Есть ли смысл финансировать SETI и строить новые радиотелескопы?

[Rattus]

Так об этом пишут не только бульварные издания, например про откровения Холланда по поводу инопланетности сигнала с Проксимы (причем так и не ясно, прав он был или нет) было написано в газете The Guardian.

[Trend]

про откровения Холланда по поводу инопланетности сигнала с Проксимы (причем так и не ясно, прав он был или нет)

Так он же сказал, что в течении следующего месяца ученые объявят об открытии. Месяц прошел и? В общем очередной профессор Соловей. Радует только, что на Западе такие персонажи быстро съезжают в разряд маргиналов. А у нас это уважаемые рукопожатые "интеллектуалы", которым везде рады.

[WERTA]

Собственно вот чем нужно заниматься: прослушивание ближайших галактик (конкретно тут – М31 и М33).
Robert H. Gray, Kunal P. Mooley, A VLA Search for Radio Signals from M31 and M33, 2017
https://arxiv.org/abs/1702.03301
Это намного более беспроигрышный вариант, поскольку мы слушаем ~10^11 звезд сразу. Если результат будет положительный, то одновременно и однозначно разрешаются сразу несколько вопросов:
1. Техногенные цивилизации точно существуют;
2. Сверхцивилизации точно существуют, поскольку играться с мощностями порядка 100–1000 ТВт (а тут нужны именно такие мощности, в статье они приводятся) обычная цивилизация (как мы = 1 ТВт) не сможет себе позволить;
3. Сверхцивилизации, осознавшие свое высшее предназначение (подача направленных сигналов другим цивилизациям – «Вы не одни такие умные!»), – существуют.

Вообще, между многочисленными результатами расчетов по формуле Дрейка по всем ее навороченным вариациям у меня примерно в среднем вырисовывается, что на 1 крупную спиральную галактику получается примерно 1 техноцивилизация нашего уровня. Если проэкстраполировать в будущее кривую потребления энергии человечеством и посмотреть, когда мы выйдем на 1000 ТВт (в 1000 раз больше современного уровня) то можем прикинуть временную задержку: сколько нам еще осталось до уровня сверхцивилизации. Даже если нам «топать» еще 10 000 лет до таких высот, то в масштабах космических времен это все равно ~0,0… млн. лет. Т.е. если возможно существование обычных цивилизаций нашего уровня, то совсем рядом во времени должны будут существовать и сверхцивилизации. Но, правда, нужно учитывать пресловутый «Великий Фильтр»…

В общем, 1 спиральная галактика = 1 длительно слушающий ее большой радиотелескоп (лучше за пределами Земли). Детектирование продолжительного искусственного направленного или кратковременного случайно направленного искусственного радиосигнала = положительный результат.

[gan]

Есть ли смысл финансировать SETI и строить новые радиотелескопы?  -Спрашивал Боб.
 Я как и он, сильно сомневался в идее слушать космос. Но кто его знает...


Все приведённые вычисления — размеры антенн, мощности передатчиков, допустимые расстояния между ретрансляторами, оценка долговечности и защиты, это показать, что сеть космических ретрансляторов является наиболее близким к реальности способом хотя бы частично обуздать космос и сделать его познаваемым.  Андрей Курилов(кто его помнит на форуме), допустил что Оумуамуа был космическим мусором. В свете аномалии Омуамуа и 3I Атлас, я не очень просматриваю гипотезу космических(звездолетов) сложных инженерных решений, а вот в плане систем радиосвязи вполне... могу спекулировать, осторожно конечно.

(кликните для показа/скрытия)

Межзвёздная радиосвязь через сеть ретрансляторов на радиусе 250 световых лет: пересчёт для антенн до 1 км и передатчиков до 1 кВт


Прямая радиосвязь на сотни световых лет недостижима из‑за огромных потерь  трассы и теплового шума, однако сегментированная сеть ретрансляторов позволяет реализовать устойчивую связь даже при ограничениях апертуры (≤1 км) и мощности (≤1 кВт). Для частоты 1.42 ГГц и приёмной системы с криогенной (Tsys≈50 K) рассчитаны: усиление антенны диаметром 1 км, требуемые уровни мощности на меж узловых дистанциях 4–50 св. лет, максимальный шаг узла при заданной полосе (1–10 Гц), и рекомендуемая топология коридоров к приоритетным звёздным системам. Предложена ядерная энергосистема узла в режиме глубокой гибернации, дана оценка радиационного старения и защитных мер. Осторожно обсуждается мотив «парус‑антенна» для 1I/‘Oumuamua как технологически правдоподобная конфигурация.
Формализм радио трассы и энергетики тракта
Потери  (вакуумная геометрия)
Уравнение: [ A_{\mathrm{tr}}\ \mathrm{[dB]} = 20\log_{10}!\big(d_{\mathrm{km}}\big) + 20\log_{10}!\big(f_{\mathrm{MHz}}\big) + 32.44 ] где (d_{\mathrm{km}}) — дистанция в километрах, (f_{\mathrm{MHz}}) — частота в мегагерцах.
Базовый ориентир для 1 св. года на (f=1420\ \mathrm{MHz}): [ d_{\mathrm{km}}(1\ \mathrm{ly}) \approx 9.46\times 10^{12}\ \Rightarrow A_{\mathrm{tr}}(1\ \mathrm{ly}) \approx 354.9\ \mathrm{dB} ] Тогда для (s) световых лет: [ A_{\mathrm{tr}}(s)\approx 354.9 + 20\log_{10}(s)\ \mathrm{dB} ]
Тепловой шум приёмника и полоса
Спектральная плотность: [ N_0 = kT,\quad N_{\mathrm{dBm/Hz}} \approx -174\ \mathrm{dBm/Hz}\ \text{при}\ T=290\ \mathrm{K} ]
Для криогенной системы (T_{\mathrm{sys}}\approx 50\ \mathrm{K}\Rightarrow) ориентир по шуму:(\Delta f=1\ \mathrm{Hz}\Rightarrow N\approx -180\ \mathrm{dBm})
(\Delta f=10\ \mathrm{Hz}\Rightarrow N\approx -170\ \mathrm{dBm})

Энергетика приёмно‑передающего тракта
Формула баланса: [ P_r\ \mathrm{[dBm]} = P_t\ \mathrm{[dBm]} + G_t\ \mathrm{[dBi]} + G_r\ \mathrm{[dBi]} - A_{\mathrm{tr}}\ \mathrm{[dB]} - L_{\mathrm{sys}}\ \mathrm{[dB]} ] где (P_t) — мощность передатчика, (G_t,G_r) — усиления антенн, (L_{\mathrm{sys}}) — системные потери (фидеры, согласование, нестабильность; далее принимаем (L_{\mathrm{sys}}=3\ \mathrm{dB})).
Антенна до 1 км: усиление, масса, материал
Усиление круглой апертуры на 1.42 ГГц
Формулы: [ G \approx \eta\left(\frac{\pi D}{\lambda}\right)^2,\quad \mathrm{dBi}=10\log_{10}(G),\quad \lambda=\frac{c}{f} ] принимаем (\eta=0.6), (D=1\ \mathrm{км}), (\lambda\approx 0.21\ \mathrm{м}): [ G \approx 1.34\times 10^8\Rightarrow G\approx 81.3\ \mathrm{dBi} ] Для (D=0.6\ \mathrm{км}\Rightarrow G\approx 74.6\ \mathrm{dBi}).
Площадь и масса
Площадь: [ A = \pi\left(\frac{D}{2}\right)^2 ](D=1.0\ \mathrm{км}\Rightarrow A\approx 7.85\times 10^5\ \mathrm{м^2})
(D=0.6\ \mathrm{км}\Rightarrow A\approx 2.83\times 10^5\ \mathrm{м^2})

Масса при (\sigma=0.05\text{–}0.2\ \mathrm{кг/м^2}) (металлизированные плёнки/решётки):(D=1.0\ \mathrm{км}\Rightarrow m\approx 3.9\times 10^4\text{–}1.6\times 10^5\ \mathrm{кг})
(D=0.6\ \mathrm{км}\Rightarrow m\approx 1.4\times 10^4\text{–}5.7\times 10^4\ \mathrm{кг})

Конструкция: натяжное полотнище на кольце, сегментирование; компенсация термодеформаций; ремонтопригодность (микромодули напыления и перенатяжения).
Допустимая меж узловая дистанция при D≤1 км и P_t≤1 кВт
Пусть (P_t=1\ \mathrm{kW}\Rightarrow 60\ \mathrm{dBm}), (G_t=G_r=81.3\ \mathrm{dBi}), (L_{\mathrm{sys}}=3\ \mathrm{dB}). Требуемый приём для уверенной связи в узкой полосе: (P_r\ge -170\ \mathrm{dBm}) (запас ~10 дБ над шумом при (\Delta f=1\ \mathrm{Hz})).
Предельные потери трассы: [ -170 = 60 + 162.6 - A_{\mathrm{tr}} - 3\ \Rightarrow\ A_{\mathrm{tr}}^{\max} \approx 389.6\ \mathrm{dB} ]
Подставляя (A_{\mathrm{tr}}(s) \approx 354.9 + 20\log_{10}(s)): [ 354.9 + 20\log_{10}(s) \le 389.6\ \Rightarrow\ 20\log_{10}(s) \le 34.7\ \Rightarrow\ s_{\max} \approx 10^{1.735} \approx 54.4\ \mathrm{ly} ]
Это означает: при (\Delta f=1\ \mathrm{Hz}) узел с апертурой 1 км и (P_t=1\ \mathrm{kW}) может уверенно держать звено до ≈54 св. лет.
Для (\Delta f=10\ \mathrm{Hz}\Rightarrow N\approx -170\ \mathrm{dBm}), целевой (P_r\ge -160\ \mathrm{dBm}) для сопоставимого запаса. Предельные потери: [ -160 = 60 + 162.6 - A_{\mathrm{tr}} - 3\ \Rightarrow\ A_{\mathrm{tr}}^{\max} \approx 379.6\ \mathrm{dB} ] Тогда: [ 354.9 + 20\log_{10}(s) \le 379.6\ \Rightarrow\ s_{\max} \approx 10^{1.235} \approx 17.2\ \mathrm{ly} ]
Итог: при 10‑герцовой полосе шаг узла снижается до ≈17 св. лет (в обмен на рост скорости передачи).
Ориентиры для D=0.6 км (для полноты в пределах заданного лимита)
Пусть (G_t=G_r=74.6\ \mathrm{dBi}\Rightarrow G_t+G_r=149.2\ \mathrm{dB}).
(\Delta f=1\ \mathrm{Hz}): (A_{\mathrm{tr}}^{\max} = 60 + 149.2 - 3 + 170 = 376.2\ \mathrm{dB}). [ 354.9 + 20\log_{10}(s) \le 376.2\ \Rightarrow\ s_{\max} \approx 10^{1.065} \approx 11.6\ \mathrm{ly} ]
(\Delta f=10\ \mathrm{Hz}): (A_{\mathrm{tr}}^{\max} = 366.2\ \mathrm{dB}\Rightarrow s_{\max} \approx 10^{0.565} \approx 3.7\ \mathrm{ly}).
Число узлов до радиуса 250 световых лет
Считаем «коридор» в одном направлении (магистраль) от Солнечной системы.
При (D=1\ \mathrm{км},\ P_t=1\ \mathrm{kW}): ( \Delta f=1\ \mathrm{Hz}\Rightarrow s\approx 50\ \mathrm{ly}) (с запасом): нужно ~5 узлов до границы 250 св. лет.
(\Delta f=10\ \mathrm{Hz}\Rightarrow s\approx 15\text{–}17\ \mathrm{ly}): нужно ~15 узлов.

При (D=0.6\ \mathrm{км},\ P_t=1\ \mathrm{kW}): ( \Delta f=1\ \mathrm{Hz}\Rightarrow s\approx 10\text{–}12\ \mathrm{ly}): ~21–25 узлов.
(\Delta f=10\ \mathrm{Hz}\Rightarrow s\approx 3.5\text{–}4\ \mathrm{ly}): ~60–70 узлов.

Рекомендация: для минимизации числа узлов  антенны 1 км и узкую полосу (1 Гц) на магистралях; для локальных «обзорных» каналов в системах можно расширять полосу до 10 Гц.
Карта коридоров связи к приоритетным системам (радиус 250 св. лет)
Принципы топологии
Магистрали прокладываются радиально к приоритетным целям; шаг узла выбирается из расчёта (s\approx 50\ \mathrm{ly}) (1 Гц) или (s\approx 17\ \mathrm{ly}) (10 Гц).
В  точках формируются перекрёстные связи (сотовая структура) для отказоустойчивости.
Ретронсляторы, входящие в окрестность звёздных систем (радиус ≲1–2 св. лет), переходят в активный режим обзора/записи.
Направления магистралей (не исчерпывающий список)
Альфа/Проксима Центавра (≈4.3 св. г.), Сириус (8.6), Эпсилон Эридана (10.5), Тау Кита (11.9), 61 Лебедя (11.4), Вега (25), Альтаир (16.7), Фомальгаут (25), Денебола (36).
Средние‑дальние цели (50–150 св. лет): Спика, Регул, Арктур, Альдебаран и др.
Дальние коридоры (150–250 св. лет): яркие звёзды и системы с известными экзопланетами.
В каждой магистрали узлы расставляются равномерно с шагом, выбранным по энергетике тракта (см. выше).
Энергетическая архитектура узла (до 1 кВт) и режимы
Источник: малый ядерный реактор на U‑235 (класс Kilopower), электрическая мощность до 1 кВт, пассивная безопасность.
Режимы:Гибернация: средняя мощность мВт–Вт (часы, телеметрия, сторожевые функции).
Сеансы передачи: до 1 кВт кратковременно (минуты–часы), далее охлаждение/распределение тепла.

Тепловыделение: излучающие радиаторы с переменной площадью, управление тепловым балансом в активных окнах.
Долговечность: реактор эксплуатируется редко; средняя нагрузка низкая ⇒ ресурс на 10⁵–10⁶ лет при глубокой консервации и периодических автотестах.
Радиационное старение и защита
Полотно антенны: многослойные металлизированные композиты, сеточные отражатели; периодическое восстановление проводимости и отражения (напыление), локальный ремонт.
Электроника: радиационно‑стойкая элементная база, избыточность, коррекция ошибок, скремблирование; локальное экранирование чувствительных узлов (часы, память, реакторная автоматика).
Структуры: многоконтурное натяжение, допуски на микрометеороиды, сегментарная замена; мониторинг добротности и фазовой фронтальности.
Метрики: интегральная доза (рад/грей), флюенс частиц, тренды деградации сигнала (рост (L_{\mathrm{sys}}), изменения (G)) — с компенсирующими таблицами настройки.
Протокол работы ретранслятора
Ожидание (гибернация): редкие окна приёма опорных маяков, обновление эфемерид.
Вход в систему: широкополосный обзор, выделение узкополосных каналов, запись радиосигналов планетарного происхождения, компрессия и кодирование.
Передача: направленные сеансы в сторону «родной» системы по коридору; длительные когерентные накопления на приёме соседнего узла.
Синхронизация: атомные/ядерные часы, периодические калибровки по мастер‑узлам; доплер‑компенсация.

Осторожный мотив: 1I/‘Oumuamua как «парус‑антенна»
Наблюдательные признаки: межзвёздное происхождение, гиперболическая траектория, малое аномальное ускорение без кометного хвоста, совместимость с плоской/вытянутой геометрией.
Гипотеза: тонкая плоская мембрана может быть световым парусом (фотонная тяга) и отражающей/решёточной антенной — технологически правдоподобно для ультралёгких ретрансляторов. Подтверждение требует целевых миссий.



Выводы
При ограничениях (D\le 1\ \mathrm{км}) и (P_t\le 1\ \mathrm{kW}) межузловой шаг:до ≈54 св. лет в полосе 1 Гц,
до ≈17 св. лет в полосе 10 Гц.

Это позволяет построить магистрали к приоритетным системам в радиусе 250 св. лет с числом узлов ~5–15 на направление (для (D=1\ \mathrm{км})). Для (D=0.6\ \mathrm{км}) шаг уменьшается (≈12 св. лет при 1 Гц), увеличивая число узлов.
Сегментированная сеть решает проблему огромных потерь радиотрассы и космического шума без фантастических мощностей; большие апертуры, узкая полоса и длительные накопления.
Ядерная энергетика до 1 кВт в режиме редких сеансов передачи делает долговечность (10⁵–10⁶ лет) реалистичной; радиационная стойкость обеспечивается материалами, экранированием и саморемонтом.
Приложение: проверочные расчёты для 4, 10 и 50 св. лет (D=1 км, P_t=1 кВт, f=1.42 ГГц)
Дано: (G_t=G_r=81.3\ \mathrm{dBi}), (L_{\mathrm{sys}}=3\ \mathrm{dB}).
Потери: [ A_{\mathrm{tr}}(s)=354.9 + 20\log_{10}(s) ]
Принимаемая мощность: [ P_r=60 + 162.6 - A_{\mathrm{tr}} - 3 ]
(s=4): (A_{\mathrm{tr}}\approx 366.9\ \mathrm{dB}\Rightarrow P_r\approx -147.2\ \mathrm{dBm})
 SNR vs 1 Гц шуму: ≈32.8 дБ (уверенно).
(s=10): (A_{\mathrm{tr}}\approx 374.9\ \mathrm{dB}\Rightarrow P_r\approx -155.3\ \mathrm{dBm})
 SNR (1 Гц): ≈24.7 дБ (уверенно). SNR (10 Гц): ≈14.7 дБ.
(s=50): (A_{\mathrm{tr}}\approx 388.9\ \mathrm{dB}\Rightarrow P_r\approx -169.6\ \mathrm{dBm})
 SNR (1 Гц): ≈10.4 дБ (допустимо). SNR (10 Гц): ≈0.4 дБ (недостаточно без увеличения времени накопления/снижения полосы).
Эти оценки подтверждают выводы о предельном шаге узла при заданных ограничениях.

[slava03]

Есть ли смысл финансировать SETI и строить новые радиотелескопы? 

"За чей счёт банкет?"
Если нет спонсоров, то какой смысл создавать проект?

[Павел Васильев]

у меня примерно в среднем вырисовывается, что на 1 крупную спиральную галактику получается примерно 1 техноцивилизация нашего уровня.

Если по вашим оценкам уравнения Дрейка получается всего навсего примерно 1 техноцивилизация на спиральную Галактику, то вы сигналов от них не поймаете никаким радиотелескопом. Сверхчувствительным и узконаправленным, с максимально широким диапазоном частот. Допустим продолжительность существования сверхцивилизации 1 млрд лет. Они что, всё это время будут светить маяком в сторону Млечного Пути и тратить колоссальную энергию на передачу сообщения wow ? Искать сигналы посланий надо в оптическом и ИК диапазонах волн от звёзд, прежде всего от пульсаров. Если это действительно сверхцивилизация, то она найдёт способ промодулировать излучение искусственными сигналами и создать маяк, работающий миллиарды лет. На эту тему есть предположения и публикации. 

[slava03]

Искать сигналы посланий надо в оптическом и ИК диапазонах волн от звёзд, прежде всего от пульсаров.

И как вы поймёте, что около пульсара есть разумная жизнь?

[Dem]

Искать сигналы посланий надо в оптическом и ИК диапазонах волн от звёзд, прежде всего от пульсаров. Если это действительно сверхцивилизация, то она найдёт способ промодулировать излучение искусственными сигналами и создать маяк, работающий миллиарды лет. На эту тему есть предположения и публикации. 

Способ-то найдёт, а вот мотивацию? Разрыв в сотни миллионов лет развития - это слишком дохрена.