создании приемо-передающих станций для путешествий, в строительстве космических околозвездных баз?

Убедительны ли эти стимулы? Откуда ему взять привязанность и любовь к ближним? Как воспитать его, чтобы он не оказался монстром с нелепыми и бессмысленными устремлениями к власти, к возможности давать указания, воспитывать и слыть благодетелем? Или наоборот, чтобы он не оказался инфантильным безынициативным существом, равнодушным к миру, к ближним и к самому себе.

И конечно, громадные технические проблемы. Как мы мыслим? Как создаются стереотипы наших реакций, поведения, оценок, как возникает наша индивидуальность? Скорее всего, алгоритмы восприятия окружающего мира, анализа, мышления создаются в каждом человеке заново и в той или иной степени по-иному. Их характер определяется семьей, приятелями и врагами, школой, структурой общества, радостями, огорчениями и удачами его детства. В обществе рабов вырастают рабы, в обществе свободных людей - свободные. С этой точки зрения очень опасно стандартизировать приемы воспитания. Это самое страшное, что можно сделать для своего будущего. Человечество может быть сильным только различностью, разнообразием, своими индивидуальностями. Конечно, некоторые основы должны быть общими: люби ближнего своего, не укради, не убей, не пожелай... Но готовить человека по стандарту - готовить собственную гибель.

Как, не разобравшись во всех этих вещах, приступать к созданию искусственного интеллекта?

Но мысль об этом вошла уже в сознание. Пожалуй, самой популярной среди самых любопытных и предприимчивых стала задача создания искусственного интеллекта. Надо думать, это дело пойдет.

Появятся и более понятные трудности. Если передавать личность на галактические расстояния, то придется создавать антенны с размерами порядка километров и передатчики с мощностью порядка 100 млн. кВт. Тем самым для реализации такого способа галактических путешествий необходимо создать приемные и передающие станции (например, в радиодиапазоне), развезти их (например, с помощью автоматических космических аппаратов) к возможным пунктам назначения (как правило, невдалеке от какой-либо звезды - для обеспечения приемопередающих станций энергией). При этом можно развозить приемопередающие станции, а можно только технологию, минимальный набор инструментов и роботов для изготовления их на месте назначения.

Скорости космических аппаратов, которые уже летают в Солнечной системе, составляют десятки километров в секунду. Возможно достижение скоростей порядка сотен и даже тысяч километров в секунду. Но это означает, что время "развозки" станций по Галактике составит миллионы и даже сотни миллионов лет. Доставка станций с такими скоростями даже к ближайшим звездам, находящимся от нас на расстояниях десятков световых лет, потребует тысячелетий и десятков тысячелетий. За это время может быть утерян интерес к самому предприятию.

Можно представить и другой путь осуществления звездных путешествий: выйти на связь с другими цивилизациями, передать им информацию о строительстве приемопередающей станции, пригодной для приема "наших" людей, информацию, необходимую для изготовления материального носителя для "нашего" человека, пакет информации с "нашим" путешественником, наладить с ними обмен информацией.

Размышления о звездных полетах позволяют выделить несколько перспективных направлений работ, которые целесообразно проводить в ближайшие десятилетия. К ним относятся: создание все более и более крупных радиотелескопов с выходом на размеры порядка километров, разработка космических роботов, конструкции и идеологии космических "маяков", исследование возможности создания искусственного интеллекта, поиск выходных каналов связи других цивилизаций в Солнечной системе.

Эти направления работ хорошо коррелируют с современными нуждами человечества. Работы по искусственному интеллекту связаны с решением задачи создания достаточно эффективных роботов, которые могли бы заменить людей в опасных производствах, помогли бы нам в освоении акваторий и подводного мира, в строительстве. Создание космических роботов - созревшая задача. Они будут более эффективны при работах в открытом пространстве, чем человек в скафандре.

А работы в открытом пространстве, скорее всего, будут расширяться в ближайшие десятилетия.

Строительство больших радиотелескопов позволит вести наиболее эффективные исследования Вселенной.

Что делать?

Не претендуя на исчерпывающее освещение задач космических работ в ближайшие десятилетия, сделаю попытку представить те цели, на которых, по моему мнению, имеет смысл сосредоточить усилия:

1. Низкоорбитальные системы унифицированных спутников экологического контроля, исследования природных ресурсов, метеорологических Наблюдений с наземными автоматизированными центрами обработки информации и автоматизированной системой доставки результатов абонентам.

2. Орбитальные станции как базы для экспериментальных и строительных работ, создаваемых по схеме станция - облако.

3. Орбитальные заводы для производства сверхчистых материалов, биологических препаратов и проведения других производственных процессов, которые будут рентабельны или целесообразны на орбите.

4. Автоматические космические аппараты международной спутниковой системы наблюдения и контроля поверхности суши, морей, океанов, воздушного пространства и подводной обстановки с системой выдачи информации абонентам.

5. Системы радиотелескопов, выводимых на околоземные и околосолнечные орбиты и работающие в единой радиоинтерферометрической схеме.

6. Орбитальные астрофизические обсерватории, работающие в различных спектральных диапазонах.

7. Автоматические аппараты для доставки на Землю проб грунта и атмосферы Марса (если в результате этих работ окажется необходимым осуществление экспедиции на Марс, то придется разрабатывать и создавать соответствующие средства пилотируемой экспедиции).

8. Многоразовые дешевые (стоимость доставки на орбиту порядка сотни долларов за килограмм) транспортные корабли для транспортных операций Земля - орбита.

9. Дешевые многоразовые транспортные средства для транспортных операций низкая орбита - геостационарная орбита - низкая орбита.

10. Космические роботы для работ в открытом пространстве на орбитах спутников Земли.

Полет к звездам

СОДЕРЖАНИЕ

Полет к звездам.

Что делать?