Доклад Бондаренко "Один из вариантов межзвёздной связи"

[ALZ]

Перересено из темы Очередное заседание семинара "Поиски внеземного разума"

Извините за задержку! Посылаю свой доклад. Не исключено, что он будет прочитан в Одессе на очередной "Школе". Надеюсь, что Вам он будет интересен.

Один из вариантов межзвёздной связи.

На конференции ВАК-2004 был отличный доклад Миронова С. В., посвящённый стратегии посылки радиосигналов внеземным цивилизациям на длине волны в 6 сантиметров.  (Тезисы докладов ВАК-2004, страница 56).
Я не буду обсуждать вопрос, на какой длине волны следует отправлять такие послания и следует ли отправлять их вообще. Хочу только отметить, что возможная активность в околоземном пространстве того, что можно называть внеземной жизнью и что очень неудачно называют «НЛО», ставит под очень большой вопрос перспективность установления радиосвязи с «братьями по разуму».
Либо это «местная публика» и тогда технически выйти с ней на связь может любой владелец «мобильника», либо «не местная», — тогда есть какой-то способ передавать сообщения быстрее света.
К тому же, наблюдения «НЛО» ставят под очень большой вопрос наличие в Космосе заметного количества цивилизаций «ефремовского» типа, с которыми мы могли бы по-человечески пообщаться. Здесь есть ещё много-монго вопросов, которых наши «философы», видимо, просто боятся!
Что касается философского аспекта таких поисков, то можно обратится на сайт «Тунгуска РУ» «Памяти Васильева», тема «Инопланетяне среди нас», где выставлена моя статья с критикой «Проблемы СЕТИ» в интерпретации А. Д. Панова.
Здесь я хочу говорить только об «аппаратном» оформлении посылки и приёма радиосигналов к звёздам на расстояние толщины галактического диска. В работе, которая послужила исходной точкой этого доклада, приводятся несуразные мощности, необходимые для такой связи. Десять миллиардов киловатт — действительно многовато! Но не всё так мрачно! Автор критикуемого (но очень интересного) доклада  на конференции ВАК-2004 предполагал использовать антенну размером в шестьдесят метров, а это очень расточительно!
Предположим, что мы облучаем или стараемся принять сигнал от планеты, находящейся на расстоянии в один парсек. Принимая, что там те же условия, что и в Солнечной системе, придём к выводу, что расширение диаграммы направленности антенны больше, чем одна-две угловых секунд является, по понятным причинам, бессмысленным и приведёт только к излишнему расходованию энергии.
Таким образом, диаграмма направленности антенны должна быть (в общем случае) меньше секунды и, разумеется, иметь «карандашный» вид. Это даст снижение потребной мощности, по крайней мере, в миллион раз и она составит не десять миллиардов, а всего десять тысяч киловатт.
Что интересно — при облучении звезды на любом расстоянии требуемая мощность сигнала будет постоянной, если антенна имеет оптимальный размер!
Оптимальный размер антенны при работе со звёздами в пределах толщины галактического диска и длине волны в 6 сантиметров составляет более шестидесяти километров.
Имея такую антенну, можно обойтись мощностью в десять тысяч киловатт для облучения миллиона звёздных систем, либо повысить её, расширив полосу частот или работая сразу на нескольких частотах. Разумеется, такая антенна может использоваться и для радиоприёма.
Как она может быть изготовлена! Это может быть пустотелая сфера, составленная из дипольных активных элементов, которые питаются от автономных, например — солнечных источников энергии. Синхронизация их сигналов может осуществляться, например, по оптическим каналам из центра сферы. Построение такой антенной системы невозможно без разработки сложных самоорганизующихся систем, своеобразных «радиоорганизмов», которые должны иметь некое сходство с насекомыми и изготовляться также подобно мухам.
Такие «инстинктивные» стандартные элементы, в принципе, могли бы быть наработанными в нужном количестве. «Живые» технологии кажутся сказочными, но разве десять миллионов транзисторов в одном кристалле это не сказка?
Таким образом, подняв уровень технологии на пару порядков, можно будет вести связь не «мощностью», а «мозгами». Такие технологии позволят «просматривать», по крайней мере, всю Галактику. Из-за колоссальной разрешающей способности и чувствительности такой системы, нам и летать никуда не надо будет! Всё и так увидим.
Единственное препятствие для этого проекта имеет социальный характер и состоит в том, что «квазиживые» системы при существующем порядке вещей будут сразу же использованы как оружие и исследовать с их помощью Космос станет некому!
Вывод из сказанного можно сделать следующий: для цивилизаций, более развитых в технологическом смысле, чем земная, не существует «энергетического барьера» при ведении радиопередач на звёзды в пределах, по крайней мере, толщины галактического диска. Следовательно, существуют какие-то другие причины того, что мы до сих пор не получили или не отождествили радиосигналов искусственного происхождения.
Бондаренко Ю. Н.

[КотКот_]

По формуле
http://www.cplire.ru/rus/ra&sr/article1.html
это дает для данной системы (диаметр 60 км)

сигнал/шум SNR :30
Ts - суммарная шумовая температура приемной системы К :10
R - расстояние до ВЦ св.годы :70
   - длина волны , м :0,06
P - средняя мощность излучения Вт :10000000
St - эффективная площадь передающей и приемной антенны, м2 :5000000000
Sr - эффективная площадь передающей и приемной антенны, м2 :5000000000
T  -- Время передачи одного бита , секунд :2,6161086587328E-14
1/Т -- Частота передачи  бит/с :38 224 711 984 416,7    0.4*10+14 бит/с

[ivanij]

  Цитата: Такие «инстинктивные» стандартные элементы, в принципе, могли бы быть наработанными в нужном количестве. «Живые» технологии кажутся сказочными, но разве десять миллионов транзисторов в одном кристалле это не сказка?
Таким образом, подняв уровень технологии на пару порядков, можно будет вести связь не «мощностью», а «мозгами». Такие технологии позволят «просматривать», по крайней мере, всю Галактику. Из-за колоссальной разрешающей способности и чувствительности такой системы, нам и летать никуда не надо будет! Всё и так увидим.
Единственное препятствие для этого проекта имеет социальный характер и состоит в том, что «квазиживые» системы при существующем порядке вещей будут сразу же использованы как оружие и исследовать с их помощью Космос станет некому!


  Почему из сказанного следует именно такой вывод? Почему эти системы названы "квазиживыми"?

[ivanij]

 Ну, разве что потому, что

это проблема автономных роботов. Трансгуманизм,Технокосм и т.п.  

  следовательно, слишком гипотетично, а потому рано. А то можно задать и следующий вопрос:  каким образом подобные вещи могут быть использованы в качестве оружия?

[КотКот_]

 Цитата: Такие «инстинктивные» стандартные элементы, в принципе, могли бы быть наработанными в нужном количестве. «Живые» технологии кажутся сказочными, но разве десять миллионов транзисторов в одном кристалле это не сказка?
Таким образом, подняв уровень технологии на пару порядков, можно будет вести связь не «мощностью», а «мозгами». Такие технологии позволят «просматривать», по крайней мере, всю Галактику. Из-за колоссальной разрешающей способности и чувствительности такой системы, нам и летать никуда не надо будет! Всё и так увидим.
Единственное препятствие для этого проекта имеет социальный характер и состоит в том, что «квазиживые» системы при существующем порядке вещей будут сразу же использованы как оружие и исследовать с их помощью Космос станет некому!


  Почему из сказанного следует именно такой вывод? Почему эти системы названы "квазиживыми"?

Они названы квазиживыми, потому что не могут функционировать без постоянной подпитки веществом(заданного состава) от внешнего источника. Кроме того, они не из аминокислот и ДНК. А вообще это проблема автономных роботов. Трансгуманизм,Технокосм и т.п.  
Лем "Системы оружия ХХ1 века".

[КотКот2]

Paracelsus

Можно ли послать на семинар свою статью о связи с ВЦ с помощью радиоволн? Основное содержание: Для связи с ВЦ в пределах, по крайней мере, толщины галактического диска вовсе не требуются загробные мощности. (Сделано по материалам конференции ВАК-2004). Текст выставлен на "Тунгуска ру" в теме "Инопланетяне среди нас"

Можно ли послать на семинар свою статью о связи с ВЦ с помощью радиоволн? Основное содержание: Для связи с ВЦ в пределах, по крайней мере, толщины галактического диска вовсе не требуются загробные мощности. (Сделано по материалам конференции ВАК-2004). Текст выставлен на "Тунгуска ру" в теме "Инопланетяне среди нас"

Уважаемый Бондаренко, простите что не знаю вашего имени и что влезаю в ваши идеи, но у меня возникли определенные сомнения в теоретической (и практической) возможности реализации "связи с ВЦ в пределах, по крайней мере, толщины галактического диска вовсе не требуются загробные мощности". Вероятно следует определить, что Вы подразумеваете под "загробной мощностью", но даже и безотносительно этого, куда Вы "денете" затухание свободного волнового пробега, которое ~10*LOD(4*"ПИ"*D/LAMBRA), где "D" - расстояние, "LAMBDA" - длина волны? Ради интереса прикиньте затухание сигнала, исходя из "толщины галактического диска", ну пусть "всего" 1 тысяча с.л. "Десять в тридцать" какой степени получается? Дальше "энергетику" трассы считать будем?

Можно ли послать на семинар свою статью о связи с ВЦ с помощью радиоволн? Основное содержание: Для связи с ВЦ в пределах, по крайней мере, толщины галактического диска вовсе не требуются загробные мощности. (Сделано по материалам конференции ВАК-2004). Текст выставлен на "Тунгуска ру" в теме "Инопланетяне среди нас"

Уважаемый Бондаренко, простите что не знаю вашего имени и что влезаю в ваши идеи, но у меня возникли определенные сомнения в теоретической (и практической) возможности реализации "связи с ВЦ в пределах, по крайней мере, толщины галактического диска вовсе не требуются загробные мощности". Вероятно следует определить, что Вы подразумеваете под "загробной мощностью", но даже и безотносительно этого, куда Вы "денете" затухание свободного волнового пробега, которое ~10*LOD(4*"ПИ"*D/LAMBRA), где "D" - расстояние, "LAMBDA" - длина волны? Ради интереса прикиньте затухание сигнала, исходя из "толщины галактического диска", ну пусть "всего" 1 тысяча с.л. "Десять в тридцать" какой степени получается? Дальше "энергетику" трассы считать будем?

энергетика -- она на то и энергетика, чтобы измеряться как произведение мощности на время
если на каждый бит передаваемой информации тратить много времени и соответственно джоулей, то и 1000 световых лет не есть проблема...
 

Обратимся к (увы, уже покойному) Клоду Элвуду Шеннону:
 Vmessage (объём сообщения) не может быть меньше Vchannel (объём канала), который = D*DELTAF*DELTAT, где: D - динамический диапазон - определяемый отношением SINGAL/NOISE, DELTAF - полоса эффективного спектра занимаемых (полезным сигналом) частот, DELTAT - время жизни (существования) канала. "Полоса", "скорость" (откуда ясно потребное минимальное время передачи), "сигнал/шум" (опять же по-Шеннону) связаны однозначно как B (скорость передачи) = DELTAF*LOD(1+S/N).
Сообщение какого объёма (в битах) и на какое расстояние и за какой период времени Вы предполагали (говоря "бит передаваемой информации тратить много времени") передать?
Давайте прикинем принципиальную реализуемость, а именно сколько часов потребуется для передачи 1 бита (при условии, что диаметр передающей антенны на Земле = 1 км, и в вашем расположении вся мощность всех электростанций Земли) на расстояние  = 1000 световых лет. Как Вы думаете, сколько часов на это потребуется?  

Обратимся к (увы, уже покойному) Клоду Элвуду Шеннону:
 Vmessage (объём сообщения) не может быть меньше Vchannel (объём канала), который = D*DELTAF*DELTAT, где: D - динамический диапазон - определяемый отношением SINGAL/NOISE, DELTAF - полоса эффективного спектра занимаемых (полезным сигналом) частот, DELTAT - время жизни (существования) канала. "Полоса", "скорость" (откуда ясно потребное минимальное время передачи), "сигнал/шум" (опять же по-Шеннону) связаны однозначно как B (скорость передачи) = DELTAF*LOD(1+S/N).
Сообщение какого объёма (в битах) и на какое расстояние и за какой период времени Вы предполагали (говоря "бит передаваемой информации тратить много времени") передать?
Давайте прикинем принципиальную реализуемость, а именно сколько часов потребуется для передачи 1 бита (при условии, что диаметр передающей антенны на Земле = 1 км, и в вашем расположении вся мощность всех электростанций Земли) на расстояние  = 1000 световых лет. Как Вы думаете, сколько часов на это потребуется?

Go to 1999 год, статья называется: Радиовещание для Внеземных Цивилизаций , Таблица 4.
 

Формула для определения минимального времени передачи сигнала, в статье (на которую Вы ссылаетесь) - содержит как минимум 2 (две) принципиальные ошибки:
1. Время прямо пропорционально SNR - в действительности время должно быть обратно пропорционально отношению "сигнал/шум" (на приёмной стороне): чем больше С/Ш - тем меньше время (накопления сигнала на приемной стороне до необходимого для демодуляции отношения С/Ш).
2. Время прямо пропорционально длине волны (в квадрате) - в действительности обратно пропорционально и по закону логарифма. Затухание свободного пробега волны ~LOG(R/Lambda), где R - расстояние, Lambda - длина волны колебения переносчика.

время которое необходимо затрачивать на передачу одного бита
прямо пропорционально (то есть чем больше данный параметер, тем дольше надо передавать один бит)
требуемому отношению сигнал\шум на приемной стороне, шумовой температуре приемной системы и квадрату расстояния
и обратно пропорционально (то есть чем больше данный параметр, чем меньше времени уходит на передачу одного бита)
мощности передатчика, площади передающей и приемной антен
что именно вам непонятно в той классической формуле, Paracelsus

Чем бОльше отношение "СИГНАЛ/ШУМ" на входе приемной антенны (при всех прочих равных значимых параметрах) - тем мЕньшее время требуется для производства "оптимальной фильтрации", с целью достижения минимально необходимого отношения "СИГНАЛ/ШУМ" на входе "решающего устройства" для демодуляции символа с некоторой (наперед заданной) вероятностью ошибочного/истинного опознавания. Иными словами: "Signal-Noise-Ratio"  - должно быть "в знаменателе", а если "в числителе" (как в "той" формуле) - то "NSR"
К мощности передатчика и площадям антенн (не "мощности", а ЭИИМ, не "площади", а усилению, строго говоря) - у меня вопросов нет.
И еще - почему эта "классическая" формула вообще не учитывает "пороги модуляций"?
Почитал публикации (по ссылкам) с вашим участием: странные Вы (коммуникаторы с инопланетным разумом) люди (ничего личного): у ваших антенн - есть "добротность", которая по-определению "отношение центральной частоты к эффективной полосе пропускания" - безразмерная величина (а "у Вас" - эта "добротность" в "квадратных метрах на Кельвина". В действительности - этот параметр называется "коэффициентом качества" ("Figure of Merit или "G/T", где G - коэффициент усиления, которой в "квадратных метрах" - измеряться ну ни как не может, по-причине своей без размерности). Коэффициент усиления антенн - принято измерять в дБ(изотропных) и определяется он не только площадью главного рефлектора, но и целым рядом других значимых параметров, которые (в той формуле, на которую Вы ссылались) - вообще не учитываются.
Для модуляции сообщения - используете тональную 2х-частотную телеграфию (которую изобрели почти 100 лет тому назад, в 20е-годы 20го-века - ее уже использовали), современные методы энергетически выгодной (близкой к оптимальной) модуляции, к примеру: минимально - гауссовской - без разрывной - относительной фазовой - не используете, а ей - при всех прочих равных - можно "пробить" трассу, протяженностью во многие разы больше (по сравнению с  2х-частотной телеграфией). Если нужна точная цифра "во сколько раз" - после 11 января подниму "Theoretical Shannon’s modem BER-Performance Curves".
MIMO, для борьбы с замираниями, не испольуете...странно это как-то все....ведь технически - никаких проблем...или Вы там "затормозились" в категориях мышления 50х-годов прошлого века?

Если нужна точная цифра "во сколько раз" - после 11 января подниму "Theoretical Shannon’s modem BER-Performance Curves".
MIMO, для борьбы с замираниями, не испольуете...странно это как-то все....ведь технически - никаких проблем...или Вы там "затормозились" в категориях мышления 50х-годов прошлого века?

ничего не надобно "поднимать", Paracelsus
а ежели есть что сказать -- то в говорите в соответствующей теме, причем конкретно.
ну а в теме Очередное заседание семинара "Поиски внеземного разума" такие разговоры -- офтоп...

Этот разговор вроде сюда относится....

[Проходящий Кот]

Ну, разве что потому, что

это проблема автономных роботов. Трансгуманизм,Технокосм и т.п.   

  следовательно, слишком гипотетично, а потому рано. А то можно задать и следующий вопрос:  каким образом подобные вещи могут быть использованы в качестве оружия?

Почти также, как зонды Мильнера-Хокинга.....