fonzeppelin: (Default)
[personal profile] fonzeppelin
Едва ли найдется интересующийся космонавтикой человек, который никогда не слышал о Стивене Хокинге, знаменитом астрофизике и теоретике, пропагандисте идей космической экспансии Человечества. Но вот подробности его последнего проекта - программы "Прорыв" - в нашем секторе интернета известны не так хорошо (а ведь именно Россия, усилиями Юрия Мильнера, играет ключевую роль в финансировании программы!).

Вкратце - Стивен Хокинг сформулировал грандиозный десятилетний (10+) план поиска признаков активности внеземных цивилизаций, установления контакта с таковыми в случае обнаружения, и - в перспективе - посылки миниатюрных зондов в межзвездное пространство, способных за пару десятилетий добраться до ближайших к Солнцу звездных систем.



Программа осуществляется под руководством:

* Фрэнка Дрэйка - председателя совета и автора программы поиска внеземного разума SETI.
* Энн Дринн - автора и дизайнера "сообщения "Вояджера"", золотой пластинки с записями для внеземных цивилизаций, установленной на зондах серии "Вояджер".
* Мартина Риса - королевского астронома Великобритании.
* Эндрю Симиона - одного из ведущих специалистов по поиску признаков существования внеземной жизни.
* Дэна Вертаймера - основателя и координатора добровольческой сети обработки информации SETI@home, занимающейся поиском в записях межзвездного излучения сигналов искусственного происхождения.
* Питера Уордена - главы призового комитета.

Российский миллиардер Юрий Милнер выделил 100 миллионов долларов на финансирование первой стадии программы и концептуальные проработки по двум остальным.

I: Прорывное Прослушивание ("Breakthrough Listen")




Антенна радиотелескопа Грин Бэнк.


Целью этой десятилетней программы является поиск сигналов от внеземных цивилизаций. Сама по себе идея не нова, но еще никогда она не предпринималась с таким размахом. Уже заключены контракты с радиообсерваториями Грин Бэнк (США) и Паркес (Австралия), на 20% и 25% их годового рабочего времени соответственно. Дополнительно, к программе присоединились радиотелескоп FAST (Китай) и оптический "Автоматический Плането-Искатель" (Automated Planet Finder) из Калифорнии, последний ориентируется на поиск возможных лазерных сигналов.

Все это оплаченное время - тысячи часов! - радиотелескопы обсерваторий будут посвящать поиску возможных инопланетных сигналов в диапазоне 1-10 гигагерц (т.е. в "пустом" диапазоне, не нарушаемом возможными помехами земного происхождения)

В качестве целей (по порядку приоритета) для радиообсерваторий были определены, отдельно для северного и отдельно для южного полушария:

* Все звезды (43 штуки) в пределах 5 парсеков от Солнца.
* Тысяча (1000) наиболее интересных звезд всех спектров в пределах 50 парсеков от Солнца.
* Миллион (1000000) наиболее интересных ближайших звезд.
* Центральные регионы по крайней мере 100 ближайших Галактик.
* Экзотические объекты: по двадцать (20) белых карликов, нейтронных звезд и черных дыр.

Чувствительность используемой аппаратуры достаточна, чтобы засечь фоновое излучение планеты, подобной Земле, в пределах 5 парсеков, и обнаружить направленные источники излучения (подобные радарам) в пределах до 50 парсеков.



Автоматический плането-искатель. Он может увидеть вашу лазерную указку на орбите Альфы Центавра.

Обработка всех данных осуществляется на общественных началах, при помощи добровольческой сети SETI@Home. Вся база данных проекта изначально доступна в открытом сетевом архиве:

http://www.breakthroughinitiatives.org/OpenDataSearch

- откуда любой пользователь может извлечь данные для самостоятельной обработки. Ведется работа над открытым программным обеспечением, оптимизированным для поиска закономерностей в сигналах. Уже в настоящее время, программа за сутки поставляет больше данных, чем предыдущие проекты SETI - за год, более чем в 10 раз превосходя также по охвату исследуемых астрономических объектов.

II: Прорывное Сообщение ("Breakthrough Message")

Вторая часть проекта сводится к разработке сообщения, которое может быть послано с Земли для установления контакта с обнаруженной цивилизацией. Призовая сумма в миллион долларов для предложившего лучшее сообщение назначена для того, чтобы прилечь интерес к проекту. Сообщение должно "представлять наилучшим образом Землю и Человечество". Авторы проекта объявили, что сообщение будет послано не ранее, чем вопрос установления контакта с инопланетной цивилизацией будет рассмотрен подробным образом ведущей мировой научной и политической общественностью.

III: Прорывной Звездный Выстрел ("Breakthrough Starshot")

Третья - и самая амбициозная - часть проекта, предполагает отправку автоматических межзвездных аппаратов для изучения ближайших к Земле звезд.

Подробное обсуждение деталей на geektimes.



Это парус. Сам зонд - крохотная точка в центре.


Авторы проекта исходили из необходимости получить информацию от зондов в течении одного поколения. Поэтому ключевым требованием была способность аппаратов преодолеть 4-5 световых лет не более чем за 20-25 лет земного времени. Что, в свою очередь, требовало развить релятивистские скорости порядка 20% световой - на несколько порядков больше, чем достигнутые современными космическими аппаратами.

В качестве решения этой (и ряда других) проблем авторы проекта предложили идею нано-зонда. Ультраминиатюрный космический аппарат должен иметь массу всего в несколько грамм. Разумеется, такие размеры не позволяют смонтировать на нем какую-либо значимую силовую установку, но зато позволяют использовать концепцию "лазерного паруса" - т.е. разгонять зонд давлением фотонов луча мощного лазера. Выгодность этой концепции в том, что "двигатель" - то есть лазерная установка - остается на Земле, не разгоняется вместе с кораблем, и, соответственно, не имеет принципиальных ограничений по мощности и массе, а сам корабль не должен вообще нести запаса топлива и реактивной массы. Недостаток - в крайне слабой тяге подобного двигателя, что делает его экономически целесообразным только для миниатюрных аппаратов.

Эскизный проект аппарата, получившего название "Звездный чип" ("StarChip") был представлен в 2016 году. Это крайне миниатюрная система, массой всего около 10 грамм. Аппарат состоит из:

* Лазерного паруса площадью не более 16 квадратных метров (4x4), изготовленного из композита на основе графена. Парус должен принимать луч наземного лазера, и разгонять аппарат фотонным давлением. Материал паруса должен быть одновременно и крайне легким, и обладать чрезвычайно высокой отражающей способностью - чтобы сконцентрированное на нем излучение плотностью 62,5 киловатт на квадратный сантиметр, не разрушило парус.

* Миниатюрной "атомной батарейки" - радиоизотопного генератора на плутонии-238 или амерции-241.

* Четырех маневровых фотонных ускорителей - по сути дела, сверхминиатюрных диодных лазеров, мощностью не более 1 ватта каждый. Несмотря на минимальную мощность, они позволят выполнять элементарное маневрирование и поддерживать ориентацию аппарата. Они также могут быть использованы как система обратной связи: возможности оптического телескопа "Automated Planet Finder" позволяют ему наблюдать излучение 100 ваттного лазера (т.е. скоординированную работу сотни зондов) на удалении в 4,5 световых лет.

* Четырех управляющих микропроцессоров.

* Четырех сверхминиатюрных видеокамер, с разрешением 2 мегапикселя каждая. Предполагается, что такого разрешения хватит для изучения планетарной системы, сквозь которую будут проходить аппараты, и даже отдельных форм планетарного рельефа.

* Защитного покрытия из бериллиево-медного сплава, для защиты аппарата от субсветовых столкновений с атомами водорода. Разумеется, такое покрытие минимальной толщины не сумеет защитить зонд от риска соударения с пылевой частицей, но эту проблему предполагается решить запуском одновременно большого числа - тысячи (1000) аппаратов, из которых хотя бы часть сумеет выполнить задачу миссии.



Артистическое представление сегмента массива наземных лазеров.


В качестве разгонной установки предполагается использовать наземный массив из десяти миллионов серийных 10-киловаттных лазеров, развивающий суммарную мощность в 100 гигаватт. Хотя такая мощность и выглядит значительной, на практике она не превосходит возможностей энергетики развитых держав. По расчетам, 10 минут 100-гигаваттного излучения будет достаточно чтобы разогнать нано-зонд до 20% скорости света - что позволит ему преодолеть расстояние до системы Проксима Центавра за 20 лет. Торможение зонда у цели не планируется, миссия должна быть пролетной, т.е. зонды проследуют сквозь систему на скорости в 20% световой, выполнив по дороге наблюдения планетарной системы и передав данные обратно на Землю. На возвращение сигнала уйдет еще 4,5 лет - то есть в сумме, вся миссия займет около 25 лет.

Разумеется, набор технических вызовов впечатляет:

http://www.breakthroughinitiatives.org/Challenges/3

Но ни одна из проблем не является принципиально неразрешимой (хотя для ряда из них потребуется существенное улучшение доступных сейчас технологий).

Согласно предварительной оценке, общая стоимость программы не превзойдет 40-50 миллиардов долларов, основная часть которых будет затрачена на разработку необходимых технологий и создание наземного лазерного массива с инфраструктурой питания.

Заключение:


На данный момент программа "Прорыв" представляет собой самый комплексный и рациональный подход к межзвездным коммуникациям, когда-либо доселе сформулированный. Программа ставит рациональные цели полностью в рамках возможностей существующих и ближайше-перспективных технологий: радиоастрономию для поиска следов внеземных цивилизаций, общественную обработку информации усилиями добровольцев (предоставляющих ресурсы своих ПК для таковой), и даже итоговая цель программы - отправка зондов к ближайшим звездам - является хотя и ресурсоемким и масштабным, но вполне посильным для развитых наций предприятием, причем способным обеспечить возвращение научной информации в течении всего пары десятилетий. Для сравнения, миссия "Вояджер-1" продолжается уже более 40 лет; так что двадцать пять лет для проекта "Старчип" не являются чем-то немыслимым.

Date: 2017-04-03 03:48 am (UTC)
From: [identity profile] ezyk091978.livejournal.com
Посылка зондов напоминает картину Васи Ложкина: Бродил во тьме, искал себе подобных. Лучше б не нашёл :)
Где гарантия миролюбия инопланетного разума, превосходящего нас по уровню развития. Слушать вселенную нужно, но вот махать флагом, на мой взгляд, не стоит.

Date: 2017-04-03 05:13 pm (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
А что ему может быть от нас надо?

Date: 2017-04-03 05:33 pm (UTC)
From: [identity profile] ezyk091978.livejournal.com
Третью планету от Солнца, например. В лучшем случае, человечеству скажут сидеть на Земле и не высовываться.

Date: 2017-04-03 05:39 pm (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
А зачем, простите, она им нужна?

Шансы, что встреченная нами цивилизация еще и окажется способна жить на Земле без значимых усилий... они минимальны. И даже если принять такое неправдоподобное допущение, нам потребуется тут же еще одно: что эта цивилизация почему-то так заинтересована в землеподобных планетах, что просто ну никак без них.

В итоге, вероятность совпадения двух крайне маловероятных событий - что встреченная инопланетная цивилизация окажется способна жить на Земле без дыхательных масок и скафандров, и что она будет сильно заинтересована в Земле - минимальна.

Date: 2017-04-03 05:54 pm (UTC)
From: [identity profile] ezyk091978.livejournal.com
Белковые формы жизни получаются проще всего, а использование кислорода энергетически наивыгоднейший процесс. Кислород же содержится в атмосфере только землеподобных планет.
Кроме того, никто не отменял металлургию и дОбычу прочих полезных ископаемых. Да, можно гоняться за железно-никелевыми астероидами, однако технологические цепочки удобнее всего выстраивать на планетной тверди.

Date: 2017-04-03 06:07 pm (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
Во-первых, абсолютно не факт что даже белковая форма жизни будет изомерно совпадать с земной органикой. Скорее всего НЕ БУДЕТ - то бишь в общем-то толку от земной органики никакого.

Кислород, конечно, содержится в атмосфере землеподобных планет - но неужели таких мало? Насколько я знаю, их ОЧЕНЬ много.

//Да, можно гоняться за железно-никелевыми астероидами, однако технологические цепочки удобнее всего выстраивать на планетной тверди. //

А вот это абсолютно неверно. В Космосе проще и дешевле. Энергии - завались (солнечной). Нет этой мешающей силы тяжести. Ну, и самое главное - астероидные металлы химически чистые, не окисленные. Добывать их - одно удовольствие, никакого обогащения и выплавки из руды.

Date: 2017-04-03 06:25 pm (UTC)
From: [identity profile] ezyk091978.livejournal.com
> толку от земной органике никакого
Ну ясное дело, никто не будет гоняться за землянами со зловещим уханьем. Всегда можно направить передвижной пункт приёма желудочного сока и платить наличными :)

Насчёт дешевизны астероидной металлургии. Во-первых, для известных нам планетных систем характерно наличие горячих юпитеров. А они работают как пылесосы, поэтому астероидные пояса штука, по всей видимости, довольно редкая.

Во-вторых, металлургия процесс энергоемкий. Между Марсом и Юпитером солнышко греет уже слабовато, а буксировать астероиды к Солнцу весьма затратно по энергетике. Иное дело планета земного типа, где под боком углеводороды. Кроме того, кроме чёрной есть и цветная металлургия. Алюминий и медь в астероидах ещё не находили.

Date: 2017-04-03 07:09 pm (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
//Во-вторых, металлургия процесс энергоемкий. Между Марсом и Юпитером солнышко греет уже слабовато, а буксировать астероиды к Солнцу весьма затратно по энергетике. Иное дело планета земного типа, где под боком углеводороды. Кроме того, кроме чёрной есть и цветная металлургия. Алюминий и медь в астероидах ещё не находили. //

Коллега, умоляю, мы говорим о межзвездной цивилизации. Учитывая энергозатраты на межзвездные перелеты, затраты на перемещение астероидов ближе к звезде - мизерные.

Date: 2017-04-03 07:49 pm (UTC)
From: [identity profile] ezyk091978.livejournal.com
А вот это вопрос интересный. Надо полагать, межзвездные корабли могут быть либо переменяющиеся в нормальном пространстве, либо вне его, в пресловутом варпе.

Корабли для нормального пространства могут лететь со скоростью 0,7-0,8 световой. Быстрее могут перемещается только элементарные частицы в синхрофазотронах и то с очень большими энергозатратами. На деле получается либо летающий мир, либо колониальный корабль, пассажиры которого находятся в анабиозе. См. фильм Пассажиры. В любом случае, перемещаться в обычном пространстве можно лишь реактивным движением. Гравитационные двигатели после открытия гравитонов возможны, но, скорее всего, требуют большой энергетики.

Корабли для подпространства или телепортации быстроходнее, однако им может требоваться свободное пространство для разгона.

Так что в планетной системе межзвёздные цивилизации будут летать также как и земляне.

Date: 2017-04-03 07:56 pm (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
Проще говоря - досветовые или сверхсветовые)

В случае с досветовыми - ну, для аннигиляционных кораблей, теоретически, достижимы скорости до 0,99 световой, но реально, 0,7-0,8 это да, разумный предел. Для термоядерных - не более 0,5.

Со сверхсветовыми же абсолютно неясно) Поскольку мы пока еще довольно слабо представляем, как это хотя бы теоретически возможно.

//Так что в планетной системе межзвёздные цивилизации будут летать также как и земляне. //

Ну, учитывая какими энергиями они оперируют - у них явно уже должны быть корабли категории торчшипов (т.е. способные развивать И высокую тягу И большой удельный импульс).

Date: 2017-04-04 03:33 am (UTC)
From: [identity profile] ezyk091978.livejournal.com
В любом случае, человечество будет иметь дело с цивилизацией, превосходящей его по уровню развития и нуждающейся в тех же ресурсах. А как говорил мальчик Пепе: Когда у одного много, а у другого немножко Взять чужое не воровство, а делёжка :)

Date: 2017-04-04 04:10 am (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
При всем желании, но ситуация, при которой эти ресурсы нельзя добыть ближе и проще - практически непредставима.

Date: 2017-04-04 06:30 pm (UTC)
From: [identity profile] ezyk091978.livejournal.com
Здесь вопрос надо ставить по-другому: ради каких ресурсов люди будут готовы пустится в космос? Великие географические открытия имели вполне меркантильную основу, Европе настоятельно требовались пряности. Груз дорогой и малогабаритный, поэтому один вернувшийся корабль окупал затраты на четыре погибших.

Кстати, в Аватаре присутствует некий металл, однако о нем и его необходимости для Земли говориться крайне невнятно.

Date: 2017-04-04 07:34 pm (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
Хм, в Аватаре-то как раз все ясно: высокотемпературный сверхпроводник.

И что вы подразумеваете под "пуститься в Космос"? Межзвездные перелеты или вообще?

Date: 2017-04-04 07:57 pm (UTC)
From: [identity profile] ezyk091978.livejournal.com
Я это и имел в виду под невнятностью в Аватаре. Высокотемпературные сверхпроводники позволяют снизить габариты электрических машин. Особенно важно это для транспортных средств. Однако доставка из другой звездной системы не может сделать его массовым продуктом. Уж слишком дорого получится.

Поскольку ракета выводит на околоземную орбиту порядка 5% стартовой массы для промышленного освоения даже околоземного пространства нужно что-то маленькое и очень дорогое в космосе. Алмазы подошли бы, однако на Земле их пока хватает.

Меня не покидает ощущение, что нынешняя суета вокруг космоса является дымовой завесой для рывка в глубину океана и в Антарктиду. Абиссальные глубины уже поделили, есть международные соглашения, определяющие границы секторов. Если бы интересовались космосом, то изменяли правовой режим небесных тел.

Date: 2017-04-04 08:34 pm (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
Так вообще-то его уже изменяют. :) Правительство США признало все внеземные ресурсы собственностью добывшего. :)

Глубины же океана... они, грубо говоря, малополезны. Их единственное преимущество - туда менее затратно добираться. Но жить там еще сложнее, чем в Космосе. Химически активная среда, отсутствие дешевых источников энергии, температурные проблемы, давление водяной толщи... Постройка станции, способной оперировать на глубине, скажем, в 1 км, куда сложнее с инженерной точки зрения, чем постройка космической станции. Ибо если в Космосе маленькая трещина в обшивке - это повод для заклеивания изолентой, то под водой - это катастрофическое разрушение обшивки и отсека. И изолентой уже не заклеить.

Date: 2017-04-05 06:14 am (UTC)
From: [identity profile] ezyk091978.livejournal.com
Ну это правило действует еще со времен лунной программы. Я имею в виду государственную принадлежность небесных тел. В свое время СССР пришлось изменить дизайн вымпелов - табличек, устанавливаемых на межпланетные аппараты. Поначалу на них размещали герб и флаг, поэтому сразу вспомнили времена географических открытий.

При выборе между абиссалью и космосом все упирается в доставляемый груз. Из под воды он пока намного больше. Тем более, есть и необитаемые подводные станции.
Edited Date: 2017-04-05 06:26 am (UTC)

Profile

fonzeppelin: (Default)
fonzeppelin

January 2026

S M T W T F S
     12 3
4 56 78910
1112131415 1617
18192021222324
25262728293031

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Jan. 18th, 2026 07:57 pm
Powered by Dreamwidth Studios