И большей части нашей Солнечной системы.
Идея сферы Дайсона увлекательна. Эта, построенная вокруг звезды мегаструктура, была бы способна собирать всю энергию звезды. Такая оболочка вокруг звезды давала бы огромное количество энергии более развитой цивилизации. Она была названа в честь астрофизика Фримена Дайсона, который предположил, что будущим цивилизациям понадобится гораздо больше энергии, чем может обеспечить их планета, чтобы они могли поддерживать и развивать свою инфраструктуру. Концепция сферы Дайсона очень крута и футуристична и используюется в произведениях научной фантастики в течение многих лет. Так почему же Фримен Дайсон жаловался на то, что эта идея была названа в его честь?
Хотя бы потому, что это просто невозможно.
Солнце, ближайшая звезда к нашей планете, в 109 раз больше Земли (по размеру диаметра) и в 300 000 раз тяжелее. Строительство инженерной оболочки вокруг него потребует невообразимых ресурсов, энергии, времени и денег. Это потребует больше ресурсов, чем имеется во всей нашей Солнечной системе, и это только первая проблема. Нет никакого материала, который мы знаем или можем представить, и который мог бы быть использован в таких огромных масштабах и быть в состоянии выдержать колоссальную нагрузку на всю структуру. Эта инженерная мегаструктура была бы совершенно нестабильной, находясь в опасности столкнуться со звездой при любом толчке от космических обломков вокруг неё. Есть также проблема гравитации. Если Земля находится вне сферы, гравитация от Солнца будет слишком слабой, чтобы сохранить нашу текущую орбиту. Если же Земля будет находится внутри сферы, гравитация будет слишком сильной и способна притянуть планету к Солнцу.
Для того, чтобы дать представление о том, в каком масштабе мы говорим, предполагается, что для одной только рамки для сферы Дайсона потребуется 1,7×10²⁰ кубических метров материала или около двух десятков таких планет. И после этого представьте, что жизнь на Земле будет продолжаться без солнечного света, гравитации и двух десятков планет, которые мы уничтожили в процессе строительства.
Значит идея сферы Дайсона — это сплошная фантазия? Нет, не совсем так. Видите ли, есть способ решить все эти проблемы простым изменением геометрии.
Если вместо сферы Дайсона мы создаем кольца или панели вокруг звезды, это решает все проблемы, о которых мы только что упомянули. Рои коллекторных панелей, расположенных вокруг звезды, будут иметь стабильные орбиты и будут подталкиваться давлением солнечного излучения. Панели должны быть диаметром не более 1 км и быть тонкими, как фольга. Они будут отражать свет в небольшие солнечные электростанции, которые затем могут отправить эти световые лучи туда, где нужно. Используя этот процесс, у нас будет примерно в 1 триллион раз больше энергии, чем сейчас, хотя то, что мы будем делать с этой энергией, — это еще одна тема для обсуждения.
Идея по-прежнему звучит странно, но теперь мы можем начать сборку панелей конструкции сейчас и заверить когда-нибудь в ближайшем будущем. Конечно, это по-прежнему колоссальный проект, требующий больших ресурсов. Так много ресурсов, что нам пришлось бы разрушить Меркурий, Венеру, Марс, несколько астероидов и некоторые спутники планет внешней Солнечной системы, чтобы полностью собрать всю энергию от Солнца. Однако мы начнем с Меркурия, потому что железный сердечник планеты составляет около 40% его массы. Кислород в его коре дал бы нам сырье, необходимое для производства гематита — высоко отражающего материала, который использовался в качестве примитивного зеркала тысячи лет назад. Низкая гравитация планеты также облегчит запуск этого материала в космос для нашего использования.
Сначала строительство будет медленным. Наше ограниченное энергоснабжение и несколько автономных заводов означали бы, что создание первого солнечного коллектор займет около 10 лет, хотя процесс будет увеличиваться экспоненциально после того, как мы построим самореплицирующиеся машины и увеличим наши источники энергии з счет новых панелей. Примерно через 70 лет у нас было бы хорошее начало строительства Роя Дайсона, хотя Меркурий не намного больше, чем пыль в космосе. Кроме того, постепенно уничтожая Меркурий, мы также должны выяснить, как синхронизировать солнечные панели, чтобы они не столкнулись друг с другом.
Уже существует целая область науки, посвященная ответам на эти вопросы и занимающаяся концептуализацией строительства в космосе — астроинженерия. Она серьезно рассматривает идеи, подобные сферам Дайсона. Реальные компании уже готовятся к разработке полезных ископаемых на астероидах и разрабатывают 3D-принтеры, предназначенные для производства больших зеркал. Но действительно ли это лучший путь для прогресса нашей цивилизации?
Только 0,7% массы покоя входящего водородного топлива в ядре Солнца преобразуется в энергию. Если мы хотим быть на 100% эффективными, есть и другие способы сбора энергии. Например, энергия черных дыр может быть собрана из излучения Хокинга или из тепла, генерируемого входящим материалом. Мы могли бы также использовать угловой момент черной дыры из ее вращения.
Еще одна идея для Роя Дайсона — создать частичный рой и использовать этот дополнительный источник энергии для перехода на более эффективные и долговечные способы получения энергии (в конце концов, Рой Дайсона будет обеспечивать энергию только до тех пор, пока звезда жива).
Есть даже предположение, что сфера Дайсона была найдена в 2015 году на орбите звезды Таби (KIC 8462852). Странные флуктуации её света наблюдались космическим телескопом «Кеплер». Обычно, даже когда планета размером с Юпитер заслоняет далекую звезду, свет от неё тускнеет всего на 1%. Тем не менее, затемнение света, наблюдаемое нашими телескопами, было на 20% больше. Хотя, учёные считают, это наиболее вероятным объяснением этого являются кометы, входящие в систему звезды, однако даже это естественное объяснение было бы невероятным совпадением.
