В поисках внеземных цивилизаций человечество привыкло смотреть в глубокий космос, однако следы иных технологических культур могут находиться гораздо ближе — на нашем собственном спутнике. Известный специалист по техносигнатурам и мощным микроволновым системам доктор Джеймс Бенфорд (James Benford) в беседе с ведущим канала Event Horizon Джоном Майклом Годье подробно описал механизмы межзвездного поиска. Ученый объяснил, почему Луна является идеальным «музеем» для сбора инопланетных зондов, как экономика определяет выбор частот для космических маяков и какие древние радиоаномалии до сих пор остаются неразгаданными.
🌌 Космический перекресток: как часто мимо нас пролетают чужие звезды 2:08
Перемещение звезд в Галактике делает межзвездные путешествия делом случая и правильного тайминга. Как отмечает Джеймс Бенфорд, цивилизациям не обязательно преодолевать колоссальные расстояния целенаправленно, если их родная система сама сближается с нашей. Динамика звездного соседства подчиняется следующим статистическим закономерностям:
- Новая звезда подходит на расстояние менее 10 световых лет от Солнца примерно раз в 5 000 лет.
- Сближение на дистанцию менее 1 светового года происходит значительно реже — один раз в полмиллиона лет.
- Прохождения солнцеподобных звезд (класса G) происходят на порядок (примерно в 10 раз) реже, чем пролеты тусклых красных карликов.
Самым близким из зафиксированных за последнее время событий стал пролет звезды Шольца (Scholz's star) — тусклого двойного красного карлика. По словам Бенфорда, эта система прошла всего в 0,8 светового года от Земли около 70 000 лет назад.
С точки зрения внешнего наблюдателя, Солнечная система представляет огромный интерес для изучения из-за уникальной кислородной аномалии. Ученый подчеркивает, что наша планета демонстрирует аномально высокий и нестабильный уровень кислорода со времен Великого кислородного события, то есть на протяжении миллиардов лет. Бенфорд считает, что если бы человечество обнаружило аналогичную кислородную атмосферу на экзопланете в пределах семи световых лет, мы бы приложили колоссальные усилия для ее изучения: сначала отправили бы пролетные зонды, затем орбитальные аппараты и, наконец, посадочные модули. Логично предположить, что пролетающие мимо инопланетные корабли поступали точно так же.
⛵ Проект Starshot и галактические «утечки» энергии 4:32
Человечество уже сейчас вплотную подошло к технологиям создания межзвездных аппаратов. Джеймс Бенфорд принимает активное участие в проекте Breakthrough Starshot, целью которого является отправка флота сверхлегких зондов на лазерных парусах к системе Альфы Центавра.
Текущие параметры и цели проекта выглядят следующим образом:
- Скорость: зонды планируется разогнать до 20% от скорости света ($0,2c$).
- Время в пути: полет до Альфы Центавра займет около 20 лет.
- Режим работы: система позволит отправлять зонды каждую неделю, постепенно накапливая данные о целевой системе.
- Финансирование и сроки: при текущем бюджете около 10 миллионов долларов в год проект может быть реализован к середине XXI века.
Однако концепция Starshot предполагает исключительно пролетную миссию (flyby). Поскольку излучающая лазерная установка (beamer) остается на Земле, у самого зонда нет возможности затормозить в пункте назначения. Чтобы выйти на орбиту вокруг условной Проксимы b, потребовался бы тяжелый аппарат на термоядерных или ядерных ракетах, по масштабам сопоставимый с крупнейшими океанскими судами, что требует титанических усилий.
Важным побочным эффектом работы лазерного паруса является «утечка» излучения. Направленный луч мощностью от 10 до 100 гигаватт неизбежно будет чуть шире самого паруса. Бенфорд утверждает, что это рассеянное излучение будет настолько мощным и узконаправленным, что его можно будет зафиксировать с помощью радиотелескопов на межзвездных и даже общегалактических расстояниях. Соответственно, если кто-то в Галактике запускает аналогичные зонды, мы можем обнаружить их по этим энергетическим утечкам.
⚡ Экономика частот и загадка сигнала «Wow!» 7:39
Выбор спектра для разгона космических парусов, по мнению Бенфорда, упирается исключительно в вопросы стоимости. Хотя физические параметры не привязаны к конкретной частоте (главное — пробить атмосферу), экономика диктует свои правила. На сегодняшний день технологически обоснованы три основных диапазона, стоимость генерации энергии в которых распределяется по возрастанию:
- Микроволновый диапазон — самый дешевый (активно применяется в сотовой связи и радарах).
- Миллиметровый диапазон — дороже (используется для нагрева плазмы в термоядерных реакторах).
- Оптические лазеры — самый дорогой вариант на текущий момент.
Бенфорд предполагает, что лазеры могут резко подешеветь в будущем благодаря коммерческому сектору — например, массовому производству лидаров для беспилотных автомобилей. Но пока микроволны остаются наиболее рентабельным решением. Кроме того, микроволновый диапазон практически не поглощается межзвездной средой и атмосферой, что традиционно делает его главным объектом внимания исследователей SETI.
В связи с этим Бенфорд выдвинул гипотезу, связывающую знаменитый сигнал «Wow!», пойманный в 1977 году на частоте линии водорода (1420 МГц), с технологиями энергетических пучков. По расчетам ученого, если бы сигнал «Wow!» был утечкой энергии от запуска межпланетного зонда (например, с Земли на Марс), его интенсивность позволяла бы зафиксировать его на расстоянии до 1000 световых лет. Если же речь шла о запуске межзвездного корабля уровня Starshot, то его было бы видно через всю Галактику.
Собеседники обсудили параметры сигнала «Wow!», упомянутые в книге Боба Грея «Ускользающий Wow!» (The Elusive Wow). Расчеты астронома Джона Краусса показали наличие у сигнала слабого синего смещения (около 10 км/с). Бенфорд поясняет, что скорость 10 км/с слишком мала для межзвездного лазерного паруса (наши химические ракеты и зонды «Вояджер» движутся со скоростью 10–20 км/с). Однако эта скорость идеально соответствует движению фоновых водородных облаков в этой области неба.
Джон Майкл Годье добавил, что Джерри Эйман определил: источник сигнала должен был находиться как минимум на половине расстояния до Луны, чтобы соответствовать диаграмме направленности антенны радиотелескопа «Большое ухо». Тем не менее, Бенфорд упомянул личный разговор с исследователем Робертом Греем, который склоняется к мнению, что сигнал мог быть случайной и незадекларированной утечкой с секретного военного спутника, проигнорировавшего международный запрет на вещание на частоте 1420 МГц. Главная проблема подобных утечек энергии заключается в том, что они не повторяются. Передатчик целится с упреждением (как при стрельбе по тарелочкам), учитывая смещение звездной системы, поэтому поймать такой луч дважды практически невозможно.
📬 Кодирование посланий и межзвездная графика 15:27
Если цивилизация использует мощный луч для разгона кораблей, она может использовать его и для передачи информации. Бенфорд активно продвигает в сообществе METI (Messaging Extraterrestrial Intelligence) идею «попутного» кодирования. Частоту пучка можно слегка модулировать: это никак не повлияет на ускорение физического паруса, но позволит заложить в несущий сигнал огромный массив данных.
Отвечая на вопрос о том, как сделать сообщение понятным для чужого разума, Бенфорд заявляет о своей приверженности классическому методу Фрэнка Дрейка. Метод заключается в следующем:
- Передается строго определенное количество битов (пикселей).
- Общее число пикселей представляет собой произведение двух простых чисел.
- Приемная сторона раскладывает это число на сетку (одно простое число по оси X, второе — по оси Y) и автоматически получает двухмерное изображение.
Бенфорд иронизирует над попытками передавать базовые научные факты, вроде структуры нейтрального водорода: инопланетные ученые могут удивиться, зачем тратить столько энергии, чтобы сообщить им то, что они и так прекрасно знают. Изображения древней Земли были бы куда информативнее.
Если же человечество натолкнется на физический накопитель данных внутри древнего зонда, возникнет проблема декодирования. Ученый приводит историческую аналогию: если бы древние римляне нашли современный жесткий диск, они бы не смогли извлечь из него информацию, поскольку даже не поняли бы сути этой технологии. Тем не менее, физический зонд Бенфорд называет «абсолютной техносигнатурой», поскольку сама его конструкция и материаловедческий состав дадут колоссальный объем знаний о создателях.
🌙 Луна как идеальный музей техносигнатур 20:05
В своих работах Джеймс Бенфорд выделяет три наиболее перспективные зоны для поиска внеземных артефактов в пределах Солнечной системы:
- Луна;
- Троянские астероиды Юпитера;
- Квазиорбитальные объекты Земли.
При этом внешние области системы (например, орбита Юпитера, спутники Сатурна или Плутон) Бенфорд считает крайне невыгодными для размещения наблюдательных зондов. Из-за огромного расстояния телескопам с Земли требуются апертуры колоссальных размеров для их разрешения. Кроме того, во внешней Солнечной системе экстремально холодно, а поток солнечной энергии минимален. В условиях глубокого холода стандартная электроника работает иначе, а космические смазочные материалы теряют свои свойства. Разумная цивилизация предпочла бы разместить аппарат поближе к источнику энергии и объекту наблюдения — то есть рядом с Землей.
Луна в этом контексте идеальна. У человечества уже есть колоссальный массив данных благодаря аппарату Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), который сфотографировал лунную поверхность с разрешением, позволяющим рассмотреть даже места посадок «Аполлонов» и следы лунных роверов. Однако большая часть этих снимков никогда не просматривалась людьми.
Бенфорд утверждает, что для анализа этих миллионов изображений глупо использовать «армию людей» с их субъективным восприятием. Сейчас три независимые научные группы работают над созданием искусственного интеллекта, способного выявлять на Луне признаки искусственности. Нейросеть можно обучить на паттернах человеческой активности (следы техники, модули), а также на снимках земных археологических руин из космоса. Тестовой задачей для ИИ может стать поиск мест падения взлетных ступеней лунных модулей «Аполлон», которые после стыковки с командными модулями оставались на орбите, а затем из-за гравитационных аномалий (масконов) падали в неизвестных точках Луны.
Человеческий глаз и ИИ одинаково хорошо реагируют на геометрию — прямые линии или идеальные непрерывные кривые, нехарактерные для природы. Если инопланетяне занимались на Луне добычей ресурсов или строительством, они оставили бы заметные геологические шрамы — карьеры или дорожные выемки. По оценкам ученых, из-за отсутствия атмосферы объекты на Луне могут сохраняться в течение миллионов лет, медленно разрушаясь лишь под ударами микрометеоритов.
Если ИИ обнаружит условный «монолит», алгоритм действий будет следующим: орбиту LRO временно снизят для получения детальных макроснимков, затем подключат крупнейшие земные телескопы для анализа теплового излучения (проверка, жив ли источник питания), и в конечном итоге туда отправят луноход или посадочный модуль.
📡 Радарное эхо и забытые аномалии астробиологии 27:35
Помимо оптического поиска, Бенфорд предлагает использовать радары. Астрономы уже несколько десятилетий успешно получают радарные изображения пролетающих мимо Земли астероидов с помощью мощных передатчиков Аресибо и сети Deep Space Network (DSN). С их помощью можно зондировать квазиорбитальные объекты и посылать направленные сигналы: если внутри объекта находится активный зонд, он может ответить, переизлучив сигнал с усилением.
Бенфорд напоминает о подзабытом феномене 1920-х годов — так называемом долгопериодическом радиоэхе (Long-Delayed Echoes, LDE). На заре развития радиовещания инженеры сталкивались со странным явлением: отправленные сигналы возвращались назад с задержкой в 7–8 секунд. В рамках классической физики магнитосфера Земли не может задерживать радиоволны на такое время. В свое время исследователи выдвигали гипотезу, что это зонд Брейсвелла на геоцентрической орбите ретранслирует человеческие передачи, привлекая к себе внимание.
Хотя в 1985 году вышла работа, объясняющая LDE сложными волновыми процессами в самой магнитосфере Земли, Бенфорд подчеркивает, что окончательно этот вопрос не закрыт. Любопытно, что даже выдающиеся современные астрономы, такие как королевский астроном Марк Моррис (Mark Morris), за всю свою карьеру никогда не слышали об этом феномене. Научное сообщество часто оставляет без внимания странные аномалии, вроде звезды Пшибыльского с ее невозможным содержанием трансурановых элементов, просто «теряя их с радаров» astrobiology.
В будущем ситуацию могут изменить строящиеся системы панорамного SETI (например, PanoSETI), которые будут непрерывно сканировать все небо, а не отдельные точки. Это позволит фиксировать неповторяющиеся вспышки и сигналы.
Параллельно ученые планируют развивать «галактическую геологию» на самой Луне. Поскольку наш спутник миллиарды лет двигался вместе с Солнцем по галактической орбите, бурение лунного реголита на глубину в десятки метров позволит буквально прочитать историю того, через какие межзвездные облака и потоки вещества проходила система. Благодаря данным космического телескопа Gaia астрономы уже нанесли на карту точные векторы движения 700 близлежащих звезд. Если на Луне будет найден древний зонд, возраст которого удастся определить (например, 50 000 лет), ученые смогут «отмотать кинопленку» назад и с высокой точностью вычислить, из какой именно звездной системы прилетел этот высокотехнологичный вестник.
