Роскон 2019: освоение космоса 101

Всё это время циклер может принимать и отсылать транспортные контейнеры. Циклер может вести промышленную обработку сырья на борту и рассылать высокотехнологичные готовые изделия нескольким клиентам. Циклер может сравнительно легко и дёшево затыкать собой перекосы в местном развитии на ранних стадиях работы. Ну и главное — линейные размеры циклера. Его выгодно делать большим. Достроить циклер можно уже после запуска на маршрут. Разница с привычным строительством долговременных космических объектов у него минимальна. Главное отличие циклера и "островов" в точках Лагранжа — обязательный довесок из очень большой собственной электростанции и системы управления полётом. Скорей всего — тем же самым лазерным парусом. Корректировать полёт за счёт расхода одного лишь электричества, без рабочего тела, банально выгоднее.

Серия циклеров с тщательно рассчитанным интервалом пуска — основа подвижной системы транспортной связности между телами внутренней системы. Чем больше космический аппарат, тем выше уровень комфорта и безопасности его живого населения. Перелети-город на циклической орбите заведомо выиграет у любой ракеты, пока речь идёт о переезде бедных (кому торопиться дорого), увеселениях богатых (кому торопиться некуда) и перевозке больших объёмов уязвимых к условиям космоса грузов. Например, живой биомассы. В контейнер её пихать бессмысленно, а на борту циклеров — хоть целый тематический зоопарк с аквапарком вези, что им там сделается?

Из-за минимальных сроков полёта даже освоенный космос останется ворохом самостоятельных экономических и политических структур . В какой-то момент в ближних окрестностях Солнца безусловно начнут строительство очень больших и очень мощных разгонных лазеров, но полёт внутри системы под ускорением всё равно останется сравнительно долгим. Преимущество такого лазера в более выгодной энергетике разгона и относительно высокой (для фотонной схемы) тяге. Перелёты циклеров на сравнительно дальнем маршруте, скажем от пояса астероидов до Юпитера, останутся долгими — годы полёта.

С другой стороны, полёт видится очень комфортным. Несколько десятков, а то и сотен, крупных циклеров в одном строю породят настоящее кочующее перелети-государство, с производством местных товаров и услуг, любыми климатическими зонами, всеми сезонами года в шаговой доступности и любыми видами блэкджека и шлюх, которые можно себе представить.

Корабли в их традиционном морском понимании с немалой вероятностью так и останутся на страницах ретро-фантастики. Они слишком большие для сообщения поверхность-орбита-поверхность или работ в качестве маневровых буксиров, и слишком маленькие, чтобы выигрывать даже у самых первых циклеров на считанные тысячи человек населения. За пределами специализированных задач отыскать им занятие довольно затруднительно. Всё дело в том, что орбитальный паром, космический буксир и средство дальнего космического транспорта — три очень разные конструктивно схемы, и последняя востребована куда больше двух первых.

Какой-то ракетный транспорт, разумеется, останется на любых стадиях освоения системы. Но в живой Солнечной наиболее выгодный поступок — брать побольше и кидать подальше. Желательно с постоянным ускорением.

А это парус вместо ракеты.

Вокзалы космических дорог

Первый крупный транспортный узел населённого космоса — точки Л4 и Л5 системы Земля-Луна. Его дальние закоулки — марсианские луны Фобос и Деймос. Планета Земля поначалу станет почти неисчерпаемым источником человекочасов любого типа, от кибер-проституции до наукоёмких разработок. Лунные сырьевые комплексы, орбитальные верфи и мастерские в точках Лагранжа, пусковые катапульты и разгонные лазеры — минимальная инфраструктура постоянной транспортной связности освоенного людьми местного космического пространства.

С некоторой вероятностью появится в металле даже такая икона шестидесятых, как лунный космический лифт. На Луне его можно построить без возни с футуристическими высокотехнологичными материалами, хватит обычных металлических тросов.

Поскольку тросы лифтов к центральному опорному блоку вполне можно тянуть под углом, то и полярные регионы с их запасами льда и экваториальные — с богатыми залежами титана и тория, окажутся в общей экономической доступности. Лифт же может решить и вопрос передачи энергии для непрерывной работы комплексов проходки даже лунной ночью.

Предельные доступные размеры областей высокой инсоляции на полюсах Луны потеряют своё критическое значение. Вариант поскромнее — отгрохать кольцевую железную дорогу по экватору и пустить вдоль неё сверхпроводящую трассу, после чего переключаться между рабочими электростанциями в дневных областях Луны и тянуть ветки на полюса.

Это выглядит как мега-проект, но в земных условиях дороги сопоставимой протяжённости и сложности успешно строят в современном Китае. На высокогорных маршрутах приходится решать даже вопрос герметизации вагонов.

Межпланетные космические трассы с этими маршрутами различаются в основном тем, что место рельсов займут прикладные законы орбитальной механики. Сами по себе они столь же непреклонны, что и железная дорога. Маршрут, график отправки, график прибытия, суета на "вокзале".

Этому есть и ещё одна причина:

Безопасность.

Любой двигатель — главное доступное оружие космос-космос. Лазер, даже очень большой, сравнительно быстро расфокусируется в дорогостоящий аналог фонарика и потеряет военное значение. Если разогнать тем же лазером парусник с постоянным ускорением, получится тот ещё метко пущенный утюг. Многолюдный транспортный узел под контролем нескольких разных структур значительно сложнее взломать и обратить в оружие, чем угнать одну космическую ракету в один конец. Это ещё один жирный крест на частном малоразмерном ракетном транспорте. Основной иконе фантастики прошлого века и многих современных космоопер.

Отсюда логичный вопрос — можно ли выбрать условия, которые позволят относительно привычную космическую "песочницу" со знакомыми фантастам и широким читательским массам совочками, машинками и формочками?

Да, можно. Это система лун планеты-гиганта.

Умма Сатурна, раввинат Юпитера

Внутренняя транспортная связность лун планеты-гиганта — сутки, в крайнем случае — недели полёта самой экономичной орбитой. Их потенциал заселения — те же миллионы больших сообществ, что и у любого другого экономически состоятельного космического тела в системе.

Да, магнитосфера гиганта порождает большие количества местной радиации, но у космического человечества средства активной защиты развиты достаточно, чтобы лишний прирост требований просто слегка влиял на цену конструкции.

Даже там есть выгодные тихие гавани — скажем, Каллисто находится за пределами основного радиационного пояса Юпитера, но содержит достаточно нужных ресурсов, чтобы стать экономическими воротами местной системы.

Ионные бури в тех же радиационных поясах — источник дешёвой местной энергии. Другой такой источник — кольцевой проводник в магнитосфере. Его можно сделать очень большим — хоть луну обмотать. Получится элемент очень большого электрогенератора. Даже солнечные электростанции всё ещё жизнеспособны настолько далеко от Солнца — если чего в космосе и хватает, так это места под строительство зеркал-концентраторов.

Если вам нужно большое пёстрое сообщество, которое должно сегодня принять решение, а завтра уже вовсю сбивать патрульные ракетоносцы у врат Тангейзера, именно Юпитер и Сатурн — ваши главные астрографические партнёры в этом увлекательном занятии.

Местные сообщества могут конфликтовать внутри себя практически без участия остального мира. Это как раз раз тот случай, когда все нужные ресурсы жизнеспособной экономики находятся при необходимости в пределах замкнутой местной системы.

Её можно делать именно такой, как нужна автору — и строить зрелищный внутренний конфликт в почти идеальном разрыве с логикой развития "вверх" земной цивилизации в её нынешнем виде. А можно — сделать над собой усилие и оставить "длинные руки Земли" на месте.

Насколько далеко получится растянуть именно земную цивилизацию?

Тоже очень интересный вопрос!

Границы колыбели

Первые столетия космического развития Земля останется главным населённым и политическим центром местной космической системы. Луна, точки Лагранжа, Фобос и Деймос — жизненно важные элементы ранней космической экономики. Их с первых же лет активно инкорпорируют в местную жизнь. Постепенно к ним добавятся ближние околоземные космические объекты и выстроенные на их основе новые жилые "острова".

В параллель этому пойдёт и другой процесс космической экспансии: активная эксплуатация пояса астероидов. Критическая масса частников и государств устремится туда столь же активно и тотально, как и на ранних стадиях освоения ближнего околоземного пространства. Там всё так же есть, что брать, но к этому добавляется техническая возможность околоземных верфей отправлять в путь сразу ранние космические поселения с большим человеческим сообществом.

Четыре больших астероида во главе с Церерой — самые логичные кандидаты на первое заселение дальних границ "зелёного пояса" системы. Зелёного в буквальном смысле этого слова — инсоляция в окрестностях Цереры всё ещё достаточна, чтобы выращивать практически любые земные растения в условиях естественного и стимулированного естественного освещения.

Цена редких металлов продолжит флуктуировать более-менее в тех же рамках, что и удешевление ракетного транспорта. Да, объёмы добычи смогут расти в разы, но и взрывное развитие земного "ядра" обеспечит рост спроса на пояс астероидов как ресурсный придаток. Эта стадия его развития займёт годы, но затем он превратится ни много ни мало в центральный транспортный узел Солнечной.

Сам по себе пояс астероидов может вместить на многие порядки больше людей, чем предельная комбинация Земли с околоземными космическими поселениями. Его ресурсы достаточны, чтобы всем хватило на первые тысячелетия — даже на взрывной рост.

Сеть пусковых лазеров, ретрансляторов связи, транспортных узлов и местных верфей станет логичной "ступенькой" для шага дальше в космос. Он может остаться без единого правительства, сообществом из многих независимых космических государств — но экономическое значение пояса с какого-то момента намного превысит значение старушки-Земли.

Впадёт ли Земля в ничтожество?

Отнюдь!

Бледно-голубая точка

В обычных прогнозах фантастов падение земного уровня жизни — частая основа космической экспансии. Герои Хайнлайна в далёком голодном будущем 1997 года отмечали в продуктовой карточке буквально каждую варёную картошку и стограммовый кубик мяса. На жутко перенаселённой Земле Азимова жили страшные и невообразимые шесть миллиардов человек. Просто на головах друг у дружки стояли, вот ужас-то какой!

Справедливости ради, в годы написания этих текстов о зелёной революции ещё даже сами агрономы с химиками имели крайне расплывчатое представление. Если вообще имели.

Космические технологии неминуемо улучшат земной уровень жизни. Знаете, что получится, если сравнительно маленькую конструкцию из ранних проектов О'Нила поставить на попа и разделить на этажи? Город-аркология на всё тот же миллион человек прямиком из архитектурных проектов 1960-ых, вот что!

Орбитальные "зелёные" технологии, вроде роботизированного многокультурного тепличного модуля, где под лучами светодиодов нужного спектра растут несколько разных сортов растений одновременно, прекрасно уместятся на подвальных этажах и в технических помещениях такого города.

Есть ряд вопросов с электричеством на всю эту красоту, но как раз тут космические технологии и сулят очень интересную прибыль.

Шизофренические мегаконструкции

Ну ладно, об их шизофреничности я в полемическом задоре слегка загнул. "Всё посчитано до муллиметра!" Первой широкой дорогой в космос можно считать проекты космических фонтанов — мегаконструкций "до неба" с активной электромагнитной поддержкой. Струя дроби разгоняется в изолированном вакуумном канале и летит в космос. По дороге отдаёт энергию на тормозные электромагниты. Затем — своим ходом падает обратно, где запускается в новый цикл.

Электромагниты поддерживают элементы конструкции длиной в сотни метров каждый — то, что ещё выдерживает собственный вес без экзотических строительных материалов. Башню в полкилометра высотой человечество успешно построило уже сейчас.

Главное приятное отличие космического фонтана от космического лифта — он преспокойно возводится снизу вверх. Второе приятное отличие — его длина может составлять буквально считанные десятки километров. Границей космоса на данный момент считается или сто, или восемьдесят километров, смотря чьей точки зрения придерживаться. Но даже триста километров стального трубопровода и сопутствующих конструкций — маленький фрагмент обычного земного нефтепровода. То есть, инженерная задача, главный комплекс элементов которой решён на Земле уже сейчас.

Башня космического фонтана находится в условиях почти земной силы тяжести. На её условной "верхушке" можно просто ходить пешком, с нормальным полом и потолком. Это означает, что космический аппарат для запуска с неё всё ещё должен набрать достаточно высокую орбитальную скорость, чтобы не свалиться на Землю. Но влияние атмосферной помехи уже заведомо устранено — а дальше можно зайти ещё на шаг в область мегаконструкций!

Околоземное транспортное кольцо

Несколько башен космических фонтанов могут стать основной космического электромагнитного кольца. Такой же поток дроби в трубах, что держит сами башни, отправится вокруг планеты с орбитальной скоростью. Две трубы с разным направлением потоков уравновесят силы так, что само кольцо останется неподвижным. Поверх них можно развесить на электромагнитах практически любые элементы — жилые блоки, фермы, солнечные электростанции, подстанции сверхпроводящей линии передачи энергии, разгонную трассу космических транспортных капсул — что угодно.

Мы получаем настоящий мост в небе, длиной больше земного экватора. С почти земной силой тяжести, с дешёвой активной защитой от космического излучения, при необходимости — достаточно плотно заселённый. Он сам по себе тянет на экзотический фантастический сеттинг.

Его главное достоинство, впрочем, другое.

Каждое такое кольцо — источник огромного количества дешёвой солнечной энергии. На орбите Земли, даже низкой, каждый день — солнечный. Больше киловатта на метр квадратный — очень выгодное соотношение.

Кольцо в законченном виде и себя поддерживает на местной космической энергии, и прекрасно экспортирует её на Землю. У проекта космического лифта фонтаны выигрывают ещё и тем, что строить их можно сразу несколько, с разными высотами и под разными углами относительно экватора. При достаточном развитии земной техники реально говорить и о коллективных проектах геополитических блоков, и о национальных проектах отдельных сверхдержав.

Практически безграничная с точки зрения современной цивилизации солнечная энергия из космоса отменяет массу ресурсных проблем Земли без опоры на сами космические ресурсы. Дешёвая нефть — только электричество проведи. Дешёвое бесконечно возобновляемое топливо двигателей внутреннего сгорания вместо дорогих, массивных и токсичных аккумуляторных батарей — запросто. Энергоёмкие плавки руды, затратная сепарация минералов, электролиз океанической воды, сложная проходка открытым способом, озеленение пустынь и опреснение морей — что угодно.