Ниши Галактики

[gans2]

Итак, если предоставить изменённым организмам доступ к достаточному количеству нужных металлов, то они смогут сделать из них любую заданную деталь за приемлемое время.

Демагогия.
Я хочу видеть как бактерии делают панель метр на метр из титана путем размножения и осаждения без подручных механизмов. Именно это Вам мерещится.
Опора, матрица, чертеж - всё это подручные механизмы. Ну, мИчтатели, дерзайте.  Это Вы решили реактивное семячко само делающее цистерну из титана изменением генокода создать.

[gans2]

Я в курсе, что живые существа используют всю таблицу

Живые существа НЕ используют всю таблицу.

Комментарий модератора раздела

удалил переходы на личности, oпять как и вчера...

[vsevolodson]

Весьма интересная (почти нет глупых обывательских штампов) статья о распиле пояса астероидов:
http://www.lenta.ru/articles/2013/01/30/asteroid/

[Андрей Курилов]

В темах про проблемы межзвёздных перелётов постепенно вырисовываются некоторые "неприятные" моменты.

1. Во-первых, очевидно, что задавая некоторое время перелёта, к примеру, к ближайшей звезде мы определяем также скорость. Для этого надо затратить энергию, и, очевидно, что формулу

избежать никак не получится. То есть даже в самом идеальном случае, энергия, затрачиваемая на осуществление перелёта будет не менее той, что получается в этой формуле (волшебные разрывы пространства, как способ, не рассматриваем). Значит, сокращая время перелёта в 10 раз, получаем затраты энергии в 100 раз больше. Уже из этого следует, что лететь надо по возможности медленнее.

2. С другой стороны, совместными усилиями опытных участников местных веток про межзвёздные перелёты было выяснено, что время перелёта также определяется т.н. удельной мощностью (Вт/кг), которую способен развивать и поддерживать во время перелёта звездолёт. В случае идеального двигателя и идеально равномерного разгона и торможения (в остальных случаях требуемая удельная мощность будет только выше) получается следующая зависимость для времени перелёта:

(где wm - удельная массовая мощность, С - некоторая константа, зависящая от задаваемой дистанции перелёта и ряда других факторов)

Из этой формулы видно кое-что ещё похуже. Повышая удельную мощность в 1000 раз, получаем лишь в 10 раз меньшее время перелёта.

В звездолёт невозможно запихать безразмерное количество энергии, как невозможно заставить работать его механизмы со сколь угодно высокой удельной мощностью. Вне зависимости от типа двигателя, техника имеет свои фундаментально обоснованные ограничения. Нельзя легко получить сколь угодно высококалорийное топливо, как нельзя заставить небольшой мобильный реактор вырабатывать тераватты энергии. Эта проблема осложняется ещё и тем, что во время перелёта звездолёт находится в среде с идеальной теплоизоляцией и, как и любая работающая тепловая машина, должен иметь холодильник, который в данном случае может быть только радиатором. Нет, конечно есть "грязные хаки" проблемы межзвёздных перелётов, такие как использование эффекта Оберта или разделение собственно звездолёта и его энергоустановки. Но все эти лазейки имеют свои проблемы, не позволяющие уже в первом приближении достичь ближайшей звезды за приемлемое время.

В свете этого пессимизма я попробую быть ещё более пессимистичен. А что если межзвёздный перелёт хоть и теоретически с трудом возможен, но всегда является эдакой "дорогой игрушкой"? Т.е., допустим (для этого есть вполне серьёзные предпосылки) цена его настолько будет высока в любом случае, что ничто не сможет его оправдать. Ни сегодня, ни через 100 лет, ни через 1000 лет, ни для людей, ни для разумных альфакентавриан. Что тогда остаётся?

Во-первых остаётся возможность осуществляеть межзвёздные перелёты где-нибудь эдак раз в миллион лет, когда другие звёзды сближаются с Солнцем на расстояния заметно меньше 1 светового года вследствие своего пекулярного взаимного движения. Становится возможным отправка т.н. "слипершипа" со скоростью 0.001 от скорости света или чуть более. Во-вторых, вырисовывается следующая классификация цивилизаций по степени освоения космоса:

• Цивилизация типа I гнездится на своей родной планете, где и зародилась. Для неё даже пилотируемый полёт на ближайший спутник или планету является "сверхдорогой игрушкой", пользы из этого практически не извлекается. Может рассылать автоматические зонды по своей планетной системе, но они также являются для неё "дорогими игрушками", приносящими пока что лишь знания об окружающем мире.
• Цивилизация типа II. Выбирается из гравитационной ямы своей родной планеты, но успешно догадывается не залезть в другую и осознаёт необходимость массовой колонизации огромного множества малых тел (планетезималей) вблизи своей звезды. Ареал ограничен ближайшими окрестностями местной звезды (т.е. живёт в радиусе 0.1-100 АЕ от звезды). В СС эквивалентным местом обитания для цивилизации типа II является, в первую очередь пояс астероидов затем - пояс Койпера. Планеты становятся уже не нужны для жизни, но колонии используют в качестве источника энергии свет близкой местной звезды (солнечные батареи, коллекторы и солнечные лазеры, поставляющие энергию по лучу на окраины системы, например, в пояс Койпера). Для цивилизации II типа "дорогими игрушками" являются уже межзвёздные перелёты. Т.е. они в принципе, осуществимы, но не особо нужны и очень уж дорого обходятся. Возможны единичные случаи запусков межзвёздных автоматических зондов и даже "слипершипов" или "кораблей поколений".
• Цивилизация типа III. Отличается в первую очередь от II тем, что осваивает термоядерную энергию дейтерия, которая в изобилии есть в ледяных планетозималях. Колонии перестают зависеть от энергии собственной звезды и переселяются из пояса Койпера (или его аналога) на межзвёздные свободно дрейфующие кометы. Ещё одно отличие от типов I и II - цивилизация расширяется в пространстве, хоть и с пекулярной скоростью (одна десятитысячная от скорости света), но расширяется. Т.е. за миллиард лет такая цивилизация полностью охватывает галактику.

Вот такой вот вариант будущего освоения космоса. Без энергетических чудес, гиперпространств и вообще без межзвёздных перелётов, как таковых.

[Dem]

Тут нужно учитывать тот факт, что звёзды не неподвижны. Т.е. есть нижний предел скорости, который позволяет совершить перелёт - иначе просто пролетим мимо цели не в силах её догнать. точнее цель мимо нас.
Это порядка 100 км/с

[Андрей Курилов]

Разные звёзды имеют разную пекулярную скорость. Звёзды диска имеют скорость относительно Солнца, как правило, меньше 100 км/с. Есть звёзды, с которыми разница в скорости всего ~10 км/с. Звёзды гало имеют высокую относительную скорость (они движутся не по схожим траекториям с Солнцем, а пересекают диск под разными углами). К таким относится, например, звезда Барнарда. Поэтому любой перелёт к этой звезде на скорости менее 1% от скорости света смысла не имеет.

Средняя же относительная скорость в окрестностях Солнца - 40 км/с.

[Андрей Курилов]

Мысль раз (я её уже года 3 назад говорил, но она с тех пор уже давно потонула).

Есть такая штука в звёздной системе - т.н. "снежная линия". Думаю, на астрофоруме пояснять что это, не требуется. В СС снежная линия проходит в пределах 3-5 АЕ от Солнца, т.е. на расстоянии, где на каждый кв. м. от Солнца приходит не более 100 Вт света. Интересно, что именно на этой границе становятся доступны летучие вещества в промышленных масштабах вне гравитационных ям. Это означает относительно лёгкий доступ к термоядерной энергии. С другой стороны, естественный термоядерный реактор - звезда, за пределами этой границы даёт уже слишком мало мощности на кв. м. Поэтому начиная с этой границы становится выгоднее не собирать естественную энергию световыми коллекторами, а использовать эти площади для рассеивания паразитного тепла от искуственных реакторов. Эта граница предопределяет способ добычи энергии у любой звезды. Если колонии в пределах снежной линии, то они должны использовать свет звезды, если за пределами - то использовать какие-нибудь термоядерные взрывные котлы/каверны. Различия в быту таких колоний будут радикальны, поэтому я их разделил на разные типы цивилизаций - II и III.

Мысль два. Цивилизации/колонии типа III могут иметь весьма различный способ существования, в зависимости от конкретного положения. Условия в поясе Койпера, Облаке Оорта и в межзвёздном пространстве будут несколько разные. Общим будет лишь способ добычи энергии (из дейтерия преимущественно). Подробнее о различиях.

В поясе Койпера достаточно высока пространственная концентрация планетоидов на которых могут базироваться колонии, а собственно размер цивилизации будет не так уж и велик, поэтому она будет весьма целостна и высокосвязна. У других звёзд также существуют пояса планетоидов за пределами снежной линии и они будут аналогичны поясу Койпера у нас. Обнаружение новых планетоидов не представляет технической сложности. Обзовём это под-типом IIIa.

В Облаке Оорта (аналоги определённо должны существовать у других звёзд) дела обстоят уже иначе. Если поперечник цивилизации IIIa составляет порядка 100 АЕ, то поперечник доступной для колонизации наиболее плотной части ОО составляет уже порядка 1 св. года. Такая цивилизация будет уже висеть в полном мраке, а учитывая что концентрация объектов в ОО по порядку величины такая же, что и в межзвёздном прост-ве, среднее расстояние между колониями будет составлять миллиарды километров (от 10 до 50 АЕ, по последним оценкам). Всё это делает цивилизацию ОО нецелостной и малосвязной, с высокой степенью автономности отдельных колоний. Обнаружение новых объектов ОО для колонизации, кстати, здесь будет весьма затруднено технологически. Однако транспортировка между двумя объектами ОО всё ещё очень лёгкая, так как относительные скорости объектов составляют всего сотни м/с. Пусть это будет случай IIIb.

Последний случай - "IIIc" - это собственно межзвёздная цивилизация, состоящая из абсолютно несвязанных между собой и полностью автономных колоний. Дополнительная сложность по сравнению со случаем IIIb здесь заключается в том, что относительные скорости соседних объектов составляют десятки км/с, что уже заметно затрудняет перелёт с одного объекта на другой.

Мысль три.
Гипотетически, можно сделать тысячалетнюю ракету с очень большим массовым числом. Идея следует из того, что идеально эффективная энергетически ракета имеет растущий во времени УИ и уменьшающуюся тягу, в соответствии с текущей скоростью. Для такой ракеты существует система уравнений, определяющая её массовое число:

Т.е. если требуется разогнаться в 100 раз, то массовое число будет равно 100. При этом, есть возможность столкнуть откуда-нибудь из пояса Койпера планетоид к Солнцу. Если в перигелии сообщить планетоиду незначительный импульс (эквивалентный дельта-вэ в 1000 м/с), то планетоид покинет СС с пекулярной межзвёздной скоростью (30 км/с). Далее можно не торопясь строить двигатели на планетоиде, развивающие всё более и более высокий УИ (от 30 км/с до 3000 км/с), постепенно перерабатывая собственно планетоид на рабочее тело и строительный материал. По идее к звезде уже приближается готовый к торможению звездолёт, построенный за время перелёта, в то время как стартовал планетоид. Если стартовая масса планетоида 10 млрд. тонн (очень мелкий планетоид), то готовый к торможению звездолёт может иметь начальную массу в 1000 раз меньше (99% стало рабочим телом, ещё 0.9% - отходы), т.е. 10 млн. тонн. Таким образом, значительную часть времени звездолёт летит в виде атолла и к концу перелёта плавно превращается в корабль поколений. Идея сыровата, конечно, но мне думается, что что-то в этом есть.

[Проходящий Кот]

Такой корабль с самого начала должен иметь цель.
На все 10000 лет.
И при этом в конце нужна пустая система, иначе придется воровать опять планетоид.....
Внешне такой корабль получится похожим на ряд комет, влетавших в Солнечную Систему.....

[Андрей Курилов]

Пожалуй оформлю свою драконологию, противопоставляемую кардашевской, в виде таблицы, чтобы потом ссылаться.

Тип	Вариант	Среда обитания	Источник энергии	Световое расстояние между соседними колониями	Световой поперечник цивилизации	Транспортные затраты (Δv [м/с])
I		Родная планета	Запасённая энергия звезды	доли миллисекунд	десятки миллисекунд	<103
II		Планетоиды в пределах снежной линии (вблизи звезды)	Свет звезды	секунды	часы	~102
III	a	Планетоиды за пределами снежной линии (далеко от звезды)	Дейтерий	минуты	сутки	~102
	b	Планетоиды облаков Оорта	Дейтерий	часы	годы	~104
	c	Межзвёздные планетоиды	Дейтерий	часы	до сотен тыс. лет	<105

[Андрей Курилов]

Внешне такой корабль получится похожим на ряд комет, влетавших в Солнечную Систему.....

Возможно, достаточно и одной. И так оно будет выглядеть на самом старте только.

[Dem]

а какой смысл для IIIc перелетать к другой звезде, если она в любой точке галактики себя хорошо чувствует?

[Андрей Курилов]

а какой смысл для IIIc перелетать к другой звезде, если она в любой точке галактики себя хорошо чувствует?

А кто вам сказал, что она перелетает куда-то кроме как с одного планетоида на другой раз в 10 тыс. лет?

[Проходящий Кот]

Такие планетоиды быстро кончатся....

[Андрей Курилов]

Кот, таких только одно Солнце породило порядка триллиона, что превосходит массу Земли.