Межзвездный ковчег: как переместить Землю в безопасное место

В настоящий момент мы лишь приближаемся к первому – планетарному – типу цивилизации, способному эксплуатировать ресурсы в масштабах всей Земли. Кардашевская цивилизация второго типа сумеет освоить всю свою планетную систему, а ее энергопотребление будет сравнимо с мощностью материнской звезды. Предполагается, что такое общество сможет и будет вести строительство космических мегасооружений, включая «звездные машины» – системы, использующие излучение звезды для производства энергии.

Например, сфера Дайсона – искусственная оболочка, целиком или частично окружающая Солнце, – расширит доступное жизненное пространство и позволит максимально полно собирать энергию светила. Румынский физик Виорел Бадеску описал несколько звездных машин, которые можно создать на основе сферы Дайсона. Например, системы класса В будут активно вырабатывать энергию, используя разницу температур между нагретой излучением внутренней стороной и холодной внешней.

Звездные машины класса А пассивны и устроены проще. Словно колоссальный парус, улавливающий потоки излучения и частиц, они смогут превращать энергию звезды в импульс, увлекающий в движение весь межзвездный корабль. Советский ученый и конструктор из ЦАГИ Леонид Шкадов озвучил концепцию такого двигателя еще в 1987 году, выступая на 38-м конгрессе Международной федерации астро­навтики, – и тогда же предложил использовать его для контролируемого перемещения Солнечной системы по всей Галактике.

Само по себе Солнце излучает во все стороны равномерно, так что импульсы испускаемых им частиц взаимно компенсируют друг друга. Но если некоторую часть этой сферы накроет вогнутое зеркало из тонкой металлической фольги, такая «двойная» система в целом окажется уже несимметричной. Попадающие на зеркало частицы отразятся обратно, тогда как частицы с противоположной стороны звезды смогут покидать ее свободно, как и все­гда, подталкивая ее в противоположном направлении. Все вместе понемногу тронется с места и начнет ускоряться. Чтобы не мешать движению планет, тонкое зеркало придется разместить перпендикулярно плоскости Солнечной системы. Зато если расположить его на подходящем расстоянии, то притяжение звезды будет компенсироваться давлением ее излучения и частиц солнечного ветра. Это позволит не расходовать больших ресурсов на то, чтобы удерживать на месте всю гигантскую конструкцию – по примерным расчетам Виорела Бадеску, она должна иметь массу порядка 0,01% Земли, то есть сотни квадриллионов тонн.

Впрочем, доставлять такое количество строительных материалов в космос не потребуется. Для производства зеркала предлагается использовать обыкновенный полированный гематит – оксид железа, который в изобилии встречается не только на Земле, но и на многих других телах Солнечной системы. Возводя двигатель Шкадова, можно будет утилизировать несколько сотен астероидов или – еще проще – пожертвовать Меркурием. Эта крошечная планета, по сути, представляет собой железистое ядро, за миллиарды лет оголенное излучением близкого Солнца. Его с запасом хватит на зеркало межзвездного парусника.

Разгон, который двигатель Шкадова придаст Солнечной системе, поначалу будет совсем незначителен: расчеты показывают, что ускорение составит крошечные 4х10^-13 м/с². На фоне скорости собственного движения системы по Млечному Пути, которая достигает 200 км/с, это почти незаметно. Однако на больших масштабах времени его влияние станет довольно значительным. За 220 млн лет, которые занимает полный оборот Солнца вокруг Галактики, его положение можно будет сместить на расстояние от 30 до 130 световых лет.

Постепенно ускоряясь, ковчег будет контролироваться все лучше, подобно тому как парусник, разогнанный свежим ветром, легче маневрирует среди течений и волн. Со временем цивилизация второго типа сможет полноценно управлять полетом своей планеты и всей системы. К моменту, когда Солнце начнет затухать, корабль «Земля» уже прибудет к новой подходящей звезде. Возможно, затем он отправится и дальше, за пределы Млечного Пути, выводя человечество на третий уровень цивилизации по Кардашеву – теперь галактический.