Бомба в ракете, звезда в шаре и дерево в комете. Миры Фримена Дайсона

В 1944 году Королевские ВВС Великобритании принялись бомбить немецкие города. Многие историки полагают, что особого практического смысла делать это не было, единственной задачей было повергнуть нацистов в ужас. Изначально целились в военные и промышленные объекты, но попасть удавалось нечасто. Поэтому и решили бить сплошь. Без разбора. А это — да простят читатели упоминание о таком страшном цинизме военного времени — не так уж просто. Необходима была какая-то гарантия, что именно нужные цели будут поражены. Это надо было рассчитать математически.

Фримену Дайсону в то время было, получается, 21 год. Он изучал математику в Кембридже. Очевидно, способности этого студента уже тогда не оставались незамеченными. Кто-то же порекомендовал его военному командованию. Молодого человека пригласили и дали задание. И он сделал. Рассчитал идеальную плотность, с какой должны лететь бомбардировщики. В одном только Дрездене погибло, по разным данным, от 200 до 300 тысяч человек. Промышленное производство Германии снизилось на восемь процентов.

Уже переехав в Америку, молодой учёный убедил Пентагон отказаться от использования ядерного оружия во Вьетнаме. Во всяком случае, внёс свой вклад в то, чтобы американские военные трезво оценили ситуацию. То же — методом холодного расчёта — доказал, что на практике против сидящих в джунглях партизан такая бомбёжка наугад будет неэффективной.

Вот такие поразительные факты есть в биографии прославленного физика. В ядерных бомбах он очень хорошо разбирался, только воспринимал их не так, как правительства некоторых государств. Если бы ему отдали все мировые запасы, он бы отправил их в космос.

Правда, надо сказать, сама идея принадлежала не ему. Впервые её высказал русский учёный Николай Кибальчич — революционер и "технический" организатор покушений на Александра II. Свой проект ракеты на пороховых шашках он успел разработать в тюрьме за несколько дней до казни в 1881 году. Десять лет спустя теми же самыми мыслями — в смысле не о революции, а о ракете — поделился немецкий изобретатель Герман Гансвиндт. А уже в 1946 году в голове польского учёного Станислава Улама родилась полноценная теория ядерного ракетного двигателя. Он работал над ней вместе с коллегой Корнелиусом Эвереттом в научно-исследовательской лаборатории в американском Лос-Аламосе. Именно они и придумали космический корабль "Орион", приводимый в движение взрывами водородных бомб. И, наконец, развить это как реальный проект взялись физики Теодор Тейлор и Фримен Дайсон.

Концепция такая: из похожего на пулю корабля ежесекундно выбрасывается водородная бомба мощностью 0,1 килотонны в тротиловом эквиваленте. Для сравнения: на Хиросиму сбросили около 15 килотонн, на Нагасаки — 21. Не очень сильных, но повторяющихся взрывов, по расчётам, достаточно, чтобы капсула рывками поднималась в воздух и в конце концов вышла за пределы атмосферы. В космосе предполагается метать бомбы каждые десять секунд, но уже такие, как в Нагасаки. Снизу у корабля — толстая стальная плита, которая выдерживает потоки раскалённой плазмы. Такой принцип многократно тестировали с помощью макетов. На обычной взрывчатке, конечно. Один образец успешно поднялся на высоту в сотню метров, выбросил парашют и благополучно сел. Его хранят в Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне.

Дайсон вычислил, что таким способом можно разогнаться до 15 тысяч километров в секунду. А это как-никак 5% от скорости света. Мысль учёного немедленно понеслась по просторам Вселенной. Результатом стали два проекта межзвёздных кораблей. Первый — это Energy Limited Orion Starship. Энергетически лимитированный космический корабль "Орион". Это поистине исполинская конструкция массой 40 миллионов тонн, в которой поместится если не целый город, то внушительное количество людей. И все они отправятся в путешествие в один конец. Это будет корабль поколений, в котором, пока куда-нибудь прилетишь, о дне старта будешь знать уже по мифам и легендам далёких предков. До ближайшей звёздной системы альфы Центавра получается 1300 лет лёта. Но можно и быстрее, если народу взять поменьше. На это у Дайсона был второй вариант — Momentum Limited Orion Starship. Импульсно-лимитированный. Он распыляет на заднюю плиту специальную графитовую смазку, чтобы она быстрее охлаждалась. Это позволяет устраивать взрывы чаще, набирать большую скорость и долететь до соседних звёзд за какие-то 130 лет.

По этому принципу "взрыволёта" в США в 70-е годы пытались создать первый межзвёздный зонд "Дедал". Он должен был вооружиться спектрометрами и прочими приборами и полететь к звезде Барнарда в созвездии Змееносца (без малого шесть световых лет от нас). Тогда возникли подозрения, что у этой звезды есть планеты. Теперь-то астрономы знают, что их можно и поближе найти: у той же соседней Проксимы Центавра (четыре световых года от Земли) есть очень интересный вариант. По мнению учёных — землеподобный мир, да ещё и на правильном расстоянии от звезды, то есть с подходящей температурой поверхности. Но проект остался проектом, и не только по техническим причинам. Дело в том, что это весьма масштабное предприятие, над которым надо будет трудиться всему человечеству: шутка ли, аппарат должен весить более 50 тысяч тонн, а строить его нужно на орбите.

Вообще, Фримен Дайсон был увлечённым читателем научной фантастики. В своё время на него огромное впечатление произвела книга Star Maker — "Создатель звёзд". В ней автор — британский философ Олаф Стэплдон — умещает (или пытается уместить) всё богатство научно-фантастических идей землян. Там описывается настолько далёкое, настолько невероятное будущее, что в 2020 году оно кажется таким же недостижимым, как и в 1937-м (год выхода книги). В этом произведении в числе прочего фигурирует гигантское астроинженерное сооружение, окружающее Солнце.

По сути, это кольца Циолковского, описанные в его "Грёзах о небе и о Земле". Только вместо кольца звезду окружает целый шар. Дайсон обдумал это и пришёл к логичному выводу: если в космосе и есть кто-нибудь более развитый, чем мы, то для них не иметь такой сферы — a real shame, то есть просто позор, поскольку это гениальный способ использовать всю (или почти всю) энергию звезды. Тут, конечно, нельзя не вспомнить ещё об одном учёном — Николае Кардашёве, который описал три возможные ступени развития цивилизаций. Эта концепция так и называется — шкала Кардашёва. Мы, конечно, в этом списке на самом скромном уровне. А вот полное использование солнечной энергии повысило бы нас в должности — до цивилизации II типа. И Дайсон заявил: "Всё, что нужно для этого продвижения, — вот такая сфера".

По расчётам Дайсона, на такой эпохальной солнечной батарее можно жить: она будет вращаться, за счёт центробежной силы по её внутренней поверхности можно будет ходить пешком. А ещё это космическое сооружение в космосе вполне можно разглядеть в наши телескопы: сквозь него проскакивает мощное инфракрасное излучение от звезды. То есть найдём сферу Дайсона — найдём инопланетян.

Надо сказать, что концепция именно сферы имеет один большой недостаток: центробежная сила действует не по всему шару. Вернее, не везде одинаково. В районе полюсов её нет. А тем не менее притяжение звезды работает везде и всюду. Это значит, что гравитация на полюсах перевесит и шарик просто схлопнется.

Единственный выход — делать не цельный шар, а сооружение из нескольких колец. И тут мы возвращаемся на круги своя, то есть к Константину Эдуардовичу Циолковскому.

Учёные продолжают искать в космосе подозрительный инфракрасный свет — "симптом" сферы Дайсона. Или сферы Дайсона, сооружённой из колец Циолковского. Как хотите. Пока не нашли. Заподозрили, правда, не так давно нечто подобное на звезде Табби, но потом разочаровались: похоже, её окутывает всего лишь газопылевая туманность. В целом учёный настолько далеко заглянул за горизонт, что придётся постараться, чтобы к моменту реализации всех таких проектов имя этого человека не забыли.

Ещё один важный момент. По твёрдому убеждению Дайсона, мир — кольцо и другие миры и развитие цивилизаций — это вопрос не инженерный, а биологический. На Марсе или где-либо ещё мы не сможем вечно торчать в консервных банках и прятаться под землёй, говорил учёный. Надо будет выходить наружу, организму придётся как-то приспосабливаться. На других планетах будут другие люди. Другие виды людей. Кстати, Фримен Дайсон заверил, что эволюционные изменения происходят на самом деле гораздо быстрее, чем учил Дарвин. И XXI век, по его мнению, — век биологии и генной инженерии.

В этом смысле стоит вспомнить ещё одну интересную идею — дерево Дайсона. Это живой организм, который разместился прямо внутри достаточно большой кометы. То есть в ней должна быть некая полость, где может пустить корни такое растение. Поверхность кометы защищает драгоценный росток от радиации. Тем не менее какой-то доступ солнечного света должен быть, чтобы работал фотосинтез. А если есть фотосинтез, значит, вырабатывается кислород. Теоретически такое древо жизни может разрастись по всей комете и создать некую замкнутую экосистему, в которой, собственно говоря, можно жить. Остаётся надеяться, что этот баобаб не разорвёт планетку Маленького Принца.

Да, кстати. Фримен Дайсон не уставал напоминать, что растения любят углекислый газ, он им нужен, поэтому его вред для природы — большой вопрос. И он же торжественно поднял на смех всё это "глобальное потепление", за что его и прозвали еретиком от науки.