Пенсионный советник
Лекция по астрономии

Галактическая энциклопедия - 1. Межзвёздная посылка

Первая часть лекции об элегантном способе обмена информацией между цивилизациями

Лектор: 24.01.2008, 14:40
spacecast.com

За последнее десятилетие астрономы открыли сотни новых планет в окрестности далеких звезд. Не исключено, что на некоторых планетах есть жизнь, и даже разумная. Как связаться с братьями по разуму? Как послать им наши знания, чтобы и от них получить то же? Современные технологии позволяют записать все знания человечества в микроскопическом объеме. Но каким транспортом отправить их к звездам? Оказывается, у этой задачи есть элегантное решение.


Как известно, живая природа методом проб и ошибок давно уже решила многие задачи, над которыми бьются современные инженеры. Вантовые конструкции, машущий полет, эхолокация - всё это и многое другое было подсмотрено инженерами в живой природе. Бионикой называют искусство переносить готовые решения из биосферы в технику. Подобное искусство, черпающее своё вдохновение в неживой природе, пока не имеет названия. Однако оно существует. И одна из его находок касается связи с внеземными цивилизациями.

Это романтическое направление в астрономии. Впрочем, не более романтическое, чем задача продления жизни - для биолога, или попытка научить компьютер писать стихи - для математика. Способы связи с внеземными цивилизациями ученые обсуждают уже более 100 лет. Одно из новых решений этой задачи недавно подсказала нам классическая звездная динамика, изучающая движение светил под действием их взаимного притяжения. Оказалось, что гравитация может не только препятствовать межзвездным перелетам, но и способствовать им.


Первые попытки связи с внеземными цивилизациями еще полстолетия назад предприняли радиоастрономы. Но «подслушивание» радиопередач из космоса оказалось безрезультатным. И хотя все более масштабная работа в этом направлении не прекращается до наших дней, к успеху она пока не привела - братья по разуму молчат в эфире. Впрочем, недостатки прямой межзвездной радиосвязи были очевидны с самого начала:

- передача достаточно мощного сигнала требует больших энергетических затрат;

- пропускная способность радиоканала связи на межзвездных расстояниях очень низка: единицы байтов в секунду. Возможна передача текстов и простых картинок, но послать им наше кино и звуки за разумное время невозможно;

- чрезвычайно низка вероятность случайного совпадения времени и пространственного направления приема и передачи сигнала. Иными словами, не известно, когда и откуда придет сигнал. А не угадаешь, пропустишь передачу, она может больше не повториться.

Эти недостатки космической радиосвязи вызвали к жизни несколько альтернативных идей. Одну из них в 1960 году высказал австралийский радиоастроном Рональд Брейсуэлл (1921-2007): он предложил использовать для связи между отдаленными цивилизациями небольшие автоматические аппараты - межзвездные зонды. Записав в память этих посланцев всю сумму знаний человечества, мы отправляем их в безвозвратное путешествие в надежде, что и другие разумные существа поступят так же, и мы получим от «энциклопедии» их знаний. За прошедшее время эта идея обсуждалась не раз, и с годами выглядит все более привлекательной.

Во-первых, прогресс электроники позволил миниатюризировать носители информации и управляющие системы; в результате существенно уменьшились размер и масса космических зондов. Во-вторых, появились новые идеи и даже опытные разработки методов разгона космических аппаратов, позволяющие сообщать им скорости в 100 и даже 1000 км/с (ионные двигатели, электромагнитные ускорители, и другие).

Наконец, полувековые бесплодные усилия по поиску радиосигналов внеземных цивилизаций позволяют усомниться в широкой распространенности этого способа межзвездной связи и заставляют искать альтернативные методы.

Сегодня идея зонда-вестника Брейсуэлла видится как метод односторонней, альтруистической рассылки информации в форме так называемой «космической энциклопедии», которая содержит все сведения об авторах послания и все накопленные ими знания об окружающем мире. Предполагается, что к мысли о создании такого рода «галактической информационной сети» должна прийти каждая цивилизация, достигшая определенного технического уровня. А придя к этой мысли, она начинает посылать в сторону планетных систем, потенциально способных быть прибежищем жизни, относительно простые и, при их массовом производстве, недорогие автоматические аппараты.


Идея об альтруистических «информационных посылках» Брейсуэлла оказалась настолько привлекательной, что почти сразу же начала реализовываться. Первые послания с помощью «космической бутылочной почты» были отправлены с Земли более 30 лет назад. Именно тогда пределы Солнечной системы покинули четыре американских межпланетных зонда: Pioneer-10 и -11, запущенные в 1972-3 гг. годах, и Voyager-1 и -2, запущенные в 1977 году. Облетев внешние планеты, они вырвались из поля притяжения Солнца и теперь безадресно удаляются в межзвездное пространство.

Поскольку есть шанс, что когда-нибудь они попадут в руки разумных существ, каждый из аппаратов несет послание. Внутри Pioneer'ов заложены небольшие металлические пластинки с выгравированной на них «визитной карточкой» землян, содержащей наш галактический обратный адрес. По сути, это одна картинка, объемом около 10 килобайтов. Прямо скажем - не очень-то много.

Зато послания, отправленные через 5 лет с Voyager'ами, были значительно богаче. Каждый из аппаратов несет видеодиски объемом порядка 100 мегабайтов, на которых классическим эдисоновским способом записаны 118 статических изображений, а также несколько часов звуковой информации: музыка, голоса людей, птиц, зверей и шумы природы.


Авторам посылки на Voyager'ах потребовалось изрядное напряжение сил, чтобы составить и уместить в объеме одной грампластинки ёмкое и уравновешенное послание неведомым братьям по разуму от лица всех землян. Но за прошедшие три десятилетия плотность упаковки информации повысилась на много порядков.

Поэтому сегодня уже можно не ломать голову над содержанием послания, а просто отправить всю письменную и электронную информацию, созданную человечеством за все века его существования.

Братья по разуму, получив это послание, смогут узнать о нас не меньше, чем мы сами знаем о себе и об окружающем нас мире.

Такой «панинформизм» вполне оправдан, ибо гарантирует небесплодность существования любой цивилизации, в том числе и нашей. Кстати, одной из целей подобного проекта является сохранение наших текущих знаний для будущих поколений самого человечества: разместив несколько экземпляров этой «энциклопедии» подальше от Земли, например, на Луне, мы гарантировали бы сохранность плодов своего разума от всяческих катаклизмов. Мало ли что может случиться с Землей…

Недавно американские специалисты по связи Кристофер Роуз и Грегори Райт доказали, что при современных технологиях все знания человечества можно упаковать очень компактно - в кристалл массой в 1 грамм. Только представьте себе - Суперэнциклопедия в наперстке! Правда, чтобы записать и прочитать такую «флэшку», понадобится дорогостоящее оборудование. Но оно того стоит!

К сожалению, кристалл памяти весом в 1 грамм нельзя отправить в межзвездное путешествие на тысячи лет, поскольку его структура будет повреждена космическими лучами. Для защиты от них кристалл должен быть укрыт толстой броней, защищающей не хуже земной атмосферы. Это существенно утяжеляет посылку: толщина брони составит несколько метров, а ее масса - сотни тонн. Если использовать помехоустойчивые коды записи, то можно снизить уровень защиты, уменьшив толщину брони до 1 метра, но и при этом капсула будет весить не одну тонну. Для межзвездного перелета за разумное время ей необходимо сообщить скорость порядка 1000 км/с.

Оказывается, таких скоростей можно достичь без особых усилий. Как - узнаем в следующей лекции.