Энергия столкновения измеряется в килотоннах тротилового эквивалента на килограмм встречной массы – и выше.
Как этого избежать?
Дальняя космическая разведка
В классических произведениях золотого века фантастики о «мелких технических нюансах» зачастую попросту забывали. Авторов куда больше интересовала эволюция социума в изоляции. Феодализм теократический построят – это ладно ещё, а если, Айн Ранд упаси, до коммунизма додумаются, это же просто ужас какой-то!
В реальности космического перелёта на межзвёздное расстояние абсолютное первенство окажется всегда за роботами.
Строй решает
Если мы берёмся говорить о крайне вероятных и легкодоступных «на кончике пера» технологиях межзвёздного перелёта, кажется вполне естественным дополнить отправку контейнеров снабжения «двигателя Пакмана» строем роботов дальней космической разведки на базе тех же контейнеров. Их задача – разойтись на достаточное расстояние и сформировать единую сеть наблюдения достаточной мощности.
Это позволит эффективно контролировать основные сиюминутные угрозы движению ядра строя перелети-городов в межзвёздном полёте.
Связь решает
Второй критически значимый нюанс выживания строя перелети-городов на дальнем маршруте – эффективная связь их с хотя бы коммерческим фондом обеспечения в родной системе. Ближние космические перелёты на 10% световой занимают десятилетия. За это время имеет смысл получать основные пакеты обновлений хотя бы основной бортовой техники и оборудования.
Даже когда от момента запуска до прибытия к цели пройдёт век, а то и больше, реальное техническое отставание переселенцев можно сохранить в пределах одного технического поколения.
Фантаст против логиста
Короткий простой вывод: предварительная организация перелёта значит куда больше самого перелёта!
Это в золотой век фантастики переселенцы отправлялись куда-то сломя голову в одном, плохо оснащённом, скверно задуманном и ещё хуже управляемом космическом сообществе. Авторам Кэмпбелла это давало простор для социальных романов-катастроф. На пустом рынке они стали первыми и заслуженно сформировали основу фонда классических текстов эпохи.
Те времена давно прошли. Многие современные авторы в полемическом задоре используют корабль вместо хотя бы одного космического города и старательно заваливают переселенцев сосаными из пальца опасными для жизни проблемами. Как средство утрированно выпятить явную маразматичность корабельного подхода к межзвёздным перелётам это работает, но распространение его на саму идею полёта вообще – типичный пример сознательной лжи и передёргивания.
Что же логично сделать ради организации жизнеспособного межзвёздного перелёта?
Организация превыше всего
Само по себе массовое строительство подвижных космических городов достаточно быстро станет в заселённой Солнечной будничным делом. Спрос высок, потребность тоже, стимул к развитию и совершенству – постоянный.
Дальний межзвёздный перелёт в таких условиях становится более количественной задачей, чем сложным инженерным прорывом. Если же что-то решается количественным способом, это упирается только в средства и организацию этих средств.
Колонизационный фонд
Основная масса дешёвых, эффективных и безопасных перелётов на межзвёздные расстояния в современных проектах достаточно смело полагается на предварительный запуск элементов обеспечения и снабжения такого перелёта.
Сами космические города в полёте тоже как минимум регулярно принимают информационные пакеты, а в некоторых условиях и материальную доставку из Солнечной. Для этого нужна постоянная организация, коммерческая или государственная.
Задачи фонда
Продажа шанса на лучшее будущее – вполне прибыльное дело. В масштабах заселённой солнечной достаточно легко организовать средства желающих, чтобы эффективно продать им услугу запуска, сами космические города для проживания и услуги текущего информационного снабжения переселенцев.
Другая звёздная система вряд ли окажется заселена быстро. Фактическая ёмкость большинства известных ближних звёздных систем с малыми отклонениями эквивалентна Солнечной. Инвестиции фонда в базовое дочернее представительство на другом конце маршрута уже создают вполне эффективное предприятие. Торговля результатами безлюдной разведки, первыми безлюдными заводами-автоматами на другом конце маршрута и межзвёздной лазерной связью – услуги, за которые выгодно платить ещё многие века с начала освоения системы.
Транспортная услуга внешнего лазерного привода для разгона и торможения востребована и того дольше.
Топливная ловушка
При разгоне и торможении перелети-города с помощью рабочего тела на борту до его скорости истечения, этого рабочего тела нужно заложить в конструкцию больше 63% – если нужно решать вопрос только разгона и больше 86% – если те же двигатели должны обеспечить переход на стабильную орбиту и торможение.
В абсолютном большинстве ранних проектов мощного ракетного двигателя скорость истечения рабочего тела ниже, чем потребная для межзвёздного перелёта характеристическая скорость ракеты. Даже в случае идеального высокотехнологичного ракетного двигателя, космический город стандартного размера потребует ещё 5-6 таких же городов в роли навесных топливных баков.
Каждый.
Размеры строя
В проектах британского аэрокосмического общества 1970-ых упоминались основные климатические зоны, включая северные регионы и мелкие прибрежные шельфы. Это достаточно просто, но даже так размер строя превышает десяток космических городов-заповедников только на сохранение минимального биологического разнообразия.
С точки зрения надёжности, дублирования систем и банальных складских запасов достаточной мощности, размер строя имеет смысл увеличить к нескольким десяткам капитальных единиц и облаку мелких вспомогательных.
Разгон всего этого с помощью рабочего тела любого типа заметно увеличивает затраты на предварительное строительство.
Эпоха большого термояда
Эффективный термоядерный реактор, если превратить его в космический двигатель, имеет вполне межзвёздные скорости истечения рабочего тела. Разгон до скорости в проценты световой он позволит.
Правда, все проблемы выше остаются на своём месте. Даже ему, и даже ради торможения с внешним предварительным разгоном нужно удивительно много рабочего тела. Именно поэтому «двигатель Пакмана» так анекдотически звучит, но в теории очень хорошо работает. Ловить в полёте капсулы снабжения гораздо проще, чем разгонять совершенно бесполезную до начала торможения массу рабочего тела в общем строю.
В совокупных энергетических затратах, конечно, это получается дороже, но «у Солнца – много!».
Аннигиляционный двигатель
Теоретически, промышленное освоение антиматерии возможно, хотя и очень дорого. Скорость истечения продуктов реакции материи с антиматерией равна световой. Настолько эффективное рабочее тело позволяет сильно уменьшить массу каждого перелети-города в строю в межзвёздном перелёте.
Но, как и многие другие популяризованные фантастами технологические прорывы, этот случится «где-то в будущем» – с труднопредсказуемыми из нашей современности фактическими границами возможностей, сложностью и ценой больших объёмов антиматерии.
Реальная смена «правил игры» межзвёзного перелёта случается гораздо раньше, и уже много раз поминалась ранее по тексту.
Внешний разгон
Главное, что имеет освоенная Солнечная – массив разгонных стеллазеров и вычищенный объём внутренней системы. Большие космические города сравнительно легко и сравнительно дёшево набирают скорость на больших лазерных парусах. Низкое ускорение гарантирует, что хотя на борту города сила тяжести имитируется вращением, большого перекоса за счёт этого разгона удастся избежать. Возникнет ощущение виртуального наклона земли под ногами – пренебрежимо слабое и только на время разгона. Постоянство этого воздействия гарантирует, что к моменту выхода за пределы Солнечной лазерные парусники наберут скорость в проценты световой.
Разгон капсул снабжения на разных скоростях позволит строю перелети-городов успешно нагонять и ловить их в полёте. К моменту начала торможения запас рабочего тела на борту можно сильно повысить.
Но есть хитрый способ изрядно сэкономить и на торможении.
Тормоз Бассарда
Как двигатель, электромагнитная воронка Бассарда страдает массой фатальных недостатков. На больших скоростях магнитный парус чересчур сильно тормозит ракету сбором рабочего тела двигателя.
Но для перелети-города это как раз и нужно! Достаточно большая электромагнитная воронка тормозит о межзвёздную материю и плавно эффективно понижает скорость города с процентов световой до просто очень большой космической скорости.
Понижает настолько, что перелети-город может уже сравнительно бесстрашно проходить сквозь богатые песком и мусором дальние космические окрестности системы прибытия.
Местный пузырь разрежённости
Эффективность тормоза Бассарда в окрестностях Солнца ниже, чем в среднем по галактике. Мы живём в так называемом местном пузыре разрежённости. Это космическое пространство, откуда вымело довольно большой процент межзвёздного газа и пыли. За пределами нашего пузыря электромагнитный тормоз станет только эффективнее.
Правда, есть в этом и проблема.
Рифы космоса
Чем выше скорость движения межзвёздной ракеты, тем больше препятствий на её пути. Испарение мелких помех движению мощной лазерной батареей строя перелети-городов – сравнительно лёгкий и доступный способ защиты. Но если повысить скорость движения вдвое, то количество мусора на пути увеличится в разы, а время на эффективную борьбу с ним в разы же уменьшится.
Перехват крупных объектов, как правило, требует безвозвратных трат, даже если на столкновение отправляется сравнительно малый и лёгкий раскладной лазерный парусник. Значит, требуется и резерв массы на борту сравнительно быстрых перелети-городов, и куда более эффективные и дальнобойные лазерные батареи, и распределённый строй беспилотников контроля трассы.