Космооперная галактика, "Сделай сам". Часть 3: необходимый кларктех

Apr 10, 2020 04:36

Переходим к необходимым фантастическим допущениям, касающимся техники. Учитывая жанр, в первую очередь военной и двойного назначения. С бытовой техникой все понятно: каждый упарывается в меру своей фантазии и все равно бессилен предвосхитить реальность. Существенный прогресс в этой области противоречит постановке задачи. Мы ведь не хотим, чтобы он решил большинство проблем современного общества, в том числе почитаемые за "вечные". А, судя по тому, что происходило в мире последние сто лет, он их только так порешает. Причем, скорее всего, существенно раньше, чем подбросит нас к звездам. Это не соответствует ожиданию от космооперы, так что, ситуация на гражданке соответствует тропу 20 Minutes into the Future. Если не смотреть на пушки-двигатели и ориентироваться только по гражданскому сектору, то в этот троп следует записать 99% космоопер. И немалую часть хардсайфая, в общем-то. Никакого бытового кларктеха в космооперу вводить не надо, смелые фантастические допущения там делаются не для этого.

А для чего?

Как я уже рассказывал в нескольких предыдущих постах, все необходимое для веселых и задорных орбитальных боев у нас есть уже сегодня. Или имеет все шансы появиться в очень обозримом будущем. Равно как и все необходимое для войны в системе "Земля - Луна". Проблем у космооперы ровным счетом две. Это (а) невообразимо огромное пустое пространство между орбитами разных планет и (б) гравитационные колодцы самих планет, выходить из которых очень дорого, и желательно делать это побыстрее, чтобы не вышло еще дороже. За пункт (а) традиционно отвечает тирьямпампация, а за пункт (б) - антигравитация. Но так ли они нам нужны?

Single stage to orbit

С антигравитацией все просто. Принцип реактивного движения - злая штука. Если приблизительно посчитать, сколько энергии тратит "Протон", чтобы вывести на орбиту "Бриз", получим 3,24*10^14 Дж. Кинетическая энергия самого "Бриза" на первой космической скорости - 1,25*10^12 Дж. У него еще есть изменение потенциальной энергии, но в любом случае КПД удивительно низкий. Это происходит потому, что основную часть энергии ракета тратит на разгон собственного топлива. А "коэффициент вредного действия" обидно высокий, поскольку продукты сгорания никуда не деваются, благополучно загрязняя атмосферу. Легко заметить, что безракетный космический запуск будет на порядок эффективнее даже если его КПД всего 10%. Даже если это не безинерционный двигатель, а внешний привод вроде космического лифта или пусковой петли. Даже если это просто на несколько порядков более эффективный реактивный двигатель.

Оба условно реалистичных варианта имеют свои недостатки. Если двигатель все еще реактивный, то за каждый порядок тяги надо платить двумя порядками мощности. Это подводит нас к вопросу о плотности энергии и очень быстро переводит на уровень реальных пацанов со всеми вытекающими. Некоторое улучшение ситуации с коэффициентами может обеспечить воздушно-космический самолет, но существенного удешевления запуска он не дает.

Настоящий безракетный космический запуск как правило связан с циклопическими сооружениями, из которых даже нормальное теоретическое обоснование имеют не только лишь все, а этап практического испытания подсистем перешагнули только разного рода космические пушки. Но это не проблема, ведь то же самое можно сказать про предельный термояд. Важное отличие внешнего привода от собственного двигателя корабля связано с тем, что разгонять сам себя он не должен. Для него высокой плотности энергии не нужно, а нужно только много энергии. Электромагнитная катапульта может питаться хоть от солнечных батарей, если покрыть ими достаточную площадь. Жить в таком режиме можно гораздо дольше и веселее, чем на запасах урана или лития, а космос может стать гораздо дешевле, не удешевив слишком сильно все остальное.

Предположим, что безракетный запуск довели до ума. Вариантов много, и любой из них может дать серьезное преимущество гражданской космонавтике. Но космоопера предполагает возможность штурма планеты, во время которого циклопические сооружения могут быть разрушены случайным попаданием или сознательным усилием проигравших защитников. Военные не могут полностью полагаться на внешний привод. Впрочем, может быть так, что им ПРИДЕТСЯ, так как альтернатив нет. И это даже может быть сильным сюжетным ходом. Как повысится боевой дух солдат, которые знают, что обратно с планеты их не заберут до захвата вон той башни. Как командир гарнизона будет принимать тяжелое решение о ее взрыве, на годы отрезая свою планету от космоса, чтобы не отдать ее в руки врага. Как дипломаты великих держав подпишут конвенцию, делающую космические лифты неприкосновенными, и как очередной отмороженный Вилли ее нарушит.

Поэтому антигравитация не является для космооперы абсолютно необходимым кларктехом, но является чрезвычайно полезным. Она же может решить некоторые проблемы по медицинской части, неизбежно возникающие во время долгих космических перелетов.

От планеты до планеты

Гораздо веселее все с пунктом (а), ведь если для пункта (б) мы можем предложить множество на первый взгляд реализуемых концепций, то для БЧС-путешествий в лучшем случае понятны базовые принципы. И это не те базовые принципы, которые хотелось бы иметь. Ни труба Красникова, ни пузырь Алькубьерре для космооперы не подходят, потому что должны быть созданы не только на корабле, но и вдоль всей траектории. Если вы хотите с их помощью попасть куда-то быстрее света, то сначала должны проделать этот путь с досветовой скоростью. Впрочем, пузырь Алькубьерре может оказаться неплохим подспорьем для досветовых путешествий в рамках одной звездной системы. Ведь проблема невообразимо огромного пустого пространства есть и на уровне межпланетных экспедиций тоже. А это как-никак безреактивный двигатель. Причем работающий на той же технологии, что и введенная (или нет) чуть выше антигравитация.

Прежде чем говорить о кларктехе, вспомним о кротовых норах, которые, строго говоря, кларктехом не являются, потому что не являются технологией, которую нужно разрабатывать. Кротовая нора - природное явление, которое существует независимо от развития человечества, до нее нужно всего лишь добраться. Кротовая нора может быть не более заметна, чем чайник Рассела, и прятаться где угодно, за исключением тех крошечных областей космоса, про которые мы действительно можем сказать, что они нами изучены. Это может быть важно для вас, если вы пытаетесь не отходить слишком далеко от "реально возможного будущего" и при этом считаете, что разработать технологию БЧС-путешествий наверняка сложнее, чем технологию бессмертия. Это может быть спасением для вас, если вы хотите отправить к звездам не сильно изменившееся человечество году эдак к 2200-му. Кто сказал "Стелларис"?


У кротовых нор есть два не критичных, но существенных недостатка. Во-первых, сколько бы вы ни выигрывали от путешествия через кротовую нору, до самой точки перехода еще нужно добраться. Через обычное пространство, по знакомым законам Ньютона. На орбите Земли таких точек точно нет, искать нужно в лучшем случае где-то между внутренними планетами. Значит, для осуществления перелетов в разумный срок нужно быть как минимум космической шпаной. Как хорошо вписываются в ваше "реально возможное будущее" торчшипы с предельными ядерными двигателями? Ну, явно лучше возможных альтернатив.

Во-вторых, известное положение кротовых нор вкупе с невозможностью самовольного создания новых ведет к тому, что именно они, а не планеты, становятся ключевыми стратегическими объектами. Кто сказал "Пространство"? Тот, кто не сказал "Барраяр". Как мы могли видеть в обоих случаях, корабли на выходе из кротовой норы крайне уязвимы, что делает войну позиционной, а это не очень весело. Я бы решил эту проблему, сказав, что да, создание новых кротовых нор невозможно, да их положение в пространстве известно... в любой момент времени. Но объект из экзотической материи не подчиняется законам Кеплера, в отличие от вас. И никакой возможности повторить траекторию кротовой норы с помощью доступных двигателей нет. В космосе все объекты постоянно пребывают в движении, остановиться нельзя. Вы либо точно следуете составленному полетному плану и попадаете в кротовую нору, либо промахиваетесь мимо нее и не можете догнать. Создать рядом с ней какие-то укрепления или ловушки не получится. Это, кстати, благоприятствует рейдерству на космических коммуникациях, потому что звездолет, направляющийся к кротовой норе, имеет тем более ограниченные возможности для отклонения от расчетной траектории, чем менее он военный, и гоняться за ним по всей системе не надо. Тогда как рейдер может свободно выйти в любой точке траектории кротовой норы, и уже за ним придется гоняться по всей системе.

Менее экстремальный вариант заключается в том, что кротовые норы образуются естественным путем, скажем, в точках L1-3 системы Солнце-Юпитер и других подобных. И стабильны там, в отличие от материальных объектов, которые должны постоянно делать коррекции, чтобы удержаться. В таком случае, ловушку сделать можно, но крепость - нет. Слишком дорогое удовольствие. Задачу можно дополнительно осложнить тем, что не конкретная кротовая нора связана с конкретной, а тройка с тройкой, попарно. При этом попарные связи меняются непредсказуемым образом каждые несколько часов. Менее экстремальный вариант (2) - объект выбрасывает из кротовой норы не прямо в точке перехода, а в случайной точке пространства в довольно большом радиусе от нее. Поэтому создать перевалочный пункт и военную базу можно и нужно, но надежной преградой на пути флота вторжения она сама по себе не станет.

А можно все таки тирьямпампацию?

Если вышеописанные игры с кротовыми норами все еще кажутся вам слишком скучными, есть три большие категории фантастических допущений, связанных с БЧС-путешествиями.

1) Варп а-ля Star Trek. По сути, это пузырь Алькубьере, избавленный от того грустного и обидного ограничения, что его нужно создать вдоль всей траектории. Хорош тем, что любой капитан может лететь куда хочет, напролом через пространство. Романтика свободных первооткрывателей, уруру. Плох тем, что по условию задачи мы понимаем порядок величин.


Во-первых, корабль на варпе путешествует через настоящее пространство, а значит, как и релятивистский звездолет, подвержен закону Джона. Если не введен дополнительный кларктех в виде сверхсветового радара, все намного хуже, чем в случае релятивистских звездолетов. Любой капитан может лететь куда хочет, и вместо торможения осуществить экстерминатус не понравившейся ему планеты, причем его физически невозможно заранее обнаружить. Уже не так мило, правда? Особенно если в части 2.5 мы выбрали тот вариант, где в космосе только радикальные исламисты и не менее радикальные протестанты.[Лирическое отступление]Кстати, в этом слабое место рассказа Гарри Тертлдава "Дороги, которые мы не выбираем". У роксоланцев нет никакого оружия, более эффективного, чем мушкеты? Это ложь. У них есть корабли, способные шустрым кабанчиком рвануть от Марса до Земли. Если перед торможением сбросить балласт, Земле не поздоровится. Если нужно более избирательное воздействие, флаеры могут разгоняться, сбрасывать металлические стержни и тут же набирать высоту. Уже не говоря об использовании в качестве шахидмобилей, благо культурный уровень позволяет.

Во-вторых, настоящее пространство куда более огромное и пустое, чем вы можете себе представить. В сфере радиусом 50 световых лет пригодны для постоянного проживания в среднем 3,5 планеты. Световых. Лет. 50. 3,5. Вам мало двигаться быстрее света. Вам мало двигаться быстрее света в десять раз. Даже быстрее света в сто раз - маловато будет. Для нормальной космооперы вы должны двигаться в тысячи и десятки тысяч раз быстрее света, а на такой скорости межзвездная пыль превращается в каменную стену. Вы должны уметь ее пробивать варп-метельником... который тоже можно использовать для разрушения планеты.

Обе опции устраняются варп-щитами, которые силком тормозят корабль на безопасном расстоянии и дестабилизируют варп-метельник. Но если такая технология есть, то ее тоже можно использовать как ОМП. Кларктех, который не бьется ничем, кроме еще более упоротого кларктеха. Этого мы хотели избежать во время постановки задачи. Таким образом, варп нам не подходит.

2) Нуль-т а-ля Стругацкие. Закон Джона обходится за счет того, что никто по-настоящему не разгонятся до сверхсветовых скоростей, и даже до релятивистских не разгоняется. При определенных условиях корабль просто исчезает в одном месте и появляется в другом. Труба Красникова, избавленная от того грустного и обидного ограничения, что она пригодна только для обратного пути. Любой капитан все еще может лететь куда хочет, но теперь у него нет опции уничтожить планету фактом своего прибытия. Уруру. Только если технология нуль-т работает именно так, как описано у Стругацких, космос не нужен. В "Парне из преисподней" звездолет может стартовать прямо из вашего двора и сразу оказаться на целевой планете. Во дворе Пентагона или другого похожего здания. И немедленно подорвать термоядерную бомбу. Уже не так мило, правда?[Кстати...]Такая же по сути технология используется в дефолтном сеттинге GURPS "Бесконечные миры". Только Стив был до конца честным и не пытался совать в свою концепцию ненужный космос. Парахронный транспортер стартует с поверхности и прибывает на поверхность. Пользуется этим хозяйством человечество XXI века, и никакие дополнительные космические технологии ему для этого не нужны.

Опция устраняется нульт-дамперами, которые блокируют телепортацию в окрестностях и прикрывают стратегически важные объекты. Но этого мало. По условию задачи, мы хотим получить космическую фантастику. Нуль-т должна позволять скипнуть межзвездное и, может быть, даже межпланетное пространство, но не позволять скипнуть орбиту. Здесь есть две очевидные контрмеры, которые одновременно устраняют необходимость в нульт-дамперах. Точность нульт-т на межзвездных расстояниях крайне мала, и систематика не просматривается: промазать на миллион километров (каждый раз в другую сторону) - отличный результат, не с каждой парой звездных систем можно на такое надеяться. Вдобавок, нуль-т либо просто ничего не делает со скоростью объекта, либо не делает с ней ничего хорошего. В смысле, не уравнивает со скоростью целевой планеты. С этим газебо каждый манчкин должен справиться сам. Вот здесь и понадобится двигатель уровня космической шпаны, потому что скорости планет даже в одной системе могут отличаться на десятки километров в секунду, и этого химическая ракета не исправит. Лучевые скорости звезд относительно Солнца могут быть на порядок больше, и этого химическая ракета тем более не исправит. Здесь уже начинает иметь смысл рост до технического уровня реальных пацанов. Не ради внешних окраин Солнечной системы - кому они нужны, когда до тысяч землеподобных планет рукой подать? Ради звезд гало, которые могут находиться не очень далеко от нас, но двигаться по сильно другим орбитам и за счет этого удаляться очень быстро. Вопрос о том, что мы ищем в системах звезд гало, остается открытым.

[Минутка саморекламы]В моем рассказе "Потерянные" используется именно такая технология БЧС-путешествий. Трогательные сложности героев связаны именно с тем, что Бард-Дум, где они искали артефакты древних цивилизаций, - звезда гало, окруженная к тому же пылевыми облаками. Поэтому у них не очень большой выбор хороших целей для прыжка.

Альтернатива в том, что гравитационная масса планетарного масштаба может сама по себе быть естественным нульт-дампером. Если это так, то отправиться к звездам можно только из межпланетного пространства. При этом, набирать в нем какую-то огромную скорость не требуется, достаточно просто отдалиться от планеты. Поэтому система из космического лифта и современного разгонного блока вполне способна отправить нас к звездам, и никаких более совершенных реактивных двигателей для этого не требуется. Точность нуль-т при этом можно оставить сколь угодно высокой, даже абсолютной. Это даже хорошо: тогда все стратегически важные объекты придется размещать там, где нуль-т невозможна, иначе они становятся слишком уязвимыми для террористических атак. Уязвимость планеты для каменной глыбы из космоса становится меньшим злом, ведь такой удар хотя бы можно заранее обнаружить по прожигу двигателей. Марко Инарос сегодня в пролете. Чтобы поднять его акции, есть соблазн раскатать губу до того, что нуль-т возможна только с окраин звездной системы на другие окраины. Но это ведет к закономерному выводу о необходимости ТУ реальных пацанов со всеми вытекающими.

3) Подпространство а-ля "Вавилон-5". Кротовая нора, избавленная от того грустного и обидного ограничения, что норы между двумя нужными системами может вообще не быть, или она может быть совсем не там, где требуется. Зону перехода можно создать где угодно, хотя потребная для этого машинерия достигает внушительных размеров, из-за чего большинство кораблей пользуется "внешним приводом". Зона перехода ведет нас не к другой зоне перехода, а в "подпространство", где расстояния между условными "тенями" планет совсем другие. Нужно сориентироваться по маякам, добраться до желаемой точки и создать вторую зону перехода, которая вернет нас в обычное пространство. Поскольку расстояния в подпространстве зависят от расстояний в обычном сложным образом, а с ориентирами там не очень, точность прыжка крайне низкая и выйти прямо посреди вражеского флота не получится (если вы не Предтечи). Зато возможность вывести через одну зону перехода хоть весь флот избавляет от необходимости долго и мучительно собирать его в кучу, которая может возникнуть в предыдущем пункте. Поскольку в подпространстве тоже вакуум, попытка выйти из него в атмосферу планеты чревата разрушением корабля (если вы не Предтечи), и космос все же критически необходим. Поскольку никто не разгоняется до сверхсветовых скоростей, и даже до релятивистских (если вы не Предтечи), ядерные бомбы тоже критически необходимы.

"Вавилон-5" изначально задуман как эпическая космоопера про галактическую войну с примерно той же постановкой задачи, что и у меня. Поэтому цельнотянутая оттуда технология прекрасно подходит. Она комплексно препятствует реализации закона Джона.



Такие дела. Возможно, я что-то хорошее упустил?

космос, фантастика, кгсс, Вавилон 5, техника

Previous post Next post
Up