Страница 101 из 131
Собственно опыт астрономии и без особых расчетов сразу мог бы привести к очевидному выводу, что только звезды доступны систематическим наблюдениям в масштабе Галактики, и только галактики - на межгалактических расстояниях.
Таким образом, пока проблема оптического Контакта сводится к сооружению одного или нескольких лазерных маяков и к поиску остроумного режима их работы. Видимо, выделить излучение узкополосного лазера (ширина интервала частот порядка 1 МГц) на фоне звезды было бы не так уж трудно. На своей характерной частоте лазер светил бы на 2-3 порядка ярче звезды, вблизи которой он сооружен.
К строительству собственных лазерных звезд мы пока не приступили, но активный поиск их уже начался.
Наряду с очень важным и интересным оптическим диапазоном существуют и иные варианты реализации сигнального Контакта. Представляются весьма перспективными области ультрафиолета, рентгена и ?-лучей. Лазерные маяки в таких режимах могли бы гораздо сильней оптических, в десятки тысяч раз, отличаться от своих звезд. Но многие физические и конструктивные особенности таких систем пока не понятны. Это касается и создания аппаратов и фокусировки их излучения.
Нечто более реальное возникает в диапазоне мягкого излучения, где интенсивно рассматриваются радиометоды поиска внеземных цивилизаций. По ряду причин интервал длин радиоволн, на которых было бы целесообразно вести межзвездную связь, заметно ограничен. Скажем, "радиоокно" Земли заключено между 10 метрами и 3 сантиметрами. Более длинные волны отражаются атмосферой, более короткие приводят к избыточным шумам в приемных устройствах. Если дополнительно уходить от атмосферных помех, то следует работать с волнами не длиннее 30 см. Реальный диапазон космического приема попадает в частотную полосу от 1 до 10 Гигагерц. Но и в этой полосе следует отыскать какой-то общезначимый космический стандарт.
Первый шаг в конкретном поиске сделали американские физики Дж. Коккони и Ф. Моррисон, предложившие в качестве стандарта волну 21 см (? = 1420 МГц), которая соответствует мощной линии излучения нейтрального водорода во Вселенной. По идее, эта линия должна быть знакома любой цивилизации, и вроде бы разумно воспользоваться ею для установления связи. Гипотеза Коккони-Моррисона воодушевила исследователей, и очень быстро был реализован проект ОЗМА. В 1960 году американские астрономы под руководством Ф. Дрейка стали прослушивать космическое пространство вблизи некоторых звезд на радиотелескопе Грин Бэнк.
К сожалению, ни эта, ни ряд последующих работ с помощью более крупных телескопов не привели к успеху. Можно легко назвать несколько очевидных причин неудачи: выбор не тех звезд, слишком слабые приемники, не та стандартная частота.
Последняя из причин хорошо подчеркивает очаровательную наивность исходного проекта. Сейчас мы, например, понимаем, что частота 1667 МГц, соответствующая молекулярной спектральной линии гидроксила ОН (характерная длина волны 18 см) ничем не хуже. Еще более мощная линия соответствует водяному пару (? = 1,35 см). Да и вообще станут ли внеземные цивилизации ориентироваться на земное "радиоокно"? Не исключено также, что их разум проявляется и в том, что они не лезут на частоту с очень приличным естественным фоном, а работают на какой-то кратной частоте, например, 2840 МГц или 3334 МГц. В общем, возможностей выбора конкретных направлений и частот очень много, кроме того, нам не известны минимальные параметры антенны, обеспечивающей межзвездную связь. Ведь ниоткуда не следует, что внеземная цивилизация должна разбазаривать слишком большую энергию, чтобы сообщить неизвестно кому о своем существовании.
Здесь, видимо, и кроется более весомая причина космического молчания. Энергетические проблемы в создании межзвездной радиотрансляции того же порядка, что и для трансляции оптической. Это естественно - и в том и в другом случае речь идет об общих законах распространения электромагнитных волн.
Всенаправленный радиомаяк, который из центра Галактики был бы зарегистрирован как звезда 20-й величины, разумеется, должен иметь ту же светимость, что и Солнце (L ~ 4.1026 Вт), хотя и со смещением спектра в радиодиапазон.
Один из пионеров прослушивания Вселенной на волне 21 см советский радиоастроном В. С. Троицкий подсчитал, что для такого маяка потребуется антенна, заполняющая поверхность сферы радиусом R ~ 6R( (более 4 млн. км!), причем поместить ее придется где-нибудь за орбитой Юпитера, не ближе 5-6 а.е. от Земли. Такие ограничения следуют из необходимости не слишком сильно перегревать саму конструкцию и обеспечить безопасное удаление ее от нашей планеты, которой вовсе ни к чему получать сверхмощное сантиметровое облучение.
Можно, конечно, уменьшить параметры маяка за счет более чувствительной и масштабной аппаратуры приема, то есть перекладывая часть забот на плечи партнера. Если он догадается предпринять героические усилия по регистрации потоков энергии порядка10-24 Вт/м2 (радиозвезда 41-й величины!), то для трансляции на центр Галактики хватило бы передатчика мощностью 1018 Вт. Но и такую антенну пришлось бы монтировать на сфере радиусом 5 тыс. км, т. е. в планетарном масштабе.
Троицкий проделал очень любопытный расчет общих параметров такой космической стройки. Сфера почти земного радиуса при достаточной прочности должна иметь плотность не менее 100 кг/м3, и потребует 5.1019 тонн материала (почти целая Луна!). На транспортировку его уйдет не менее 4.1037 Дж энергии. Осуществить это строительство, не нарушая баланса энерговыделения в окрестностях Солнца, можно при использовании не более 0,1 % солнечной мощности, то есть порядка 4.1023 Вт, а потому на стройку придется затратить не менее 3 млн. лет (таково отношение энергоемкости транспортировки к мощности транспорта). Для обеспечения выходной мощности 1018 Вт пришлось бы сжигать 100 млн. тонн ядерного горючего в год.
Еще один штрих к этой грандиозной картине - ежегодный бюджет строительства при более чем скромном предположении о стоимости 1 кВт. час 1 копейка. В период стройки он составил бы более 3.1021 рублей, а в тихий сезон эксплуатации всего в 400 тысяч раз меньше...
Все это далеко выходит за рамки вообразимых на сегодняшний день возможностей земной цивилизации.
Рассматривался также некий промежуточный вариант Контакта - так называемая гипотеза Р. Брейсвелла, согласно которой активная цивилизация засевает доступную ей окрестность Вселенной специальными зондами, принимающими на себя функции сигнальной связи. Эта идея связана с попыткой объединить достоинства транспортного и сигнального методов.
Действительно, посылка экипажей в межзвездное пространство без предварительной разведки - слишком рискованное предприятие. Не имея уверенности в существовании высокоразвитых форм жизни вблизи конкретной звезды, не лучше ли направить в ее окрестность автоматический зонд? Его перемещение на дальние расстояния допускает условия, в которых никогда не стал бы путешествовать человеческий коллектив. Например, можно допустить перегрузки в 100 g или 1000 g и значительно сэкономить время (при а0 ~ 1000 g корабль примерно за 8 часов выйдет в субсветовой режим, так что при полете на 10 пс за 32,5 года, истекших на планете-отправителе, на аппарате пройдет всего 35 часов).
Корабль-матка мог бы последовательно приближаться к дальним окрестностям намеченных звезд, запуская зонды на околозвездные орбиты в планетарных зонах*. До поры до времени зонды вели бы себя как пассивные наблюдатели, следя за развитием ситуации на планетах. Естественно думать, что одним из первых проявлений технологической цивилизации стало бы заметное увеличение радиосветимости ее планеты. Зонд-наблюдатель, настроенный, например, на радиоокно Земли, отметил бы работу уже первых коротковолновых станций и, возможно, отреагировал бы на нее.
* Допуская существование чего-то в духе фотонных космолетов, мы легко убедимся, что они могут использоваться лишь в роли внешнего транспорта, "паркуясь" не ближе 1 светового года от звезд. Причины здесь те же, по которым поезда дальнего следования не развозят пассажиров по квартирам, а сверхзвуковые лайнеры не садятся в палисадниках.