Освоение Солнечной: логистика будущего

Глава первая: вступление

Обойдёмся без апокалипсиса!

Самый популярный художественный приём фантастов последние лет сто гласит, что сраная Земляшка катится в сраное говно, и с неё пора валить. Строить космическую ракету на заднем дворе скаутского клуба, раскочегаривать атомный двигатель и – вперёд и вверх! – на Луну, гонять бушлатом недобитых фашистов третьего рейха.

Это считалось нормальным в эпоху раннего Хайнлайна, семьдесят лет назад, и это полный отстой сейчас.

Почему так?

Халтура – тормоз прогресса

Именно халтура. Ленивому фантасту или сеттингостроителю новой игры гораздо проще заявить, что «в общем, все умерли» и работать с малым количеством упрощённо-шаржированных элементов социума будущего.

Представить себе динамику развития живой большой планеты с несколькими сотнями государств и сотнями тысяч малых народностей и этнических групп сложно, от этого голова болит, и вообще страшно жить становится.

Проблема восприятия

Понять и принять, что проекция интересов этих народов и групп в космос – естественный процесс, ещё сложнее. Для этого нужно как-то переломать себя. Избавиться сознательным усилием воли от бытового мифа, родом ещё от мастеров золотого века фантастики.

Да, Хайнлайн, Азимов и Кларк – титаны. Да, они сформировали космическую фантастику примерно настолько же, насколько Пушкин, Лермонтов, Чехов и прочие – русскую литературу. И да, слепое им подражание в элементах прозы – такое же бесполезное и бесплодное занятие.

Что же породило столь занятные расхождения всего за какие-то пятьдесят-семьдесят лет?

Зелёная революция

Человечество давно переросло и пугалочки Азимова с его безумными шестью миллиардами людей перенаселённого будущего, и Америку Хайнлайна, где картошка и мясо всё ещё доступны, но уже давно только по карточкам, и дешевле свалить на Ганимед выращивать яблони, чем обеспечить в стране хотя бы современный уровень сельского хозяйства.

Тогда эта печальная экстраполяция разницы между ростом населения и эффективностью работы фермеров выглядела безжалостным научным фактом.

Сейчас она выглядит посмешищем.

Реальные цифры

Ещё при жизни этих фантастов подсчёты максимальной оптимизированной плотности населения земного шара без потери уровня жизни давали на 1975 год двадцать пять миллиардов человек. Именно эти цифры Джерард О'Нил закладывал в свои проекты освоения и заселения космоса.

Двадцать пять миллиардов человек. Задумайтесь – на тех ещё дубовых технологиях, без современных компьютерных сетей и баз данных, без нормальных ГМО, только с примитивными токсичными химическими удобрениями. Двадцать. Пять. Миллиардов.

Значение науки

Любой современный прорыв обязательно приводит к прогрессу огромное количество смежных отраслей. Российская оптимизация крохотного огрызка сельского хозяйства СССР тому свидетельством.

При всей анекдотичности выражения «эффективный менеджер» – именно эффективное управление зачастую куда важнее формального технического совершенства. А как его достичь?

Правильно!

Компьютерная революция

Требовать нормальный компьютер начали ещё в ту же самую эпоху О'Нила. Подавляющее большинство успехов современной космонавтики – прямое следствие успешности компьютерных технологий. Многоразовая ракета тысяча девятьсот шестидесятых с экипажем из четырёх пилотов, из которых двое только и делали, что мягко сажали первую ступень, так и осталась на кульманах. Многоразовая ракета две тысячи двадцатых с «экипажем» из телефона-переростка всё чаще и чаще мягко садится куда надо без любых проблем.

Это чистая экономика, в которую в прошлом тысячелетии и упиралось подавляющее большинство отложенных на потом космических полётов. Тем более после запрета на военные программы – основной двигатель прогресса такого рода. В наши дни ситуация изменилась:

Пришли мобильники и спасли космос.

Скромный труженик

Компьютеры на столе каждой секретарши появились в начале восьмидесятых годов прошлого тысячелетия. На конец тех восьмидесятых они стали нормальным элементом офисного пейзажа. В десятых годах нашего тысячелетия мобильник в кармане офисного работяги намного превосходил те ранние компьютеры в нескольких ключевых параметрах сразу.

Каждый миллион даже ранних бытовых земных компьютеров заметно понижал цену хорошего аэрокосмического конструкторского центра или ракетного блока управления. Понижал на порядки.

Затем прогресс шагнул дальше.

Материальная революция

Расползание и удешевление стратегических технологий заметить сложно – а оно прекрасно и удивительно!

Бедные страны, далёкие от первого, а временами и второго мира, всё чаще удивляют интересными аэрокосмическими решениями. Своими решениями, под санкциями, при дефиците всего. Иранские крылатые ракеты «внезапно» демонстрируют и приличное количество массового производства и космическую точность. Северо-корейская национальная ракетная программа способна вести отливку твёрдого ракетного топлива, намотку корпусов из стекловолокна, и, гулять так гулять, прилично освоила ядерные технологии. Всего-то и понадобилось, что от косной и отсталой социалистической модели экономики перейти к нормальной рыночной.

Современные компьютеры дают инженерам возможности обсчитать новые технические процессы и спланировать в цифре альтернативные технологические цепочки. Значит это всё для освоения космоса лишь одно:

Налетай! Подешевело.

Полёт фантазии в никуда?

Ещё Джерард О'Нил, когда заказывал иллюстрации к проектам своих «Островов» прямым текстом советовал художникам рисовать красиво. Их техническое задание сводилось к тому, чтобы заинтересовать читателя.

Реальный «Остров-3», когда его всё-таки построят, от исходной концепции О'Нила сохранит лишь анекдотическое утверждение «в главном он прав!». Даже проект, скорей всего, назовут иначе. Сам О'Нил прекрасно осознавал, что реальная конструкция в основном формируется доступными на момент постройки инженерными решениями.

Визионер – друг инженера

Какое-то достижение будущего «предсказать» или «угадать» можно лишь в общих чертах. Ну, вроде пресловутого спутника-ретранслятора Артура Кларка – тот, вообще-то, по авторскому тексту пилотируемое долговременное обитаемое сооружение. Ворох электроники на борту обслуживает постоянный экипаж – несколько человек. Наши спутники на это сильно похожи? Да фиг там! А плохо это или хорошо?

Это просто именно так.

Значит, любое изменение с изрядной вероятностью заметно превзойдёт рамки прогноза. И для футуролога совершенная загадка, в каких именно параметрах и насколько. Что можно с этим делать?

Разумеется, ограничить вдохновенный прогноз широкими рамками физики.

Физика, бессердечная ты стерва!

Хайнлайн, когда ему требовалось обосновать сюжетный поворот, брал карандаш, бумагу, справочники, линейку – и считал. Орбиту, запас манёвра, тягу двигателя. Он мог построить сюжетный эпизод на знании персонажем астрономии и физики. Его похищенный школьник понимал, что увезён к Плутону только из полётного времени под тягой.

В том числе по этой причине Хайнлайн и велик.

Массовый фантаст современности от подобной эрудиции мягко говоря далёк. Это их всех и подводит. Рамки физики жёстко определяют предельные границы возможного. Пользоваться справочниками можно и нужно.

Библиотечка фантаста

Орбиты в пределах Солнечной – данные из справочника. Запас манёвра для выхода на эту орбиту – данные из справочника. Эффективность двигателя конкретной схемы – данные из справочника. Тяга этого двигателя... ну, вы поняли.

Справочных данных на орбиту и параметры двигателя хватит, чтобы ответить, взлетит ли ракета с этим двигателем, и какой запас манёвра у неё после этого останется. Формулой Циолковского можно пользоваться даже зная лишь то, что «логарифм натуральный» – это буковки ln на панели научного калькулятора, без любого понимания их математического значения.

Обезьяна справится.

Фантасты, к сожалению от тех обезьян ушли в своём, гм, развитии, уже слишком далеко. Они даже ракеты до сих пор искренне полагают кораблями – и столь же искренне обижаются, когда их сюжетообразующие элементы терпят из-за этого катастрофическое фиаско.

Космос без кораблей

На заре фантастики планета считалась за материк, луна за остров, а между ними весело пыхтели космическими дизелями линкоры с феодальными принцами на мостиках. Вторая мировая докинула в это всё истребителей с авианосцами, на чём прогресс массовой дешёвой фантастики для малограмотной аудитории встал окончательно.

Между тем, постоянное ускорение – штука малодоступная. Его принимают как данность в космооперах, да. Только вот космическая фантастика очень сильно расходится в реалиях с космооперой. А ракета столь же сильно различается с кораблём.

Эта разница ходовой части критична.

Ракетная наука

Запас манёвра ракеты с двигательно-энергетической системой указанного типа формирует логистику сеттинга чуть менее, чем полностью. В подавляющем большинстве случаев постоянные маршруты настолько же одинаковы, что и железнодорожные. Ракета имеет запас рабочего тела на разгон для выхода на орбиту, летит по ней с отключённым двигателем, а в точке прибытия выравнивает скорость и переходит на постоянную орбиту вокруг пункта назначения.

Помимо всего прочего это значит абсолютный запрет на смену места назначения при дальних перелётах и очень сильные ограничения манёвра в сравнительно компактных местных системах – вроде лун планеты-гиганта или космических городов в дальнем околоземном пространстве.

Ракета вообще очень сильно похожа на своеобразный космический трамвай, который терпеливо ждёт, когда орбитальная механика подтащит к нему выезд на рельсы правильного маршрута, и только после этого стартует.

Космос без постоянства

Да, космические рельсы движутся. Всё крутится по замкнутым эллиптическим орбитам. На разной высоте относительно центра. С разной скоростью. Два огромных гвоздя в крышку гроба космооперы.

Во-первых, для подавляющего большинства дешёвых маршрутов подвижной системы нужно удачное время старта. Обойти это можно лишь двигателями постоянного ускорения – но с ними-то, как раз, отмечаются «некоторые затруднения» – надолго. Далее по тексту приводится описание того, как это в конечном итоге решат, но до поры даже экономика работает в импульсном режиме, с чёткой «забитой» и «пустой» сеткой прибытия космического транспорта.

Во-вторых, эта же орбитальная специфика – гроб, крест и кладбище межпланетного космического пиратства. Для успешного перехвата самоходного орбитального контейнера с завидной регулярностью нужно стартовать раньше, чем его запустят. Точно оказаться в абсолютно пустой точке пространства. И, может быть, если он всё-таки запущен, узнать, что ценный груз пролетает мимо в компании ещё десятка таких же контейнеров, и каждый – с транспортно-пусковым ракетным пеналом на внешнем подвесе вместо страховки.

Сюжетная оптимизация логистики

Если очень хочется капельку повоевать, в Солнечной всё же есть отдельные уголки, где подобная боярская вольница при очень большом авторском и читательском желании доступна и научно достоверна. В абсолютном же большинстве случаев, что до появления движков постоянного ускорения, что после, ценный груз на маршруте пребывает в безопасности.

Подвижность космоса напрочь ломает бытовой шаблон в голове при хоть сколько-то добросовестной попытке его осмыслить. Между тем, она формирует логистику, а соответственно, экономику и политику – чуть менее, чем полностью.

Логистика космоса

На старушке Земле можно вспомнить эпоху, когда грязное бельё в Калифорнии возили стирать на Гавайи. Парусниками. В космосе логистические потоки временами извиваются ещё сильнее.

Области высокой и низкой транспортной связности малоочевидны. В системе «Земля – Луна – дальнее околоземное пространство» точки Лагранжа Л4 и Л5 для внутреннего космического перелёта легкодоступны. Между космическими городами поблизости можно хоть космический трамвай пускать – буквально, по стальному тросу.

Лунный космический лифт полностью реализуем на современных материалах. Достаточно мощная лунная электромагнитная катапульта в те космические города может успешно стрелять и попадать транспортными контейнерами с корректируемой траекторией полёта.

Транспортные мегаконструкции

Земной космический лифт доступен только на теоретически возможных прорывных технологиях, стрельба контейнерами сильно ограничена плотной атмосферой.

Зато космический фонтан – «башня до неба» с активной поддержкой конструкций струёй дроби в магнитном поле, непринуждённо выходит за границу космоса, на высоту околоземных низких орбит.

Транспортные пояса

Выделить «индустриальные пояса» раннего космического будущего можно с чистой совестью уже сейчас. Для этого нужно, чтобы ресурсное изобилие дополнялось хорошей внутренней транспортной связностью. То есть, дешёвый перелёт и относительно короткое полётное время. Когда перелёт вместо суток и недель измеряется в месяцах – это чёткий признак дальнего маршрута.

Хорошей внутренней связностью безусловно, обладает дальнее околоземное пространство и система Земля – Луна. Возможно – спутники Марса, ранняя «бензоколонка» заселённого космоса, сравнительно большой запас дешёвого сырья для производства космического пластика. Совершенно точно – Церера и другие крупные тела пояса астероидов.

Ключевые области внешней системы начнутся системой лун Юпитера, а также греческими и троянскими скоплениями астероидов на его орбите. Позже к ним добавятся система лун Сатурна, местные системы лун других планет и карликовых тел на отшибе Солнечной.

Последовательность освоения космоса

Совершенно очевидно, что транспортная доступность разобьёт заселение космоса на крупные этапы. Освоение космической системы «Земля – Луна» – практически обязательное условие масштабной экспансии дальше в космос.

Пояс астероидов с логистическим, экономическим и политическим центром на Церере – вторая крупная веха экспансии. Ожерелье из космических городов на этих орбитах – система дешёвой внутренней логистики и ворота для запуска новых людей и техники хоть ко внутренним планетам, хоть ко внешним.

Освоение системы лун Юпитера – начало масштабного заселения внешних планет Солнечной.

Размножение политических сущностей

О том, что на Земле вряд ли появится единое правительство, бессмысленно даже лишний раз упоминать. Освоение космоса эффект имеет строго обратный – любое достаточно крупное сообщество единомышленников из хотя бы десятков тысяч человек с какого-то момента развития технологий может позволить себе город мечты. Город-государство.

Да, многие из них довольно быстро подохнут в силу малой жизнеспособности исходной политической идеи. Такая гибель, конечно трагедия, случись она в реальности, но и кладезь интересных сюжетов для социальной фантастики, а то и романа-катастрофы с элементами технотриллера. Зато другие сообщества вырастут и окрепнут, как новые полноценные фигуры на политической карте Солнечной.

Что ограничивает этот рост?

Проблема империи номер один

Главное ограничение роста – задержка связи в частности и ответной реакции вообще. Если на отправку руководящих документов нужно больше часа, а на прибытие специалиста, чтобы решить вопрос на местах, требуется от месяца и больше – колониальная модель стремительно коллапсирует. На первое место выходят самодостаточные местные системы, которые в лучших традициях северокорейского принципа «Чучхе сонгун» могут решить вопрос своими усилиями.

То есть, даже «единый пояс астероидов» ждать бессмысленно.. Чтобы позвонить «за Солнце» как раз тот час с лишним и нужен, а ещё как минимум пара ретрансляторов на пути сигнала.

Местное решение

Земная сфера Хилла – дальнее околоземное пространство, скорей всего сохранит информационно-политическую целостность. Насколько это понятие вообще уместно при обсуждении нескольких сотен национальных правительств и, с какого-то момента, как минимум нескольких тысяч вторичных политико-экономических сущностей.

А вот дальше начнутся космические Балканы на стероидах.

Балканизация космоса

Даже сравнительно крупный центр заселения космоса следующей волны, типа Цереры, скорей всего примутся наперегонки осваивать все, кто считает это выгодным. Какая-то часть околоземных финансово-политических структур удовлетворится продажей транспорта и оборудования. Какая-то потребует выплату дивидендов приоритетными ресурсными поставками.

А какая-то всерьёз отправит в сторону новых космических земель большинство своего активного населения в поисках лучшей жизни.

Восходящие звёзды политики

Новые государства космоса исходно сформируются пёстрыми сообществами людей с общей целью и ближним жизненным пространством – но самыми разными интересами. Достаточно внутренней транспортной связности, хороших отношений стран-участниц между собой и относительно единой внешней политики – и готово. Эти государства запросто могут физически находится в относительно том же секторе космического пространства, что и несколько других. Космос даёт куда больше средств для взаимного перекрытия их физического пространства без малейшего ущерба для транспортной связности, экономики и политики.

Интересных центров местных политических сил окажется много, а их взаимодействие при сколько-то грамотной работе автора породит массу интересных сюжетов. Это лишь первая эпоха заселения Солнечной.

Какие имеет смысл ждать ещё?

Эпохи освоения космоса: начало

Мы пока что живём без сверхпрочных материалов, полностью автономных компьютерных систем высокой сложности и термоядерной энергетики. Комбинация атомного реактора и хорошего космического двигателя с высоким удельным импульсом уже позволяет крайне многое, но экономически выгодные космические перелёты остаются сравнительно медленными и сильно привязанными к стартовым окнам.

Космический город с полностью земными условиями тысяч на сто постоянного населения первый раз обсчитан на технологиях ещё 1975 года. Это те самые «Острова» проектов Джерарда О'Нила. В инженерном смысле их постройка минимально различается с любым другим капитальным строительством наших дней.

От количества в качество

Решить проблему экономической связности можно количественным путём. Создать достаточно обитаемых центров космического производства, чтобы в любой промежуточный момент времени отыскался кто-то, готовый наладить поставку нужного количества товара или сырья в нужный срок.

Основой местной энергетики и промышленности останется Солнце. Мощные зеркальные электростанции достаточны, чтобы обеспечить любые местные нужды в пределах всего зелёного пояса Солнечной – до пояса астероидов включительно.

Второй этап

Переход к следующей парадигме логистики обеспечат ранние космические мега-конструкции, и, может быть, всё же появление эффективного управляемого термоядерного синтеза. В пределах зелёного пояса Солнечной электромагнитные катапульты и разгонные лазерные батареи могут работать и на энергии обычных солнечных электростанций.

Большая электромагнитная катапульта выбрасывает самоходный транспортный контейнер по цене электричества, без трат рабочего тела. Разгонная лазерная батарея обеспечивает достаточный поток на его солнечном парусе, чтобы корректировать полёт и, при необходимости, поддержать долгое постоянное ускорение.

Перестройка и ускорение

Прибытие и отбытие груза идёт по цене электричества, да ещё срок перелёта заметно короче. Да, лазерный парус обеспечивает довольно скромное ускорение – но подставьте его в формулу для постоянного ускорения, и вы обнаружите, что за 86400 секунд в одних только сутках можно достичь весьма и весьма многого.

Достаточно мощной лазерной батарее по силам корректировать орбиту космического перелети-города с большим постоянным населением. Город этот, в свою очередь, тоже может нести достаточно мощную лазерную батарею.

Подвижное в подвижном

Мы получаем эффективную подвижную систему из большого количества промежуточных, а главное – мобильных, внешних приводов космической транспортной сети. Общая эффективность мега-системы из большого количества промежуточных и относительно примитивных элементов резко возрастает.

Вокруг старушки-Земли тем временем появляются заселённые сплошные кольца на околоземной низкой орбите с активной электромагнитной поддержкой. Они же работают как самая эффективная на планете солнечная электростанция и транспортная система Земля-Космос. Грузовой поток в тоннах начинает с этого момента измеряться цифрами с изрядным количеством нулей.

Третий этап

Время подлинных мега-конструкций, что действительно потрясают воображение.

Начало строительства роя Дайсона. Эффективная добыча полезных ископаемых на Солнце. Большой солнечный лазер как внешний привод и внутрисистемного, и межзвёздного значения. Достаточно большая система добычи полезных ископаемых на Солнце как эффективный межзвёздный привод для всей Солнечной целиком.

Сложные перелети-города как основа экономики Солнечной и первых межзвёздных экспедиций. Единый строй из большого количества жилых, промышленных и складских единиц, суммарно на миллионы и десятки миллионов населения.

Расчистка световым потоком от пыли и мусора ранних космических «супер-трасс» на пути хотя бы к самым ближним звёздам. Внешний лазерный привод на хотя бы 10% скорости света или медленный полёт на единичных процентах – но тоже с внешним снабжением на всём сроке этого полёта беспилотными транспортными контейнерами.

Нью-Васюки станут центром вселенной...

За те несколько тысяч лет, что пройдут от первых космических поселений до массового заселения основных экономических поясов Солнечной люди успеют в полной мере освоить главные промышленные центры в труднопредставимых масштабах.

В следующих главах этой книги я сделаю их немного более представимыми.

Если кого-то это вдохновит на творчество или поступление в тематический вуз, это хорошо. Если кто-то вдохновится настолько, что решит мне за это всё заплатить – тем лучше, бгг.

Глава вторая: Земля и окрестности

Земля – столица нашей системы

В глазах Циолковского Земля может и считалась колыбелью человечества, но в реальности освоения человечеством космоса это огромный высокотехнологичный завод, способный закрыть любую потребность ранних космических поселений.

Любой рост космической инфраструктуры, развитие технологий и прорывы вероятного будущего на земную жизнь влияют куда быстрее и сильнее, чем на космическую. Это сохранится на долгие века, а то и тысячелетия.

О чём лгут фантасты

Проблема любого мифа, опровергнутой гипотезы или откровенной сосаной из пальца удобной лжи в том, что если на её основе написана хорошая книга, читатель верит автору. Тот сделал ему интересно, остальное вторично. Это хорошо и правильно для космооперы, это плохо и ошибочно для космической фантастики.

Сюжетообразующие допущения без малого столетней давности устарели. Марс и Венера с местной высокоорганизованной жизнью и близкородственной экологией интерес представляют сами по себе. Два мёртвых камня с адскими условиями – вряд ли.

Значит и новыми промышленными центрами космоса окажется что-то ещё. Можно совершенно точно сказать, что именно:

Наша столица – Земля

Полномасштабное освоение и заселение космоса начнётся в околоземном пространстве. Его настолько же выгодно заполнить жизнью, что и саму Землю будущего – с поправкой на куда больший размер.

Это главное доступное человечеству выгодное удобное решение.

Сфера процветания

Так называемая сфера Хилла – полтора миллиона километров вокруг Земли в любую сторону. Тела в этой сфере пребывают на орбите Земли. За её пределами – выходят на орбиту вокруг Солнца. Много это или мало?

Ну, для начала это в двести с хвостиком раз больше диаметра Земли. Объём сферы Хилла примерно в одиннадцать миллионов раз больше объёма Земли. На условную поверхность такой сферы приходится в 50 000 раз больше солнечной энергии, чем на Землю.

А сейчас – жонглирование цифрами на потеху достопочтенной публике!

Занимательная демография

Современная плотность населения Земли – чуть меньше 15 человек на квадратный километр. Повысим её в скромные шесть-семь раз, до сотни. Помножим на поверхность сферы Хилла в поверхностях Земли. Получим двойку с пятнадцатью нулями.

То есть, в пределах сферы Хилла можно очень тонко, без любых конфликтов интересов за солнечную энергию, отдачу мусорного тепла и высокую транспортную доступность разместить миллион государств размером крепко больше современных миллиардной численности – вроде Китая с Индией. В пересчёте на более компактные страны мира, размером меньше таких мегаполисов как Москва или Токио, цифра получается ещё страшнее.

Напоминаю, сейчас на планете государств такой численности всего два , а народу – восемь миллиардов человек вместо пятидесяти.

Есть куда расти, правда?

Занудное уточнение

Разумеется, в реальности эти космические города окажутся довольно сильно концентрированы в самых выгодных областях подвижной системы Земля-Луна – точках Лагранжа 4 и 5.

Но для иллюстрации реального масштаба фактической ёмкости крохотного уголка Солнечной при хотя бы начальных этапах его оптимизации пример выше годится.

Далее – согласно прейскуранту!

Бездонная сокровищница человечества

В ближайшие века численность земного населения имеет возможность расти и расти. Чем совершеннее технологии, чем доступнее космическая дешёвая энергия, тем больше людей живёт на планете, и тем дальше растёт уровень жизни.

Их рабочие человеко-часы на первый взгляд трудно и дорого экспортировать в космос. Но в реальности ближнее околоземное производство дозволяет эффективное телеприсутствие контролёра, а то и оператора, на безлюдной станции. Можно даже в невесомости и вакууме. Уж с чем-чем, а с качеством связи у нас за последние годы прошлого тысячелетия и начало тысячелетия нынешнего прогресс заметный.

То же самое касается больших вычислительных центров, научных библиотек, финансовых и контрольных организаций, индустрии развлечений любого типа – хоть до кибер-проституции включительно.

На Земле – много!

Джигаватты энергии

Промышленное освоение ближнего космоса, с его более чем киловаттом солнечной энергии на квадратный метр поверхности, банально выгодно после решения транспортной проблемы.

Капитальные сооружения обойдутся без хрупких, капризных, стремительно выгорающих на Солнце, токсичных в производстве и захоронении солнечных батарей. Солнечная электростанция на жидком металле или композитном солевом растворе в долгосрочной перспективе и больших масштабах куда выгоднее.

Экологическое совершенство

При достаточно развитом поясе околоземных солнечных электростанций даже углеводородное топливо на метановой основе можно гонять по циклу восстановления. Это решение избавляет от необходимости возиться с токсичным и дорогим производством эффективных батарей для электрических двигателей, но сохраняет все достоинства соотношения массы к тяге хорошего двигателя внутреннего сгорания.

Безумные чатлане на далёком Плюке в топливо перерабатывали воду. Суровые пацаки с планеты Земля скорей всего переработают в топливо карбоновый след промышленности. На чём этот вопрос и закроется.

Навсегда.

Разнообразный космос

Искусственное космическое жилое сооружение с имитацией земных условий по умолчанию последние лет пятьдесят видят «зелёным пригородом» с идеальным климатом средней полосы. Но климатическую зону можно выбрать любую, от суровой тундры заполярья до экваториальных джунглей. Идеальное подобие заповедника строится в космосе. Даже ранние проекты О'Нила предполагают восемьсот квадратных километров жилой поверхности. Это больше многих земных охраняемых природных зон.

Любой достаточно большой природоохранительный фонд с хорошим финансированием сможет позволить себе «идеальный бэкап» любой угрожаемой земной природной зоны, формы жизни или даже просто любимого спонсором уголка планеты. На стадии массового заселения околоземного космического пространства экологические проблемы Земли расточаются одна за другой с той же скоростью и эффективностью, что и проблемы ресурсной ограниченности.

Космическая шахта

Всё, что притащено на космический завод из космоса выигрывает у того, что притащено с Земли чисто энергетически. Физика – стерва безжалостная. Энергетическую цену доставки платить нужно всегда.

Хотя поначалу земная транспортная «пуповина» и снабжает космос всем потребным для жизни и работы, замещается эта ресурсная зависимость сравнительно быстро и сравнительно эффективно.

Можно грести лопатой

Короткие простые и дешёвые космические ресурсные цепочки только на лунных материалах гарантируют изобильные поставки. Кислород – мусорный выхлоп практически любого космического ресурсного процесса. Кремний. Железо. Алюминий. Титан. Магний. Вода.

Луна в тридцать раз больше всего пояса астероидов. Разбирать на ресурсы только верхний, самый простой в добыче и обработке, слой реголита можно тысячелетиями.

Размеры относительны

Раз уж речь зашла про астероиды – только ближние околоземные тела позволяют отгрохать в габаритах типичного проекта О'Нила жилой объём, суммарно равный примерно 300 поверхностям земного шара. Но главное для ранних стадий освоения космоса то, что в них попадаются ресурсы и поинтереснее. Современной экономике позарез нужны редкоземельные металлы.

С изрядной вероятностью безлюдная космическая система поиска и добычи таких металлов разворачивается в космосе раньше первого большого человеческого поселения с полной имитацией земных условий.

Ну, это просто выгоднее

Бесплатный тормоз

Малоочевидное на первый взгляд достоинство Земли ещё и в том, что плотная атмосфера – замечательный бесплатный тормоз. Относительно компактные и ценные космические ресурсы, например, ведро золота (платины, иридия, других редких металлов) запросто можно просто выстрелить к планете из точки сбора.

Дальше оно само.

Зонтик для ракеты

Малый тепловой щит позволит ценному грузу относительно медленно пройти атмосферу и упасть в нужный квадрат подбора. Раскладной жёсткий пропеллер на авторотации или жёсткий тормозной парашют скорость падения снизят ещё сильнее. Конструкцию с простеньким маячком подбирать можно ещё в полёте, самолётным раскладным сачком. В прошлом тысячелетии именно так подбирали капсулы с фотоплёнкой спутников-шпионов.

Раз в космосе есть что брать – там можно жить! Кучу уголков северо-американского континента всерьёз заселили только после того, как отыскали там золото.

При достаточной технической помощи человек сможет жить практически где угодно.

Космические города

В количественном смысле, это самая частая и массовая из всех мега-конструкций вероятного будущего. Главное достоинство космических городов в том, что жизнеспособные конструкции возводятся на очень простых и легкодоступных материалах.

Проекты О'Нила полвека назад рассчитывали на физический размер 8х32 километра. Пара сцепленных цилиндров такого размера вмещает по городу-стотысячнику в формате красивых отдельно стоящих домиков малоэтажной застройки, с парками, озёрами и контролируемым идеальным климатом.

Космическая стиралка

Внутренний корпус вращается для имитации земной силы тяжести, причём достаточно медленно, чтобы людям жилось комфортно и привычно – даже гостям с Земли. Внешние корпуса гарантируют разные стадии безопасности, эффективную теплоизоляцию, удаление из системы избыточного «мусорного» тепла, работу электростанций и внешних транспортных узлов, а также пассивную либо активную радиационную защиту.

При росте габаритов подобного сооружения цена биологической защиты на кубометр падает – сказывается выигрыш по энергетике бортовых электростанций.

Предел роста

Увеличить габариты жилого сооружения таких масштабов реально при использовании вероятных супер-материалов будущего, которые мы сейчас уже можем представить с достаточной подробностью. Да, промышленное изготовление углеродных нано-трубок подзадержалось, но их оценочная прочность достаточна, чтобы физический размер космического города возрос на порядки – до территории средней паршивости страны вместо небольшого города с районом.

Уж чего-чего, а материала на такое строительство в космосе заведомо хватит!

Жизненное пространство

Точки Лагранжа 4 и 5 на орбите Луны в 60 градусах впереди и 60 градусах позади от неё успешно сочетают наилучшую стабильность долговременного космического сооружения и крайне малую цену перелёта между ними.

Задержка связи между Л4/5 и Землёй достаточно мала, чтобы с оговорками устанавливать прямую связь в реальном времени (хотя в компьютерную игру так получится сыграть лишь в походовую).

Скорость прибытия

Транспортная задержка даже экономичными орбитами приемлема – дни в худшем случае, часы в лучшем, смотря откуда стартует ракета. Рабочего тела на перелёт этой ракете нужно мало. Соотношение масс такого перелёта высокую грузоподъёмность позволяет.

С Луны в ближние точки Лагранжа вообще можно стрелять контейнерами из достаточно мощной электромагнитной катапульты.

Где начнут строить первые действительно постоянные космические поселения – ясно уже сейчас.

Внутренняя инфраструктура

В долгосрочной перспективе всё, что построено на околоземных низких орбитах – времянки. Международную космическую станцию то и дело «приподнимают» движками грузовиков. Спутники на геостационарной орбите живут, пока им хватает рабочего тела в баках на сохранение точного положения в космосе. Это всё крайне эфемерно.

Почему же именно там на ранних этапах освоения космоса понастроят такую прорву всего?

Слагаемые вечности

Любая времянка такого рода – нормальная и выгодная рабочая ступень освоения космоса. Первые заправки, ремонтные стапели, маленькие космические техцентры, ранние космические отели и сравнительно большие долговременные станции, вроде «острова-0» радиусом в единичный километр и шириной менее того километра имеют все шансы появится именно там, причём сразу в количестве – по числу конкурирующих государств, заинтересованных мегакорпораций, фондов, объединений и других структур.

Бесценный практический опыт подобного строительства нужен всем, кто всерьёз заинтересован в освоении нового бескрайнего фронтира. Космос, даже околоземный – именно такой фронтир и есть. На века, а то и на тысячелетия.

И, раз уж речь зашла о времени...

Стратегическое положение

Внутри сферы Хилла Земле достаточно легко контролировать свою периферию. Сигнал до самых дальних объектов идёт секунд пять. До основных экономических центров космоса – около секунды. При желании можно хоть прямую видеоконференцию устраивать.

Прямая связь двух периферийных точек между собой на противоположных сторонах той же сферы – ну, секунд десять-тринадцать с учётом ретрансляторов. Приемлемая задержка на фоне долгих минут до ближних планет системы или пояса астероидов и ещё более долгих часов – до объектов подальше.

Но главное тут другое.

Человеческий ресурс

Земля – тот участок космоса, где на этой стадии освоения Солнечной есть всё и живут все. Даже когда в поясе астероидов появятся миллионные сообщества местных жителей, земные десятки миллиардов человек всё равно останутся абсолютным большинством жителей Солнечной.

Да, земные ресурсы во многом уже давно освоены и пристроены к делу. Но всё равно на планете их ещё очень много, а по сочетанию ключевых параметров земная поставка надолго останется и сравнительно быстрой и сравнительно дешёвой.

Долговечное преимущество

Это парадоксальное состояние при всём ресурном изобилии космоса, при всей космической потенциальной ёмкости в квинтиллионы человек разумного населения, сохранится очень надолго. На долгие века, а то дольше тысячелетия, Земля продолжит обрастать ближней космической инфраструктурой и всё новыми и новыми миллиардами жителей, но при этом останется самым населённым центром системы. Массовый исход пассионариев в космос – дело, конечно хорошее. Только вот куче этих пассионариев дело по сердцу отыщется сразу за пределами гравитационного колодца Земли.

В космических масштабах – совсем рядом.

Экономический центр

Прелесть земного положения ещё и в том, что планета надолго помимо населённого центра Солнечной останется и экономическим центром. Это банально самый крупный заказчик в системе – на века.

Земной промышленности нужны безумные миллионы тонн космических ресурсов. Земля готова за них платить. Земная валюта привязана к самому ценному материальному активу Солнечной – легкодоступному высокотехнологичному производству чего угодно под ключ. Если надо, то хоть с этапа постановки общего технического задания.

Экономические связи

Пресловутая ресурсная самостоятельность колоний в реальности скорей всего потребует интеграции в земную экономику такого уровня, что война, без разницы, холодная или горячая, окажется куда вероятнее между отдельными космическими городами-государствами за вкусный контракт, чем между Землёй и космосом.

Боевые действия привычного космооперного типа можно спланировать достоверными только в старательно выбранных уголках Солнечной, путём целенаправленной авторской работы со вводными и допущениями.

Факт малоудобный, а кому-то и вовсе серпом реальности по яйцам авторского вдохновения, но что поделать. Экономика – такая же безжалостная стерва, что и физика.

Колонизация без иммиграции

Хотя многие «космические шахты» выглядят достаточно выгодно для инвесторов, в том числе отдельных частников, очень мало современных людей готовы жить на шахте или в её ближних окрестностях без комфортного посёлка со всем набором инфраструктуры и социальных услуг.

Малая задержка связи и развитие мощной робототехники скорей всего приведут к тому, что жилые и промышленные центры окажутся достаточно сильно разнесены в пространстве. Космическая фабрика или даже строительная площадка запросто может управляться в автономном режиме, с телеприсутствием операторов и контролёров только ради исправления каких-то заминок в отлаженном техническом процессе.

Рабочее телеприсутствие

Жить они все при этом смогут в комфортном городе в точке Л4 или Л5, и оттуда же «ходить» на работу. Для работы на околоземной низкой орбите и вовсе можно оставаться на Земле.

Разделение жилых зон с промышленными служит дополнительной защитой от катастрофического отказа градообразующего предприятия. Достаточно большой жилой центр останется на плаву даже в том случае, когда часть его промышленных зон придётся закрыть в силу аварии, бесперспективности, устаревания, или любой иной схожей причины.

Облик грядущего

Застройка дальнего околопланетного космоса городами, электростанциями, транспортными и промышленными объектами приведёт к заметной перемене их облика для космического наблюдателя. Освоенный уголок космического пространства выглядит дрожащим пятном тусклого отражённого света. Внутри него движутся по орбитам и между ними самые разные объекты.

Отсутствие таких планет в наблюдаемом ближнем звёздном пространстве бесстрастно свидетельствует, что как минимум в своём уголке галактики мы пока что одни. Отсутствие таких звёзд – что в наблюдаемой галактике пока что и с более развитыми цивилизациями определённые затруднения.

Уточнение астронома

Возраст этих звёзд – аргумент скорей в пользу того, что кроме нас тут пока никого. Заселённая галактика вероятного далёкого космического будущего с очень большой вероятностью окажется нашим и только нашим детищем.

Впрочем, до этого ещё нужно дожить. Вернёмся до поры к земным окрестностям – и попробуем добавить в них раннюю мега-конструкцию из тех, что реально построить на космических ресурсах без крупных технических прорывов.

Кольцо вокруг Земли

В какой-то момент даже в ближнем околоземном пространстве станет выгодно перейти на поддержание орбиты по цене электричества, без расходов любого рабочего тела.

Решение эта задача имеет. Чисто количественное решение, без научных и технических прорывов.

Вжж-виу!

Достаточно сильные электромагниты разгоняют поток дроби с достаточной скоростью, чтобы тот двигался по орбите нужной высоты. Тонкостенные герметичные трубы защищают его от торможения следовыми количествами земной атмосферы. Каждая труба по вращению Земли уравновешивается трубой против вращения.

Кольцо парит вокруг Земли на одном и том же месте. Рабочее тело снова и снова ходит по кругу. Сильные электромагниты сохраняют его орбитальную скорость и держат на себе навесные конструкции. Чем больше труб в основании кольца, тем оно шире, и тем больше его полезная нагрузка.

Какая именно?

К-к-колечко

Мы говорим о постройке длиной порядка 41-42 тысяч километров. Солнечные электростанции, заводы, города с земной силой тяжести (ну, почти земной, разница с тяготением на экваторе приборами обнаружима), сверхскоростные железные дороги, внеатмосферные космодромы... при достаточной ширине опоры по центру жилого пространства можно хоть сплошную реку налить, пусть и явно искусственную.

Прекрасная иллюстрация, что даже в пределах околоземной низкой орбиты можно отгрохать такой экзотический, но полностью достоверный хотя бы в первом из приближений фантастический сеттинг, какой пока что осмеливались делать крайне редко даже в героической приключенческой фантастике. Протянуть к основанию кольца с Земли башни с активной поддержкой теми же самыми потоками дроби в электромагнитном поле, и в космос можно ездить на поезде.

Буквально!

Экономическое значение

Кольцо эффективно отводит с Земли мусорное тепло, экспортирует на Землю огромные количества дешёвой энергии, позволяет высокоэффективное наблюдение за поверхностью и корректирование огня или обстрел поверхности и космоса в реальном времени.

Разумеется, его появление бессмысленно ждать раньше, чем это позволит космическая инфраструктура. Но прелесть ситуации в том, что местных ресурсов системы Земля-Луна на такое достаточно, а выгода от кольца, даже самого раннего и очень маленького, намного перевешивает цену его постройки.

Значит пора обратиться к Луне.

За ресурсами!

Глава третья: сокровища Луны

Ближе некуда

Луна – самое большое космическое тело рядом с Землёй. И, разумеется, одно из самых богатых. Да, на Земле есть всё, что есть на Луне, и гораздо больше. Но главное достоинство Луны перевешивает этот факт с лихвой. Луна находится в космосе. Рядом с Землёй и в космосе одновременно. В этом смысле Луна уникальна.

Гравитационный колодец Луны резко слабее земного. Поднять из него что-то ценное в разы легче и дешевле, чем тащить с Земли. И при этом Луна удивительно богата ключевыми ресурсами космического строительства и легкодоступна.

Это лучшая ступень для рывка человечества в космос.

Доступность Луны

На поверхности Луны тяготение вшестеро меньше земного. Ускорение свободного падения там – 1,62 м/с. К тому же, у Луны отсутствует атмосфера. Долой ещё одну помеху ракетным полётам. Для понимания масштаба – на Земле атмосферная помеха накидывает ракетам в суммарную цену взлёта заметно больше километра в секунду. На Луне за два с половиной километра в секунду можно взлететь или мягко сесть.

Между точками Лагранжа ракету можно гонять за единичные километры в секунду характеристической скорости. Или стрелять в них из огромной электромагнитной катапульты с поверхности Луны без любых ракет вообще – по цене электричества.

Внутренняя транспортная связность

Лунный космический лифт строится на современных земных материалах, без любых прорывов материаловедения. Он тоже работает по цене электричества, обладает большой грузоподъёмностью и позволяет достаточно эффективно запускать полезную нагрузку в космос сразу на разные орбиты, в зависимости от высоты запуска.

Эффективный химический двигатель Луна-космос-Луна для ближнего окололунного пространства можно топить исключительно местными ресурсами, причём с немалой вероятностью при космическом избытке энергии процесс этот окажется настолько же возобновляемым, как и земной цикл углеводородного топлива.

Подлётное время

Для главных обитаемых центров в окололунном пространстве на дешёвых массовых двигателях всё ещё измеряется в считанных днях, вместо месяцев и лет. Энергетическая цена перелёта к поясу астероидов или спутникам Марса в километрах в секунду характеристической скорости примерно та же самая. Но до Луны добраться можно куда быстрее.

На одном g постоянного ускорения в космосе полёт с орбиты Земли до Луны займёт считанные часы. Правда, это невероятный, фантастически эффективный и мощный двигатель, который в реальных прогнозах развития космической техники задержится мягко говоря надолго.

Реализуемость проекта

Сама по себе долговременная лунная база уже больше полувека находится в рамках наших фактических технических возможностей. Просто она слишком дорогая. Но и эта цена с развитием науки и техники неумолимо падает.

Как только человечество всерьёз выберется до Луны – оно уже на полпути куда угодно.

Но что же на Луне можно взять?

Безопасный полигон

Любая технология по освоению космоса может сбоить, причём совершенно внезапным для стадии проектирования на бумаге образом. Испытать что-то на Луне, где за считанные дни можно дождаться прибытия материальной помощи или транспорта для эвакуации значительно проще, чем узнать о фатальном отказе систем жизнеобеспечения где-нибудь в районе Цереры, куда даже с постоянным ускорением двигателей очень высокой по нашим современным понятиям мощности лететь на выручку придётся дольше месяца.

Работа автоматических строителей, шахтёров, заводов, самораспаковывающихся многофункциональных комплексов и другой космической техники на Луне имеет все достоинства работы в космической среде и непрерывное телеприсутствие разработчика в реальном времени.

Для сравнения, задержка связи до Венеры – от пары минут до пятнадцати. До Марса или пояса астероидов – и того дольше. Информационная связность в системе Земля-Луна уникальна. Но этим список её достоинств только начинается.

Богатства Луны

В буквальном смысле этого слова лежат под ногами. Без жидкой воды, кислородной атмосферы и органической жизни ресурсы пригодны к массовой промышленной добыче практически вечно.

Какие именно?

Лунный кислород

Один из самых распространённых химических элементов космоса. На Луне кислород станет побочным мусорным выхлопом практически любой ресурсной цепочки, причём в таких размерах, что скорей всего придётся заморачиваться на хранение излишков.

К счастью, в достаточном количестве жидкого кислорода горит практически всё, что угодно – так что изрядную долю этих бессмысленных запасов можно пустить в местную ракетную программу.

Лунный кремний

Основа стекла и микроэлектроники. Разумеется, до такого производства ещё нужно дожить, но это ещё один легкодоступный ресурс Луны. Он достаточно хорошо горит, чтобы лунный космический двигатель на смеси кремниевого порошка и жидкого кислорода оказался выгодным для местных условий. Цикл промышленного окисления и восстановления кремния вечен, пока горит Солнце. Вряд ли слабое химическое топливо понадобится на столь долгий срок – но может оказаться выгодным очень и очень надолго.

Лунное железо

Материал большого строительства в любых условиях. Прелесть лунного железа в том, что полный цикл его восстановления из реголита на местных ресурсах проходит с получением чистого железа, чистого кремния, углерода и воды. Дробилка, магнитный сепаратор, электростанция, солнечная печь, немного вспомогательной техники – и поехали. Маленький заводик в считанные тонны умещается. Да и реголит можно хоть совочком верхние несколько сантиметров нагребать, уже размолотые в мелкую труху.

Лунный алюминий

Насколько железо основа капитального строительства, настолько же алюминий – основа аэрокосмической индустрии. Да и в электротехнике, при всех жалобах на дешёвые алюминиевые провода, изобильный лунный материал применение найдёт.

Избытком лунного алюминия можно всё так же эффективно топить лунные космические двигатели.

Лунный титан

Основа капитального металлического строительства высокой прочности. Лёгкий, стойкий, очень ценный материал. Вдвойне ценный тем, что местный. Отдельные лунные месторождения показывают до 8% титана в местных породах. Добыча 60-80 килограммов с тонны руды уже достаточно привлекательна, чтобы с ней возиться, пусть для этого и нужны высокие предварительные затраты.

Лунная вода

Точнее, лёд. С очень большой вероятностью, одни лишь кратеры в постоянной тени лунных полюсов хранят сотни миллионов кубометров льда. Этого хватит и на то, чтобы эффективно развернуть первые лунные заводики, и на то, чтобы снабдить водой первые окололунные поселения.

Лунный крип

На Луне встречается достаточно богатая смесь из калия, редкоземельных элементов и фосфора – одной из основ земной органической жизненной цепочки.

В списке лунных редкоземельных элементов присутствует торий в сравнительно высоких концентрациях в нескольких месторождениях. Этот радиоактивный элемент имеет все шансы стать основой ранней космической атомной энергетики на местных ресурсах.

Лунный гелий-3

Забудьте миф о лунном гелии-3! Ко времени появления нормальной термоядерной энергетики, которая сделает его востребованным, за гелием-3 окажется проще слетать туда, где его в избытке – к внешним холодным газовым планетам Солнечной. Их относительно малый размер и низкая сила тяжести позволят набирать ценный ресурс сразу исполинскими танкерами – вместо бессмысленного сбора верхнего слоя реголита с миллионов квадратных метров лунной поверхности ради считанных килограммов заветного вещества.

Ложь, гнусная ложь и гелий-3

Буквально всё, что вы когда-либо слышали про добычу гелия-3 на Луне – теоретически реализуемо ровно настолько, чтобы дать жизнь пропагандистскому мифу о том, что условные «мы» должны оказаться там первыми – иначе туда доберутся первыми гагаузы, маланцы, албанцы и заговор всемирной закулисы масонов-рептилоидов.

Для понимания масштаба проблемы – гелия-3 в лунной породе оценочно в 11 раз меньше, чем золота в морской воде. Экономический смысл такой добычи – ещё хуже.

Давайте уже забудем эту глупую фигню!

Лунный ассортимент

Список выше достаточно короткий. В нём перечислены основные лунные ресурсы, которые заведомо находятся в изобилии, сравнительно быстро и сравнительно легко. Вся остальная Луна в тридцать раз больше пояса астероидов и просто больше некоторых малых планет и крупных лун Солнечной. Полноценное освоение лунных богатств промышленностью заметно расширит спектр доступных ресурсов. Лунная сера – основа безводного высокотемпературного бетона. А ещё калий, магний, аммиак, кальций, метан... продолжать можно долго.

Значит, в обозримые сроки жизни человечества как разумного вида Луна свою промышленную значимость сохранит навсегда. Её продолжат эксплуатировать десятки тысяч лет подряд.

Но вот будут ли её для этого заселять – очень интересный вопрос!

Лунные города?

Фантастика давно привыкла к почти бессмысленным описаниям лунных городов. Их можно превращать в дистопичные человейники, хоть тоталитарные, хоть ультра-либертарианские, но порождено это мнимое сюжетное разнообразие всё тем же крайне условным пониманием, а зачем людям вообще нужны города.

Суровая правда в том, что любое поселение на Луне сразу, безоговорочно и безнадёжно, проигрывает нормальному космическому городу по любому параметру.

В первую очередь – по долгосрочной пригодности для жизни.

Проблема секса

В невесомости крайне сложен даже просто успешный половой акт. Сам по себе, как физиологический процесс, без личного удовольствия и комфорта участников. Ранние космические эксперименты биологов достаточно быстро доказали, что мелкий бытовой дискомфорт – полная ерунда на фоне проблем с зачатием и развитием здорового плода.

Вырастить нормального здорового ребёнка до стадии хотя бы родов можно лишь в условиях имитации земной силы тяжести. Достигается это вращением достаточно большой, пара километров диаметра, конструкции. Лунная сила тяжести слишком мала, чтобы обойтись без этих ухищрений, и слишком велика, чтобы строительство посёлка с жилой зоной вращения оказалось простым, технологичным и дешёвым предприятием.

Жить на Луне попросту вредно для жизни! Там даже работать можно лишь сменами. Но что же тогда делать?

Промышленные гиганты Луны

Разумеется, можно вспомнить, что мы живём уже в новом тысячелетии. У нас крайне мощные по меркам прошлого тысячелетия дешёвые компьютеры, робототехника и системы автоматизированного управления.

Огромный лунный промышленный комплекс запросто может иметь сравнительно малые гостевые жилые помещения для временных инспекторов, контролёров и наладчиков.

Всё остальное сможет работать совершенно безлюдно.

Польза гравитации

Малая лунная сила тяжести всё ещё достаточна, чтобы основные технические процессы работали именно так, как мы привыкли на Земле. В металлургии различные материалы на плавке всё так же исправно всплывут на поверхность плавильного чана или опустятся на его дно. Схожим образом станет работать и любое другое оборудование – без необходимости строить огромную центрифугу и возиться с высокотемпературным подвижным механизмом.

Откуда и как начнётся промышленное освоение Луны?

Экватор против полюса

В начале космической эры освоение Луны предполагали начать с экватора. Лучше видимость Земли, проще связь, удобнее сажать и поднимать ракеты. С тех пор много что изменилось.

Для начала, космическая разведка обнаружила на Луне воду. Это сразу поменяло основной приоритет зон высадки на полярные области.

Даже если оставить этот ресурсный кладезь в покое, у постоянно затенённых кратеров на полюсе Луны есть и другое огромное достоинство.

Стены кратера

Они так сильно воздеты над поверхностью Луны, что очень долго получают свет. Лунные две недели цикла дня и ночи – огромная помеха нормальной работе промышленности. Конечно, можно вовремя подумать о нескольких атомных реакторах, но в реальности солнечная энергия значительно проще и дешевле, что по массе электростанции, что в инженерном смысле.

На гребнях полярных кратеров скорей всего получится отыскать удобные для строительства зоны постоянной инсоляции. Без вредной атмосферной помехи свет оттуда переизлучается внутрь кратера, где питает и мощные солнечные печи, и столь же мощные электростанции. Они приводят в движение остальную местную ресурсную добычу и промышленность.

Лунная металлургия

Эффективность комбинатов-гигантов на Луне ограничивает в основном скорость подачи материала в печи. Сами по себе, как инженерная задача, они сравнительно просты и реалистичны.

Даже если сгребать удобный для обработки верхний слой мелкого реголита на один совок в глубину, полигон размером километр на километр уже обеспечит десятилетия работы хорошего даже по земным меркам комбината.

Ранние заводики из проектов НАСА с их примерно 30 тоннами суммарного оборудования на таком полигоне работать будут и того дольше.

Общая поверхность Луны, между тем, больше земной Африки.

Есть куда расти!

Лунная железная дорога

Ранние запуски из полярных областей достаточно быстро уткнутся в естественный логистический предел. Запускать побольше и почаще даже на Луне выгодно с экватора.

Значит, придётся обеспечивать эффективное освоение лунного экватора. Тянуть от полюса железную дорогу, проводить электричество, налаживать постоянную работу транспортной сети.

И электрификация!

Те же дороги станут и основой ранней энергетической системы на Луне. Единая сеть заметно выигрывает у разрозненных огрызков. Кольцевая дорога вокруг экватора всегда где-то освещена солнцем, а значит, ей всегда хватает энергии на работу.

Первой лунной мега-конструкцией с изрядной вероятностью окажется сеть железных дорог. Малая сила тяжести при необходимости позволит использовать хоть огромные вагоны сверхширокой колеи.

Хотя стандартизация, скорей всего, сработает и здесь, так что даже на сверхшироких платформах встанут привычные земные сорокафутовые контейнеры.

Лунная катапульта

Поскольку логистические точки системы Земля-Луна – это, прежде всего, точки Лагранжа, экваториальная лунная электромагнитная катапульта станет логичным эффективным дополнением лунной транспортной системы. В проектах О'Нила такая катапульта строилась несколькими сотнями человек за две пятилетки, а её бесперебойная работа обеспечивала строительство первого жилого «острова» в точке Лагранжа.

Даже когда речь пойдёт о строительстве лунного космического лифта, от использования катапульты это строительство заметно выиграет. Банально потому, что лифт нужно строить именно что сверху вниз.

Лунный космический лифт

Икона ранней космической эпохи. На Земле его строительство требует уникальных материалов, которые может быть появятся в ближайший век, а может и задержатся – как это случилось в прошлом веке. Сколько их в конечном итоге придётся ждать – тоже загадка.

Лунный космический лифт доступен на том, что есть у нас уже сейчас. Основные долговременные конструкции такого лифта – плоские широкие ленты. Выбор материалов для лунного строительства достаточно широк. Можно обойтись даже плетением из тонкой металлической нити.

Трос без шахты

Ленты космического лифта достаточно хитрым образом сплетаются между собой. Их можно заменять по частям в случае любых серьёзных повреждений. Одиночный удар метеорита размером с горошину скорей всего проделает в такой ленте аккуратную круглую пробоину без любых вредных последствий.

По этим лентам едут своим ходом колёсные тележки с достаточно большой полезной нагрузкой. Даже сравнительно маленький и простой лифт из ранних подсчётов НАСА удержит тележки со многими центнерами груза. Их переброска на исправные «рельсы» в случае аварий и возможность объезда разбитого участка «по встречной» планируется ещё на стадии проекта лифта.

Горизонтальный лифт

Подача груза на лифт возможна и под углом. Да, чем дальше отстоит начало транспортной ленты от экватора, тем меньше суммарный перевозимый ей груз. Но это всё относительно – малые терминалы можно развести от перегруженного центра в основании лифта по нескольким площадкам на расстоянии в сотни километров друг от друга.

Если груз космического лифта выкидывать на разной высоте – он перейдёт на разные орбиты. Да, космическим лифтом можно пользоваться как пращой для местных космических маршрутов.

Размер относителен

Высота лунного космического лифта насчитывает многие тысячи километров. Он может штатно иметь в своём составе очень большую и тяжёлую обитаемую космическую станцию, в том числе с большой жилой зоной вращения.

Это исполинское космическое сооружение формально доступно на современных технологиях. После своей постройки лунный космический лифт в корне меняет транспортную доступность региона.

Огромный космический склад

Луну спокойно можно назвать лучшим промышленным складом при заводе в околоземном космическом пространстве. Большой ассортимент полезных материалов, заведомо избыточная возможность наращивать это производство по мере необходимости, низкая цена и малое время доставки...

С логистической точки зрения – огромное достоинство в любой момент времени. И совершенно без разницы, насколько высоко техническое развитие человечества. Оно повлияет в основном на количественный объём поставок, а качественная принципиальная возможность останется без изменений.

Бездонные закрома

Лунного доступного материала теоретически достаточно на строительство нескольких сотен миллионов больших космических городов проектов О'Нила. Это очень внушительная цифра, даже если ограничиться сотней тысяч жителей на каждый.

Для застройки околоземного космического пространства этого хватит очень и очень надолго.

Смысл жизни, Луны и всего остального

Луна – прекрасный ответ на два главных вопроса освоения космоса человечеством.

Во-первых – да, человечеству помогут массовые роботизированные, телеконтролируемые и телеуправляемые безлюдные системы в любом освоении космоса, от добычи первичных ресурсов до строительства законченных промышленных объектов.

Во-вторых – да, заселение космоса людьми это сильно ускорит и облегчит.

Рукотворные острова

Каждый большой современный аналог «Острова-3» проектов О'Нила тех же габаритов (8 километров диаметра на 32 километра длины) имеет расчётную суммарную массу порядка трёх гигатонн. Это вместе с почвой, водой, атмосферой, и всеми жилыми и вспомогательными объектами внутри. Ещё минимум полстолько наберётся у его внешнего обвеса техническими и защитными сооружениями.

Лунные заводы и транспортная система свою загрузку поставкой строительного материала и обслуживанием повседневного ремонта этих космических городов получат на долгие тысячелетия вперёд.

Дорожная карта строителя

Если вы уже начали что-то строить в космосе – останавливаться совершенно бессмысленно. Этот процесс может идти со взрывным ростом тысячелетия подряд, и ограничиваться только скоростью воспроизводства и обучения новой живой силы.

Живой силы, всё больше и больше разделённой с понятием грубой физической работы.

Лагранж по ипотеке

Ранние космические поселения сравнительно малы, просты и дёшевы. Они по силам относительно компактному производству с малым количеством сотрудников.

Чтобы отстроить большой аналог колонии О'Нила в сколько-то адекватный срок, понадобятся ресурсы, примерно равные итогу работы миллиона человек на протяжении года.

Вкалывают, понимаешь, роботы!

Роботизация заметно ускорит и упростит эти процессы, но примерная современная оценка именно такая. На строительство и сборку законченного и пригодного для жизни космического города предельных габаритов уйдёт порядка десяти лет. Опять же, это достаточно грубая оценка, но общий порядок сроков и усилий она передаёт.

Для массового освоения космоса выгодно создать максимальную плотность населения в околоземном космическом пространстве. Чтобы успеть за сроки короче геологических, работать придётся эквиваленту миллиарда-другого строителей и возводить порядка тысячи капитальных сооружений такого рода одновременно.

Века напролёт!

Фантастические заблуждения...

Обычный взгляд фантаста золотой эпохи на Луну, даже хорошего, довольно пренебрежителен. Ну да, была какая-то Луна. Вроде бы даже умер там кто-то героически на заре космонавтики. То ли в борьбе за тяжкую долю простого трудового народа, то ли наоборот, в погоне за лишним пунктом бизнес-индекса на благо родной мегакорпорации.

В общем, что-то среднее между планетой-музеем Василия Пупкина и городом-героем Зажопинском с лучшей коллекцией следов подошв ранних космических скафандров в этом уголке Солнечной.

И реальность!

В реальности сколько-то логичного освоения Солнечной наша Луна – исполинский завод с огромными промышленными гигантами. Её ближние окрестности населяет армия строителей численностью с нынешние Китай либо Индию сама по себе и 24/7/365 производит материал, станки, расходники и капитальные сооружения для освоения космоса.

Остальная Луна, как экономическая, финасовая и политическая сущность, полностью интегрирована в нормальную земную экономику. Обслуживает повседневные нужды бесчисленных земных государств, мегакорпораций и сообществ – без разницы, десять миллиардов человек живёт на той Земле, сто миллиардов, или тысяча

А то, что работают все эти люди вне сферы услуг больше головой, чем руками – уже лирика.

На известной физике, без чрезмерной лирики

Прелесть многих космических мега-структур в том, что они полностью возможны на известной физике и доступных материалах. Как чисто количественные инженерные задачи.

Разумеется, они выиграют от супер-материалов, супер-энергетики и супер-технологий. Но выигрыш этот в основном сводится к срокам и доступности строительства.

Принципиальное освоение космоса пойдёт успешно и предсказуемо. Всё, что выгодно на известной физике, останется выгодным и после реализации ожидаемой прорывной в металле.

Главное достоинство

Освоенное космическое околоземное пространство заметно повлияет и на уровень жизни на Земле. Как за счёт дешёвой энергии и космических материалов, так и за счёт возможности управлять погодой в достаточно сильных масштабах – блокировать излишек света на одних регионах, принудительно увеличивать световой поток на других.

Всё это выгодно строить внутри сферы Хилла, и Луна – основной источник материалов для подобного строительства.

За пределами Луны

Основной... но вряд ли единственный. Кое-что выгоднее брать подальше. Хотя срок перелёта к тем же лунам Марса – Фобосу и Деймосу по времени заметно дольше, чем к Луне, энергетическая стоимость такого перелёта заметно ниже. Освоить их с участием лунных ресурсов и лунных же заводов очень выгодно.

Почему так?

Глава четвёртая: марсианская нефтянка

Ложь и вымыслы

Набор дикого бреда о красной планете ещё с золотого века фантастики лежит в основе бытовых мифов в голове произвольного человека. С Марсом в космооперной фантастике делали всё. Отправляли туда научные и военные экспедиции. Громили логово агрессивных инопланетян. Находили брошенные древними цивилизациями артефакты. Заселяли. Терраформировали. Устраивали на красной планете революции – хоть социалистические, хоть буржуазные.

Суровая реальность в том, что сам по себе Марс – одна из самых бесполезных для освоения Солнечной планет в системе. Как же всё-таки придать ему экономической осмысленности, что для этого совершенно бесполезно, а что можно и нужно сделать?

Безжизненные пустоши

Имитировать на Марсе земную силу тяжести ещё сложнее и дороже, чем в лунных условиях. Без возможности плодиться и размножаться говорить о каком-то полноценном освоении планеты бессмысленно. Срок жизни человека на Марсе укорачивается из-за тонкой атмосферы. Та слишком плохо защищает от космического излучения. Лишена планета и магнитного поля. Умирать в сравнительно молодом возрасте от рака – перспектива малопривлекательная.

Марсианская пыль для человека попросту ядовита. Избыток шестивалентного хрома прекрасно накапливается в организме, с немного предсказуемыми результатами. В общем, дрянь планетка.

Есть ли у Марса при этом всём какое-то реальное достоинство? Как ни странно, да. Есть. Это его луны, Фобос и Деймос.

Страх и Ужас Марса

Две крохотных луны на орбите Марса для освоения космоса куда интересней всей красной планеты. Они малы и обладают символической местной силой тяжести. Единичных метров в секунду уже достаточно, чтобы покинуть их поверхность. Слетать между их поверхностью и внутрисистемной переходной орбитой можно за смешную цену – около 500 м/с. Это примерно в десять разе дешевле, чем между околоземной низкой орбитой и поверхностью Луны.

Что ещё веселее, с той же околоземной низкой орбиты можно сгонять до переходной орбиты Марса за те же самые пять с хвостиком километров в секунду, что и до Луны!

Парадокс доступности

Фобос и Деймос находятся сравнительно далеко от системы Земля-Луна. На орбите Марса. Но цена перелёта к ним, чисто энергетическая, удивительно мала.

При запуске полноценного комплекса Земля-Луна и точек Лагранжа, даже раннем, из нескольких автоматических топливных заводиков, вопрос полёта к Марсу упирается в основном в то, сколько готов ждать заказчик. Сама по себе энергетика перелёта мало того, что удивительно скромна, так ещё и есть как минимум один доступный способ понизить её дополнительно!

Атмосфера Марса

Бесплатный тормоз в космосе встречается лишь в атмосфере. Но атмосфера у Марса как раз и есть! Тонкая, да. Но её достаточно, чтобы раскладной аэродинамический тормоз исправно сбрасывал межпланетную скорость на пролёте и позволял вывести транспортные контейнеры на орбиту по куда более привлекательной цене даже в эпоху слабых химических двигателей.

При наличии в системе хоть каких-то ранних маяков и навигационных устройств точное приведение сравнительно простого контейнера возможно даже в телеуправляемом режиме. Значит, и управляющей электроники ему понадобится куда меньше.

Зачем это всё?

Пластик, засранцы. Именно так великий американский комик Джордж Кэрлин описывал в шутку смысл жизни человечества. Космические углеводороды – основа производства космического пластика.

Дешёвого космического пластика, мегатоннами.

Газпром одобряет!

Кладовые на орбите

С изрядной вероятностью основной материальный состав Фобоса и Деймоса – развалы щебёнки вперемешку с грязным углеводородным и водяным льдом.

На таком удалении от Солнца даже жарким летним днём на поверхности ожидается примерно -4 по Цельсию. То есть, ресурсные богатства Фобоса и Деймоса находятся в сравнительной безопасности от случайного испарения.

На поверхность лун Марса падает достаточный поток солнечной энергии, чтобы обеспечить работу зеркальных печей и зеркальных же электростанций. Разница в их физических размерах с лунным аналогом куда скромнее, чем кажется.

Буровая на орбите

Раннюю систему добычи космических углеводородов можно закинуть сравнительно компактную. В проектах середины 1990-ых, вроде «москита Кука» беспилотная ракета сама бурила ценный ресурс, на месте проводила какую-никакую очистку, заполняла герметичный ресурсный мешок и топливные баки химических двигателей, после чего отчаливала к орбите Земли с ценным грузом.

Это довольно грубая и примитивная схема, но рабочая. Первый дефицит сырья для космических заводов по изготовлению пластика сможет закрыть даже она. Разумеется, полноценный космический центр местной ресурсной добычи в долгосрочной перспективе сильно выигрывает.

Какой именно?

Нефтяной заводик в космосе

Сам по себе цикл производства космического пластика довольно прост. В химических реакторах метан превращается в метанол, затем метанол – в диметилэфир, а уже из него можно сделать этилен, либо пропилен. Основу полиэтилена и полипропилена, двух хорошо освоенных человечеством пластиков.

Прелесть этой схемы в том, что она в рабочем варианте сравнительно компактна. Поначалу её реально уместить в несколько десятков тонн целиком, совсем как ранние лунные заводики.

Разумеется, чем больше растут потребности, тем больше размер химических заводов. Но производство реально наращивать по необходимости.

Пластиковый мир победит

Человечество уже сейчас знает множество приёмов работы с пластиком. В зависимости от потребностей, тот можно сделать практически любым. Сравнительно мягкий и пористый, насыщенный водородом для защиты от космического излучения. Нити для производства синтетической одежды. Жёсткая и прочная оплётка алюминиевых проводов. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности может заменить даже прочные стальные детали и жёсткие защитные пластины бронежилетов.

Для космической экономики любой пластик – доступное, универсальное и крайне полезное вещество.

Марсианская заправка

Автоматическая заправочная станция на дальнем конце маршрута резко снижает энергетическую цену за килограмм полезной нагрузки. Диаметр Фобоса в среднем 22 километра. Деймоса – около 12 километров. Кажется, что это мало, но оценка массы Деймоса в тоннах – полтора триллиона.

Число с 12 знаками!

Углеводороды составляют значительный процент этой массы. На ранние века освоения космоса их хватит с лихвой. Водяной лёд, моноксид углерода, метан... луны Марса – кладезь самого разного сырья для химических двигателей и химической промышленности.

Метан – топливо будущего

Земные автомобили с двигателями внутреннего сгорания отлично ездят на сжатом природном газе, метане (CH4). Это удивительно стабильное, простое в использовании, экологически чистое топливо.

Внутри большого космического города любой спасательно-аварийный транспорт, а с изрядной вероятностью и любой транспорт вообще, столь же осмыслено делать на всё тех же двигателях внутреннего сгорания.

Теслу на свалку

Взрывоопасные, тяжёлые, зачастую токсичные, большие аккумуляторные батареи электродвигателей вдрызг проигрывают метану по безопасности в быту и соотношению массы двигателя к его эффективности (Хотя космическое изобилие редкоземельных металлов их с заметной вероятностью удешевит).

Как у ракетного топлива, у метана тоже есть огромное достоинства. Стабильность и экологичность.

Выбор топлива ракеты

Кислород-водородная топливная пара обладает высокой энергетикой. Она хороша там, где надо сравнительно быстро что-то разогнать для перегона космос-космос. Но есть у неё и крупный изъян.

Жидкий водород – сверхтекуч. Дорого замораживается. Быстро испаряется. Плохо хранится. В системе Земля-Луна срок выкипания ещё приемлем. В перегоне между орбитами планет Солнечной цена хранения и по массе, и по технической сложности топливной системы, возрастает чрезмерно.

Кислород-метановая пара лишена таких проблем целиком. На перегоне длиной в месяцы, а то и годы, это химическое горючее космического происхождения беспрекословно пробулькает в баке сколько потребуется, и столь же беспрекословно отправится в ракетные двигатели.

Станция полпути

Сравнительно маленькая автоматическая заправочная станция в околомарсианском пространстве уже станет логистической точкой высокой ценности как для системы Земля-Марс, так и для любой более сложной. Для начала в список добавятся крупные тела пояса астероидов.

Важно, что ценность заселённой и освоенной высокой околомарсианской орбиты сама по себе сохранится очень надолго. Практически навсегда. Даже с началом перехода к высокоэнергетическим транспортным схемам.

Ценные материалы

Фобос и Деймос – такие же сокровищницы полезных строительных материалов, что и земная Луна, пусть и маленькие. В них столь же изобильно содержатся кислород, достаточно много кремния, железа и алюминия, чтобы начать эффективное космическое строительство на местных ресурсах.

Транспортная связность в местной системе очень высокая. Поверхность Фобоса или Деймоса можно напрямую соединить тросами или арматурой из труб с большим космическим городом. Он комфортно разместит первые рабочие смены и примет на себя обслуживание местного транспортного узла и любого дальнейшего строительства.

Катапульты дальнего космоса

Достаточно мощная электромагнитная катапульта, вроде лунной, может отправлять контейнеры с грузом на достаточно высокой первоначальной скорости. Это позволит заметно сократить запас рабочего тела для внутрисистемного строительства.

Разгонное сооружение длиной в относительно скромные 30 километров запросто выкинет самоходный контейнер в космос на скорости повыше, чем изрядно сэкономит рабочее тело для его разгона. Дальше контейнер можно разгонять и того интереснее.

Лазерный парус

Современный массив из большого количества относительно слабых лазерных излучателей с компьютерным управлением в космосе можно наращивать примерно настолько же хорошо, что и питающую его электростанцию.

После разгона катапультой, достаточно развитая транспортная система запросто может подсветить лазером раскладной алюминиевый парус транспортного контейнера – и придать ему постоянное ускорение.

За и против

Да, у лазерной схемы низкая тяга. Речь идёт о сантиметрах в секунду за секунду, или, в лучшем случае, первых десятках сантиметров. Но в очередной раз напоминаю, что в сутках этих секунд – 86400 штук. То есть, лазерный разгон на протяжении нескольких часов уже достаточен, чтобы вывести контейнер на маршрут до системы «Земля-Луна» или к любому телу в поясе астероидов.

Вывести по цене электричества, без трат рабочего тела. А в точке прибытия ещё и затормозить тем же способом!

Порог реализации

Конечно, транспортная система постоянного ускорения, пусть и слабого, но по цене электричества и уровнем настолько лучше химического двигателя – принципиальная смена правил игры в освоении космоса.

Быстро реализовать подобную систему дорого и сложно. Другой вопрос, что она, скорей всего, окажется реализована, едва лишь фактическое индустриальное развитие конкретной области космоса вообще это позволит. Слишком уж велики фактические выгоды, которые она сулит.

Дорого. Очень дорого. Но столь же выгодно с момента окончания ввода системы в строй!

Порог заселения

Действующая лазерная система доставки принципиально меняет правила игры для снабжения местного строительства любыми высокотехнологичными системами. Те начинают прибывать быстрее и в куда больших объёмах.

Что важнее, настолько же быстро в систему получается вбрасывать и население. Полётный срок около месяца означает, что ради строительства можно отправить даже ценных специалистов, и точно знать, что вернутся те сравнительно быстро – здоровыми.

Я твой пуск окно шатал!

Двигатель постоянного ускорения значительно понижает значимость «пускового окна» дешёвых гомановских орбит. На орбите Марса начнут расти первые космические города.

Крайне вероятно, что в их садах даже посадят яблони.

Терраформирование бессмысленно

Застройка околомарсианского пространства космическими городами – единственный способ дать местной системе большое количество дешёвого и качественного защищённого жизненного пространства.

Да, им понадобятся большие поля космических электростанций, но в пределах зелёного пояса Солнечной всё прекрасно заселяется на достаточно примитивных технологиях. Любые прорывные, конечно, тоже пригодятся. Но для начала можно и без них.

Орбита – Марс – орбита

С хотя бы первыми сотнями тысяч жителей постоянного населения в окрестностях красной планеты можно поднять вопрос массового ресурсного освоения Марса. Это как место для жизни планета бесполезна. А вот как сокровищница – пригодится.

На поверхности Марса в изобилии находится водяной лёд, углеводороды, привычный уже набор из связанного кислорода, вездесущего кремния, железа и алюминия. Это всё чуть различается с Луной, потому что на Марсе когда-то давно присутствовало и довольно много кислорода в атмосфере, и вода жидкой фазы. Дотошный геолог отыщет и серу, и богатые залежи медной руды, и редкоземельные элементы, и массу других ресурсных ништяков.

Цена доступности

Марсианские ресурсы сравнительно дорого и сложно добывать на основе только химических ракетных паромов большой мощности, как это планировали в любых обзорах масштабного освоения Марса в конце второго тысячелетия.

В нынешнем же тысячелетии есть все шансы, что ресурсное освоение Марса начнётся из ближнего околомарсианского пространства. И да, по строительство космического лифта или космического фонтана включительно. Это для начала. Потом и на марсианское орбитальное кольцо можно заморочиться.

Прелесть ситуации в том, что марсианское тяготение всё ещё достаточно мало, чтобы эти мега-конструкции получилось делать на современных земных технологиях.

Атомная мощь

Безжизненная планета делает экологичной любую ресурсную проходку открытым способом. Хоть исполинскими шагающими экскаваторами сразу на километр верхний слой поверхности снимай, хоть карьерные грузовики с хороший многоквартирный дом размером гоняй, хоть вообще убирай осадочные породы серией инженерных ядерных взрывов килотонной мощности.

Эффективность большой марсианской добывающей промышленности заметно превысит любую земную потому, что для Марса подавляющее большинство земных ограничений и постановлений целиком бессмысленны.

Атмосферная защита

Чистая эффективность превысит лунную – потому что атмосфера Марса достаточно плотна, а тяготение достаточно велико, чтобы пыль и щебёнка от проходки взрывом оставались более-менее на поверхности.

На Луне они после хорошего взрыва и за за низкую околопланетную орбиту улетают только в путь, а на Фобосе и Деймосе – так и безвозвратно в космос.

Божественные машины

Всё тот же диметилэфир из топливного цикла производства космического пластика отлично себя чувствует в марсианских двигателях внутреннего сгорания. Мощные, по земным меркам корабельные, марсианские движки запросто утянут исполинский карьерный грузовик или запитают любую сложновывернутую электрическую либо гидравлическую трансмиссию.

Выглядит это всё для стороннего наблюдателя довольно-таки хтонично, и как родное смотрелось бы в мрачной вселенной 41-го тысячелетия.

Оплата банкета

Марс, хотя и находится сравнительно далеко в чистом астрономическом смысле, экономически надолго очень сильно интегрируется в систему Земля-Луна. Примерно как город Норильск или какие-то большие нефтегазовые поля вроде Сабетты на Ямале интегрированы в экономику России.

Сначала тонкий ручеёк, а потом всё более мощный поток местного сырья, материалов, а затем и достаточно высокотехнологичных полуфабрикатов и законченных изделий отправится в сферу Хилла Земли.

Многое из того, что сравнительно легко и дёшево получить на Марсе даже с учётом времени добычи и доставки выигрывает у малых концентраций тех же ресурсов на Луне. Их может оказаться достаточно на ранних стадиях освоения системы Земля-Луна, их станет мало в первые же века с начала этого освоения.

Гонка мегакорпораций

Финансирование марсианской добывающей промышленности и заселения ближнего околомарсианского пространства станет настолько же выгодной долгосрочной инвестицией, что и перед этим – освоение лунной промышленности.

Многие вроде бы космооперные художественные решения о частных городах мегакорпораций, товариществ на паях и других экономических венчурных сообществ приобретают в рамках такой модели достаточно убедительную жизнеспособность.

Жизненное пространство

Хотя Фобос и Деймос относительно малы, ранняя их застройка оставляет пространство для очень большого космического экономического и политического сообщества.

В сфере радиусом 100 километров безболезненно размещаются многие десятки больших космических городов на сотни тысяч жителей каждый. Ранние государства, а скорее даже федерации, содружества и штаты Марса по своей физической численности запросто превысят многие современные малые государства Европы.

Человеческий капитал

Десятки миллионов человек уже создают довольно приличный резерв трудовых часов и живой силы для взрывного роста местного сообщества. Бездонные карьеры Марса добавят к этому практически неисчерпаемый источник строительных материалов – буквально до конца эпохи освоения Солнечной.

Дальнее околомарсианское пространство со временем расширится до сравнительно больших кластеров из десятков и сотен космических городов. Основанные ими предприятия закроют основной спектр местных потребностей – ресурсные, высокотехнологичные, интеллектуальные, какие угодно!

Большой транспортный узел

Настолько освоенные марсианские окрестности превращаются в большой транспортный узел сами по себе. Нужды Земли – это хорошо, но Марс с большой транспортной системой высокой эффективности, местным избытком экономически активного населения и всё ещё изобильным запасом местного сырья получает нового перспективного заказчика.

Пояс астероидов

Заселение крупных тел в поясе астероидов с изрядной вероятностью начинается чуть позже освоения лун Марса и движется более-менее в унисон с развитием марсианской промышленности.

Разная скорость движения Земли и Марса вокруг Солнца приводит к тому, что в произвольный момент времени с большой вероятностью самой близкой или хотя бы удобной для старта оказывается лишь одна планета.

Можно ли сказать, что это проблема?

Орбитальный пинг-понг

Церера или любое иное крупное тело в поясе астероидов получает минимум двух выгодных заказчиков и поставщиков. В зависимости от экономической обстановки, астрономического расположения тел в системе и других переменных, вроде политической обстановки, выгодный контракт мечется от поставщика к поставщику.

Три ключевых области раннего этапа освоения Солнечной начинают всерьёз формировать логистику освоения богатств зелёного пояса внутренних планет.

Глава пятая: Церера и пояс астероидов

Главная шестерня Солнечной

Пояс астероидов обычно воспринимают как очередной космический Зажопинск, в котором надираются в зюзю бородатые космические геологи в украшенных оленями свитерах перед тем как снова полезть в метановую шахту.

В реальности у него есть все шансы оказаться главной шестерёнкой в экономическом механизме Солнечной.

Расположение превыше всего

Пояс астероидов далёк от всех других тел внутренней Солнечной. Примерно как Луна далека от Земли. Пояс астероидов сравнительно мал по массе – в тридцать раз меньше земной Луны. Но, опять же, примерно как Луна меньше Земли. И главное: пояс астероидов – переходная ступень между внутренней и внешней Солнечной, тем же самым образом, что Луна – переходная ступень в космос для Земли!

Достаточное количество ценных ресурсов находится достаточно близко от главных населённых человечеством районов, чтобы стать ценной промежуточной станцией на пути куда угодно!

Компактные залежи

Церера, Паллада, Веста и Гигея. Четыре крупных тела в поясе астероидов. На одну только Цереру приходится треть всей массы пояса, или целых 4% массы земной Луны. Ещё 9% массы Пояса – Веста, 7% – Паллада и около 3% – Гигея.

Суммарно дюжина самых крупных астероидов составляет крепко больше половины массы всего пояса из буквально миллионов астероидов. К части из них добраться сложнее из-за высокого склонения орбиты, но самый интересный одновременно и легкодоступен.

Это Церера.

Выгода Цереры

Земная Луна достаточно бедна углеводородами и льдом. Церера наоборот, состоит процентов на сорок из льда, солевой рапы, глины и жидкой грязи. Она примерно в 80 раз меньше Луны, но это тоже очень и очень много.

Космическая заправка на Церере получается ещё интереснее марсианской. Тамошние азот и фосфор – критически значимые элементы сельского хозяйства на любую дальнюю перспективу заселения космоса. Но поначалу хватит и того, что лежит на Церере буквально под ногами.

Станция космической разведки

Церера может работать на местных ресурсах как заправочная станция, пункт технического обслуживания и центр местной космической разведки. Поначалу автоматической, потом – с планировщиками разведки и полевых экспедиций «на местах».

Первой обитаемой станции в её ближнем пространстве для начала хватит и сравнительно маленькой.

Освоение без заселения

Пояс астероидов выгодно осваивать и без отдельного города рядом с каждым сколько-то заметным камнем. Несколько крупных заправочных баз, прежде всего – на Церере, позволят гонять в поясе крупные рои спутников космической разведки.

Роботизированное извлечение ценных металлов работает без человеческого участия. Отправка слитков заказчику – тоже.

Даже в отсутствие заказчика!

Фьючерсная экономика

Редкоземельный металл в космосе товаром становится куда раньше, чем прибывает к заказчику. С какого-то момента даже раньше, чем отбудет на добычу первая ракета с оборудованием на борту.

Слиток может лететь в космосе годами. Срок годности у куска металла практически вечный. Торможение в атмосфере позволяет обойтись контейнером причудливой формы без капли электроники. Но даже у достаточно сложного ракетного самоходного контейнера между отправкой из пояса астероидов и прибытием в систему Земля-Луна пройдёт больше года в идеальном случае. Реально пройдёт и того больше – стартовые окна ранних слабых химических двигателей открываются реже, чем раз в год.

Но что это меняет с точки зрения экономики? Да ничего! Такой груз – уже товар! Его уже можно превратить в средства на продолжение работы. И чем активнее работает система, тем активнее поток средств и ресурсов.

Главное – начать!

Простота освоения

Церера, самое большое тело в поясе астероидов, обладает тяготением меньше трёх процентов земного. На взлёт с её поверхности достаточно затратить чуть больше полукилометра в секунду характеристической скорости. Выстрел из хорошей винтовки улетит оттуда в космос безвозвратно сам по себе.

И это самое крупное тело пояса! Мелкие тела обладают чисто символическим тяготением. Чтобы улететь с них в космос, человеку достаточно хорошо подпрыгнуть. Ресурсы таких астероидов крайне доступны что для проходческого оборудования, что для вывоза с поверхности.

Космическая шахта

Значительное количество астероидов – комки смёрзшейся и слежавшейся грязи, щебёнки и льда. Их материал сравнительно легко дробить, сортировать и обрабатывать. Астероиды преимущественно металлического состава запросто хранят в себе больше металла, чем произвела и освоила на данный момент земная промышленность.

Вся земная промышленность, целиком.

Компактный металлургический заводик рядом с таким богатым месторождением оправдан при достаточно заселённом космосе всегда. Ну и градообразующим он станет запросто.

Астероидный комбинат

Промышленный гигант с хорошей автоматизацией процессов запросто сможет управляться и обслуживаться сравнительно малым количеством специалистов. На ранних этапах освоения далёких ресурсов пояса астероидов получится обойтись компактной жилой станцией.

Доставка ресурсов и расходников на первом этапе строительства дешевле, чем инвестиция сразу в большой город с нуля. Точные экономические перспективы региона оценить заранее тоже часто затруднительно. Чем ниже риск, тем лучше для инвестора. Но прибыль всё равно ожидается приличная.

Первая вахта

Коллектив из нескольких сотен крутых специалистов даже в современных условиях запросто сможет закрыть материальную потребность большого региона или маленького, на миллионы жителей, государства.

Через ресурсный комплекс под их управлением могут двигаться миллионы тонн в год. Буквально!

Подвижное в подвижном

Девиз капитана Немо полуторавековой давности прекрасно описывает транспортную связность космоса. Всё движется. Всё летит по орбитам. Это сильно меняет и транспортную доступность конкретного пункта назначения в конкретный момент, и карту освоения космоса.

Строить транспортные узлы высокой автономности и высокой пропускной способности в разных секторах пояса астероидов выгодно банально потому, что внутренняя связность подобной системы от этого сильно выигрывает.

Транспортное постоянство

Множественные ракетные терминалы в любой момент способны отправить ценный груз туда, где спрос предвидится уже сейчас, или поддерживать график стабильных поставок в разные кварталы года одному и тому же адресату.

Внутренняя связность подобной системы достаточно высока, чтобы заранее создать высокую концентрацию товара в актуальном для заброски грузов стартовом окне. Да, перегон внутренним маршрутом даёт некоторый проигрыш в энергетической цене доставки, но заметный выигрыш по возможности успеть в стартовое окно.

Привокзальные города

Ранние крупные транспортные узлы начнут обрастать вспомогательной и развлекательной инфраструктурой почти сразу. Они всё ещё находятся в пределах зелёного пояса солнечной. Даже при естественном освещении там можно вырастить основные сельскохозяйственные культуры. При стимулированном – любые вообще.

Местных азота и фосфора на удобрения хватит. Глина и грязь Цереры при некотором старании замечательно трансформируются в полноценный аналог почвы без любой гидропоники. Своя пища – залог жизнеспособности региона.

Высокотехнологичная отрасль

Где своя пища в космосе – там и своя промышленность. Сельское хозяйство искусственной жилой среды настолько высокотехнологично, что между его промышленной цепочкой и любым другим сложным техническим производством границы уже никакой. Оно требует всё те же крутые сборочные материалы, сложную робототехнику, электронику и химическое производство, что и всё остальное.

Продавать заказчику готовую продукцию, а попутно закрывать основные собственные нужды очень выгодно. Это развитие пойдёт в параллель буквально любым экономическим локомотивам первичного заселения региона.

Первые государства на миллионы населения возникнут, скорей всего, сразу по всему поясу, в разных его секторах, почти одновременно. Интеграцией в экономику внутренней системы их развитие только начнётся.

Второй этап освоения

Есть центр местной добычи – выгодно строить и центр местного производства. В те же несколько приёмов, что и лунный, с освоением местных богатств и ростом местных же государств, мегакорпораций и сообществ любого типа.

Магний и карбонат натрия точно пригодятся. Различные сульфаты – основа космического безводного железобетона, да и сама по себе та сера – ценное химическое сырьё.

Рост поставок

Ранний этап жизни государств пояса астероидов ориентируется внутрь Солнечной, к историческим регионам освоения космоса. Регулярные поставки сырья, а потом и готового полуфабриката для изготовления космического пластика – достаточно стабильная вероятная часть экономики пояса. Разумеется, позже её дополнит и многое другое, но этап, когда марсианские поставки уже слишком редки для постоянного спроса космической околоземной экономики крайне вероятен. Затыкать этот дефицит придётся городам пояса, и в него массово отправятся деньги, техника и человеко-часы.

Что само по себе выглядит интересным, поскольку любая стадия раннего взрывного роста предоставляет шикарный выбор сюжетов.

Насколько мал астероид?

Очень легко решить, что раз масса всех астероидов – лишь один процент Меркурия, то и сравнительно малые километровые астероиды имеют крайне малую значимость. В реальности, астероид размерами около километра скорей всего позволяет отгрохать на своей основе полноценный космический посёлок, и окупить затраты на все привозные компоненты строительства. Его масса легко превысит десяток гигатонн.

Конечно, часть астероидов просто разберут на ресурсы, но самый вероятный ход этого процесса сведётся к тому, что добытчики на ранней стадии освоения астероида выгребают всё самое ценное, вроде редкоземельных металлов, и просто бросают всё остальное.

Надолго ли?

Второе пришествие

Развитие экономики пояса в какой-то момент позволит вести местное строительство местными же силами. И вот тогда километровый астероид оказывается вполне большим. Его достаточно, чтобы обеспечить все основные нужды поселения на десятки тысяч человек и пассивную радиационную защиту аналога колонии О'Нила приличных размеров.

И так миллион раз подряд.

Внешний привод

Естественного солнечного освещения в поясе достаточно, чтобы строить огромные солнечные электростанции. Зеркала концентраторов понадобятся больше, чем в околоземном пространстве, но станции останутся эффективными и произведут огромные количества дешёвой энергии.

Избыток энергии означает, что оба главных типа внешних приводов отлично работают и в поясе астероидов.

Большой космический город или промышленный центр смогут запускать транспортные контейнеры с помощью огромной электромагнитной катапульты, и корректировать активную фазу полёта с помощью распределённой лазерной батареи с компьютерным управлением.

Лазерные парусники

Если понизить орбиту лазерного парусника – тот начнёт обгонять на орбите место запуска. Чем ниже орбита – тем сильнее. Если повысить – начнёт отставать. Тормозить и разгонять их лазером можно сравнительно долго, а значит можно и отправлять в дальние перелёты класса орбита-орбита.

При достаточном развитии местной инфраструктуры, лазерные парусные контейнеры обладают высокой самоходностью по цене электричества. Развитие подобной транспортной системы преобразит эту область Солнечной радикально.

От трёх планет к четвёртой

Парадоксы космической транспортной доступности в том, что порой выгодно отправить транспорт к промежуточной точке маршрута. Другой планете вместо цели.

Манёвр Оберта в её гравитационном колодце позволяет эффективно перенацелить ракету куда надо и доразогнать за сравнительно малые траты рабочего тела. Достаточно развитая местная транспортная система регулярно сможет отправлять грузы к Земле крюком через какую-то иную планету, и заметно улучшит постоянство и плотность грузового потока.

Контроль транспортных потоков Солнечной выигрывает с каждым новым освоенным телом системы.

Большое транспортное кольцо

Чем лучше заселён и освоен пояс астероидов, тем сильнее он похож на идеальную мегаконструкцию. Скопления больших разгонных станций и городов космических государств расползутся на стратегически выгодные расстояния по всей орбите пояса астероидов.

Они смогут в полной мере оказывать внешнюю активную поддержку любому капитальному транспорту в системе.

Тяжёлому, а то и сверхтяжёлому, космическому транспорту!

Города в полёте

Достоинство пояса астероидов ещё и в том, что он крайне мало похож на орбиту крупной планеты. Это широкий коридор из большого количеств индивидуальных орбит.

Что это значит?

Это значит, что на основные космические орбиты выше и ниже условной центральной орбиты пояса астероидов (совершенно виртуальной сущности!) можно вывести космические посёлки, которые начнут двигаться относительно этого центра с разной скоростью!

Маршрутная карта

Объекты ближе к Солнцу начнут обгонять движение тел в центре системы. Объекты дальше от Солнца начнут отставать. Получаются два бесплатных промежуточных транспортных потока. Относительно тела на центральных орбитах движутся они в разные стороны – хотя формально летят вокруг Солнца в одном и том же направлении. Основные задачи перевозки людей в максимально близких к земным условиях резко упрощаются.

Фактически, человека везёт полноценный город!

Космические циклеры

Хороший большой циклер – одно из лучших транспортных средств будущего. Увы, прискорбно часто его попросту игнорируют в силу скверного знания матчасти.

С хорошим большим космическим посёлком различий у циклера очень мало. Это всё та же спарка вращающихся жилых корпусов внутри многослойных защитных оболочек. Правда, общая масса поначалу окажется заметно скромнее, чем у больших космических посёлков – около четверти миллиона тонн.

Это мало по меркам хороших космических городов, но много по меркам хорошего внутрисистемного транспорта.

Постоянное население

Обеспечить проживание нескольких тысяч человек на всём протяжении медленного космического перелёта система циклеров может гораздо лучше самой большой ракеты традиционной «корабельной» схемы. В космосе, по большому счёту, бессмысленной.

Главное различие циклера с просто космическим городом на другом удалении от центра пояса в том, что его противостоящие точки орбиты – на разной высоте. Одна сильно ближе к Солнцу, другая сильно дальше. Обычно эти точки проходят рядом с крупными населёнными центрами. Циклер может подхватить людей и груз в одной, привезти к другой и там отправить местным транспортом.

Разумеется, из-за движения планет есть моменты, когда циклер сближается лишь с какой-то одной точкой, или вообще идёт между парой совершенно пустых областей космоса. Но занятий ему всё равно хватит.

Многофункциональность циклера

Помимо своей чисто транспортной функции циклер успешно выполняет кучу других задач. Мощная станция-ретранслятор космической дальней связи. Центр контроля безопасности космического движения. Подвижная база малого транспорта, в том числе – аварийно-спасательного и тревожного. Самоходный космический завод, маленький природный заповедник или доступная к выполнению заказов научная лаборатория и центр обработки информации.

В эпоху полноценных разгонных лазеров циклер сравнительно легко и просто обеспечить большой распределённой лазерной батареей и превратить в подвижную станцию полпути для любых грузов на внутренних маршрутах.

Чем больше циклеров на маршрутах – тем проще контролировать и ускорять любое движение в космосе.

Подвижность циклера

Долгий полётный срок циклера – полная ерунда. Главное, что его орбита требует минимальных коррекций, а достраивать циклер, или выводить на тот же маршрут в одном строю его нового соседа можно по мере такой потребности.

Коротких импульсов коррекции после начального разгона уже вполне достаточно, чтобы строй циклеров ходил именно там, где нужно – хоть века, хоть тысячелетия. Получается распределённая мегаконструкция из миллионов сложных подвижных элементов.

Населённых, прибыльных, живучих, способных на саморемонт и самоулучшение элементов!

Корабль поколений ver. 0.1

Да, это он. С легендарными кораблями поколений из фантастики золотого века циклер крайне схож. Ключевых различий три:

Во-первых, циклер легко спасти или покинуть. С него, скорей всего, найдётся куда и на чём спасаться даже своим ходом.

Во-вторых, спасаться в абсолютном большинстве случаев придётся на расстояние полёта до соседа. Парадоксально, что в своих ранних книгах, вроде «Перекати-Стоунов» Хайнлайн значение строя на общем маршруте вполне понимал и качественно обыгрывал, а в классических романах о полётах кораблей поколений на межзвёздные расстояния о настолько простой защите регулярно и массово забывали напрочь.

В третьих, циклер прекрасно интегрирован в живую экономику Солнечной. Чаще всего – ещё и почти в реальном времени, с задержкой в световые минуты.

Экономика циклеров

Чем лучше освоен и заселён пояс астероидов и точки Л4 и Л5 на орбитах планет в системе планета-Солнце, тем чаще маршрут циклера подходит хоть куда-то.

Значимость настоящих больших созвездий циклеров со временем только вырастет. Космическое государство вполне может позволить себе циклическую кочёвку такого рода. Собственное высокотехнологичное производство и закроет внутренние потребности, и обеспечит хороший задел на торговлю с внешним заказчиком.

Торговые перелети-города

Возможность купить в точке отбытия сырьё и комплектующие, обработать за время полёта и продавать в точке прибытия готовые высокотехнологичные изделия сама по себе достаточно привлекательна.

Карта заказов и поставок со временем изменится, но строй циклеров – достаточно большая, сложная и жизнеспособная система, чтобы вовремя адаптироваться к рынку при хоть сколько-то адекватном руководстве.

Балканизация циклеров

Интеграция циклеров в экономику достаточна, чтобы в основных пунктах маршрута их сообщество держало свои разгонные лазерные поля, электростанции, склады и местный космический транспорт. Либо наоборот, чтобы крупные государства сравнительно активно выводили на орбиты циклеры собственного подчинения.

Содружество космических суверенных государств, монархия аристократического типа, мегакорпорация с большим количеством «дочек» или какие-то иные схожие политические сущности смогут практически безгранично наращивать численность подчинённых им субъектов.

Предельные размеры циклеров

Регулируются доступной материальной технологией, как у обычных космических городов. Большой циклер может позволить себе линейные габариты в десятки километров, поля электростанций на обвесе внешнего корпуса и большие решётчатые фермы развитой системы лазерных парусов из тонкой алюминиевой плёнки на всё те же десятки километров линейного размера и многие сотни - площади.

Современная наука допускает, что парус можно сделать магнитоплазменным – и сильно выиграть по массе при той же, а то и большей рабочей поверхности. Вопрос больше в том, готовы ли на местах корректировать орбиту столь большого сооружения чисто количественно. До появления больших солнечных лазеров это может оказаться сложновато.

Решение у этого вопроса больше денежное, чем инженерное, но до поры строй относительно малых циклеров упрямо выигрывает.

Шаг за предел

Полёт экономичной орбитой Гомана к Юпитеру от Цереры занимает почти четыре года. Парадокс космической механики в том, что от Земли этот срок – на год меньше и всего на 5 км/с дороже.

Но это справедливо для низкоэнергетической орбиты Гомана. Циклеры с лазерным разгоном вполне реально запускать и для первоначального заселения системы Юпитера. Запускать сразу в достаточном количестве, чтобы часть затормозить традиционным ракетным способом, перевести на постоянные местные орбиты и сразу превратить в ядро местной базы, основную и вспомогательные электростанции и распределённую систему лазерного старта.

Конкуренция возможна

На той стадии, когда человечество получит в космосе достаточно, чтобы всерьёз осваивать дальние планеты, для начала – хотя бы Юпитер, процесс этот начнётся примерно одновременно в самых разных сообществах. Циклеры пояса астероидов приобретут значение сами по себе, как вся законченная цепочка – от постройки мобильного комплекса на местных заводах до подбора кандидатов из местных же граждан.

Скорей всего к этому времени космические государства по своей активности достаточно заметны, чтобы вести независимую собственную политику – в параллель интересам государств земных. Пояс станет полноценным игроком на политической арене Солнечной. Им он и останется.

Надолго.

Предел заселения

Земля во много раз больше пояса астероидов по чистой массе. Но как жизненное пространство тот пояс на финальных этапах освоения разместит оценочно до квинтиллиона человек живого населения. Это миллиард государств миллиардной численности.

Разумеется, даже при взрывном росте населения Солнечной это дело тысячелетий. Но факт остаётся фактом – говорить о «малозаселённом регионе» бессмысленно. Пояс окажется таким же значимым политически, административно и экономически, что и любой другой крупный регион Солнечной. Пояс окажется настолько же искусственным жилым пространством, что и все остальные. Его развитие окажет действие на всю Солнечную целиком. Его интересы повлекут человечество дальше в деле освоения системы.

И это хорошо!

Глава шестая: Венера и терраформинг

Бесполезная планета

Интерес к Венере фантасты утратили, едва лишь оказалось, что ждать от планеты живописных джунглей с болотами, россыпей экзотических алмазов и смышлёных инопланетных негров совершенно бесполезно.

Сила тяжести на Венере большая, почти как на Земле. С лунами в ближнем пространстве – круглый ноль. Для космического транспорта полёт за местными ресурсами сам по себе выходит сложным и дорогим.

Ну и нафига она такая?

Польза – штука растяжимая

Да, Венера совершенно бесполезна сама по себе. Но есть нюанс! В отлаженной экономической системе ближнего околосолнечного космоса порог освоения нового космического тела заметно меняется.

Срок полёта от Земли к Венере экономичной орбитой меньше пяти месяцев. Срок полёта от Цереры той же орбитой – порядка года и трёх с половиной месяцев. Правда, удобного стартового окна ждать приходится наоборот, год и семь месяцев для Земли и восемь с половиной месяцев для Цереры. Достаточно освоенный пояс астероидов сделает Венеру такой же доступной, что и любое иное тело внутренней системы.

Дешёвый тормоз

На подлёте в полной мере срабатывает тормозной эффект атмосферы. Она у Венеры плотная и заметно экономит рабочее тело при грамотном входе на торможение.

Самой по себе транспортной доступности, конечно мало. Нужно знать, что Венера может предложить, и сколько это стоит!

Вопрос цены

Внешние поставки к Венере из космоса бесполезны на ранней стадии освоения космоса. Слишком далеко. Слишком дорого. Слишком велик размер изначальных поставок.

Для освоенного космоса ситуация меняется. Космическим государствам освоить ещё одну планету выгоднее, чем бодаться на земных рынках с миллиардами конкурентов за те же самые ресурсы. Экономическая выгода заметна даже в эпоху постоянно действующих космических фонтанов и других конструкций с активной электромагнитной поддержкой.

Главное – вовремя

Нужно точно ухватить момент, когда цена космических стройматериалов и техники уже понизилась, заинтересованных лиц уже хватает, а фактические возможности космического транспорта достаточны, чтобы желания соответствовали возможностям.

Иначе высокая прибыль нивелируется высокими же затратами на вход на рынок.

Насколько высоки затраты?

Разведка Венеры

Первичная спутниковая разведка относительно дёшева. Ворох простых одноразовых спутников и ретранслятор данных разведки компактны, их можно забросить к планете в общем рабочем порядке. Если заинтересованным лицам по их прикидкам хватает средств на экспансию, то первым этапом станут несколько тяжёлых навигационных спутников и автоматическая станция заправки и обслуживания. После этого начнут работу планетографические зонды на полярной орбите и станут прибывать грузовики с первыми строительными материалами и техникой для постоянной базы на Венере.

По современным представлениям – сложная и дорогая космическая программа. Для освоенного космоса в системе Земля-Луна – обычное применение науки в коммерческих целях.

Каких именно?

Атмосфера Венеры

Плотная венерианская атмосфера действует как прекрасный бесплатный тормоз. Но это лишь первое достоинство. Сама по себе она и вполне приемлемое жизненное пространство, и ценный ресурс.

Облачные города на удивление жизнеспособны при наличии дешёвого пластика. С момента освоения спутников Марса уже можно всерьёз думать о первых аванпостах на Венере, а ресурсное изобилие Цереры превратит доставку на Венеру достаточного количества строительного материала и готовых сборных модулей в чисто транспортную экономическую задачу.

Атмосферная кладовая

Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа CO2, содержит вчетверо больше азота чем земная атмосфера, диоксид серы, а также целый ворох других интересных газов. Для космической логистики на местных ресурсах в этом списке важны хлорид водорода и фторид водорода. Своё применение отыщут и моноксид углерода, водяной пар и атомарный кислород. Большая часть водорода на Венере связана в серной кислоте и сульфиде водорода.

Аргон, гелий и неон присутствуют в следовых количествах, но тут поможет достаточно отлаженный процесс разделения газов. С ними Венера станет одним из крупных поставщиков рабочего тела ионных космических двигателей высокого удельного импульса. Те очень эффективны внутри зелёного пояса Солнечной до наступления эры дешёвых лазерных парусников. Там ионные двигатели можно питать бортовой солнечной электростанцией вместо атомной.

Главное богатство Венеры – азот. Основа биологического наполнения любого нового жизненного пространства в космосе.

Жизненное пространство

Сила тяжести на Венере почти такая же, как на Земле. Это усложняет логистику до земных расходов на взлёт и посадку, да. Но это же позволяет нормально жить и размножаться в постоянных искусственных обитаемых сооружениях. Тех самых облачных городах, что полвека назад так любили рисовать на обложках научно-популярных журналов.

Удивительно, но факт – они перспективны и реальны!

Летучие сады Венеры

Город-аэростат с обычным земным воздухом обладает достаточной плавучестью, чтобы парить в плотной атмосфере Венеры. Баллонов ему нужно много, ради многократного дублирования и достаточной безопасности. Жизненное пространство такого города по умолчанию превращается в огромный сад.

Тропический климат, открытые бассейны и разнообразие экзотических фруктов прилагаются.

Хотя поначалу, конечно, всё это окажется куда больше похоже на душную пыльную дыру, а начинать работу с жизнеспособностью города-дирижабля придётся с вопросов базовой энергетики.

Солнечная энергетика

Солнце на Венере куда ярче земного, а день куда дольше– буквально сотни земных. На высоте города-аэростата, около 50 километров над поверхностью, густых облаков мало, так что выгодами яркого солнца можно пользоваться в полной мере.

Часть солнечной энергии, конечно, пойдёт на то, чтобы приводить город в движение. Венерианский день очень долгий, сотни земных, но город всё равно должен обгонять ночь, чтобы оставаться живым. Двигаться наперекор ветрам туда, куда ведёт Солнце.

Мощные электромоторы, пропеллеры и вытянутая аэродинамическая форма – самое то, что надо. Пока энергии хватает, город движется, а значит, и живёт.

Экология на облаках

Атмосфера Венеры даст воду на любые городские нужды. Из той же атмосферы возьмут и азот, основу удобрений.

С какого-то момента в облачных городах кроме гидропоники появится и настоящая почва. Чем дольше живёт такой город, тем сильнее он похож на сад – хотя парит над совершенно адскими раскалёнными пустошами с реками перегретой кислоты под чудовищным давлением.

То, что в больших количествах убивает человека раньше, чем он коснётся поверхности, в малых составляет основу жизни и процветания огромного человеческого сообщества.

Атмосферные заводы Венеры

Город в движении работает с атмосферой планеты. Отбирает смесь газов, конденсирует в эффективных мощных холодильниках, и отправляет на разделение и переработку.

Водород и углерод в разных сочетаниях при дешёвом электричестве – основа промышленной доступности метана. Побочный эффект многих процессов разделения атмосферы Венеры на составляющие – кислород.

Метан и кислород – основа местной космической программы с полностью многоразовым химическим ракетным транспортом атмосфера – орбита – атмосфера. Технологии уровня современных земных, просто увеличенные во много раз для более эффективного извоза.

Изменённый углерод

Если прорыв с углеродными нанотрубками случится более-менее в ожидаемых размерах, физические габариты искусственных сооружений Венеры значительно вырастут, и столь же заметно выиграют по своей физической прочности.

В этом случае Венера получает замечательную экономическую возможность экспортировать строительный материал будущего гигатоннами. Углерода в атмосфере планеты хватит на геологические эпохи самой активной эксплуатации.

Но до поры можно обойтись и уже доступными человечеству технологиями.

Летающий космодром

Площадка нескольких километров радиусом с полями солнечных электростанций по краям и баллонами в основании при достаточном развитии космических технологий может запускать и принимать несколько ракет одновременно.

Точность автоматической посадки очень быстро позволит сажать их в в пусковые шахты большого диаметра и закрывать герметичными крышками. Возможность убрать ракетный паром с поверхности значительно упрощает любые обслуживание, подготовку к запуску, разгрузку и погрузку.

Толстобокая двухступенчатая бочка на тысячу и больше тонн полезной нагрузки выглядит обычной рабочей лошадкой такого космодрома. Чего-то похожее на Земле чертили на кульманах ещё в 1960-ые титаны бумажной космонавтики вроде легендарного Филиппа Боно.

Позже транспорт атмосфера – орбита – атмосфера можно сильно оптимизировать.

Бифростский мост

Избыток дешёвой энергии позволяет мощную распределённую систему лазерного старта даже в атмосфере. Да, использовать лазерные паруса с малым постоянным ускорением реально только в космосе. Но в атмосфере пучок лазерного света на рабочей камере даёт химическому двигателю фактическую эффективность атомного. Повышает удельный импульс ракеты как минимум вдвое относительно химической, но сохраняет высокую тягу.

Лучи концентрируются на баллистической ступени от момента взлёта до момента прибытия на орбиту. Там ступени разделяются, и полезная нагрузка отправляется дальше, а многоразовая ступень парома опускается назад – столь же эффективно, да ещё и с активным воздушным торможением в плотной атмосфере. Тысячетонная конструкция из корабельной стали опустится настолько же мягко, как и малые современные аналоги.

Вопросы местного транспорта решат грузовые дирижабли большого размера.

Дирижабли Венеры

Любые исследования дирижаблей на Земле безжалостно свидетельствуют, что если нужно взять побольше и отправить подальше, то лучший выбор – морской флот. А если нужно побыстрее, то реактивный или хотя бы турбовинтовой, самолёт.

Но дирижабль имеет два больших достоинства. Во-первых, он теоретически может работать на солнечной энергии столь же хорошо, как и облачный город – хотя его бортовая электростанция, конечно, гораздо скромнее.

Во-вторых, дирижабль при катастрофическом отказе питания или поломке двигателей сохранит плавучесть. Его с большой вероятностью успеют спасти, или хотя бы снять людей.

По совокупности достоинств

Большие размеры подразумевают и достаточно большую, в единичные месяцы, автономность – по удивительно низкой цене. Дрейфовать в ожидании спасения можно сравнительно долго и сравнительно комфортно. Есть шанс успеть выполнить какой-никакой ремонт силами экипажа.

Малопопулярный на Земле транспорт имеет все шансы стать основным на Венере.

Самолёты Венеры

Разумеется, в плотной атмосфере можно гонять и привычные самолёты и вертолёты. Это повышает риск, но сулит выгоды по срокам перелёта. Самые разные беспилотники и телеуправляемые машины с эффектом присутствия могут стать повседневной реальностью местных условий.

Облачные города при необходимости разойдутся на большое расстояние, но сохранят высокую транспортную связность и малые сроки доставки грузов. Такова польза от эффективной скоростной авиации.

Но это всё глубоко в гравитационном колодце планеты.

А что там наверху?

Станция Венера

Первоначальная заправочная станция удивительно скромна, и обслуживает в основном спутники. Её задача – скорее заинтересовать дополнительных инвесторов результатами спутниковой разведки, чем работать полноценным транспортным узлом.

Вопросы управления, связи и наблюдения за планетой решают мощные, но сравнительно компактные спутники. На первом этапе застройки атмосферы обойдутся без крупных орбитальных сооружений вообще.

Полёт в одну сторону

Заброска оборудования и ранних атмосферных строительных площадок на первом этапе освоения планеты идёт строго вниз. Транспортные капсулы заходят в атмосферу, тормозят и выпускают на волю дирижабли-буксиры. Те раскладывают внутренний каркас, надувают баллоны, запускают бортовые электросиловые установки и переходят в свободный полёт.

Некоторые из этих дирижаблей работают станциями-ретрансляторами и центрами управления. Остальные выполняют главную задачу – сбор и монтаж аэростатов первого атмосферного города в единое целое.

Базовые модули

Электростанции, пусковая на сравнительно малые танкеры и метан-кислородный заводик решат главную задачу первого этапа освоения планеты. Создадут постоянно действующую местную химическую заправку.

Местная пара метан-кислородного топлива удешевит транспортный поток. Сравнительно дорогие большие ракеты-контейнеровозы смогут возвращаться обратно на местном топливе. Освоение местной системы резко упростится.

Второй этап освоения

Заброска новых сборных модулей безлюдных атмосферных заводов позволит гонять на орбиту первые газовые танкеры с другим содержимым – азотом и благородными газами. То есть, питать двигатели сравнительно мощных ионных транспортов космос-космос.

До появления над Венерой больших орбитальных городов ещё нужно дожить. Электромагнитные катапульты и лазерные разгонные батареи космического базирования изрядно задержатся.

Выгода ионных двигателей в том, что внутри зелёного пояса Солнечной они вполне уверенно себя чувствуют на питании от солнечных электростанций, и обеспечивают крайне высокий, десятки тысяч секунд, удельный импульс. Это на два порядка лучше химического двигателя и вполне достаточно, чтобы получить энергетику перелёта уровня ранней катапультно-лазерной разгонной схемы.

Этап самоокупаемости

Венера останется дорогой в транспортном смысле планетой очень и очень надолго. Это факт. Но факт и то, что её запасы азота можно поставлять в космос в практически любых количествах. Раннее заселение космического пространства от этой «газовой трубы» выиграет столько, что процесс можно наращивать в любых физически доступных на этой стадии развития пределах.

Венерианские ресурсные богатства достаточны, чтобы пересесть с иглы главного экспортного ресурса на достаточно широкий ассортимент химических веществ и вторичных товаров на их основе.

Венера имеет все шансы на звание одного из самых крупных химических заводов внутренних планет Солнечной.

Околопланетная инфраструктура

Вокруг планеты за тысячелетие экономического развития вырастет достаточно сложная космическая инфраструктура. Постоянные города в точках Лагранжа обеспечат контроль и обслуживание транспортных потоков. Достаточное количество атмосферных городов сможет поддерживать лазерные паруса в ближнем космосе даже на орбитах низкой стабильности.

У Венеры отсутствует луна, поэтому кластер искусственных сооружений в районе второй точки Лагранжа системы Венера-Солнце кажется привлекательным решением. Эта точка обладает малой стабильностью, но гораздо ближе к планете, чем точки Лагранжа четыре и пять на её орбите.

С другой стороны, комбинация мощных лазерных батарей на планете и парусов достаточна, чтобы удерживать посёлки на местах. Это чисто количественное решение на известной человечеству энергетике. От крупных прорывов техники оно может выиграть, но в первые тысячелетия можно обойтись и без этого.

Обручение с Венерой

Кольцо вокруг планеты затруднительно строить на местных ресурсах, поскольку для этого придётся спускаться в кислотный ад на поверхности. Насколько керамическая облицовка местного космического фонтана вообще окажется стойкой к жуткому давлению, высоким температурам, сильным ветрам и кислотным грозам – вопрос полемический.

Ещё больше гипотетическое строительство осложняет местная тектоническая активность. На Венере слишком много активных вулканов. Поиск стабильного региона для строительства запросто может сам по себе растянуться дольше, чем полноценное освоение и заселение атмосферы и ближнего космоса планеты.

Ранняя постройка такого сооружения выглядит бессмысленно тяжёлой и преждевременной задачей. Обходиться без него придётся долгие века, а то и тысячелетия.

Важное уточнение

Ранние телеуправляемые механизмы для работы на поверхности Венеры теоретически возможны. Они сложные, в основе конструкции больше электромеханики с гидравликой, чем электроники, а управляющий компьютерный блок или человек-оператор действуют из комфортных верхних слоёв атмосферы или с орбиты.

Зато даже в перегретом кислотном аду такие удалённые манипуляторы проработают вполне приемлемые сроки, без малейшего участия человека. Этого теоретически достаточно, чтобы при должном совершенстве технологий вести добычу под облачными городами и отправлять грузовые контейнеры вверх как обычные аэростаты – пусть и сделанные из очень стойких по земным представлениям материалов.

Этот ручеёк физических поставок сильно ограничен, страдает от венерианской ночи, требует мощных атомных реакторов и по своему масштабу заметно скромнее, чем полноценный рабочий космический лифт. На достаточное увеличение масштаба добычи запросто уйдут те же века, что и на Земле.

Заграница нам поможет!

Космические источники снабжения позволят закинуть достаточно строительного материала и дроби, чтобы строить первое, самое маленькое и простое, орбитальное кольцо Венеры с активной магнитной поддержкой на привозных ресурсах и местном пластике.

Поначалу оно станет довольно бледным подобием земного, но даст основные выгоды мегаконструкции подобного рода. Это избыток солнечной энергии, дешёвый быстрый транспорт над планетой, какое-никакое постоянное жизненное пространство, а главное – всё новые и новые поля распределённых лазерных батарей для лучшей транспортной связности в системе.

Терраформировать Венеру?

Местная сила тяжести куда приличнее марсианской. На поверхности – 90% земной. Предложение терраформировать хоть одну планету Солнечной звучит печально часто из самых разных пропагандистских утюгов верных приверженцев идей 1960-ых.

Факты безжалостно свидетельствуют, что если в Солнечной и есть хотя бы одна планета, с которой имеет смысл реально хотя бы пытаться заморочиться на терраформинг, это именно Венера.

Увы, даже здесь есть свои подводные камни.

Проблема температуры

Одна из самых простых местных проблем. Её решение чисто количественное. Достаточно большой зонтик между планетой и Солнцем решит вопрос избытка света на поверхности.

Спутники-статиты очень лёгкие. Они удерживаются комбинацией притяжения к Солнцу и давления света на их поверхность. В первой точке Лагранжа системы Венера-Солнце они блокируют часть света на планете. Та начнёт остывать.

Разумеется, с исходных +462 градусов Цельсия на поверхности затянется этот процесс где-то на пару веков.

Проблема магнитного поля

Венера имеет очень слабое магнитное поле. Для выполнения нужной работы его попросту мало. Полезных задач у хорошего магнитного поля две. Во-первых, оно защищает от радиации. Во-вторых, оно удерживает атмосферу на месте.

Солнечный ветер эффективно выбивает частицы из атмосферы и выносит их в космос. Сильное магнитное поле отклоняет поток заряженных частиц солнечного ветра до того, как он ударит в атмосферу Венеры и начнёт отрывать её за пределы гравитационного колодца.

Любая терраформированная атмосфера без сильного магнитного поля обречена на быстрое (длиной в геологические эпохи) рассеивание в пространстве.

Проблема вращения

Теоретически можно получить нормальную земную продолжительность дня за счёт искусственной раскрутки Венеры. Практически для этого понадобится мощное воздействие на протяжении долгого времени. То есть, массовое строительство экваториальных разгонных механизмов на поверхности. Совсем как орбитальное кольцо, но гонять через себя им придётся мегатонны и гигатонны физической материи в секунду.

Гонять очень долго – суммарные энергозатраты в джоулях на раскрутку Венеры до нужной скорости записываются жуткой единицей с 29 нулями.

Горизонт планирования

Когда фактическая промышленная мощь человечества позволит такое сооружение и такую энергетику, нам сейчас можно только гадать. Остудить планету нужно раньше, чем заниматься подобным строительством. Где взять достаточно энергии на всю эту роскошь – тоже вопрос достаточно пикантный.

Эффективная термоядерная энергетика тут весьма уместна.

Жаль, что она задерживается.

Проблема атмосферы

Азот на Венере свой. Углекислый газ при достаточной проморозке (до -80 Цельсия) осядет на поверхность снегом. Кислотные дожди из атмосферы сконденсируются и тоже замёрзнут. На всех этих грудах ядовитого льда в искусственных сумерках придётся строить новые посёлки.

Место атмосферной тропической жары займёт в буквальном смысле этого слова арктический холод.

С одной стороны, это позволит наконец-то построить большие активные электромагнитные космические фонтаны до околопланетной ближней орбиты. С другой – потом всё равно придётся вывозить невообразимое количество тонн самой разной химической дряни. Поколение за поколением, век за веком, тысячелетие за тысячелетием.

Объём ресурса

В пересчёте, масса атмосферы Венеры – одна десятитысячная масса планеты. Вроде и мало, но это половина всей массы Цереры или примерно одна шестая массы пояса астероидов. Всего пояса, целиком.

Лишь после того, как основная часть этой массы покинет Венеру, можно немного повысить температуру обратно и начать экспериментировать с полноценным терраформированием некогда раскалённой и насквозь отравленной планеты.

И да, вода, а точнее водород, на этот процесс нужна привозная – теми же самыми миллиардами тонн.

Итого

Хотя терраформирование Венеры само по себе теоретически возможно, говорить о нём в ранние тысячелетия освоения Солнечной попросту бессмысленно. Главное достоинство этой планеты в том, что она может дать такая, какая есть.

Это в корне расходится с традиционным взглядом фантастов прошлого тысячелетия, но фактическое освоение Венеры экономически оправдано и жизнеспособно.

Да, массовый бытовой миф о таком освоении ложен полностью.

Ну и что?

Глава седьмая: Меркурий и Солнце

Камень за порогом

Чистое полётное время экономичной орбитой к Меркурию достаточно мало. Для Земли – скромные три с половиной месяца. Пусковое окно дешёвой орбиты Гомана открывается часто, примерно каждые четыре месяца. Для пояса астероидов полётное время составит около года, но пусковое окно доступно каждые три месяца.

Вроде бы рукой подать?

Порог вхождения

Увы, без достаточно развитой космической инфраструктуры шансы Меркурия на освоение минимальны. Какие-то научные экспедиции проведут, как и предварительную разведку богатых месторождений с орбиты. Старательно пересчитают глубокие кратеры с постоянно затенённым дном. Составят подробную карту поверхности и наиболее доступных месторождений.

Но что дальше?

Есть чо?

Кроме повсеместно распространённых кислорода и кремния, Меркурий богат металлами. В том числе редкоземельными металлами и радиоактивными элементами. Поэтому, сравнительно маленькая планета обладает тяготением в 0,38g – почти как на Марсе.

Солнечный ветер постоянно обдувает Меркурий разреженным потоком водорода и гелия. В постоянно затенённых кратерах всё так же как на Луне под слоем грязи скучает в ожидании хозяина водяной лёд. Температура в тени падает на Меркурии до -173 градусов Цельсия, этого вполне достаточно, чтобы лёд уцелел.

Полуденный зной

Температура на поверхности скачет до +427 градусов Цельсия, почти как на Венере. Длится это весь долгий меркурианский день – 176 земных.

Но это значит, что на гребнях полярных кратеров Меркурия всё так же хорошо с дешёвой и доступной солнечной энергией, как и на Луне. Поток света настолько близко к Солнцу куда мощнее, чем в околоземном космическом пространстве.

Есть, правда, и отрицательная сторона.

Радиоактивный ад

Заряженные частицы солнечного ветра требуют хорошей защиты. Любым проектам космических долговременных сооружений на Меркурии и рядом с ним придётся это учитывать.

На поверхности зарыть автоматическую базу в грунт, а лучше в склон достаточно большого кратера, сравнительно легко. На орбите придётся сначала перекидать с поверхности достаточно материала.

Экономические границы доступности

Тяготение Меркурия играет против его быстрого освоения. Даже самые ценные редкоземельные металлы придётся закидывать на орбиту. Сила тяжести в два с половиной раза выше чем на Луне при всех лунных проблемах задирает минимальную цену любого эффективного решения на местных ресурсах. Хотя по многим пунктам оно всё же остаётся чисто количественным.

На Меркурий придётся очень много всего привезти лишь затем, чтобы начать работать. Вроде бы очень богатая планета, куда в золотую эпоху фантастики регулярно отправлялись за промышленной мощью, в реальности имеет на первых этапах освоения космоса примерно тот же относительный набор проблем доступности, что современные нам пыльные духовки почти безжизненных пустынь.

Да, в долгосрочной перспективе Меркурий гораздо полезнее, чем поначалу.

Задел на будущее

Избыток металла и кремния на Меркурии – вероятная основа масштабного строительства ближнего энергетического пояса Солнца.

Первые этапы масштабного околосолнечного строительства – основа так называемого роя Дайсона. Виртуальной сферы вокруг Солнца, которая предельно эффективно использует солнечные энергию и материю. В конце многих веков строительства рой Дайсона собирает абсолютное большинство дешёвой энергии солнца. Его ближние к Солнцу элементы могут эффективно добывать солнечную материю, чем окончательно решат вопрос базового ресурсного изобилия в системе.

Сроки и планы

Строительство это, даже с взрывным ростом космического населения, дело скорей геологических эпох, чем просто тысячелетий, а на строительный материал по ранним подсчётам понадобится масса Юпитера, самой тяжёлой планеты Солнечной. Целиком. Всего Юпитера.

Что же реально успеть до начала этого светлого высокотехнологичного будущего?

Зона комфорта

Бытовой миф о Меркурии гласит, что там очень жарко. Но есть два нюанса. Во-первых, на поверхности Венеры жарче. Её плотная атмосфера греет всю планету, даже ночью. Во-вторых, ночь Меркурия очень даже холодная.

А главное, скорость движения терминатора – полосы сумерек между ночью и днём – очень маленькая. На экваторе Меркурия – 3,6 километра в час. При некоторой физической подготовке можно обогнать терминатор пешком даже в скафандре.

Колёсный и гусеничный транспорт, даже самый капитальный, вполне сумеет держаться в безопасности сколь угодно долго, пока остаётся на ходу.

Длина маршрута

Чем ближе к полюсам, тем ниже скорость обгона терминатора. На широте в шестьдесят градусов можно ехать вдоль параллели вдвое медленнее. На широте в семьдесят шесть градусов – вчетверо медленнее.

Подвижную электростанцию можно отправить немного ближе к дневной стороне, чтобы зеркала на её мачтах ещё ловили свет. Это позволит ехать по цене электричества всему каравану. Гораздо дешевле, чем за расход любого, даже самого эффективного, топлива.

Комфорт – понятие относительное

Даже в идеальном расположении посреди сумеречной зоны, фактическая освещённость и температура сильно зависят от положения Меркурия относительно Солнца. Расстояние это очень сильно разнится в зависимости от времени года. На максимальном удалении Меркурий получает на треть меньше света, чем на минимальном расстоянии от Солнца.

В результате, полоса умеренной температуры и освещённости довольно сильно меняется.

Дорога сумерек

Большой и сложный подвижный добывающий комплекс может двигаться от месторождения к месторождению в полосе сумерек, начинать работу ещё на морозе, и заканчивать, когда жара даст о себе знать

С машинкой-харвестером, вроде той смешной кучки пикселей из ранних компьютерных игр, у этого мобильного роботизированного комбината окажется примерно столько же общего, сколько у жилого квартала с будкой охранника.

Холодный подвал Меркурия

Даже в раскалённой духовке так близко к Солнцу достаточно толстый слой грунта прекрасно изолирует от лишнего тепла. На Земле хватит зарыться на считанные метры, чтобы выйти на глубину с примерно одинаковой годовой температурой.

На Меркурии понадобится рыть тот ещё заглублённый бункер, на десятки метров вниз, но решение сработает и там. При реальной потребности отстроить долговременную стационарную базу, её можно себе позволить. Из-за местной силы тяжести она вряд ли пригодится людям для жизни, но ценную технику в случае поломок можно эвакуировать на сравнительно защищённые стоянки и нормально восстанавливать на уровне заводского ремонта вместо полевой замены крупных блоков.

Для тех, кому такой гараж дороговат, есть и альтернативное решение.

Дом на опорах

Даже на раскалённом Меркурии тень заметно понижает местную температуру. Если приподнять на сравнительно тонких, прочных и хорошо изолирующих тепло опорах основной защищённый объём, а сверху накрыть его достаточно большим зеркальным навесом, то в тени средняя температура значительно упадёт. Опоры удерживают температуру в обе стороны, поэтому в защищённом объёме тепло ночью (в том пределе, в каком его отапливают) и прохладно днём (хотя он всё равно греется).

Планетарная логистика

Цепочка стационарных баз любого типа позволит растянуть основную инфраструктуру Меркурия от полюсов до экватора и создать несколько поясов технических станций обслуживания и ремонта. Основу масштабной добычи ресурсов, переработки сырья и промышленности.

Печи сумерек

Металлургия на основе солнечных печей работает на Меркурии гораздо лучше, чем на Луне. Близость к Солнцу имеет значение. Но при этом – большая роскошь для космоса – буквально в нескольких часах поездки уже холодно как в хорошем промышленном холодильнике, и можно эффективно выводить лишнее тепло в окружающую среду.

Очень удобно для местной ресурсной индустрии и химической промышленности.

Поверхность-орбита

Для перехода на орбиту с поверхности требуются достаточно скромные 3 км/с. Хотя Меркурий находится близко к Солнцу, и полёт от него к другим планетам сравнительно дорог, транспортная связность местной системы высока. После инвестиций в любую разновидность местного космического транспорта освоение ближнего пространства Меркурия заметно подешевеет.

Одним из таких решений вполне можно считать очень длинную электромагнитную разгонную трассу.

Катапульта Меркурия

Избыток дешёвой энергии позволяет разгонять грузовые капсулы практически без трат рабочего тела. Чем длиннее экваториальная разгонная трасса, и чем лучше её получается защищать от местных перепадов температур, тем разгон эффективнее.

Для разгона грузов до тех примерно трёх километров в секунду с достаточно скромным ускорением её нужно сделать в сотни километров длиной, но в целом – ничего выдающегося. Чисто количественная задача.

Космические фонтаны Меркурия

Опорные башни с активной электромагнитной поддержкой на Меркурии вполне эффективны. В полярных регионах Солнце для них светит просто всегда.

На поздних этапах освоения планеты местный добывающий комплекс очень быстро позволит строить достаточно большие орбитальные кольца. С ними строительные материалы отправятся в ближний космос буквально мегатоннами.

Вопрос масштабов

Современная Земля производит около миллиарда тонн стали в год. Конечно, многое отправляется в переработку снова и снова, металл в этом смысле штука достаточно послушная, но порядок цифр именно такой.

Меркурий свободно позволяет вести активную добычу в сто раз большего количества металлов.

Сто миллиардов тонн в год!

Это число, хотя и очень большое, куда скромней, чем кажется. Счёт космического населения вместе с Землёй придёт к сотням миллиардов человек достаточно быстро. С изрядной вероятностью за единичные века с момента начала взрывного освоения космоса.

Но понадобится около миллиарда лет подобной эксплуатации Меркурия, чтобы его масса упала в инструментально наблюдаемых параметрах на процент-другой.

Сто миллиардов тонн в год по космическим меркам – очень мало!

Освоение без заселения

Как и в случае многих других тел Солнечной, Меркурий очень плохо годится для жизни человека. Да, глубокий бункер гарантирует защиту от солнечной радиации и достаточно комфортную температуру, до идеальной комнатной включительно. Хотя пессимисты обоснованно полагают, что потратиться на активный теплоотвод всё равно придётся.

Увы, сила тяжести, одновременно слишком маленькая, чтобы нормально размножаться, и слишком большая, чтобы строить большие жилые объёмы вращения, делает заселение самого Меркурия почти бессмысленным занятием.

Пронзающий мрак

Гипотетическое решение вопроса эмуляции земной тяжести есть – достаточно большой поезд с вагонами размером с хороший дом каждый запросто можно отправить гонять в тоннеле под землёй слегка под углом по закольцованной трассе. В этом безумном высокотехнологичном аналоге беличьего колеса рабочая смена местных операторов и администраторов сможет относительно комфортно прожить весь срок дежурства.

Так получится обойтись без многочасовых утомительных занятий физкультурой, приёма всяких сомнительных препаратов с мощными побочными эффектами согласно постоянному наблюдению врача, и долгого реабилитационного периода.

Правда, это решение всё равно проигрывает куда более очевидному.

Города на орбите

Материальная защита в такой близости от Солнца требуется основательней, чем в системе Земля-Луна, но промышленно освоенного Меркурия для такой стройки достаточно.

Космический город над Меркурием по комфорту для его жителей совершенно такой же, как и в любом другом уголке Солнечной. Он тратит больше материала на массивную защиту и системы излучения тепла, но сильно выигрывает по мощности электростанций.

Государства Меркурия смогут позволить себе практически любое энергоёмкое производство. Выгоднее, чем в любом ином уголке Солнечной.

Местный дефицит

Да, на Меркурий нужно завозить промышленные количества дефицитных ресурсов. Но его местное изобилие дешёвой энергии позволяет гонять даже очень дорогие химические циклы. Из местных пород можно выделять даже следовые количества редких для местной системы элементов. Это сильно экономит расходы на закупку привозных ресурсов со внешних планет Солнечной.

Космические города Меркурия станут естественной ступенькой освоения материальных богатств Солнца.

Большой солнечный лазер

Распределённый массив разгонных лазеров – очень выгодная конструкция внешнего привода космического транспорта. Возле Солнца, где много дешёвой энергии, кажется вполне логичным и естественным построить огромные поля таких лазеров.

Индивидуальная единица лазерного массива сравнительно мала. В теории её можно делать как статит – разновидность спутника, которую удерживает на месте комбинация солнечного притяжения и солнечного ветра.

Преимущество статита в том, что он висит без движения и гарантирует поток лазерного излучения высокой точности в пределах определённого сектора орбиты.

Привычное решение

Разумеется, можно пользоваться и лазерной станцией традиционного орбитального типа. Меркурий станет удобной базой снабжения таких распределённых систем и позволит заметно увеличивать их физический масштаб и количество.

Вместе «лазерные звёзды» Меркурия смогут менять орбиту любого космического парусника фактически в любых пределах. Ограничением станут в основном физический размер лазерного паруса и эффективность теплоотвода с его поверхности.

Без пяти минут Кардашев-II

Разумеется, по-настоящему большой солнечный лазер строится в атмосфере Солнца и пользуется ей как рабочим телом. Его физический размер можно нарастить до многих тысяч километров и получить стабильный мощный луч буквально межзвёздной дальности.

Но до этого ещё нужно дожить. Количественное решение такого строительства очень дорого, качественное требует серию научно-технических прорывов сразу во многих смежных областях. Предсказать его дату и фактические возможности доступного из нашего здесь и сейчас затруднительно – только общие идеальные границы физически возможного.

В пределах разумного

До поры стоит ограничиться сравнительно малыми солнечными лазерами. Эффективной комбинации солнечной электростанции, лазерного паруса, излучающего радиатора, многих волоконных лазеров, индивидуальных микроприводов точной наводки и компьютерной системы управления по силам очень многие транспортные задачи.

Системы такого рода уже достаточно, чтобы резко упростить любое местное прибытие и отбытие беспилотных контейнеровозов и другого космического транспорта. Наращивать её габариты можно очень долго, а значит и транспортный поток в обе стороны растёт в меру потребности.

Парадокс разгона

Меркурий очень быстро крутится вокруг Солнца. Удобные стартовые окна из его ближних космических окрестностей доступны куда угодно каждые три-пять месяцев. К дальним планетам чаще, к ближним реже.

В комбинации с мощными разгонными лазерами можно набрать скорость для полёта очень быстро и очень дёшево. Конечно, полёт до Юпитера всё равно займёт годы, но странный на первый взгляд бильярдный удар «пояс астероидов – Меркурий – Юпитер» короче прямого вылета к Юпитеру с Цереры на верных полгода.

С того момента, как на манёвре возле Меркурия появляется возможность направить хороший лазерный поток в паруса и дополнительно ускорить транспорт, полётное время экономится ещё больше. Чем выше энергетика орбиты, тем чаще и шире открываются стартовые окна.

Вопрос безопасности

Частые упоминания мощных космических лазеров и двигателей постоянного ускорения наверняка вызвали у многих читателей обоснованные подозрения. Особенно у тех, кто помнит, что лучший космический двигатель на любой произвольный момент времени есть лучшее доступное оружие на тот же момент времени. Это действительно так, и отрицать это бессмысленно.

Только вот стоит помнить, что именно военная составляющая – исторически двигатель взрывного прогресса в любой прикладной области. Коллективную безопасность гораздо проще строить на эффективном взаимном контроле и обоюдном присутствии, чем на бессмысленных запретах.

Их всё равно проигнорируют, как это уже случилось в двадцатом веке с ядерным оружием.

Национальный контроль

Активное освоение ключевых регионов космоса – да, вроде Меркурия – пойдёт в исполнении большинства исторических земных держав ещё и потому, что это ключевой вопрос безопасности.

Если на опасных техногенных объектах дежурит большая многонациональная смена, в том числе силовики и безопасники, объект куда сложнее захватить, подчинить и применить на поражение.

Даже в случае успешного захвата, времени на реакцию охранителей хватит. Космос прозрачен для наблюдения. Сигнал тревоги всегда быстрее снаряда-убийцы под лазерным парусом.

Защита децентрализацией

Лазер достаточно быстро теряет фокус и поражающие свойства. Яркость луча на цели естественным способом ограничивается тем, что единичная «лазерная звезда» – разгонная лазерная станция возле Солнца – попросту слишком мала, чтобы нанести успешный лазерный удар в пределах расстояния между орбитами хотя бы двух самых близких планет.

Для этого нужна единая работа всего массива под компьютерным управлением. Виртуальный лазер космического размера.

Внутренняя безопасность

Контролировать все лазерные станции одновременно вряд ли получится. А вот поймать от них лучевой удар на подавление единичной захваченной «лазерной звезды» куда проще, и нужная яркость луча на критических элементах станции достигается куда раньше, чем снаряд успеет набрать достаточную скорость.

К догоняющему удару избыточной мощности контейнер-убийца тоже вполне уязвим – его паруса можно частично сжечь и успешно отклонить с курса разгоном того, что осталось.

А теперь, снова о хорошем.

Солнечная шахта 0.1

Примерно настолько же скромная, простая, и парадоксально мощная, что и ранний солнечный лазер. Достаточно сильные электромагнитные воронки можно использовать, чтобы повысить входящий поток солнечного ветра на полюсах Меркурия. Создание мощного искусственного магнитного поля – штука сложная, но при избытке дешёвых солнечных электростанций – вполне реальная. Чем лучше технология и чем шире воронка, тем лучше результат.

Часть солнечной материи вместо бессмысленного разлёта по внутренней Солнечной отправится в работу приёмных станций Меркурия. Да, отправится по цене электричества. В основном солнечный ветер составляют лёгкие элементы, но солнечный водород с местным кислородом вместе превращаются в обычную воду, а та на сравнительно бедном льдом Меркурии пригодится всегда.

Солнца хватит надолго!

Общая потеря солнечной массы – что-то между одним и двумя миллионами тонн в секунду. Это и водород с гелием, и куда более интересные для народного хозяйства кальций, азот, кислород, неон, магний, кремний, сера и железо. Суммарно каждые примерно 150 миллионов лет набегает одна полная масса Земли. За время существования нашей звезды солнечный ветер унёс одну сотую процента её массы.

Собирать хотя бы часть этого дарового богатства станциями около Солнца, которые и так придётся строить ради чисто транспортной связности в освоенной системе, попросту выгодно.

Солнце теряет – люди находят!

Главная проблема Меркурия

Фантасты. Я серьёзно. Сто лет назад, когда любая планета Солнечной кроме Земли считалась эдаким космическим материком, на котором живут смешные космические жукоглазые индейцы со щупальцами, написать что-то интересное про Меркурий казалось достаточно простым и быстрым занятием. Сядьте поудобней, откройте моче доступ к мозгу, положите руки на клавиатуру, и вот к вечеру новый рассказ готов.

Чем ближе к нашим дням, тем фрагментарнее становились представления фантастов о настоящей живой Солнечной, и тем хуже они понимали, что интересное вообще можно с ней сделать. Писателей уровня хотя бы Джона Си Райта даже на западе с его на порядки более широкой творческой базой удивительно мало даже сейчас.

Хотя фактический простор для творчества главная промышленная топка и местный грузовой вокзал Солнечной открывают широчайший. Вот что тут можно сказать по этому поводу? Лишь одно:

Аффтар, жги!

Глава восьмая: Луны Юпитера

Вопросы целесообразности

Да, осваивать и заселять космос выгоднее, чем планеты. Мелкий гравитационный колодец всегда гораздо выгоднее глубокого. Освоение большинства планет Солнечной осмыслено только после того, как на лунах внутренней системы и астероидах появятся хотя бы крупные промышленные базы.

Но есть в этом правиле и приятные исключения. Большие системы лун планет-гигантов.

Бесполезный Гаргантюа

Юпитер – великан Солнечной. За миллиарды лет формирования системы он сожрал основную массу лишней материи и уснул на боку. Его гравитационный колодец делает любую работу с планетой совершенно бессмысленной очень и очень надолго.

Но – именно в такой формулировке!

Мощь человечества

Термин «навсегда» для гипотетических возможностей достаточно развитой космической цивилизации теряет смысл. Любая работа с материей, даже в таких больших размерах, это вопрос того, сколько энергии человечество готово на это потратить.

Даже при взрывном освоении Солнечной и ожидаемых технических прорывах, работа с планетой-гигантом такого размера – вопрос будущего. Великий мастер золотого века фантастики Артур Кларк приравнивал власть достаточно развитого технически человечества над вселенной к магической. Такой статус ещё нужно заслужить.

Но что люди могут до выхода на второй уровень могущества цивилизации по шкале Кардашева?

Кардашев-I и луны Юпитера

На шкале Кардашева первый уровень отвечает за освоение человеческой цивилизацией промышленной энергии в размерах потока от Солнца на Землю. Современное человечество, освоив без единого качественного прорыва зелёный пояс Солнечной уже может постучать в этот предел снизу.

Значит, достаточно освоенная сфера Хилла в системе Земля-Луна и ранние космические поселения на телах подальше с должной оптимизацией возможностей уже попадут в окрестности честной единицы по Кардашеву.

Куда раньше этой стадии транспортная связность и ресурсное изобилие большой системы лун становится ценностью для заселения само по себе. Пригодится она и в прагматическом смысле и для чисто художественной игры разума.

Внутренняя логистика

Экономичная орбита Гомана в системе лун Юпитера удивительно доступна. Полёт с тихой гавани Каллисто до радиоактивных айсбергов Европы – меньше 4 км/с. До горячего в любом смысле ада Ио – чуть больше шести. До Ганимеда – около двух с хвостиком. Полётные сроки измеряются в единичных днях и все короче недели.

Получается очень высокая транспортная связность и высокая доступность местных ресурсов любого типа.

Большая редкость для нашей Солнечной!

Большая четвёрка

Ганимед, Каллисто, Ио, Европа – четыре самых больших луны Юпитера. Они разом наделены и достаточно большим запасом полезных ресурсов, и низкой ценой перелёта, и стратегическим расположением в системе.

Конечно, есть у этих лун и проблемы.

Большие проблемы.

Радиоактивный ад

Юпитер обладает сильным магнитным полем. Это порождает мощные потоки заряженных частиц в его ближних окрестностях. Ранние астрономические приборы с плохой защитой там просто горели от нагрузки – буквально.

На поверхности Европы человек без защиты получит современную пожизненную радиационную норму космонавта в пределах десятков минут. В пределах часов – радиационную болезнь. За сутки покойник гарантирован. Вопрос лишь в том, насколько быстро наступят отказ высшей деятельности организма и смерть.

Это удорожает защиту промышленных и жилых объектов ближе к Юпитеру. Но есть и хорошие новости – самые удобные ворота доступности лун Юпитера расположены на безопасной орбите!

Вторая первая

Каллисто размером почти с Меркурий, но её масса втрое меньше. Тяжёлых металлов и химических веществ в составе этой луны сравнительно мало. Главное достоинство этой луны –астрографическое:

Её орбита пролегает за пределами основных радиационных поясов Юпитера, на большом удалении от планеты. Любое космическое поселение в этом уголке Солнечной заметно выиграет по цене защиты космического города от суровых местных условий.

Вопрос масштабов

Четыре самых больших луны Юпитера по массе ближе к маленькой планете, чем к астероиду. Сам Юпитер по размерам близок к маленькой звезде. Говорить о каком-то скором исчерпании местных ресурсов, даже при взрывном росте населения местной системы, бессмысленно.

Суммарно земной науке сейчас известно 69 относительно крупных лун Юпитера и достаточно убедительная местная система колец. Есть все основания полагать, что перспективных малых тел в системе очень и очень много.

Но при этом – все они соседи!

Задержка связи

Местная задержка связи близка к информационной связности в системе Земля-Луна. Единичные секунды. Внутреннее сообщество Юпитера обладает по космическим меркам очень высокой скоростью обмена информации. Для сравнения, в поясе астероидов отправка сигнала на его другую сторону займёт больше часа, с помощью нескольких промежуточных ретрансляторов.

В системе лун Юпитера вполне реально создать хотя бы единую информационную систему – и резко выиграть что экономически, что административно, что политически. Когда великие фантасты XX века уровня Альфреда Бестера описывали космические правительства внешних планет экономическими конкурентами внутренней системы, главное достоинство местной системы они ухватили абсолютно точно:

Эффективное управление «из центра» на такой дальности серьёзно затруднено. Местное политическое объединение по скорости решения всегда убедительно выиграет. Минимальное время физической реакции у него тоже заметно лучше.

Задержка транспорта

Раннее освоение системы «взлетит» даже на дешёвых метан-кислородных движках. Изобилие водорода и кислорода, плюс короткий срок полёта в системе позволят игнорировать проблемы хранения жидкого водорода. Даже на химических двигателях реальны и высокая скорость перелёта за сравнительно малую цену, и большие масштабы транспортного потока.

Любое развитие технологий сократит цены и сроки ещё сильнее. Если же оно задержится – космические лифты, электромагнитные катапульты и лазеры возьмут на себя вопрос доставки столь же эффективно, как и возле любой другой сравнительно малой луны или астероида Солнечной.

Массовое лифтостроение

Очень мелкие и слабые гравитационные колодцы лун Юпитера позволяют строить космические лифты относительно просто и дёшево. То же самое касается и активных транспортных систем любого типа. Скорей всего это окажется петля Лофстрома – закольцованный поток магнитной дроби в трубах размером с хороший нефтепровод. Петля горбом выгибается над поверхностью в космос. Если по ней разгонять космический транспорт, на момент отрыва он получит убедительно орбитальную для местных условий скорость.

После ранней стадии освоения местной системы ракетные паромы всё столь же быстро и безропотно уступят место большим транспортным магистралям привычного типа. Космические города Юпитера гарантировано получат массовый дешёвый грузопоток местного значения.

Город возле луны

Избыток углеводородов на поверхности лун Юпитера даёт космическим городам дешёвую пассивную защиту от радиации. Бруски насыщенного водородом полиэтилена отлично справляются.

Да, радиация в местной системе куда сильнее, чем просто в космосе, и ближе к планете бушует настоящий радиоактивный шторм. Ну и что с того?

Количественное решение для потока высокой мощности больше, чем для потока низкой, это так. Но в относительных масштабах – вполне приемлемо. С жилым пространством у колонистов Юпитера всё куда перспективнее, чем кажется на первый взгляд.

Зелёные холмы Юпитера

Большие зеркала сконцентрируют поток света достаточно, чтобы местное сельское хозяйство могло работать на солнечной энергии более-менее как в любой другой точке внутренней Солнечной. Их размер всё ещё приемлем.

Мощные светодиодные источники света нужной длины волны станут основой массового сельского хозяйства достаточно быстро. Ранние вертикальные фермы успешно работают даже в современной России. Сравнительно компактное московское производство уже вышло на объём в десятки тонн свежей зелени в сутки, весь год напролёт.

Жизнеспособность местных сообществ в любом смысле определяется доступной энергией и её ценой. В системе Юпитера цена эта достаточно низка.

Солнечная электростанция

Кажется, что на таком удалении от Солнца оно становится «просто ещё одной звездой» и мощность светового потока резко падает. В реальности даже на орбите Плутона уровень освещённости примерно соответствует пасмурному зимнему дню на Земле.

В системе Юпитера зеркала-концентраторы остаются технически возможным решением, хотя их размер заметно увеличивается.

Но есть и другие источники местной энергии с очень высоким ресурсом.

Динамо Юпитера

Если сравнительно малую луну, астероид или большую космическую станцию обмотать проводами, движение через магнитное поле Юпитера породит в системе ток.

Разумеется, эта доступная энергия имеет свою цену. Орбитальная скорость начнёт падать, и даже сравнительно большая луна за миллионы лет затормозит достаточно сильно, чтобы потерять высоту орбиты и, в конечном итоге, утонуть в Юпитере.

Тут сказочке и конец?

Да щазз!

Конец халявы?

Миллионы лет – долгий срок. Вполне можно успеть наладить и добычу местных радиоактивных элементов (а их предполагается довольно много), и какой-никакой термояд (а для него топлива в Солнечной ещё больше!) и питание местной системы от Солнца, большими лазерными полями.

Вариантов масса.

Интеграция в экономику

Заселение внутренней системы Юпитера ожидается согласно примерно тем же шаблонам, что и любого иного тела Солнечной. Местное экономическое сообщество довольно быстро закроет любые свои внутренние потребности и сможет вести активную собственную политику и различного типа экспансию.

Слегка помешает освоенность внутренней системы, но поскольку сообщества Юпитера имеют каких-то экономических предков внутри системы, само их создание во многих случаях видится как реализация стратегических планов ресурсной экономики. С гарантированными партнёрами в цепочке спроса и предложения.

Колонизация ради колонизации

Хотя этот процесс выгоден сам по себе, колонизация ради стабильного канала поставки дефицитного на внутренних рынках системы ресурса – ещё выгоднее.

Дефицит этот, правда, вероятен при активном росте и заселении системы. В этом случае избыток химических веществ (прежде всего – азота, фосфора и дешёвого водяного льда) обеспечит базовую ресурсную экономику системы.

Караваны ракет

Долгие полётные сроки от Юпитера ко внутренней системе игнорировать можно в той же мере, что и долгие поставки металла из пояса астероидов к Земле. При грамотном дизайне транспортного контейнера он спокойно пролетит в космосе долгие годы и сохранит и груз, и работоспособность.

Поток самоходных беспилотных контейнеров в ряде вероятных ситуаций выигрывает у привычных фантастам суперконтейеровозов. Именно потому, что контейнер сравнительно легко выкинуть куда надо электромагнитным разгоном и сравнительно дёшево корректировать орбиту лазером.

Циклеры Юпитера

Второй ожидаемый транспорт в системе – большие рои циклеров на постоянных маршрутах. Активное связующее звено, обитатели и персонал которого постоянно заинтересованы в живом экономическом обмене внутренней Солнечной с её внешними пределами.

С какого-то момента времени это многомиллионные кочевые государства с мощной собственной промышленностью и достаточно активной политикой освоения рынков на конечных точках маршрута. Или наоборот – «длинная рука» тех же самых рынков, на которую возложена функция активной защиты интересов в подвижной экономической системе.

Основная прелесть циклеров в том, что обе эти сверхзадачи, а также частные цели меньших групп и сообществ достаточно большой строй на постоянном маршруте выполняет одновременно – и это совершенно нормально. Дополнительно жизнеспособности циклеров с таким большим полётным сроком помогут греки и троянцы Юпитера

Илиада Юпитера

Греки – название группы астероидов в точке Л4 системы Юпитер-Солнце, на 60 градусов впереди Юпитера по его орбите. Троянцы занимают точку Л5, на 60 градусов позади Юпитера на его орбите.

Они достаточно богаты и материалом для строительства, и сырьём для изготовления местного химического топлива – как и любые другие крупные рои астероидов.

Вместе они создают узлы дополнительной транспортной доступности и серьёзно увеличивают объём пригодного для освоения и заселения космоса в окрестностях планеты.

Масштаб строительства

Внутренней системы лун Юпитера самой по себе достаточно, чтобы разместить многие триллионы человек. Из всех космооперных вселенных современности к подобной реальности сравнительно близок разве что Warhammer 40000. Над великими космическими империями с единичными сотнями миллиардов жителей с точки зрения современной футурологии можно разве что посмеяться. Это так себе население отдельных уголков Солнечной на ранних этапах освоения.

Правда и реальный срок освоения Солнечной до вероятных пределов составляет геологические эпохи. Просто в тысячелетиях его считать бесполезно. Что это значит? Что жителям любого уголка Солнечной размером с Юпитер очень надолго хватит и чем себя занять, и на чём строить основу своей движухи любого типа.

Эта реальность порождает довольно забавное следствие.

Чучхе Могсон!

Исторически, Земля – крупное населённое тело Солнечной, которое жизнеспособно с опорой на собственные ресурсы. Да, космические редкоземельные металлы придутся земной экономике по вкусу, но в целом их отсутствие – больше вопрос упущенной прибыли, чем выживания.

Парадокс Юпитера как человеческого сообщества будущего в том, что его население может столь же уверенно пытаться жить с опорой на собственные ресурсы. Совершенно в чучхейских традициях северной Кореи – только в реальной жизни вместо газетных передовиц: Лёд. Азот. Углеводороды. Металлы. Ценные химические элементы, включая редкоземельные и радиоактивные. На лунах Юпитера есть всё!

Наступление термоядерной эры придаст жизнеспособности дополнительный толчок – местные ресурсы позволят массовое и сравнительно дешёвое производство больших количеств дейтерия – хорошего термоядерного горючего.

Термоядерная мощь

Дейтерий в окрестностях Юпитера с изрядной вероятностью можно добывать сравнительно просто и сравнительно дёшево. Воды там очень и очень много. На одной только Европе запас превышает все океаны Земли.

До реакторов на основе гелия-3 ещё нужно дожить, а вот ранний термояд в окрестностях Юпитера сильно выигрывает по доступности сырья. Ракеты с термоядерными двигателями и по-настоящему мощные разгонные поля лазеров резко улучшают транспортную связность в пределах Солнечной.

Промышленное освоение термояда

Прежде всего – залог эффективного шага за границы внутренней системы и Юпитера. В сумеречной зоне внешних планет основной выгодой считается избыток местного термоядерного горючего. Сам по себе тот же Сатурн – почти копия Юпитера. Разумеется, с поправкой на размеры. Это сочетание ресурсов местных лун и гелия-3 в атмосфере делает его востребованным.

Добыть ценное вещество из атмосферы Сатурна куда проще, но списывать Юпитер в утиль на термоядерном этапе развития экономики Солнечной рано. Любой вопрос освоения космоса можно решить грамотным применением достаточно сложных мегаконструкций.

Планета трёх колец

Высокая сила тяжести Юпитера – серьёзная проблема. Но даже она позволяет работу достаточно большой и сложной мегаконструкции. Орбитальное кольцо Юпитера вполне реально построить как систему из многих колец разного диаметра.

Орбитальное кольцо редко имеет смысл возводить сверху-вниз, но здесь – как раз тот случай, когда это полностью оправдано.

Внешнее кольцо Юпитера

Обычное хозяйственное кольцо стандартного назначения. Обслуживает внешний транспортный поток, имеет на своей поверхности цепочку электростанций, складов, ремонтных баз, центров обслуживания и прочей инфраструктуры.

Достаточно большое внешнее кольцо можно построить там, где сила тяжести Юпитера окажется равна земной – и получить исполинское жизненное пространство. Даже узкое кольцо, в километр шириной, и то уже имеет жилую площадь больше любой страны Европы на Земле.

Река шириной в километр и суммарно километров десять ширины берегов – и это средней паршивости материк. Но мы отвлеклись. Вернёмся к нашей прелести, искусственным кольцам Юпитера!

Промежуточное кольцо Юпитера

Делать кольца равноудалёнными от планеты удобно. Но, если возникла реальная потребность строить на их основе транспортную систему, это вполне реально изменить. Один край транспортного кольца опускается ближе к планете, чем другой. При достаточном энергоснабжении разгонных магнитов оно удержится.

Это кольцо можно делать сравнительно простым и маленьким, поскольку основная его задача – перегон материала из атмосферы в космос. Добычей материала поначалу займётся погружённый конец, а потом, когда спрос начнёт упрямо требовать рост предложения, и полноценное третье кольцо.

Атмосферное кольцо Юпитера

Строить атмосферное кольцо сравнительно дорого, потому что в плотной атмосфере дробь начнёт слишком тормозить и теряться. Понадобится безвозвратно протерять буквально мегатонны, и всё это лишь затем, чтобы продолжать начатое строительство.

Вероятно, гораздо выгоднее окажется разориться на дополнительные промежуточные кольца Юпитера только для того, чтобы начать строительство. Центральная «шестерёнка» космического механизма приобретёт довольно экзотический вид.

Зато и элементы внутреннего кольца с такой поддержкой смогут достаточно часто разгонять поток дроби, чтобы в атмосфере терялась лишь малая часть от всего количества расходного материала.

Ресурсная функция

На атмосферное кольцо ляжет главная задача – добыча огромных по нашим современным представлениям объёмов сырья для изготовления термоядерного горючего.

Какой-то малый процент от процента этих объёмов закроет всю местную потребность в химическом сырье.

А вот насколько долго?

Главная кладовая Солнечной

Как и в случае Меркурия, разбирать планету на сырьё можно долгие миллионы лет подряд. В случае Юпитера исчерпание материала при самой активной добыче случается примерно в тот момент, когда вокруг Солнца кружится полноценный рой Дайсона.

Виртуальная сфера из огромного количества населённых космических станций к этому времени достаточна, чтобы поглощать абсолютное большинство энергии солнца для любых местных нужд и вести добычу ресурсов прямо из того Солнца.

Большое жилое кольцо Юпитера

Достаточно широкое кольцо Юпитера – само по себе отличное жилое пространство. Каждый новый прорыв материаловедения делает его всё более реальным.

Когда углеродные нанотрубки станут доступны более-менее в ожидаемых сейчас пределах возможных параметров, человечество получит один из самых дешёвых, прочных и общедоступных строительных материалов на многие тысячелетия вперёд.

Заканчивается эта цепочка полноценным юпитерианским поясом обитаемости, физические габариты которого в десятки, а потом и сотни раз превосходят общую площадь Земли.

Размер биосферы

Комбинация силы тяжести, сравнительно лёгких и тонких краёв сооружения, и, возможно, прозрачной крыши удержит вполне земную атмосферу, а внутри получится налить реки, сравнительно глубокие озёра и мелкие, вроде земной шельфовой полосы, моря.

На этой стадии развития большие зеркала-концентраторы солнечной энергии составляют малую долю общей стоимости всей конструкции. Их вполне реально вывести на расчищенную орбиту над большим жилым кольцом и с их помощью имитировать движение по кольцу стандартных земных суток.

Дополнительный контроль над освещённостью даст поляризация материала крыши мега-конструкции.

История будущего

Конечно, такое мега-сооружение – дело будущего. Ему предшествуют многие тысячи лет строительства и заселения Солнечной. Но даже оно – всего лишь промежуточная ступенька на долгом пути от Кардашева-I до Кардашева-II по шкале развития космического могущества человечества.

Есть шанс, что в какой-то момент весь Юпитер станет выгодно сделать огромной ракетой поколений и отправить на исполинских термоядерных двигателях искусственных колец прочь из Солнечной.

Перелети-планета

Живучесть подобной мега-конструкции с триллионами жителей вполне достаточна, чтобы в новой системе оказаться центром любого развития и взрывного роста куда эффективнее любых роёв относительно маленьких и простых ранних межзвёздных перелети-городов.

Конечно, всё это под вопросом, а ждать однозначности бессмысленно. Разобрать всё тот же Юпитер на строительство куда меньших роёв с единичными миллионами, или десятками миллионов колонистов и разгонять большим солнечным лазером запросто может оказаться куда выгоднее. Это тоже крайне живучее и надёжное межзвёздное транспортное средство.

Проблема одна:

Туман суждений

Чем дальше мы пытаемся смотреть в такое будущее, тем сильнее наш взгляд туманит дефицит информации. Нам всё ещё предстоит узнать слишком многое, о слишком многом, чтобы уверенно прогнозировать физические размеры, цену и возможности различных космических мега-конструкций на различных этапах освоения Солнечной.

Но пока что можно обойтись куда более скромными прогнозами – и просто закончить рассмотрение интересных тел Солнечной.

Тем есть, что нам предложить!

Глава девятая: Сатурн, Уран, Нептун

Далёкая планета

С одной стороны кажется, что Сатурн очень далеко. Большинство экономичных орбит в его направлении требуют полётное время заметно больше пяти лет. От Земли – шесть лет и один месяц. Из пояса астероидов – семь лет и восемь месяцев. Даже от Меркурия долго, пять лет и почти семь месяцев.

Логистический порог освоения всего только шестой из восьми планет Солнечной получается убедительно высоким.

Востребованная планета

Любой высокий порог остаётся высоким лишь временно. Развитие техники рано или поздно сделает его низким. Для Сатурна работает даже чисто количественное решение пусть и с очень большой изрядной натяжкой.

Почему так?

Потому, что всё, что может дать Сатурн, в чисто количественном смысле ближе и проще даёт Юпитер. Но эпоха массовой термоядерной энергетики вносит свои коррективы.

Глубина колодца

На Юпитере погоня за термоядерным горючим спотыкается о глубокий и мощный гравитационный колодец планеты-гиганта. Нужно строить исполинскую мега-конструкцию лишь затем, чтобы достаточно глубоко погрузиться в атмосферу за драгоценным топливом. Да, его там много, но и лезть за ним сложно, долго и дорого. На первые десятки тысяч лет хватит и лун, а вот что потом?

Гравитационный колодец Сатурна многократно слабее. В его атмосферу вполне реально просто нырнуть – и заполнить баки на пролёте сравнительно простого и дешёвого многоразового челнока.

Аэрокосмический черпак

На момент, когда освоение Солнечной превратится в будничный процесс и пойдёт в параллель развитию человеческой цивилизации, достаточно мощный и надёжный большой многоразовый космоплан окажется этой цивилизации вполне по силам.

Вместо примитивных и опасных керогазов «Спейс Шатлла» – огромная летающая фабрика с мощными бортовыми криоустановками для забора местной атмосферы. Ещё до того, как человечество завершит хотя бы одну мега-конструкцию средних размеров до ранних промежуточных стадий их строительства, подобные черпаки могут начать регулярные заходы в атмосферу Сатурна.

Конечно, при условии, что цивилизация Солнечной всё же дождалась полноценной термоядерной энергетики.

Зарево новой эпохи

Урана и тория в Солнечной относительно мало. Какие-то миллиардные части общей массы. С другой стороны, даже это в пересчёте на тонны – цифра с длинной, штук эдак четырнадцать, вереницей нулей.

Годовое потребление современной Земли с переходом только на атомную энергетику измеряется в скромных единичных килотоннах атомного горючего в год. Хватит космического атомного топлива на миллионы лет.

Но перспективного термоядерного горючего в системе ещё больше! Водород – самый распространённый космический элемент. Его больше, чем всех остальных элементов. В масштабах короче триллиона лет запасы термоядерного горючего в космосе можно считать безграничными.

Ключик от колодца

Переход на термоядерную энергетику одновременно даёт и дешёвый вход на орбиты внешних планет, и полную экономическую состоятельность этих планет. Водородная «топливная игла» для местной экономики поначалу станет поводом к массовому освоению далёкой системы, и, одновременно с этим, основой местной ресурсной экономики. На внутренних планетах добывать термоядерное горючее в худшем случае бессмысленно, в лучшем – сложно и дорого.

Возможность сравнительно дёшево черпать заветное горючее сразу десятками тысяч, а потом и миллионами тонн резко улучшит и доступную энергетику, и транспортную связность в Солнечной.

Термоядерная логистика

Удельный импульс двигательной системы на основе термоядерного реактора достаточно велик, чтобы рассчитывать на постоянное слабое ускорение или близкие к нему по энергетике «дорогие» импульсные орбиты.

Срок полёта сокращается многократно. Для импульсной орбиты высокой мощности (порядка 109 км/с характеристической скорости) перегон Земля-Сатурн занимает около года. Для слабого постоянного ускорения в 0,01g (одна сотая земного) – всего пять месяцев.

Доступная альтернатива

Достаточно мощные лазерные парусники, разумеется, тоже вполне хорошо могут летать на 0,01g постоянного ускорения, но тут уже вопрос того, где всё происходит и в каких масштабах освоен этот уголок космоса.

Гипотетические термоядерные двигатели как минимум резко упрощают изначальную заброску материала и техники в далёкую планетную систему, и могут очень долгое время работать основой энергетики местного значения сами по себе. Примерно как хороший большой атомоход может питать своей бортовой электростанцией посёлок в Заполярье.

Как забыть миф?

Перспективные ранние термоядерные реакторы зальют топливные баки дейтерием и тритием. Это разновидности водорода. Дикие мифы о гелии-3 лучше бы до поры забыть. Разумеется и реакция дейтерия с гелием-3, и реакция гелия-3 с гелием-3 физически возможны. Только вот у этого решения много чисто научных и технических проблем. Ранние водородные схемы большого термояда куда понятнее и доступнее. Скорей всего, они в основу первых удачных решений и лягут.

И уж тем более стоит забыть о такой ерунде, как добыча гелия-3 в пределах внутренних планет Солнечной. Хотя, есть одно исключение! Сбор отходов при текущем обслуживании термоядерных боеголовок стратегических ракет на боевом дежурстве в ряде стран мира – постоянный источник этого ценного сырья.

Гелий-3 сам по себе востребован, реальная мировая экономика уже сейчас жрёт его тоннами в год. Просто идут все эти процессы в промышленности вместо энергетики. Там они и останутся – надолго!

Кладовая Титана

Одна из лун Сатурна, Титан, может похвастаться самой массивной в местной системе кладовой химического сырья. Холодная атмосфера Титана плотнее земной в полтора раза и куда массивней! Состоит она в основном из азота, главного ключика от ресурсной цепочки органической жизни и сельского хозяйства.

Моря Титана заполнены жидкими углеводородами. Метан и этан сливаются в настоящие озёра и реки на поверхности. Отличный набор как для питания химических двигателей, так и для изготовления местного пластика в любых потребных количествах.

Большой космический радиатор

Одно из больших достоинств Титана – местная температура в 98 градусов Кельвина. Теплоотвод в космосе, даже так далеко от Солнца – изрядная проблема. Любая работа производит огромные количества мусорного тепла. Промышленность его производит и того больше.

Если пользоваться Титаном ещё и как индустриальным холодильником, изменение температуры его атмосферы на один градус потребует вбросить туда десятки триллионов ватт. Это больше современного теплового выхлопа земной промышленности.

Всей промышленности, целиком.

Атмосферный тормоз

Титан – единственное легкодоступное в транспортном смысле тело Солнечной, у которого есть плотная атмосфера. Сравнивать её можно даже с атмосферой Венеры или Земли, двух планет, где сила тяжести больше раз эдак в шесть, в семь.

Такое выгодное сочетание значительно упрощает и удешевляет работу местного ракетного транспорта, даже самого примитивного.

Местный извоз

В плотной атмосфере Титана дёшевы и легкодоступны крылатые транспортные средства любого типа. Вопрос больше в эффективной защите их от воздействия очень холодной атмосферы.

При некотором старании конструкторов абсолютно реально спроектировать маленький космоплан так, что его реально разогнать до космической скорости и вывести на орбиту с минимальными тратами химического горючего.

Горячие штучки

Транспортные дирижабли, младшие братья венерианских исполинов, могут летать в местных условиях за счёт эффективного наполнения перегретым газом. Их лётные характеристики заметно улучшатся от наличия даже коротких и маленьких по земным понятиям крылышек.

Вместе это создаст эффективную местную транспортную систему. При необходимости – безлюдную и беспилотную. Возможностей местных компьютерных центров на это хватит с изрядным запасом.

Большой космический дата-центр

Принудительное охлаждение вычислительной техники замечательно сказывается на её работоспособности. Криоатмосфера Титана отлично подходит для поддержания низкой рабочей температуры больших местных дата-центров.

Разработанный под местные условия процессор на один гигагерц сможет работать на одной триллионной ватта. Даже если делать его значительно мощнее, порядок энергозатрат останется примерно тем же.

Титан имеет все шансы оказаться и ресурсно-промышленным и вычислительным центром местной системы. Он достаточно большой, чтобы удивительно мощные по нашим представлениям суперкомпьютеры уместились на поверхности сравнительно далеко от химических заводов, сложных производств и вокзалов поверхность-космос.

Телеуправление с орбиты

Мелкий гравитационный колодец позволяет эффективное телеприсутствие рабочего персонала на местном производстве. Рабочие Титана смогут «ходить» на работу из комфортабельных городов в ближнем космическом пространстве.

Эта луна вредна для жизни человека сама по себе, как и любая другая, но её выгодно застраивать автономными и телеуправляемыми фабриками-роботами и большими вычислительными центрами.

С какого-то момента товарообмен между Титаном и космосом начнёт измеряться в мегатоннах, но при этом на самой луне вряд ли получится насчитать много живых людей в любой произвольный момент времени.

Большая космическая труба

Малая сила тяжести на Титане, 0,14g позволяет строительство любой транспортной мега-конструкции активного типа. Да, эту петлю Лофстрома или космический фонтан придётся защищать от очень низких, 98 градусов Кельвина, местных температур, но по ней с поверхности Титана можно просто качать нужное химическое сырьё, мегатоннами в год.

Современный зайлон – материал в 1,6 раза прочнее кевлара, изготавливается на местных ресурсах целиком, и по идее достаточно прочен, чтобы выстроить на Титане даже обычный космический лифт с минимальными энергетическими затратами на содержание.

Орбитальное кольцо Титана

Доступность космических лифтов в местных условиях позволяет сделать удивительно дешёвое и простое орбитальное кольцо для Титана. Конечно, сила тяжести на его поверхности окажется слишком мала для комфортной жизни, но как техническое вспомогательное сооружение оно станет крайне полезным дополнением в местной транспортной системе.

Освоение без заселения

Титан – одно из ключевых тел в долгосрочном заселении нашей звёздной системы. Его главное достоинство само по себе очень хорошее для экономики системы, но удивительно плохое для человеческой жизни. Холод.

Криоатмосфера Титана обладает громадными достоинствами, но делает крайне затруднительным любое человеческое присутствие. Главный вопрос тут – а нужно ли вообще это человеческое присутствие, или можно обойтись без него?

Правильный ответ – да, можно.

Фантасты снова лгут

Парадоксы современного научного взгляда на покорение космоса заключаются в том, что эффективное освоение большинства тел Солнечной скорей всего обойдётся без прямого человеческого присутствия.

Космический город – комфортабельный, защищённый, с полностью земными условиями внутри, у тесных клаустрофобических тоннелей выиграет просто всегда. Развитие науки и техники скорее всего резко упростит и удешевит процессы телеуправляемого и безлюдного освоения.

Даже на Земле мировое Заполярье крайне слабо населено, а большинство промышленных объектов находится под управлением вахт сезонных рабочих. В космических масштабах осваивать тем же способом запросто можно всю луну целиком.

Это нормально.

Бег впереди паровоза

Теоретически, если добыча азота в других уголках Солнечной встретит большое количество проблем, или, что вероятнее, спрос резко превысит наличное предложение, вывоз азота с Титана реален даже на ранней стадии энергетики космических полётов, атомной.

Безатмосферные луны Сатурна при должной спутниковой разведке дадут человечеству несколько местных источников радиоактивных материалов. Ресурсы для строительства отыщутся в изобилии везде. Титан сможет получить достаточный поток входящих строительных материалов, чтобы начать отсылку мегатонн ценного азота к большим стройкам внутренней системы.

Космический трубопровод

Азот в освоении космоса нужен всегда. На любой стадии освоения Солнечной тело с мелким гравитационным колодцем и плотной атмосферой выигрывает. С него проще, легче и быстрее набрать ценное химическое сырьё.

На долгом перегоне оно вряд ли испортится. Вереница самоходных контейнеров отправится к внутренним планетам Солнечной в любом случае.

Большой космический снежок

Хорошо у лун Сатурна и с запасами воды. Чем дальше в космос от Солнца, тем их больше. Крупная луна Сатурна, Энцелад, покрыта толстой коркой льда, под которой может скрываться настоящий большой океан.

Вместе с остальными большими лунами он формирует первичное ресурсное изобилие системы. Начать освоение местной системы любого потребного масштаба хватит.

Кольца Сатурна

Знаменитая достопримечательность планеты-гиганта, кольца Сатурна настолько большие, что хорошо видны даже в телескоп. У остальных планет-гигантов они гораздо скромнее.

Достоинство колец в том, что это тонкий слой битого льда и снега, в основном – водяного. Суммарная масса колец при этом составляет четверть массы Энцелада – шестой по размеру луны Сатурна. Для осознания масштаба, это 2% массы земных океанов, или примерно весь ледяной щит Антарктиды целиком.

Материал колец легко собрать и обработать. Это практически идеальное сырьё для получения термоядерного горючего. В кольцах попадаются и «малые луны» – фактически, космические айсберги размером около полукилометра.

Вопрос безопасности

Для пассивной защиты космических городов Сатурна от местной радиации запросто можно наполнить их промежуточные корпуса обычной водой буквально в любом нужном количестве.

Это один из тех уголков Солнечной, где подобную роскошь действительно можно себе позволить.

Масштаб освоения

Ранний этап освоения космоса для внешних планет Солнечной исключён чисто логистически. Они слишком далеко, лететь к ним слишком дорого. Но эта разница сроков для адекватного заселения и освоения местной системы имеет куда меньшее значение, чем кажется.

Если это освоение происходит уже после ранних ожидаемых прорывов с материалами, сложными автономными компьютерными системами и энергетикой, то малое первоначальное население управляется с доставшимся им богатством настолько же хорошо, как и веками раньше – большое.

Вполне промышленные даже по меркам экономики будущего поставки сырья мегатоннами в сторону государств внутренних орбит Солнечной проведут местные государства с единичными миллионами жителей.

Топливная энергетика

У термоядерной энергии есть огромное достоинство. Скромной железнодорожной цистерны горючего по всем расчётам хватит огромному городу – надолго.

Даже там, где зеркала-концентраторы на порядки менее эффективны из-за большого удаления от Солнца, принудительное освещение жилых объёмов полностью искусственными средствами вполне доступно.

Местного термоядерного горючего в космосе хватит на практически любые масштабы использования.

Местный суверенитет

На отправку сигнала до Сатурна уходит порядка трёх часов. Любое местное правительство сильно выиграет у далёкого центра любого типа.

Внешние политические и экономические сущности всё равно примут участие в освоении ради поставок ценных ресурсов и выгодной продажи снаряжения на ранних стадиях освоения системы, но чем дальше в будущее, тем лучше и эффективнее местная администрация сможет решать свои проблемы с опорой на свои доступные силы и в своих личных интересах.

Что это значит для остальной Солнечной?

Суверенитет и кооперация

Традиционные заходы на космооперу подразумевают, что ценный ресурс должен течь, иначе прилетят развлекаться погромами штурмовые отряды императора. Все как один киборги, наркоманы, фашисты и просто люди с активной жизненной позицией.

Исторический центр любого вероятного развития Солнечной надолго, а то и навсегда, останется важен для всех. При более-менее одинаковой скорости прироста населения выгоднее осваивать и застраивать прежде всего зелёный пояс Солнечной. Роль Земли как исторического центра изменится, роль фактического центрального пояса системы останется. Затянется этот процесс на многие тысячелетия.

Федерация внешних планет

Для внешних планет в отлаженном экономическом механизме Солнечной отыщется и своя ниша, и набор постоянных функций, но преимущество в человеко-часах и финансах определяет политические векторы слегка однозначно.

При любом развитии этих планет, даже самом футуристическом и смелом, они получат большую выгоду от ведения дел с космическими государствами внутренних орбит Солнечной.

Вилами по воде

Точность любого прогноза на таком удалении и с таким количеством допущений падает от традиционной для футурологии просто смехотворной, до каких-то совсем уж отрицательных значений. Но, всё же, стоит упомянуть и ещё пару крупных планет Солнечной.

Уран и Нептун.

Далёкие космические снежки

Последние две из восьми планет Солнечной регулярно зовут именно так. Ледяные гиганты состоят из воды, азота и метана. Большинство материи внешних орбит Солнечной находится именно в них.

До Урана экономичной орбитой лететь 16 лет с хвостиком, до Нептуна – все тридцать с половиной и ещё чуть-чуть.

До момента радикальной смены транспортной доступности в пределах Солнечной они вряд ли увидят что-то большее, чем научные зонды и безлюдные автономные лаборатории.

Атмосферные города Урана

Сравнительно малая для планеты-гиганта сила тяжести делает возможным разместить в атмосфере Урана плавучие города примерно того же рода, что и на Венере. Конечно, там очень холодно и очень сумеречно, город станет похож скорее на подводную лодку, чем на дирижабль, но окажется вполне состоятелен – при вышеупомянутых прорывах строительных материалов и термоядерной энегетики.

Персидский залив Солнечной

Визионер и популяризатор космоса Роберт Зубрин именно так характеризовал внешние планеты-гиганты. Все они крайне хороши как бездонный по нашим современным представлениям источник космических углеводородов и термоядерного горючего любого типа.

Грамотно сконструированная местная жилая среда окажется достаточно близка полноценной земной, хотя в ней ожидается куда больше искусственных элементов, включая крайне вероятную полную замену солнечного тепла и света на термояд.

Орбитальные кольца гигантов

Большое сложное орбитальное кольцо в плотной атмосфере газовой планеты-гиганта имеет все достоинства, о которых можно задуматься:

Оно ведёт эффективный отбор местного сырья и термоядерного горючего. При грамотно выбранном диаметре на его поверхности земная сила тяжести. У него высокая транспортная связность. Отправляться в ближний космос с его поверхности можно сравнительно легко и просто активными электромагнитными конструкциями, вроде петли Лофстрома.

Система лун

Уран имеет вполне приличный набор лун. Когда его масштабное освоение станет реальностью, их ценность заметно упадёт, но всё равно, это стандартный набор сырья и стройматериала, который найдёт свое применение. Вероятно, что Оберон и Титания под коркой льда скрывают довольно приличные океаны.

Но всё равно, единственное уникальное достоинство этих лун в том, что имена они получили в художественных произведениях Уильяма Шекспира вместо античных мифов.

Бесполезный Нептун

Лежит ещё дальше, чем Уран. Отличается в худшую сторону и подлётным сроком, и освещённостью, и сильным атмосферным ветром.

Его большая луна, Тритон, вероятно имеет всё такой же океан под коркой льда, что и многие другие луны планет-гигантов.

По современной классификации Тритон даже можно обозвать карликовой планетой – это седьмая по размерам большая луна Солнечной.

Край ойкумены

В пределах доступного человечеству для освоения, внешние планеты Солнечной значатся довольно условно. Заселение лун Юпитера требует освоенной внутренней системы. Заселение лун Сатурна по большому счёту уже требует прорыва с термоядерной энергетикой – и массового спроса на термоядерное горючее.

До Урана и Нептуна руки у человечества может и дойдут в пределах ближних к этим свершениям веков, а может, их освоение и задержится – надолго.

Сравнительно подробно обсчитанные документы НАСА заканчиваются объектами гораздо ближе к Солнцу. Говорить о далёких границах солнечной имеет смысл наравне с переходом к первому уровню могущества по шкале Кардашева и начале движения в сторону второго.

Что же это такое, и каких усилий требует освоение дальних границ Солнечной?

Глава десятая: цивилизации Кардашева

Рождение шкалы

В далёком 1964 году советский учёный Николай Кардашев предложил очень простую и грубую шкалу из трёх уровней. Её задача – описание могущества цивилизации согласно доступной этой цивилизации энергии.

Как и у любой иной простой короткой оценки, шкала Кардашева легко запоминается, но крайне груба и таит в себе массу неудобных для серьёзного понимания нюансов.

Кардашев-I

Цивилизация первого типа, планетарная, овладела мощью примерно всего потока энергии, который получает Земля от Солнца. Это 1,74 с длинным хвостом из семнадцати нулей ватт. При мегаватте на человека достаточно, чтобы удовлетворить нужды больше ста миллиардов человек.

Кардашев-II

Цивилизация второго типа, звёздная, овладела мощью, примерно равной энергии Солнца. То есть, может использовать что-то около 4 с двадцатью шестью нулями ватт. На человеческий язык эту бессмысленную вереницу нулей после цифры можно перевести как сто триллионов раз по триллиону ватт.

Кардашев-III

Цивилизация последнего типа на шкале Кардашева, галактическая, овладела мощью светимости всех звёзд галактики. То есть, чем-то порядка 8 с 36 нулями ватт. У числа с таким количеством нулей есть красивое название «ундециллион», но перевести его в привычные нам земные масштабы попросту затруднительно.

Говорят, именно что от попыток осмыслить реальный масштаб вселенной и спятили Аль Хазред, великие древние боги и Говард Филлипс Лавкрафт.

Без паники!

Трудности понимания любой математики таких порядков сводятся к её абстрактности. Пусть грубо, пусть с искажениями, но бессмысленные цифры нужно превратить в доступные себе и читателю аналогии, иначе ждать внятного понимания аудиторией текста просто бессмысленно.

Чем дальше заходит моделирование вероятного будущего, тем сложнее простое короткое объяснение любой проблемы. С этим можно и нужно бороться.

Масштаб проблемы

Если представлять основные типы цивилизаций как стаканы кофе, то первый уровень выглядит средних размеров чайником, второй – залитым по края олимпийским бассейном, а третий – примерно так всем мировым океаном.

Наша земная цивилизация в этот момент подумывает о том, как бы половчее заменить довольно маленькую стопку на хотя бы так себе бумажный стаканчик.

Да, это и есть место современной цивилизации на шкале таких масштабов.

Ошибки шкалы

Поскольку шкала Кардашева придумана в суровую аналоговую эпоху, она довольно заметно страдает от привязки лишь к энергии. Современные вычислительные мощности довольно скромных компьютеров превосходят суммарную компьютерную мощь той эпохи. Но жрут электричество наши компьютеры достаточно скромно. Как всё тот же хороший чайник – вместо огромного института, в каждом зале которого высятся до потолка блоки вакуумных ламп древних компьютеров, а питает это великолепие приличных размеров электростанция.

Ну ладно, компьютеры шестидесятых уже стали куда лучше чудовищ сороковых, но суть аналогии понятна. Многие чисто вычислительные реалии современности адекватно привязать к шкале Кардашева затруднительно. Хотя как раз они сильно влияют на развитие и могущество современного общества.

Почему так?

Задачи Кардашева

Многое объясняет исходная задача шкалы. Как астроном, Николай Кардашев решал вопрос поиска развитых галактических цивилизаций.

Цивилизацию первого типа можно представить как исполинский всепланетный высокотехнологичный комплекс городов-шпилей, экуменополис. Транспортные узлы башен до неба с активной электромагнитной поддержкой обеспечивают переход на сразу несколько орбитальных колец на разных высотах. Цивилизация освоила и заселила сферу Хилла, и за её счёт добирает энергию до чёткого значения по Кардашеву. Дальние границы такой цивилизации лежат как минимум в пределах зелёного пояса её звезды, с отдельными сообществами и аванпостами за его пределами в границах системы. Всё это чудовищно блестит на межзвёздные расстояния доступным к наблюдению мусорным теплом, средствами дальней связи и признаками работы космических двигателей любого типа.

Это уже могла заметить при благоприятных условиях астрономия тех лет. Если посмотреть, сколько мёртвых и холодных экзопланет человечество обнаружило в нашем тысячелетии, станет ясно, что у современной инструментальной дальней космической разведки шансы ещё лучше.

Рой Дайсона

Второй тип цивилизации требует полноценный рой Дайсона. В народе куда лучше помнят сферу Дайсона, потому что в популярном телесериале или хорошей компьютерной игре её рисовать проще, а выглядит она куда наглядней. В суровой научной реальности сфера проигрывает рою по массе параметров.

Окружение звезды роем – виртуально. Многослойное облако больших космических городов на постоянных орбитах имеет огромные промежутки между городами на одной постоянной орбите в любой промежуток времени. Зато, его сравнительно легко построить, им легко управлять, у него высокая информационная связность и относительно высокая транспортная доступность.

Звезда в окружении роем Дайсона резко теряет в фактической светимости. Это легко пронаблюдать даже в масштабах галактики обычными достаточно хорошими телескопами. Достаточно самого факта расхождения наблюдаемой светимости и типа звезды, чтобы сделать почти однозначный вывод.

Масштабное заблуждение

Третий, финальный, тип цивилизации на шкале Кардашева ошибочно понимают как планетарную галактическую цивилизацию.

Зря.

В классической фантастике под «галактической цивилизацией» подразумевают россыпь землеподобных освоенных планет в окрестностях преимущественно жёлтых карликов по всей галактике. Проблема в том, что единичная звёздная система цивилизации II типа по шкале Кардашева имеет огромное количественное и качественное превосходство над россыпью цивилизаций I типа, даже когда те находятся в составе галактического межзвёздного сообщества. Она может буквально делать с ними всё, что угодно, по физическое уничтожение включительно – без любых для себя последствий.

Реальная цивилизация Кардашева-III должна превратить в рой Дайсона каждую звёздную систему, вокруг буквально каждой звезды своей галактики. Для стороннего наблюдателя это выглядит как масштабное стремительное угасание звёзд и заметно на межгалактических расстояниях.

Решение Сагана

Улучшить понимаемость шкалы Кардашева пытались многие, и у Карла Сагана получилось. Он добавил цивилизацию типа ноль, с общей мощью в один мегаватт. Это единица с шестью нулями. Получились удобные ступеньки – шесть нулей, шестнадцать, двадцать шесть и тридцать шесть.

Конечно, число из цифры с шестнадцатью нулями – слегка меньше, чем получает Земля, но уже достаточно близко к решению Кардашева. Следующий уровень – слегка меньше, чем выдаёт наше Солнце. Последний – вполне заметная доля общей светимости нашей галактики.

Проблема в том, что звёзды – разные!

Звёздные различия

Астрономы выделяют звёзды и в миллионы раз мощнее нашего Солнца, и в десятки тысяч раз слабее. Это десять нулей разницы. По шкале Сагана разброс от миллиона до одной десятитысячной выглядит полноценной разницей между уровнями.

Скорей всего самые яркие и короткоживущие звёзды имеет смысл оставить в покое, но вот любую сравнительно долгоживущую стоит окружить полноценным роем Дайсона.

Это планеты для хотя бы попыток терраформинга должны соответствовать нашей Земле в очень точных границах параметров. Космическая цивилизация запросто может отгрохать сопоставимого, а то и многократно превосходящего масштаба сообщество на основе пояса астероидов слабой и маленькой красной звезды, просто карлика на фоне Солнца.

Современный уровень Земли

Потребление энергии современной земной цивилизацией – порядка десятки в тринадцатой степени ватт. Или десять в седьмой мегаватт. По шкале Сагана между цивилизацией типа ноль (шесть нулей) и типа один (шестнадцать нулей) до честной единички остаётся полная ерунда, каких-то три порядка. Нужно всего-то стать в тысячу раз круче. Но есть один нюанс:

Сельское хозяйство.

Земная цивилизация безусловно потребляет и весь тот свет, что падает на её поля, сады и водоёмы. Потребляет как овощи, фрукты, зерно, скотину, птицу, рыбу и морепродукты. Для искусственной космической среды обитания это следует учитывать. В абсолютном большинстве случаев источник сельскохозяйственного освещения и экологическое снабжение придётся оплачивать в рабочих часах и ресурсах.

Оплачивать полностью – и ещё чуть-чуть сверху. Без разницы, зеркальные это солнечные электростанции в зелёном поясе, или мощные термоядерные реакторы и светодиодные панели в сумерках дальних границ Солнечной. Добывать энергию всё равно придётся, и она всё равно ляжет дополнительной статьёй расходов в подсчёт энергетического могущества цивилизации.

Бюджет расходов

Сельское хозяйство доказывает, что наша цивилизация уже довольно близка к полноценной единице на шкале Сагана – и давно! Более того, если считать «естественные» природные затраты на экологию зоны обитания, то для поддержания жизни охотника-собирателя каменного века нужно порядка гигаватта солнечной энергии.

Парадоксально, но факт! Одинокий дикарь по букве шкалы Сагана – цивилизация К0,3. Его племя из десятков человек – К0,4 а ранние кочевые стойбища на сотни человек – суммарно как биологический вид дадут К0,5!

Показательно, что Солнце у нас который миллиард лет всё то же. Вопрос могущества цивилизации на той же базе сильно меняется доступной технологией.

Технологическое совершенство

Если фантастика прошлого века и дала в главном верный результат, то это понимание, что для заселения галактики в целом достаточно чисто количественных методов. Рабочий термояд, конечно, многое сильно упростит, но в целом – можно обойтись и без него.

Можно достаточно уверенно сказать, что для входа на полноценную шкалу Кардашева нужно как минимум наше современное техническое могущество. Но можно и столь же уверенно сказать, что развиваться за его пределы теоретически возможно только на основе доступных технологий, а многое из того, что подразумевала фантастика прошлого тысячелетия, запросто может остаться на страницах пыльных книг в библиотеках.

Ракетный панк

В произведениях классической фантастики прошлого тысячелетия количественное развитие технологии без скачка за его качественные пределы дало творцам «панк». В данном случае именно как художественный приём утрированного до гротеска набора чисто антуражных решений.

Это порождает занятное следствие. Набор современных технологий уже позволяет чисто количественные решения до честных К-II и К-III включительно.

Качественные скачки, которые мы в силах более-менее достоверно предвидеть, резко упрощают и ускоряют подобную работу. Но если вдруг окажется, что популярные художественные решения жизнеспособны только в развлекательных художественных произведениях – человечество будущего сможет обойтись без них!

Счёт по головам

Шкалу можно пересчитать и в людях. Из всё того же расчёта в мегаватт на человека. Первый уровень по Сагану – примерно 10 миллиардов человек. Второй – сто миллиардных сообществ по миллиарду же человек, десятка в двадцатой степени. Третий – десятка в тридцатой степени, миллион триллионнов сообществ по триллиону же человек.

Для биологически современного человека, один мегаватт – это много даже если приходится выделять его основную долю на поле и ферму искусственной биосферы.

Внешние системы

Кажется, что после выхода за пределы освоенной Земли другие тела Солнечной значительно повысят уровень могущества на этой шкале. Увы, но эти трепыхания случатся где-то в районе 1,1-1,2 по шкале Кардашева. Даже Империум человечества из суровой вселенной 41-го тысячелетия болтается в рамках 1,6-1,7 по той же шкале, хотя речь вроде бы идёт о миллиардах планет – буквально.

Настоящее развитие в этих рамках требует массового создания искусственной техносферы – и роста населения буквально на многие порядки.

Один, совсем один

Рой Дайсона – много или мало? Правильный ответ – много. Его количественное решение обходится без супертехнологий классической фантастики – но возможности законченного роя заметно превосходят эти цивилизации.

Скорей всего полноценное строительство роя Дайсона, как и описано выше, начнётся сильно раньше первой межзвёздной человеческой экспедиции. Любые открытия в ходе этого строительства могут заметно его ускорить и заметно упростить межзвёздные перелёты.

Но можно и без них!

А что можно?

Возможности К-II

Два главных достоинства роя Дайсона – это очень эффективный двигатель, а значит – лучшее доступное цивилизации оружие. Рой Дайсона может очень медленно разгонять свою звезду сам по себе, за счёт эффективного отражения света в нужную сторону. Если начать добычу звёздного материала и активно выбрасывать его часть в космос, то скорость разгона можно заметно увеличить. За какие-то десятки миллионов лет Солнце превратится в блуждающую звезду – и полетит в путешествие через Галактику. Это заметно упростит любое заселение космоса в особо крупных масштабах.

Концентрация той же энергии позволяет легко уничтожить любую планету в галактике на любом расстоянии. Луч Николла-Дайсона заметно превосходит любую «звезду смерти» по соотношению физических возможностей к физической реализуемости. Если разгонять им лазерные парусники-убийцы, то прибытие кинетических снарядов можно синхронизировать до почти одновременного – и профилактически обстреливать любую звёздную систему в своей галактике каждые несколько десятков тысяч лет.

Для цивилизации такого рода затраты на «Звезду смерти» в её чисто количественном смысле – мелкие карманные расходы. Да, жизнеспособность «Звезды смерти» в описанном Джорджем Лукасом формате я игнорирую, только сами затраты в человеко-часах и прочих ресурсах.

Экономика изобилия

У цивилизации уровня К-II физически отсутствуют проблемы ресурсной ограниченности. Любое осмысленное в её размерах наращивание численности населения всегда может полагаться на достаточный поток материалов из местной звезды.

При таком избытке доступной энергии задача добычи солнечной материи решается достаточно эффективно.

У Солнца от этого «снятия нагара» срок жизни только увеличится.

Рабочее время

Даже без сверхмощных автономных компьютерных систем, цивилизация масштаба К-II имеет огромный запас человеко-часов на любую задачу. Она может позволить себе выделить отдельного квалифицированного наблюдателя для слежения за любой звездой галактики в обычное рабочее время. Сменами из нескольких человек на звезду. И это всё равно лишь малая доля единичного процента её населения.

Равно как и любая иная задача.

Бесполезно гадать о том, что принесёт реальный прогресс, но можно совершенно точно сказать, что выигрыш по машинному времени и точному обсчёту любой научной проблемы достаточно скоро превысит возможности современного земного шара. Даже если целиком заселить его одними только учёными и массово застроить суперкомпьютерами.

Численное превосходство

Цифра «миллиард к одному» звучит странно, но абсолютно верна. Цивилизация уровня К-II может себе позволить выставить на каждого современного человека на Земле полностью население современной Земли – и ещё чуть-чуть сверху.

На место доступных нам сотен тысяч специалистов у подобной цивилизации приходят сотни триллионов.

Кардашев против Ферми

Один из самых забавных парадоксов космической цивилизации в том, что прятать её столь же бесполезно, что и ракету в космосе. Популярная страшилка о «тёмном лесе» – галактике, в которой все таятся подкустовыми выползнями, а в первого, кто хотя бы мяукнет, прилетает с разных сторон метко пущенными боевыми космическими утюгами, в реальности попросту высосана из пальца.

Космическое наблюдение в преддверии К-I уже достаточно, чтобы замечать цивилизации на межзвёздных расстояниях. Чем шире космическая индустриальная база, тем проще вести подобное наблюдение.

Хоть за всеми звёздами галактики одновременно!

Сто триллионов утюгов

Использование солнечной материи, даже самое раннее, даёт огромные количества строительного материала. При реальной потребности, цивилизация уровня К-II может позволить себе отправить большой, с хороший морской контейнеровоз, автоматический разведчик буквально к любой звезде галактики.

Доступные ей средства принудительного внешнего разгона фактически превратят их в ракеты постоянного ускорения, и речь пойдёт о скорости как минимум в 10% световой и лучше.

Сто триллионов ковчегов

Настолько же реализуема и отправка миллионных сообществ к любой звезде галактики. Да, на строительство космического сообщества из десятков перелети-городов в плотном строю уйдёт примерно столько же ресурсов, как и на средних размеров космическое государство эпохи раннего освоения Солнечной.

Ну и что?

Людские и материальные ресурсы освоенной Солнечной на переходе между первым и вторым типом Кардашева уже позволяют такую стройку. Её относительная цена с каждым следующим шагом на десятичной шкале всё больше падает.

Фантаст поломался

За исключением «Отсчёта до триллиона» Джона Си Райта вспомнить фантастов, способных на адекватную современную работу с цивилизацией типов два и три в художественном сериале попросту затруднительно.

Даже Кардашев-II вызывает чудовищные проблемы, в основе которых лежит преимущественно безграмотность. Слишком многие элементы нужно понять и принять как данность фактического могущества цивилизации только для того, чтобы начать работу.

Да, масштабы выносят мозг. Да, гипотетические прорывы, вроде биологической перестройки организма, бессмертия хотя бы первого типа, сложных автономных компьютеров, сверхпрочных материалов и сверхмощной энергетики на эти масштабы влияют ещё сильнее.

Но кто вас останавливает, кроме боязни удивить читателя?

Порознь мы сила

Ещё смешнее попытки видеть сверхцивилизацию второго типа как единый разум. Наша Земля отлично доказывает, что реальная склонность общества дробиться на части по каким-то признакам ограничена только базовой экономической и геополитической состоятельностью. Их силовое объединение временно и несёт за собой изрядные долгосрочные проблемы.

Рой Дайсона – идеальное воплощение единой системы из мало того, что разных, так порой ещё и откровенно противоречащих или даже конфликтующих сообществ. У них достаточно места, энергии, ресурсов, людей и времени, чтобы оказаться жизнеспособными и насчитывать больше жителей, чем современный земной шар целиком.

Субкультурная жизнеспособность

Даже совсем дикие по нашим представлениям секты пограничных и маргинальных фриков могут оказаться полноценными стабильными формами общественного устройства – пока основные постулаты социума достаточно слабо влияют на их базовую экономику и управляемость.

Сверхцивилизация II типа в те же страшные разы с длинным ворохом нулей после цифры более пёстрая и разношёрстная, чем современная Земля. Найдётся всё и для всех. Даже безлюдные экологические заповедники суммарной площадью больше климатической зоны нашей планеты – лишь крохотная доля единичного процента общей жилой площади роя.

Долгосрочная стабильность такой цивилизации крайне высока без любой унификации её составляющих.

Сфера наций

Рой Дайсона может насчитывать миллионы километров в толщину. Абсолютное большинство этого пространства окажется пустым. Каждый из бесчисленных мириадов космических городов на постоянных орбитах может находиться в составе какого-то объединения или оставаться суверенным космическим государством сам по себе. Ближних постоянных соседей у такого города при этом ровно два. Один впереди на той же орбите, и один позади. Всё остальное движется и меняется, порой быстро, порой медленно.

Поскольку любой такой город с минимальными переделками может попросту менять свою орбиту – даже просто собраться и улететь из одного государства в другое или за пределы звёздной системы – вполне реально. Сфера космических наций имеет все средства меняться, эволюционировать и вести экспансию – одновременно, любого типа и в любом направлении.

Что же позволяет ей такое могущество?

Глава одиннадцатая: предел освоения Солнечной

Естественные границы

Известными восемью планетами, разумеется, список приметных больших тел Солнечной только начинается. Где-то на орбите Плутона и далее, в зоне вечных космических сумерек, начинается плохо разведанное облако самых разных тел. Карликовые планеты. Кометы на высоких орбитах. Огромное количество астероидов – в основном ледяных. Астрономы вряд ли сильно удивятся, если там отыщется ещё парочка нормальных больших планет.

Плотность этого облака постепенно снижается, но в целом оно удивительно протяжённое – многие световые месяцы.

Границы целесообразности

Бытовой миф о космической пустоте, мягко говоря, далёк от реальности. Межзвёздное пространство содержит вполне приличные количества бесхозной материи. В основном, конечно, пыли. Но тел крупнее размером тоже более чем достаточно.

Пределом границ освоения Солнечной по большому счёту выгодно назначить минимальное время прохождения сигнала в одну сторону. В истории Земли существовали крупные империи, управление которыми порой требовало долгие месяцы только на доставку приказа на места.

Освоение далёкой периферии Солнечной после решения транспортных проблем упрётся в минимальную скорость прохождения сигнала.

Один световой год

Эта величина основана только на допущении в голове автора и паре логистических соображений.

При доступности мощной связи отсылка пакета информации, даже сравнительно большого и сложного, всё ещё пройдёт сравнительно быстро. Узконаправленная связь обеспечит приемлемую эффективность взаимодействия с местными сообществами.

При доступности мощных лазерных парусников скорость в 10% световой позволит добраться к местной станции за срок в пределах десятилетия. Это долго, но заводам-автоматам и беспилотным транспортным контейнерам на такой полётный срок плевать.

Дальняя логистика Солнечной

Хотя материя на дальних границах системы очень рассеяна, с точки зрения человечества сфера в один световой год всё равно скрывает огромные запасы востребованных её центром элементов.

Солнечный ветер успешно выдул огромные количества льда и углеводородов за орбиты внешних планет. Всё это скопилось в поясе Койпера, вдали от палящих солнечных лучей, но при активной застройке Солнечной вполне пригодится её обитателям.

Пояс Койпера

Можно сказать, ближние дальние границы Солнечной. Полёт туда экономичной орбитой занимает десятилетия. Без мощных двигателей и термоядерной энергетики соваться туда почти бессмысленно.

Зато и местные запасы льда, аммиака и водорода достаточно велики, чтобы сформировать несколько десятков тысяч относительно крупных тел. Самые крупные из них считают карликовыми планетами.

Исторически, самая известная – Плутон.

Край вечных сумерек

Хотя на орбите Плутона светло всего лишь как пасмурным зимним днём, а Солнце выглядит просто ещё одной звездой, представлять эту область Солнечной анекдотическим «угольным мешком» – заблуждение.

С психологической точки зрения, условия жизни и работы окажутся достаточно приемлемы для обычных людей. Да и те сильно облегчаются высокотехнологичной средой обитания.

Двойная планета

Размеры Плутона и его спутника Харона – уникальное для Солнечной явление. Из-за малых размеров их систему можно с чистой совестью назвать двойной планетой.

Помимо всего прочего это значит, что искусственную техносферу двух этих тел можно с чистой совестью безопасно скрепить в единое целое – и получить сверхвысокую внутреннюю транспортную доступность.

Единственный уголок Солнечной, где на соседнюю планету можно доехать с вокзала без пересадок!

Мрачный лодочник

Харон по массе равен 1/8 массы Плутона. Он в двадцать раз ближе к Плутону, чем Луна к Земле. С Плутона он кажется в семь раз больше, чем Луна с Земли. Плутон и Харон всегда обращены друг к другу одной и той же стороной. Что это значит?

Что между ними можно построить мост!

Внешний центр тяжести

Обычно центр тяжести в системе из луны и планеты находится внутри более массивной планеты. В случае Плутона и Харона система настолько мала, а относительная масса Харона настолько велика, что центр заметно вылетает за пределы самой планеты, в ближний космос.

Это настоящая бинарная планета, единственная в нашей системе.

Космическая железная дорога

Двадцать тысяч километров между Плутоном и Хароном – протяжённость хорошей земной железнодорожной сети. Современный высокоскоростной поезд может преодолеть её за считанные дни.

Символическая, шесть процентов земной, сила тяжести на Плутоне означает, что космический лифт, а то и башню между планетами, вполне можно строить из довольно простых материалов.

Холодная серверная

Плутон и Харон обладают всеми достоинствами хорошего промышленного холодильника. Мощные компьютерные центры сильно выиграют от местной низкой температуры.

Говорить о космическом фэнтези трансхуманизма, вроде столь любимых народом компьютерных разумов, конечно, бессмысленно. Только вот и как просто компьютерный центр подобная система выигрывает – на тысячелетия вперёд.

Значит ли это, что заселят систему в основном различные автоматы?

Орбитальный рай

Для цивилизации с термоядерной энергетикой дальние границы Солнечной достаточно привлекательны и как пространство для жизни. На башню между Плутоном и Хароном запросто можно нанизать космические города с имитацией силы тяжести вращением. Энергии для них заведомо достаточно.

Низкие температуры Плутона и Харона гарантируют, что сырьё для получения термоядерного горючего окажется массово доступным и удивительно дешёвым. Столь же выгодным кажется и экспорт местного азота. Сырья, которое всегда окажется востребованным при застройке космоса техногенной жилой средой в любых количествах.

Ползучая экспансия

Вероятное распространение человечества по Солнечной комбинирует пояса активного освоения и попытки скакнуть «выше головы» – за пределы дешёвого и легкодоступного по меркам эпохи пространства.

Отдельные аванпосты на дальних границах Солнечной востребованы и в этом смысле. Как дальние участки активного доразгона тяжёлых межзвёздных автоматических станций. Поначалу – только разведки, а потом – и освоения.

Полпути до Центавра

Автоматическая станция на очень высокой орбите, а точнее – хотя бы редкая цепочка таких станций, имеет все шансы найти своих заказчиков. Вряд ли очень частых, но в большинстве прогнозов – достаточно регулярных.

Если гипотезы о дальних газовых и ледяных планетах большого размера подтвердятся, то их система лун станет крайне дешёвой и эффективной основой местной экономики.

Из рук в руки

Возможность активного доразгона лазерного парусника из внутренней системы до самых внешних границ фактически гарантирует вывод его на скорости больше единичных процентов световой.

На 10% световой тяжёлый межзвёздный парусник ограничен по эффективности в основном плотностью мусора на его пути и способностями к саморемонту при встречах с этим мусором.

Без прорывов

Социальный договор между фантастом и читателем обычно подразумевает массу выдуманных «технологий». Лишь их часть достижима хотя бы теоретически. Остальные просто выдуманы ещё в 1930-ых для удобства превращения модели «космоса» в близкую к приключенческой маринистике XIX века.

Освоение реального космоса, в том числе дальнего, вполне достижимо и без них, чисто количественным методом. Достаточно заселённая внутренняя Солнечная вполне сможет позволить себе направить триллионы ватт на отражатели космических перелети-городов на межзвёздном маршруте.

Ранние межзвёздные

Полёт на 10% световой до ближайших к Солнцу звёзд реально осуществить в пределах карьеры причастных к запуску специалистов. Достаточно сложная автоматическая станция запросто сможет проработать на месте долгие годы – и собрать огромное количество бесценной информации.

На той вероятной стадии освоения Солнечной, когда их запуск более-менее станет реальностью, вполне реально говорить и о добыче сложным автоматом-разведчиком местного топлива и о сравнительно эффективном саморемонте – хотя бы за счёт запущенных вслед контейнеров с запчастями.

Двигатель Пакмана

Анекдотический на первый взгляд тип космического двигателя из выведенных на орбиту заранее контейнеров с расходниками, запчастями и рабочим телом для основной ракеты прекрасно работает для межзвёздного полёта.

Капсулы снабжения можно выводить отдельно, с другими ускорениями. В том числе – сильно заранее, или вдогонку. Чем более развита и освоена внешняя граница Солнечной, тем это проще.

Города в полёте

Разумеется, это означает и возможность раннего освоения ближних к Солнцу звёзд. Вполне эффективного освоения, хотя оно и превращается в колонизацию ради колонизации.

В классических произведениях зачем-то использовался одиночный «корабль поколений» вместо жизнеспособного большого строя из многих городов – как ещё в 1970-ых мудро предложили в британском аэрокосмическом обществе. Современные фантасты довели мысль о единичном корабле до конченого маразма, как, например, Ким Стэнли Робинсон.

День благодарения

В полемическом задоре обличения «кораблей поколений» совершенно упускают тот факт, что строй перелети-городов, даже без внешнего снабжения в полёте, обладает совсем другой минимальной жизнеспособностью.

Такому строю доступен и активный вторичный разгон меньшего по размеру лазерного транспорта, и первичное заселение новой системы просто за счёт перехода на постоянную орбиту возле наиболее интересных в ресурсном плане местных тел.

Вымереть от бескормицы вряд ли получится, когда абсолютно дружественная человеку среда обитания и есть абсолютное большинство пространства любого перелети-города в межзвёздном полёте.

Параллельные события

Одна из главных ошибок моделирования таких процессов – стремление к последовательности. В реальности дерзкий прыжок ранних первопроходцев за пределы ойкумены может оказаться крайне рискованной авантюрой, но в случае удачи окупится многократно – столетиями монопольного выбора лучших местных орбит и ресурсных скоплений.

Освоение внутренней Солнечной, попытки создания долговременных аванпостов на внешних границах системы и ранние межзвёздные экспедиции могут случиться заведомо раньше, чем система толком выйдет за средние пределы цивилизации Кардашева первого типа.

Порог вхождения

Для создания жизнеспособного строя межзвёздных перелети-городов хватит достаточно сложных циклеров и ранних космических городов самих по себе.

Исполинские баки рабочего тела и сравнительно простые двигатели смогут привести строй в движение и в до-термоядерную эпоху, пусть и с меньшей эффективностью. Достаточно оптимизированной атомной энергетики хватит даже на ближний межзвёздный перелёт.

Рождённые в пустоте

Абсолютное большинство населения Солнечной крайне быстро станет жителями исполинских космических городов. Для космической цивилизации искусственное обитаемое сооружение – намного более естественная и привычная среда обитания, чем планета.

Отсюда вывод:

Освоение космического пространства активно пойдёт даже в самых экзотических условиях. Одна единственная полноценно заселённая Солнечная уже становится эффективной рабочей моделью заселения практически любого орбитального пояса любой звёздной системы.

Обойдёмся без планет!

Сумерки дальних границ Солнечной вполне пригодны для жизни при наличии эффективной термоядерной энергетики. Большой термоядерный реактор питает космический город где угодно.

Даже в сумерках между поясом Койпера и внешними границами Оорта, на расстоянии во многие световые месяцы от центральных планет Солнечной, заселить или пристроить к снабжению пригнанного извне перелети-города можно буквально любой достаточно большой камень.

Что это значит?

Большая лазерная магистраль

Цепочка относительно маленьких и слабых лазерных разгонных станций внешнего пояса Солнечной достаточна, чтобы наладить быстрое и эффективное местное снабжение.

При достаточной мощности она же может гарантировать и запуск больших количеств полезной нагрузки за пределы Солнечной. Всё это находится в окрестностях цивилизации первого типа Кардашева, но этого уже хватает на крайне многое.

Обустройство внешних границ системы превращается в количественную задачу, в основе которой лежат доступные рабочие часы местного населения.

Дорожные карты заселения

Ввиду чисто количественных масштабов роя Дайсона, его физическое завершение с изрядной вероятностью случится позже, чем размазанная по нескольким ближним звёздам цивилизация выйдет на фактический уровень энергетики II типа по Кардашеву.

На момент достройки большой жилой техносферы Солнца, ближние звёзды с большой вероятностью получат ранние большие (по нашим современным меркам) самостоятельные жилые сообщества.

Столичный рой

Хотя на окрестности могущества II типа по Кардашеву 90% человечества продолжит жить в Солнечной, на оставшиеся 10% будет приходиться от нескольких десятков самых близких звёзд, в границах 15 световых лет, до многих сотен или даже единичных тысяч звёзд подальше – в границах 50 световых лет.

Насколько те останутся зависимы от центра хотя бы по вопросам культурного и научного обмена – бессмысленно даже гадать. Но главное – их количество.

Ближние звёзды

Список из нескольких десятков звёзд на расстоянии меньше 20 световых лет от Солнца – огромное жилое пространство. Добраться к самым дальним из них при скорости в 10% световой можно за срок жизни единичных поколений.

Это при условии, что ожидаемые прорывы с биологическим долголетием задержатся, как и всё остальное, что часто воспринимается базовыми правилами игры фантаста с читателем. В противном случае организаторы переселения имеют все шансы оказаться первыми жителями нового космического государства – под лучами иного светила.

Век экспансии

Запуск космической цивилизацией I типа межзвёздных перелети-городов на протяжении хотя бы нескольких десятков лет подряд уже означает, что первые колонисты прибудут к самым близким звёздам в то же столетие.

Последующие волны освоения доберутся к цели в пределах нового века. Для звёзд подальше сроки ползут, но порядок цифр остаётся примерно тем же – единичные века на полёт, даже сравнительно медленный.

Оплата банкета

На первый взгляд отправка подобных колонистов может показаться бессмысленно-разорительным действием. В реальности, у неё даже сейчас можно спрогнозировать убедительные экономические предпосылки.

В точности как с ранней эрой освоения Солнечной, продажа некоему сообществу нового жизненного пространства выгодна сама по себе. Тем же образом, сравнительно малое количество желающих «продать всё» ради переезда трансформируется из долей процента общей численности в крайне убедительные фактические цифры – в данном случае, многомиллиардные.

Заселение пограничья

Темпы роста человечества могут становиться убедительно высокими. Чем доступнее и дешевле базовые ресурсы на развитие, тем проще сохранять взрывной рост населения. Достаточно развитое технологически общество может позволить себе удвоение численности в поколение при сохранении высокого уровня жизни.

Даже на протяжении одного только двадцатого века численность населения земного шара возросла многократно. Этому сопутствовали несколько технических революций, и гарантированный ими предел численности населения увеличился на порядки.

Эпоха галактической экспансии

Интенсивное строительство внутри Солнечной вряд ли претерпит сильные изменения лишь от того, что полёты к ближним звёздам стали по средствам желающим. Этих пассионарных искателей новизны всегда окажется меньше, чем консерваторов. Людей, кому «и здесь хорошо».

Рой Дайсона окажется достроен, полностью и более-менее в срок – даже в параллель отправке вовне миллиардов и миллиардов переселенцев. А вот как он будет при этом жить – вопрос интересный!

Ну, предположим, сообщество

Единоначалие при таких масштабах и задержке связи выглядит крайне странно. Чего уж там, оно даже на Земле осталось лишь беспочвенной фантазией. Что же можно регулировать в космическом сообществе, где на каждого жителя современной Земли приходится огромное государство?

Ответ достаточно простой – безудержную внешнюю агрессию и правила космического движения!

Сдерживание агрессии

Явная прямая агрессия части большого космического сообщества по отношению к остальному сообществу всегда упирается в то, что если в ответ прилетит хотя бы один метко пущенный утюг от каждого, то агрессора попросту завалит утюгами.

Увидеть достаточно убедительные предпосылки войны части роя Дайсона против всего остального роя, или уж тем более коллапса связности из нашего здесь и сейчас попросту затруднительно. Даже с действующими механизмами экономической блокады изрядные проблемы.

Космическая дорожная инспекция

Как выглядит хороший удар космическим городом нам ещё в конце 1970-ых наглядно показали японские аниматоры. На сколько-то большой скорости что угодно становится эффективным оружием, а у космического города при смене орбиты или циклера она большая по определению.

Поскольку любой двигатель всегда и без исключений в космосе превращается в мощное оружие, правила космических полётов становятся вопросом жизни и смерти.

Буквально.

Границы принуждения

В пределах Солнечной местные сообщества, которые более-менее договорились о единой политике, имеют вполне достаточный инструментарий, чтобы принудить единичного постороннего соблюдать их требования. С каждым шагом за пределы границ этого сообщества инструменты принуждения теряют силу до полной бессмысленности.

Установленный порядок движения внутри малого космического государства действует ровно в его границах, между несколькими космическими городами, соседями по орбите.

Сообщество таких государств может установить свод правил движения внутри подконтрольного им сектора орбиты, но тот можно обойти выбором точного времени старта и маршрута полёта.

Внутри большой сферы условных внешних сообществ законы космического движения внутренних сообществ актуальны ровно в той степени, в какой выгодно экономическое взаимодействие между этими сообществами.

Итог развития

Cвод правил космического движения в конечном итоге формализуется примерно тем же образом и в силу примерно тех же причин, что и современные правила движения морского или воздушного.

Человечество наглядно доказало, что свод рабочих правил нового вида транспорта при необходимости вырабатывается за считанные десятилетия. Современный диспетчерский контроль эффективно управляет движением многих десятков самолётов над одним аэропортом в единицу времени.

Но как ограничить нарушения этих правил?

Средство принуждения

Метко пущенный утюг. Ну да, а вы какого ответа ждали? В условиях, когда вывод чего-то за пределы безопасной расчётной орбиты становится угрозой, которую можно и нужно измерять в мегатоннах тротилового эквивалента, злонамеренный нарушитель правил космического движения имеет все шансы оказаться под обстрелом всех, кого это касается.

Масштаб космоса в данном случае работает на безопасность. Случайного нарушителя или жертв катастрофического отказа даже можно попробовать вовремя спасти. Времени пронаблюдать отклонение, выйти на связь, выяснить ситуацию и принять решение в космических масштабах обычно достаточно.

Локальные конфликты

Решение выше допускает возможность масштабных по нашим современным представлениям конфликтов местного значения. Пока угроза действительна только внутри конфликтующих сообществ, соседи в основном пожалеют лишь упущенную прибыль. Впрочем, куда вероятнее, что они прилично наживутся поставками оружия, материальной помощи и кредитованием враждующих сторон.

Горячий конфликт внутри местной системы лун планеты-гиганта – практически самое удобное по сочетанию физических и космооперных решений пространство для художественного эксперимента.

Вероятность подобного конфликта, его выгода и жизнеспособность сохранятся на тысячелетия вперёд при любом уровне технологического развития человечества. Что может его исключить, ну или хотя бы резко понизить вероятность? Разумеется, гарантированное ресурсное и энергетическое изобилие!

Глава двенадцатая: освоение Солнца

Оптимизация потребления

Шкала Кардашева привязана к потоку солнечной энергии. Сначала тому, что падает на Землю, потом тому, что освещает всю Солнечную. Но человечество уже давно умеет хотя бы грубо и примитивно использовать солнечную энергию.

До каких же пределов реально оптимизировать этот процесс, и что ещё можно взять у Солнца?

Запреты и разрешения

Хорошая научная фантастика строится преимущественно на запретах. Именно они в ответе за отсутствие в тексте антигравитации, сверхсвета, эффективной маскировки в космосе и прочей антинаучной дребедени.

Только вот для Солнца многое строго наоборот – бытовой миф о возможном и доступном резко противоречит реалиям его вероятного освоения!

Предельная эффективность

Рой Дайсона позволяет максимально эффективно трансформировать солнечную энергию во что-то полезное. Как в пригодную к использованию энергию, так и работу. Обычно люди ждут от упоминаний роя энергетического изобилия, но, как и с любой другой мощной энергетикой, дешёвым электричеством всё только начинается.

Проблемы веры

Для массы людей практически любая мегаконструкция выглядит маловероятной, а то и просто абсурдной. Но если критиковать сферу Дайсона за нестабильность, проблемы силы тяжести на внутренней поверхности и многое другое вполне реально, претензии к рою принимают форму чисто религиозного спора.

Тот возможен сам по себе, без любых крупных технологических прорывов, и уже сейчас представляет чисто количественное решение застройки максимального числа орбит максимальным количеством солнечных электростанций и космических городов на их основе.

Проблема ресурсов

Строительство достаточно большого роя упирается в чисто количественную проблему. Да, застроить окрестности Солнца мощными электростанциями сравнительно легко. Меркурия на это хватит.

Но полноценный рой Дайсона требует застройки всё более высоких орбит всё большим и большим количеством новых космических городов. Но где именно в Солнечной находится большинство строительных материалов – и сколько его там?

99,8%

Именно столько материи в системе оценочно приходится на Солнце. Это одновременно и самая горячая топка в системе и самая богатая жила в ней же. 0,1% – масса Юпитера. Остаток распределён по всему остальному. Прежде всего – трём другим планетам-гигантам.

Солнечная материя куда доступнее, чем кажется!

Звёздная шахта

Разумеется, зачерпнуть Солнце ведёрком, даже на пролёте, удивительно сложная задача. Она требует и прорывных технологий и фантастических материалов и запредельного сочетания отваги и слабоумия.

В одном ведре солнечной материи содержится меньше атомов, чем в одном ведре земного воздуха. Лишь два процента этой материи приходится на все остальные вещества, кроме водорода и гелия. Значит ли это, что про добычу солнечного материала надо забыть навсегда?

Вот ещё!

Сокровища фотосферы

Солнечная фотосфера нагрета до 5700 градусов Кельвина. При этих температурах известные вещества, металлы и сплавы превращаются в газ.

Называть фотосферу «поверхностью» Солнца можно лишь потому, что это единственное, что доступно полноценному наблюдению. Она чудовищно разрежённая – примерно одна десятимиллионная от земли у нас под ногами, или в тысячу раз меньше плотности воздуха.

Расположенные над фотосферой хромосфера и корона ещё менее плотные.

Консистенция Солнца

Где-то в глубине Солнце, конечно, становится многократно плотнее, но основная доступная наблюдению часть – удивительно разреженная плазма.

Кажется, что добывать такую почти бессмысленно. Только в реальности всё наоборот – именно такое состояние верхних оболочек Солнца резко упрощает работу с местными ресурсами!

Солнечная топка

Термоядерная печь нашего светила порождает 63 мегаватта световой энергии на квадратный метр поверхности. Это примерно в шестьдесят тысяч раз больше, чем реально получить на квадратный метр на орбите Земли.

Значит ли это, что на приближении к Солнцу нужно поставить жирный крест и забыть навсегда?

Спасительный теплоотвод

Вопреки популярному заблуждению, энергию Солнца можно контролировать даже на удивительно малых дальностях от него.

Разрушение материи от нагрева случается в том случае, если тепло копится в системе. Любая возможность эффективно выводить это тепло для излучения куда-то ещё резко повышает любую живучесть даже в таких суровых условиях.

Вакуумный изолятор

Основная проблема в космосе у любых искусственных сооружений, как известно, теплоотвод. Даже крохотная МКС имеет огромные радиаторы. Поскольку тепло можно только излучить – их размер стремительно растёт, и любая космическая техника обязательно получит огромные хорошо заметные «крылья» для излучения мусорного тепла.

Как же можно защитить вероятную космическую постройку в ближних окрестностях Солнца?

Зеркальный щит

Пока техника находится вне прямого контакта с материей Солнца, она получает в основном поток фотонов. Их можно отражать.

Металлическая фольга уже достаточно хорошо рассеивает это поток. Более сложные материалы при оптимизации под задачу смогут работать и того лучше.

Отражать придётся достаточно широкий спектр энергии за пределами видимого оптического диапазона. Это потребует хитрый бутерброд из сложных материалов, но в целом задача вполне решаемая.

Эффективность зеркала

При условной 99% эффективности можно подобраться на расстояние, где Солнце в сто раз ярче, чем на Земле. Это примерно 0,01 астрономической единицы, или четверть расстояния от Солнца до Меркурия. Настолько палимой Солнцем планеты, что пребывание днём на её поверхности возможно только под сложными зеркальными щитами-отражателями на опорах из эффективных теплоизоляторов.

Контакт с короной

Одна сотая расстояния между Землёй и Солнцем уже считается верхней границей солнечной короны. Достаточно эффективный отражатель позволяет космическому аппарату скользить по её верхней границе.

Весной 2019 года солнечный зонд Паркера сумел приблизиться к Солнцу на дальность 0,25 а. е. – при запланированном предельном сближении 0,04 а. е. То есть, крайне эффективное решение доступно человечеству уже сейчас – и дальше станет лучше.

Глубокое погружение

Добиться лучшего погружения можно комбинацией двух эффективных способов. Во-первых, брать зеркало получше, с более высокими коэффициентами отражения энергии в основных диапазонах. Добиться предельно близкого к 100% отражения в одном диапазоне в лабораторных условиях смогли уже сейчас. Во многих диапазонах отражение получается разное, но повышать эффективность за счёт лучшего подбора материала на заказ можно и там.

Во-вторых, использовать активный теплоотвод. Зеркало теплового щита прекрасно обеспечивает излучение радиаторов из его тени. Чем ближе к Солнцу, тем больше конструкция похожа на гриб с большой шляпкой и короткой ножкой, потому что энергия Солнца начинает попадать в систему условно с боков конструкции. Но поначалу она только понижает эффективность теплоотвода до меньших эффективных значений.

Материальный носитель

В какой-то момент к фотонам добавятся и другие носители тепла. В короне реально угодить под выброс разреженной плазмы температурой в пару миллионов градусов Кельвина.

Столь же интересным воздействием обладает и электромагнитное поле Солнца. Оно может вызвать сильный индукционный нагрев.

Активная защита

К счастью, ионизированные частицы можно отражать активной электромагнитной защитой. Она даёт заметный выигрыш по массе и выгодна для практически любого освоения космоса на всём протяжении Солнечной.

Разумеется, питание активной защиты повышает количество мусорного тепла в системе, но конечная эффективность – вопрос баланса мусора и полезного эффекта.

Реальная возможность

Зеркальный щит, электромагнитный кокон и эффективные излучающие радиаторы для нырка в ближние окрестности Солнца целиком находятся в границах известной физики.

В чисто количественном отношении эффективное решение такого рода может защищать даже большой космический город.

Кольцо вокруг Солнца

На удалении в примерно три миллиона километров от Солнца его сила тяжести падает до земного 1g. В этих условиях реально построить защищённое от солнечного излучения кольцо вокруг Солнца и получить исполинское высокотехнологичное рабочее пространство, которое при этом находится внутри солнечной короны.

В чём его главная выгода?

Контора глубинного бурения

Добыча солнечной материи требует огромного количества энергии. У любой мегаструктуры в ближнем солнечном пространстве – что цельного кольца, что ожерелья больших космических городов, с энергией всё хорошо.

Следующий этап – мощное искусственное магнитное поле!

Электромагнитный насос

Опыты с электромагнитными насосами без движущихся частей – привычное для учёных дело. Переход от лабораторных опытов к промышленному использованию – больше вопрос практики и финансирования.

Откачка солнечной материи электромагнитным насосом вполне реальна и требует больше масштабного строительства, чем масштабного исследования. Ну и минимум двадцати миллиардов джоулей на килограмм материи, разумеется.

Важное примечание

Многие звёзды галактики сильно различаются с нашим Солнцем. Красные гиганты куда менее плотные и гораздо холоднее. Там строительство эффективной солнечной шахты решается проще и дешевле.

Впрочем, до их освоения ещё нужно дожить.

Система колец

Как и в любом другом случае масштабной добычи материала из мощного гравитационного колодца, сложная и большая система колец вокруг Солнца заметно выигрывает по эффективности.

У неё появляется и крупное достоинство – эффективная доставка холодного теплоносителя с внешних колец на внутренние. При грамотном дизайне внешнего излучающего кольца оно становится мощным холодильником.

Пикантный момент

Итак, хотя человечеству понадобится много новых инженерных решений только в силу масштаба задачи промышленного освоения Солнца, процесс этот вполне обойдётся без анекдотической «новой физики».

Сами по себе технологии подобного освоения находятся целиком в рамках действующей теоретической модели.

Что это даёт?

Заселение ради присутствия

Ближние окрестности Солнца – удивительно суровая для технических систем жизнеобеспечения среда. Но там, где техник СЖО видит головную боль, экономисты и логистики видят прибыль.

Выгоды от промышленно освоенного Солнца многократно и навсегда превосходят любые проблемы этого освоения.

Гравитационная праща

Манёвр Оберта в ближних окрестностях Солнца заметно упрощает космическую логистику, что по срокам доставки, что по доступности транспортных окон. Анекдотический бильярдный удар «в лузу рикошетом от Солнца» в космосе прекрасно работает.

Активный доразгон местными солнечными лазерами даёт крайне выгодные транспортные карты любому инвестору подобной транспортной системы. Политическим и экономическим сообществам внешних орбит Солнечной окажется выгодно инвестировать в ближнюю околосолнечную инфраструктуру, либо напрямую там присутствовать, даже при больших поначалу сроках полёта своих карманных специалистов.

Пожилой строитель мудрый...

Для работы высокотехнологичной автоматики нужно сравнительно мало людей, в основном – специалистов и наладчиков. Большой сегмент кольца около Солнца может работать под управлением сравнительно маленькой команды.

Но даже эти люди в сумме потребуют массовое строительство космических городов и на поздних стадиях освоения превратятся в безумные на современный взгляд триллионы постоянно занятых работников – без учёта семей и живого окружения.

Главная кладовая системы

Единственное, чего у Солнца меньше, чем в остальной Солнечной – это пустого места и промышленного холода. Всего остального заведомо больше.

Безумные гигаватты солнечной энергии можно излучать на огромные расстояния. Даже с низким КПД больших солнечных лазеров они всё равно остаются самыми большими и самыми дешёвыми транспортными лазерами.

Соларпанк

Даже в маловероятном случае чрезмерно долгих задержек технологии контролируемого термоядерного синтеза, вопрос освоения дальних границ солнечной можно решить достаточным количеством грубой силы: передать солнечную энергию лазером на межпланетное расстояние!

Да, это заметно поменяет ресурсную экономику внешних планет в сторону преимущественной добычи азота, фосфора и углеводородов, но даже настолько маразматическая на первый взгляд химера окажется состоятельной и жизнеспособной.

Хотя по большому счёту она где-то рядом с трёхэтажными горами лошадиного дерьма на улицах мегаполисов будущего из шуток-пугалочек урбанистов XIX века.

Внешний привод

Те же исполинские солнечные лазеры – идеальный внешний привод транспортных потоков на всём протяжении Солнечной, а с какого-то момента – и за её пределами.

Эффективность лазерного паруса ограничена в основном способностью лазерного парусника отводить тепло с рабочей поверхности и вести её текущий ремонт. У магнитоплазменного решения выше конструктивная сложность магнитной ловушки и минимальные требования к энергетике процесса, но резко лучше выигрыш по соотношению массы паруса к его площади. Даже при малых ускорениях единичные сутки разгона уже превращаются в эффективные межпланетные полёты орбита-орбита.

Стеллазер

Концепцию большого солнечного лазера – стеллазера – предложил Стив Никсон. Он заметил, что ионы железа в короне Солнца возбуждены до пары миллионов градусов Кельвина. Их энергию реально собрать в мощный зелёный луч специально подобранными зеркалами нужных отражающих свойств, чтобы сформировать основу мощного исполинского лазера.

Зеркала физически находятся за пределами слоя возбуждённого ими газа, на орбите в сравнительно высоком удалении от главной топки короны. Через слой рабочего вещества просто идёт воображаемая главная ось конструкции. Движение фотонов вдоль неё между зеркалами увеличивает поток стимулированных фотонов нужной длины волны. Отражатель в достаточно возбуждённом лазерном потоке направит часть энергии потока в нужную сторону.

Получится чудовищно дальнобойный луч, который в силу размера зеркала очень медленно теряет фокусировку и слабо рассеивается даже на межзвёздных расстояниях.

Солнечная батарея лазеров

Маленький стеллазер вполне реально построить на современной доступной технологии. Развитие технического могущества гарантировано увеличит их физические возможности.

Их реально строить фактически сколько нужно и вести эффективное излучение одновременно в разные стороны или концентрировать на общей цели посменно. Цвет (а соответственно и физические свойства луча) тоже можно изменять в достаточно широких пределах. Вышеупомянутый зелёный луч просто удобен для наглядного примера.

До каких границ можно нарастить эффективность солнечной батареи?

Луч Николла-Дайсона

В идеальном законченном рое Дайсона эффективность большого солнечного лазера при ведении огня на поражение даёт возможность стерилизовать любую планету галактики за считанные минуты воздействия. Конечно, подлётное время лазерного импульса на другой край галактики тоже достаточно велико, оно измеряется в десятках тысяч лет, но раскалить и сорвать любую атмосферу и погубить любую биосферу на межзвёздных расстояниях можно раньше, чем протикает один эволюционный срок известной нам биологической жизни.

Разумеется, эту мощь выгодней использовать в мирных целях.

Межзвёздная трасса

Если «продуть» мощным лазерным потоком достаточно узкую область пространства между звёздами, оттуда можно заранее убрать основную массу пыли и мелких камней. Профилактические лазерные импульсы по краям виртуальной трассы сохранят её чистой и удобной для использования.

Парадоксально, но гарантированная межзвёздная пустота – тоже в каком-то смысле космическая мега-конструкция искусственной природы!

Запуск в заранее подготовленный транспортный коридор мощного лазерного парусника сильно увеличит его безопасную скорость. Время ближних межзвёздных перелётов реально сократить до единичных десятилетий. В теории, решение позволяет отправить команду специалистов к другой звезде и обратно в пределах срока их жизни, а то и в пределах карьеры.

Энергоёмкие проекты

Солнечная энергия примерно в двадцать триллионов раз превышает современное потребление человечеством промышленной энергии. Любые энергоёмкие проекты, которые мы себе можем вообразить сейчас – реальны и достаточно скромны по меркам цивилизации, которая выстроила хотя бы первое кольцо вокруг Солнца.

Даже исполинский промышленный коллайдер на базе этого кольца, для синтеза тяжёлых элементов из лёгких и тот выглядит как малоэффективная, но жизнеспособная и выгодная для этих условий конструкция.

Особая солнечная магия

Избыток доступной энергии можно использовать и для получения антиматерии – эффективного топлива дальних межзвёздных экспедиций, и для промышленного изготовления миниатюрных чёрных дыр. Тоже одновременно и мощного космического привода и эффективного источника энергии в долгом межзвёздном перелёте.

Физика таких процессов сейчас теоретическая, но её реализация упирается больше в отсутствие потребных мощностей, чем самих идей о том, как бы такое сделать. Раннее материальное изобилие Солнце гарантирует и менее радикальными способами.

Солнечная шахта

Электромагнитная добыча солнечной плазмы в основном заканчивается возвратом термоядерного горючего обратно в Солнце. Но его «нагар» в форме более тяжёлых элементов – число с длинной вереницей нулей. До заманчивого уровня «мегатонны в секунду» дойти можно сравнительно рано.

Фактические темпы добычи материи из Солнца на предельной эффективности – одна масса Земли в столетие. На этой скорости звезду размером с наше Солнце можно разобрать примерно за тридцать миллионов лет. Любое снижение эффективности и темпов добычи растягивает этот срок до времени жизни Солнца как такового.

Сопутствующий продукт

Водород можно добывать в огромном количестве других уголков Солнечной. Но именно поток водорода окажется наиболее мощным в общем количестве добычи солнечной материи.

Его можно с чистой совестью использовать для материальной активной поддержки конструкций над определённой точкой Солнца вместо движения по орбите. Например, подать в исполинский космический двигатель!

Двигатель Каплана

У солнечного двигателя Шкадова есть один пикантный нюанс. Хотя движение Солнца только за счёт направленного переизлучения света роем Дайсона реально, эта работа занимает чудовищные десятки миллионов лет. В случае относительно резкой катастрофы звёздного масштаба его возможности сильно ограничены.

Двигатель Каплана лишён этой проблемы.

Он парит над звездой на обратном потоке добытого водорода. Его электромагнитные воронки жадно поглощают солнечную материю, разделяют, и возвращают обратно Солнцу. Струи вещества получают направление, сохраняют высокую скорость и работают как эффективные двигатели сами по себе. Основные же сопла двигателя Каплана выбрасывают менее ценные для Солнца, но куда более массивные элементы (например, кислород) в нужную сторону – и приводят Солнце в движение реактивным способом.

Эффективный разгон

За единичные миллионы лет вполне реально достаточно заметно изменить положение Солнечной в галактике. Если разгон продолжать, можно совершить и эффективный полёт через галактику всей системой – для изучения, освоения и заселения, или даже вывести Солнце за пределы галактики.

Да, полёт на межгалактическое расстояние в особо крупных размерах заведомо выгодно и удобно осуществлять на кочующих звёздах в окружении искусственной техносферы!

Солнечная геронтология

Замусоренность Солнца нагаром из химических элементов тяжелее водорода и гелия – главное ограничение срока жизни звезды. Любое снятие этого нагара срок жизни звезды резко продляет.

Примерно 2% массы Солнца приходится на материалы тяжелее водорода и гелия. Чуть меньше процента этого вещества – кислород. Поскольку в Солнце находится 99,8% массы Солнечной и ещё 0,1% приходится на массу Юпитера, эта относительно малая величина остальных полезных ресурсов многократно превышает массу всей остальной системы.

Из Солнца реально зачерпнуть материала на постройку нескольких систем планет Солнечной, либо эквивалентного ему высокотехнологичного жилого пространства. Нашей звезде от этого только лучше станет.

Солнечный впрыск

Наше Солнце прожило несколько миллиардов лет из оценочного срока в десять миллиардов лет. Отъём солнечной материи резко продлит этот срок – до нескольких десятков миллиардов лет. Конечно, Солнце потускнеет, но и проживёт дольше. А что, если добавлять в Солнце водород?

Всё равно, что в печку новых дров подбросить, вот что! Стабильный входящий поток водорода продлит срок жизни нашей звезды очень и очень надолго. У этого есть и крайне пикантные следствия:

При сочетании мощной техносферы, двигателя Каплана и огромной электромагнитной воронки Бассарда реально обойтись рассеянным в космосе свободным водородом! Подвижное Солнце одновременно живёт, пока движется, эффективно ведёт заселение и освоение галактического пространства и продолжает выплёвывать огромные количества новых строительных материалов.

Сроки и планы

Разумеется, строительство действительно законченной техносферы Солнца займёт сотни тысяч лет, а его разгон до галактических скоростей – так и все миллионы. Разумеется, что отправка космических экспедиций на межзвёздные расстояния случится куда раньше, чем колыбель человечества отправится в круиз по галактике – посмотреть, как там потомки.

Но факт остаётся фактом: самая крупная мега-конструкция Солнечной – это сама по себе вся наша звёздная система, окультуренная и превращённая в исполинскую техносферу цивилизации II типа.

Что же ей по силам в этот отрезок времени?