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»

В мирах жесткой научно-фантастической направленности нет гипердрайва или ему подобных устройств сокращения времени путешествия. В мирах, где всё это есть, обычно строятся различные устройства тирьямпампации прямо на месте, куда требуется переместиться[1]. Но до этого места ещё нужно добраться — и для этого существует корабль поколений — искусственный мир, перемещающийся меж звёзд, оснащенный системой жизнеобеспечения на несколько десятков тысяч человек (чем дальше лететь — тем больше надо народу, для сверхдальних полётов требуется население в сотни тысяч человек — просто чтобы не вымерли по дороге из-за эффекта бутылочного горлышка[2]). Задача корабля — долететь до звезды. И это всё[3].

Содержание

[править] Конструкция

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 (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) 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[4] есть только одна попытка на запуск, и если не напрягать математиков, есть вероятность что звездолёт полетит абы-куда и до входа в сферу влияния звезды 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[5], в качестве энергоустановки применяются химические элементы и ядерный реактор. Без него не обойтись, в космосе холодно — нашу Землю греет ядерная реакция в ядре Солнца, межзвездному кораблю отопление и освещение — критически важны для выживания. Кроме того, в комплект входят телескопы и дамп Youtube — чтобы было что поглядеть на досуге, хотя эту идею похоронили психологи.

Экипаж прекрасно понимает, что света далёкой звезды[6] в окошке рубки он не увидит, а потому занимается тоской по родине, техобслуживанием огромного количества многократно продублированных устройств, празднуют новый год по земному календарю[7], разрешает споры среди поселенцев и сочетает браком тех мужчин и женщин, которые решили пожениться. 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, прежде всего — ценный социальный эксперимент[8], а уже потом средство покорения иных миров. В мирах пара и плазмы встречаются значительно чаще, чем где бы то ни было ещё, однако в отличие от других проектов, эти корабли реально здоровые. 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 (например, расстояние в 4,5 световых года этот корабль покроет, при большой удаче, за 300 лет — а уж за сто световых лет переться… Ну вы поняли, никаких запасов не хватит[9]).

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.

[править] Проблемы проектирования

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

[править] Применение не по назначению

Кроме прочего, межзвездный корабль поколений может быть просто местом обитания людей — например, базой шахтёров. Правда, делать это не рекомендуется, потому что ввиду размеров он крайне уязвим для метеоритных дождей, и сейчас я поясню почему: (внимание: это временное место для хранения материала, относящегося к статье «космические шахтёры»)

В Солнечной системе есть несколько мест где гнездится различный мусор, оставшийся со времен создания системы:

[править] Зачем вообще это надо

Итак, мы подошли пожалуй к самому важному: это безумно дорогой проект, результаты которого получат только грядущие поколения. Если 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.

Впрочем, от проекта возможна и сиюминутная выгода. Если позволите некоторую аналогию мысли человека, который представляет себе проект корабля поколений и недоумевает, на кой чёрт он нам сдался:

Представьте себе что однажды, веке этак в 15 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, и загрузили туда все технологии которыми владело человечество в то время, плюс запасы материалов, еды и инструментов, народа тоже нагрузили прилично[12] 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 острова, люди высадились и начали обустраиваться. Пятьсот лет спустя, в 20 м веке, в эпоху атома и космических открытий, из заповедной области приплывает чадящий пароход, на которой 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, и 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 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[13], народ воспрянул духом. На острове где обосновались поселенцы выросли висячие сады в несколько ярусов, ибо прокормить такую прорву 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 двадцатом 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. Из вышеупомянутых 500 лет значительный технический прогресс был достигнут только в течении последних двухсот, и существует теория, гласящая, что чем больше человечество наизобретает, тем более тормознуто будет развиваться научнотехнический прогресс дальше, ибо для новых открытий сначала потребуется изучить прорву старых[14]. Во-вторых, 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. Я думаю, что если взять человека, который умеет выращивать в банке лук и строить землянки, и предложить ему построить «зелёную башню[15]», он офигеет и спросит, на кой ему это надо. Но, предположим, он согласится. Он займется изучением строительного дела, наблюдениями за природой, построит и снесет несколько макетов, нащупывая путь, и наконец, построит башню. У меня вопрос — сможет ли после этого человек произвести озеленение улицы, или вырастить поле картошки? Да как нефиг делать. То же самое и с человечеством — технические решения, которые оно применит для создания замкнутой экосистемы космического корабля, будут применимы и у нас на Земле. Кто-то там орал «в Африке дети голодают а вы в космос железяки запускаете!»? Ну вот, больше никто голодать не будет. Что у нас там дальше? Да простой пример — вас очень сильно задалбывают лампочки, которые перегорают в самый неподходящий момент? Лампочка, которую сделают для космоса будет светить вам сто лет — вы бы купили, пусть даже она бы и стоила чёрт знает сколько? Вы вообще помните, что очень многие технологии, изобретавшиеся для космоса, ныне стоят у вас на кухне? Ну а новые взгляды на некоторые технические проблемы, способны привести к новым изобретениям. Это уже не говоря о том, что 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.

Я надеюсь, что мысль понятна. Существует вероятность, что взявшись за проект межзвездного корабля, мы будем жить в башнях и носить тоги[16]. Но, разумеется, это мечты. И я готов ставить мятую десятку против драного ботинка, что вы уже видели всё то, о чём я говорил — в фантастике.

[править] В искусстве

Одна из проблем корабля поколений, являющаяся неисчерпаемой темой для мысленных экспериментов авторов фантастики — что если качество образования упадёт, выйдут из строя какие-то важные приборы[17], или штурман примет лишку[18] и заблудится в трех соснах[19], корабль будет продолжать лететь в никуда, пока не напорется на что-нибудь пригодное для колонизации. А за это время его население деградирует, перемрёт от какой-нибудь загадочной болезни, выродится в «существ космоса», не способных жить где-либо, кроме невесомости[20], забудет напрочь, откуда они взялись и куда, собственно, летят, будут выполнять процедуры техобслуживания как «магические ритуалы», смысл которых забыт (почитай святую Инструкцию по Эксплуатации, неофит!), говорящие компьютеры станут богами… Да мало ли что может случиться на летящем сквозь пространство и время звездолёте за десять тысяч лет?

[править] В реальной жизни

Что интересно, в реальной жизни был теоретический проект корабля поколений: проект «Energy Limited Orion Starship[21]». 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.

[править] Примеры

Основная статья: Затерянный ковчег

[править] Примечания

  1. Но обычно цивилизации, которые умеют делать такие штуки, уже разработали технологии криосна, соответственно корабль поколений заменяется на спящий корабль.
  2. можно снизить расходы внеся в список оборудования аппаратуру для ЭКО и генный банк, но систему жизнеобеспечения надо всё равно брать с запасом
  3. Не факт что у звезды будут пригодные для жизни планеты и не факт, что там будет вообще что-нибудь интересное. В любом случае экипаж вздохнёт, погрузит отряд заскучавших пионеров на лендеры, они отправится добывать топливо для ускорителей, а когда корабль будет заправлен — он полетит искать своим жителям новый дом
  4. звезды тоже движутся
  5. например, дозаправка корабля перед «вылетом» осуществляется астероидодобычей — годится, в принципе, всё что угодно, вода, камни — всё. Всё что можно расплавить, превратить в плазму и выплюнуть с адской скоростью из дюз — да хоть мусор
  6. точнее, видеть эту звезду как Солнце, а не как ещё одну яркую точку в небе
  7. впрочем, возможны варианты — отсчитывать время от 1 января 1970 года, если ПО для компьютеров делали линуксоиды, или считать от момента запуска, или от Начала Времён
  8. положа руку на сердце: что вы хотите найти в другой звездной системе? Золото? Унобтаний? Инопланетян? Сделать сэлфи на фоне флага? Написать три буквы на астероиде? Потоптать сапогами скафандра пыль далеких миров? Межзвездный корабль — это очень дорогая штука. А плоды социального эксперимента он начнет давать значительно быстрее чем всё вышеперечисленное — ему достаточно лететь
  9. даже в случае с искусственной экосистемой на 100 % замыкание по воздуху, питанию, азотному и минеральному циклам, конец придёт откуда его не ждали — в междвездном пространстве нет источников тепла, а у ядерных реакторов есть свой срок службы, у ядерного топлива — период полураспада, запасы топлива на маневры и запасных солнечных парусов — ограничены.
  10. а учитывая что никто даже не пытается делать приборы такой надёжности — ситуация и вовсе плачевна
  11. как я писал выше, этот корабль в принципе не способен разогнаться до субсветовой скорости
  12. самый большой корабль 15го века мог вместить порядка 1000 человек, но у нас мысленный эксперимент, так что давайте представим, что туда влезло в двадцать раз больше
  13. причем один из ученых заметил, что «доктрина явного предначертания» о том, что расширение Америки до океана предписана самим Богом, имеет те же корни
  14. а вы слышали что такое «технологическая сингулярность»?
  15. вертикальный сад. Многоэтажное здание-ферма, один из проектов экологов, которым не нравится то, что творится в мегаполисах
  16. Вот только совершенно непонятно, кто мешает заняться проектированием башен непосредственно, а не получать практически нужные технологии в качестве побочного продукта абсолютно непрактичного проекта. Впрочем, люди, как известно, любят делать все перанально, извините мою латынь.
  17. вероятность этого примерна такая же, как если корабль ВНЕЗАПНО самопроизвольно развалится на части
  18. чревато выкидыванием в шлюз
  19. а точнее проспит маневр
  20. кстати, если интересно, исследования биологов показывают, что для организмов, находящихся длительное время в условиях невесомости характерно более быстрое старение
  21. суть проекта: разгоняемся с помощью подрыва за кормой кучи атомных бомб.
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты