Корабль поколений

Материал из Posmotre.li
Перейти к: навигация, поиск
« Этот корабль станет твоей могилой. »
— Автор неизвестен
« Поколение, достигшее цели. »
— Говорящий о себе заголовок романа «Поколение, достигшее цели».
Так представляют себе корабль поколений авторы сериала Ascension.

В мирах жесткой научно-фантастической направленности нет гипердрайва или ему подобных устройств сокращения времени путешествия. Поэтому, если существует необходимость добраться до какого-нибудь далекого места[1], приходится строить корабль поколений — искусственный мир, перемещающийся меж звёзд, оснащенный системой жизнеобеспечения на несколько десятков тысяч человек. Причем чем дальше лететь, тем больше надо народу, для сверхдальних полётов требуется население в сотни тысяч человек (впрочем, аппаратура для ЭКО, генный банк и жесткая евгеническая политика может уменьшить это число) просто чтобы не вымерли по дороге из-за эффекта бутылочного горлышка. Задача корабля — долететь до звезды. И это всё. Не факт, что у звезды будут пригодные для жизни планеты, как бы не старались земные астрономы определить это по косвенным данным, стопроцентной гарантии они дать не могут. Не факт, что там будет вообще что-нибудь интересное. В этом случае экипаж вздохнёт, погрузит отряд заскучавших пионеров на небольшие шатлы и лендеры, они отправятся добывать топливо для ускорителей, а когда корабль будет заправлен — он полетит искать своим жителям новый дом.

Впрочем, даже в мирах, где тирьямпампация есть, она может требовать не только отправляющей аппаратуры, но и принимающей. Так что до колонизируемой планеты придётся добираться своим ходом, чтобы построить там маяк/ворота/станция приёма. Хорошая новость, обычно цивилизации, которые умеют делать такие штуки, уже разработали технологии криосна, соответственно корабль поколений заменяется на спящий корабль, что гораздо проще с социологической и технической точки зрения, но несравненно скучнее.

Содержание

[править] Конструкция

Одна из типичных конструкций - секционные вращающиеся жилые блоки. С прецессией и проблемами поворота предполагается бороться с помощью гиродина противоположного вращения. А вот что делать с хождением по стенам во время многомесячного разгона (а затем и торможения) - автор не удосужился подумать.

Межзвездный космический корабль — это не ракета, как некоторые думают. Он больше похож на космическую станцию, и его двигатели довольно слабые, будучи предназначенные для маневрирования, а не для ускорения и торможения — ускорением и торможением занимаются крупные небесные тела, вокруг которых межзвездный корабль делает гравитационные маневры.

Поскольку этот корабль очень большой, то его сборка осуществляется в одной из точек Лагранжа, постройка такого корабля — весьма дорогое удовольствие. По расчетам автора статьи, если всё население Земли как следует скинется, то сможет построить только 6-8 таких кораблей, причем постройка займет уйму времени. По окончании постройки[2] корабль аккуратно стаскивается с орбиты разгонным блоком и запускается по траектории сближения с каким-нибудь крупным небесным телом для входа в гравитационную петлю и набора второй космической скорости. Этот момент тщательно рассчитывается, потому что ввиду некоторых особенностей Вселенной (звезды тоже движутся), есть только одна попытка на запуск, и, если не напрягать математиков, есть вероятность, что звездолёт полетит не к нужной звезде, а мимо неё, и до входа в сферу влияния другой звезды, где можно будет провести корректирующий маневр, может лететь гораздо дольше, чем планировалось.

Помимо крайне замороченной системы жизнеобеспечения типа «искусственная экосистема», на корабле обязаны быть маневровые двигатели с запасом топлива, возвращаемые посадочные модули с запасом топлива и запасными комплектующими — летать придётся много и садиться тоже[3], в качестве энергоустановки применяются химические элементы и ядерный реактор. Без него не обойтись, в космосе холодно — нашу Землю греет ядерная реакция в ядре Солнца, а межзвездному кораблю отопление и освещение критически важны для выживания. Кроме того, в комплект входят телескопы, полный комплект научного оборудования и пищи для души, чтобы население не впало в коллективный тантрум.

Экипаж прекрасно понимает, что света что родной, что далёкой звезды (если понимать под словом «звезда» красивый шарик, а не тусклую точку) большую часть времени полёта он не увидит, а потому занимается тоской по родине, техобслуживанием огромного количества многократно продублированных устройств, празднуют новый год по земному календарю[4], разрешает споры среди поселенцев и сочетает браком тех мужчин и женщин, которые решили пожениться или которых решил поженить местный комитет сохранения генофонда. Когда появляются дети, они ходят в школу, которая прямо там же, на борту, где учатся всем нужным для жизни в космосе и на планетах навыкам.

Корабль поколений огромен. Нет, правда. Вы «Вавилон-5» когда-нибудь видели? Так вот, корабль поколений больше его настолько, что не может войти на орбиту планеты ниже предела Роша, ибо развалится. Это реально здоровая многокилометровая громадина, имеющая очень маленькую плотность и сложное внутреннее устройство. Это целый мир, перемещающийся с довольно низкой скоростью (где-то 0,015 % скорости света) и очень, очень долгое время полёта. Давайте сделаем небольшие прикидки — расстояние в 4,5 световых года этот корабль покроет, при большой удаче, за 300 лет, а уж за 100 световых лет переться… Ну вы поняли, никаких запасов не хватит. Даже в случае с искусственной экосистемой на 100 % замыкание по воздуху, питанию, азотному и минеральному циклам, конец придёт откуда его не ждали — в межзвездном пространстве нет источников тепла, у ядерных реакторов есть свой срок службы, у ядерного топлива — период полураспада, а запасы топлива на маневры и ресурс запасных солнечных парусов ограничены.

Существуют определённые причины, по которым межзвездный корабль не может развить высокую скорость, и первая из них состоит в том, что ему не хватит топлива. Максимальная скорость, до которой можно разогнаться за счет реактивной тяги, даже имея фотонный двигатель, c(M²-m²)/(M²+m²), где c — скорость света, М — начальная масса корабля вместе с топливом, m — масса после того, как топливо будет израсходовано, причем после разгона столько же топлива придется потратить на торможение. Чтобы разогнаться до околосветовых скоростей, топлива придется брать на много порядков больше, чем весит сам корабль. Это, однако, обходится с помощью солнечного паруса или прямоточного двигателя, использующего в качестве топлива рассеянный в космосе водород. Другая проблема в том, что на высоких скоростях чрезвычайно трудно корректировать курс (малейшее искривление траектории просто размажет всех на борту перегрузкой в v²/R), так что расчет траектории должен быть чрезвычайно точным, не требующим коррекции даже на межзведных расстояниях (на основной части траектории; на подлете к цели скорость уже мала и маневрировать можно). Кроме того, космический корабль на околосветовой скорости рискует сгореть к чёртовой матери, потому что, вопреки распространённому мнению, космос — это не пустота. Хотя, есть надежда не просто не погибнуть от столкновения с рассеянными в нем атомами водорода, но и собирать их каким-нибудь силовым конусом и направлять прямиком в реактор фотонного двигателя, но в этом случае корабль рискует изжариться не спереди, а сзади, ибо работа фотонного двигателя требует отражателя с коэффициентом 99.9…% (фактически надо непрерывно отражать термоядерный взрыв за кормой), что пока недостижимо даже теоретически. Разгон же за счет одного солнечного паруса будет слишком медленным (если не светить в корму сверхмощным лазером, но тогда непонятно, как тормозить у цели, где такого лазера нет). Так что в пределах обозримых технологий — никаких субсветовых скоростей. Если сказано, что безопасная скорость 50 км/ч нужно лететь триста лет — вы будете материться, но лететь ровно триста лет, иначе не долетите.

Так зачем же с таким количеством требований, неудобств и подводных камней всё это нужно? Да потому что корабль поколений это прежде всего ценный социальный и технический эксперимент, а уже потом средство покорения иных миров. Положа руку на сердце, что вы хотите найти в другой звездной системе? Золото? Хренполучий? Инопланетян? Сделать сэлфи на фоне флага? Написать три буквы на астероиде? Потоптать сапогами скафандра пыль далеких миров? Межзвездный корабль — это очень дорогая штука и экономический выхлоп от него практически невозможен. Вот научные плоды эксперимента он начнет давать значительно быстрее, чем всё вышеперечисленное — ему для этого достаточно просто полететь. Поэтому мирах пара и плазмы эти корабли встречаются значительно чаще, чем где бы то ни было ещё, ибо именно этот жанр твердой НФ ставит научную целесообразность много выше экономической.

[править] Проблемы проектирования

Корабль из астероида.

Здесь список некоторых технических сложностей, с которыми обязательно столкнутся люди, которые захотят отправить кого-нибудь к звездам.

Одно из решений, предложенных для того, чтобы побороть практически все вышеуказанные проблемы, гласит о том, что межзвездный корабль не должен быть именно кораблём. Это должен быть выдолбленный астероид. Плюсов у такого подхода просто навалом — астероид сам по себе достаточно массивен, чтобы не обращать внимания на мелкие метеориты которые в него влетают, на нем можно добывать полезные ископаемые и ресурсы для производства всего того, что может сломаться, а если на конкретном астероиде нужных ресурсов нет — всегда можно прихватить с собой из родной системы пару каменюк побольше, на которых они есть; раскрутка довольно большого астероида — это довольно сложная техническая проблема, однако энергия вращения миллионов тонн камня способна давать электричество и тепло куда дольше, чем атомный реактор.

[править] Зачем вообще это надо

Итак, мы подошли пожалуй к самому важному: это безумно дорогой проект, результаты которого получат только грядущие поколения. Если вообще получат, что далеко не факт (даже если колонисты успешно обоснуются на новом месте, отнюдь не факт, что они захотят связываться с миром своих предков, выперших их черт знает куда). Один из ответов — ну и пусть не связываются, главное, что у человечества появится запасной аэродром. Если жизнь на Земле вдруг будет уничтожена (а она может), наша цивилизация все же не погибнет целиком.

Если позволите некоторую аналогию мысли человека, который представляет себе проект корабля поколений и недоумевает, на кой чёрт он нам сдался, давайте сообразим мысленный эксперимент:

Представьте себе что однажды, веке этак в XV-м, собрались лучшие умы человечества и задумали эксперимент — взять кучу людей, погрузить их на корабль и отправить в неизведанную «белую» область карты с наказом найти там себе местечко получше и обосноваться, а через несколько сотен лет послать кого-нибудь найти дорогу домой и рассказать о ситуации. Корабль сделали большой, загрузили туда все технологии которыми владело человечество в то время, плюс запасы материалов, еды и инструментов, народа тоже нагрузили прилично[5]. Допустим, для соблюдения условий эксперимента ученые договорились, что в ту область, куда послали людей, соваться в течении эксперимента никто не будет. Корабль доплыл до какого-нибудь большого острова или маленького континента, люди высадились и начали обустраиваться. Пятьсот лет спустя, в XX-м веке, в эпоху атома и космических открытий, из заповедной области приплывает чадящий пароход, на котором сидят люди, одетые достаточно архаично и изъясняющиеся на языке, который может понять только лингвист. Люди сообщили, что Великая Миссия, порученная им Господом, закончена, и Скрижали Летописи находятся на их корабле. Так же они просят отвести их к Пророку, пославшему их в Тёмные Земли, дабы превратить их в Землю Обетованную для блага всех людей.

Мягко говоря, с этого явления люди двадцатого века малость офигели. Они, конечно, помнили, что пять сотен лет назад кого-то послали за тридевять земель с целью поглядеть, как социум справится с развитием в условиях строгой изоляции, но и предполагать не могли что там кто-то ещё жив. После дебатов, в ходе которых «пришельцы» с любопытством разглядывали самолёты, небоскрёбы и океанские лайнеры (замечая при этом, что с удовольствием бы построили нечто в том же духе и сами, но в том регионе напряженка с некоторыми полезными ископаемыми), ученые займутся расшифровкой скрижалей. Если вкратце, за пятьсот лет общество видоизменилось до неузнаваемости, в условиях стесненности в ресурсах наука и техника пошли несколько иным путём и с меньшей скоростью, а ещё кому-то пришла в голову идея бороться с упадническими настроениями с помощью религии — и проглотив выдуманную за пять минут байку о Великой Цели[6], народ воспрянул духом. На острове, где обосновались поселенцы выросли висячие сады в несколько ярусов, ибо прокормить такую прорву стремительно размножающегося народа оказалось задачкой не из лёгких, была обсерватория, метеостанция, университет и некоторая промышленность; общество функционировало скорее как монастырь, нежели чем как государство, торговые отношения были рудиментальны…

Так вот, в XX-м веке данные эксперимента пятисотлетней давности представляли бы собой ценность, интересную лишь историкам. Фактически, можно утверждать, что тысячи людей положили свои жизни на алтарь науки — с точки зрения этой науки, изрядно развившейся за эти пять столетий — зря. С другой стороны, возникшее в результате эксперимента общество — привет Стругацким — представляет собой огромную научную ценность в плане живого примера некоторых социологических закономерностей и может многому научить современников. С третьей стороны, во времена подготовки эксперимента человечество обогатилось новыми научными данными, опытом проектирования кораблей и всё такое прочее. Это была примитивная аналогия, иллюстрирующая один из ответов на вопрос «На кой чёрт нам посылать корабль к соседней звездной системе?», и ответ этот «Не за чем, ибо выгоды от этого мероприятия нет вообще никакой, и я эту задумку финансировать не буду».

Однако всё не так просто, есть и альтернативное мнение, что от постройки межзвездного корабля будет сиюминутная выгода, которую не надо будет ждать сотни лет.

Выгода эта — «новые технологии». Задумайтесь, предстоит колоссальная работа, предстоит поставить и решить целую уйму задач очень высокой сложности. Представьте, что Агентство Покорения Космоса взяло человека, который годами выращивал в своей лаборатории картоху в пробирках с разным составом почвы и предложило ему построить «зелёную башню»[7]. Он по первой офигел и спросил, на кой ему это надо, но, увидев гранты и возможность вписать своё имя в науку согласился. Наш занялся изучением строительного дела и наблюдениями за природой, построил и снёс несколько макетов, нащупывая путь, и наконец, создал работающую технологию замкнутой экосистемы по выращиванию картохи в условиях космоса, прилежно описав её в монографии и попутно тисканув пару статей в Nature. Попутно у него появится целый отдел в его университете, куча учеников и последователей, обученный технический персонал соответствующее количество сугубо прикладных вещей. Поможет ли эта технология произвести озеленение улицы или вырастить поле картошки в пустыне Сахара? Да как нефиг делать. То же самое и в масштабе всего человечества человечеством — технические решения, которые оно применит для создания космического корабля, будут применимы и у нас на Земле почти во всех сферах жизни. Кто-то там орал «в Африке дети голодают, ходят босые и живут в землянках, а вы в космос железяки запускаете!»? Ну вот, больше никто голодать не будет, а жить будут в домах по новым чертежам. Вы вообще помните, что очень многие технологии, изобретавшиеся для космоса, ныне стоят у вас на кухне? Не говоря уж о том, что новые взгляды на некоторые технические проблемы способны привести к новым изобретениям. Более того, данный проект означает огромное количество рабочих мест, и люди, которые будут строить межзвездный корабль, будут знать, что они делают по настоящему важное дело (основная причина уныния заключается в экзистенциальном кризисе, когда человек осознаёт, что всё то, что он делает в своей жизни — ничтожно). Ну, а довольный человек сеет вокруг себя радость, и общество в целом станет чуточку более счастливым. Некоторые, правда, зададутся вопросом: «А почему нельзя разрабатывать все эти полезные технологии целевым образом, а не ради какого-то никому не нужного фантастического проекта?». Да потому что если новые технологии разрабатываются не для армии и космоса[8], то обычно они не разрабатываются вообще.

Надеюсь, что мысль понятна. Существует вероятность, что взявшись за проект межзвездного корабля, мы уже будем жить в башнях и носить тоги, но гораздо больше шансов, что всё произойдёт как со строительством Пирамид, готических храмов и нью-йоркских небоскребов, где замотанные жизнью трудяги и клерки-землемеры с опухшей от циферь башкой создавали величайший примеры инженерного гения за кусок хлеба и похлебку, зачастую даже не понимая какую роль в истории займёт их труд.

[править] Применение не по назначению

Кроме прочего, межзвездный корабль поколений может быть просто местом обитания людей — например, базой шахтёров. Не забрасывать же после колонизации? Если не разобрали на запчасти, то можно отогнать к местному поясу астероидов и пусть там висит.

[править] В искусстве

Одна из проблем корабля поколений, являющаяся неисчерпаемой темой для мысленных экспериментов авторов фантастики:

[править] В реальной жизни

Что интересно, в реальной жизни был теоретический проект корабля поколений: проект «Energy Limited Orion Starship». Суть проекта: разгоняемся с помощью подрыва за кормой кучи атомных бомб. Естественно, дальше бумаги и отдельных испытаний дело не пошло, но использовать предполагалось технологии, уже доступные к 60-м годам прошлого века. К сожалению, авторы проекта даже не задумывались о том, как эти самые поколения там будут жить. Ну и старт корабля с Земли был бы сопряжён с серьёзным радиоактивным заражением, а сборка в космосе с выводом частей на орбиту обычными ракетами ввиду огромных масштабов экономически неподъёмна.

Существует также проект «Столетний межзвездный корабль», по которому предполагается за сто лет придумать какой-нибудь способ послать пилотируемую экспедицию к другой звезде. Пожелаем им удачи, если сильно захотеть, можно построить межзвездный корабль за десять лет, а, когда сто лет отводится под придумывания способа, — это означает, что кто-то хочет красиво отчитаться, заработать шикарную пенсию и спустить всю работу по проекту на будущие поколения.

Существует также расчет, показывающий, что для того, чтобы вытащить в космос всё население Земли - потребуется практически полностью исчерпать запасы нефти и всего прочего что может гореть. И это при том, что животных мы с собой не берём. И это только на орбиту, которая, как известно, лишь половина пути куда угодно. Поэтому кому-то придется остаться.

[править] Примеры

Основная статья: Затерянный ковчег

[править] Литература

[править] Телесериалы

[править] Аниме

[править] Видеоигры

[править] Мультфильмы

[править] Примечания

  1. По человеческим меркам даже крайние планеты в его родной системе являются далекими (Вояджер до границы Солнечной системы летел 30 лет), что уж говорить про соседние системы. Это по космическим меркам миллион световых лет — не крюк.
  2. Если быть совсем точным, окончание постройки производится уже после запуска — все нужные материалы погружены, основные системы работают, а экипажу надо чем-то заняться на первое время.
  3. Например, дозаправка корабля перед «вылетом» осуществляется астероидодобычей, тогда годится, в принципе, всё что угодно, вода, камни — всё, что можно расплавить, превратить в плазму и выплюнуть с адской скоростью из дюз, да хоть мусор.
  4. Впрочем, тут возможны варианты: отсчитывать время от 1 января 1970 года, если ПО для компьютеров делали линуксоиды; считать от момента Великого Запуска, если на корабле почти религиозное поклонение науке; или от Начала Времён, если в космос послали баржу с мормонами, как в сериале «The Expanse».
  5. Самый большой корабль 15-го века, китайский «корабль-сокровищница» Чжэн Хэ, мог вместить порядка 1000 человек, но у нас мысленный эксперимент, так что давайте представим, что туда влезло в двадцать раз больше. Или их был целый флот, не суть важно.
  6. Причем один из ученых заметил, что «доктрина явного предначертания» о том, что расширение Америки до океана предписана самим Богом, имеет те же корни.
  7. Вертикальный сад. Многоэтажное здание-ферма, один из проектов экологов, которым не нравится то, что творится в мегаполисах.
  8. Да и космическая гонка, как любит рассказывать Нил Деграсс Тайсон, в своё время была развернута исключительно потому, что кто-то с большими звездами на погонах решил, что из космоса можно хорошо разглядеть врага (что правда) и запустить в него чем-нибудь тяжелым, взрывным и можно даже ядерным (а вот это не сбылось). Как только поняли, что в военных целях космос затрат не оправдывает — бюджет зарезали и технологии потихоньку забылись. Война — двигатель прогресса, как бы это смешно не звучало.
  9. Кстати, если интересно, исследования биологов показывают, что для организмов, находящихся длительное время в условиях невесомости, характерно более быстрое старение.
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты