…так вот, об одуванчиках.

Галактика — густо поросшее одуванчиками большое поле. До горизонта.

Пух одуванчиков — облака Оорта звёзд. В центры одуванчиков, правда, лучше не всматриваться, самих звёзд и даже планетных систем на этом масштабе не видно.

(Галактика, конечно, трехмерная, по-хорошему поле надо обносить стеной многоэтажной высоты и заваливать получившийся бассейн шариками для пинг-понга, но нет, кажется, в таком объекте наглядности и поэтической красоты).

Где-то в этом поле мы и лежим. Без движения. Уверенно видим примерно настолько, насколько видит парализованный человек, лежащий в одуванчиках.

Открой глаза в тёмной ночи — это единственное движение, которое тебе доступно. Смотри. Тебе нравятся эти ближайшие одуванчики? У тебя всё время оставшейся жизни, чтобы их разглядеть.

А теперь пора достать с пыльных складов образы мировых вихрей и хрустальных небесных сфер, отряхнуть и рассмотреть на просвет.

Есть у них некоторая поучительная черта, которой начисто лишён заменивший их научно достоверный образ пустого пространства с развешанными в нём телами.

Мы представляем планеты, звёзды, галактики и Вселенную такого размера, чтоб можно было подержать в руках. Ну по крайней мере дотянуться до другого конца палкой. Ну хоть камень добросить. Потому что никак иначе мы представлять не умеем. Не требовалось сотни тысяч лет.

А когда человек представляет таких размеров кучу шариков в пустом пространстве — он представляет себе систему, которая может резко меняться. По которой можно быстро переместиться от края до края. Человек, конечно, может попробовать вжиться в роль муравья, для которого составляет некую проблему доползти от одной планеты помещающейся на столе Солнечной системы до другой, но, во-первых, там всё равно пара минут хода от силы, и, во-вторых, всегда где-то рядом крутится мысль про технически развитую блоху будущего, которая покрывает это расстояние в один прыжок.

Вселенная устроена принципиально иначе.

И речь не про скорость света — хотя это фундаментальное ограничение, естественно, никуда не девается, и одного его достаточно, чтобы сделать перемещения чудовищно медленными с точки зрения человека. (Легко представить модель Галактики в пару метров диаметром, но как представить, что эту пару метров никак не преодолеть быстрее, чем за сотню тысяч лет? Как вообще представить сотню тысяч лет, если уж на то пошло?). Нет, речь о том, что в мире на единицу массы крайне мало пригодной к использованию энергии — а потому достижение даже одной сотой доли этой скорости представляется крайне проблематичным. В том числе и в сколь-либо обозримом будущем. Пока что не справляемся даже с одной десятитысячной.

Вселенная на больших масштабах — набор тел, у которых катастрофически не хватает внутренней энергии, чтобы как-то существенно изменить своё движение.

Well, aren't we all?

Планеты? Если бы половина Земли была динамитом (три тысячи секстиллионов килограммов взрывчатки), и если бы каким-то образом всю энергию его взрыва можно было пустить на изменение скорости другой половины — изменить получилось бы процентов на десять... Звёзды? Если всю мощность, излучаемую Солнцем, каким-то образом пустить на его ускорение, то Солнце разгонится до 100 км/ч за три недели. Недели, не секунды. Удельная мощность Солнца — где-то одна четырёхтысячная лошадиной силы на тонну. Вообще не болид Формулы-1.

Человечество освоило заброску спутников на околоземные орбиты — и даже на этом мизерном в общем-то масштабе ни о каком свободном полёте в желаемом направлении речи не идёт. Законы небесной механики и беспомощность существующих двигателей делают этот процесс похожим скорее на купание в мощном океанском прибое. В неспешно вращающемся гигантском водовороте. Если хорошо понимать, что, где и как делать, то, в принципе, в желаемом направлении перемещаться можно. Но торопиться не получается. Океан — тупая, вязкая инерция — непредставимо сильнее.

«Вязкая». Если окрестности Земли сравнивать с океаном, то масштаб Солнечной системы — это водоворот в нефти. В меду. В вязкой смоле. Никакая блоха, влипшая в законы этого движения, никуда не прыгнет, у неё с муравьем общие проблемы. Девять месяцев до Марса, десять лет до Плутона. С текущим финансированием — шесть лет до окрестностей Солнца.

Дальше, к Альфе Центавра? Расстояния скачком растут, а энергия на единицу массы остаётся той же, что была. Смола застывает. Асфальт совершенно определенно тоже жидкость, но что с того замурованному в нём муравью?

Галактика? Человек... Может, и стекло жидкость, но не обманывай себя байками про оплывшие за пару сотен лет витражи соборов. Эти капли падают реже. Эту вязкость тебе не представить. Считай, высший примат, эту среду несокрушимым кристаллом, не ошибёшься. И радуйся, что она хотя бы прозрачная. ‎

Вселенная куда больше похожа на хрусталь, чем на пустоту.

Одна из самых популярных наглядных картинок. Одна из самых бессмысленных.

Она пытается показать, что гравитация — это искривленное пространство. Смотрите, мол, яма; белый шарик попал в неё и движется по орбите.

Только вот понятие «яма» имеет смысл только в гравитационном поле. Шарик будет так катиться, только если у него есть вес. Если его что-то тянет вниз. Картинка наглядно объясняет гравитацию гравитацией.

— Это не хвост, — говорит Уроборос и густо краснеет.

Для обезьяны вообще не так много наглядного. Она может вертеть штуки в руках, вставлять штуки в штуки, ломать штуки. Может быть холодно, жарко, мокро, липко, шершаво… И есть — не «может быть» — очень понятная гравитация.

Обезьяне очень лень лезть наверх.
(Но нравится быть наверху).
Обезьяна очень боится падать.
(С тех пор, как встала на две ноги — ещё больше).

Есть дать ей наглядное объяснение через гравитацию, отобрать не получится. (Эту картинку — не получается).

Придётся говорить об энергии так. Из потенциальной ямы образа ямы не вылезти.

Ш
ШШШ

Это тетрис. Вселенная — великий тетрис. Стакан его.

Точнее, конечно, это видение какой-то другой, лишь слегка похожей игры. В которой фигуры вброшены в стакан все сразу, в которой они могут висеть на месте неопределенно долго, в которой они могут передвинуться после падения, чтобы упасть ещё ниже, в которой бывают фигуры внутри фигур. Возможно, она даже действительно существует и доступна где-то для скачивания, но название её неизвестно, а тетрис бессмертен. Главное-то на месте. Падение и плотная упаковка.

Пыльное облако водорода струится «вниз», к центру масс, упаковываясь плотнее. Протоны-ядра сваливаются «вниз», упаковываясь плотнее и образуя дейтерий, гелий, углерод, кислород. Электроны атомов водорода скатываются «вниз», в кислородную яму, упаковываясь плотнее и образуя молекулы воды. Вода течёт по планете вниз. Просто вниз, без кавычек. Упаковываясь плотнее.

В этой игре фигуру можно иногда подвинуть и вверх — но только если где-то другие упадут вниз. Это всегда размен, и чаще всего по весьма невыгодному курсу.

Отодвиньтесь подальше, чтобы перестать различать отдельные фигуры, смотрите на струящийся поток. Вселенная — великий водопад, в котором вверх летят только отдельные мелкие брызги.

Там, наверху, нет источника. Водопад иссякнет. В тетрис невозможно выиграть. Обычная игра заканчивается, когда стакан заполняется доверху, великий тетрис Вселенной остановится, когда все фигуры лягут на дно плотным слоем.

...или это всё-таки песочные часы? Your time is up, princess.

С расстояниями иметь дело порой нелегко, но, по крайней мере, при этом почти не мешаются размерности. Худшее, что может случиться — наткнуться в космосе на блудную морскую милю, сопровождаемую стайкой футов.

С энергиями, увы, всё куда хуже, вполне академические кулинарные рецепты используют джоули, эрги, электронвольты, киловатт-часы, тонны ТНТ, фоу и калории; отмерить требуется то килограмм, то грамм, то моль, то штучный атом; синонимами энергии постоянно становятся масса, длина волны и температура; всё это густо посыпается сверху специями приставок кило-, мега-, гига-, тера-, хера с два иногда вспомнишь, какому порядку какая соответствует. Fifty units of energy, честное слово, you sick bastard.

А потому регулярно возникает ощущение, что ты находишься на рынке в незнакомой стране, где тебе настойчиво пытаются продать не вполне понятное количество не вполне понятно чего, показывая на местные деньги, которые ты час назад не просыпаясь снял в банкомате в аэропорту и пока что различаешь на уровне «оранжевые, зелёные и синие». В такой ситуации можно от неожиданности купить всякое. Например, какой-нибудь очередной сулящий половину скорости света двигатель.

Очень хочется как-то упорядочить и постичь этот бардак, и желательно — без введения пятьдесят первой единицы энергии.

Поиграем с едой. 251 кДж — это вообще сколько и на что их хватит?

(Из шкафа привычно вываливается скелет килокалории. If i ignore it maybe it will go away. Веку к двадцать третьему).

Весьма удачным образом калорийность обычно указывается на 100 грамм, и энергия на килограмм получится умножением на десять; с другой стороны, для нахождения потенциальной энергии этого килограмма в поле тяжести надо умножать на g, то есть опять-таки примерно на десять — и эти десятки сократятся. Калорийность указана в килоджоулях, высоту удобно узнать в километрах — и эти «кило-» сократятся тоже.

На каждом продукте написано, на какую высоту его можно поднять за счет его калорийности. Надо просто заменить «кДж» на «км».

Двести пятьдесят километров для обычного молока. Да это же практически ракетное топливо… (Ну, не совсем).

Удельная теплота сгорания дров — около 1500 килоджоулей на сто граммов. (360 килокалорий то есть, примерно как в колбасе, хотя существенно сложнее усвояемых). Из бревна можно добыть достаточно энергии, чтобы другое такое же бревно поднять на полторы тысячи километров.

(Практически твёрдое ракетное топливо! Ну, не совсем).

Чтобы что-то в стакане великого вселенского тетриса поднялось, что-то должно упасть. Куда падает первое бревно, связанное со вторым воображаемой верёвкой, перекинутой через блок?

В кислород.

Бревно падает в кислород. Кислород — яма тысячекилометровой глубины. Когда вы смотрите на огонь, вы смотрите в эту бездну.

Вот дерево, из которого получится то бревно. По его корням поднимается вода с глубины нескольких метров, по его стволу и ветвям она поднимается на несколько десятков — но всё это почти неразличимо на фоне главного подъема, который один для дерева и для травинки. Подъема углерода и водорода из тысячекилометровой ямы.

Забавно, что так много внимания уделяется именно освободившейся яме, в которую теперь можно бросить что-то еще. (То есть съесть растения или тех, кто съел растения, или тех, кто съел тех, кто съел растения). Потому что кислород — газ, который есть почти везде, и запасать его вроде как почти бессмысленно, а недовытащенные из ямы углеводороды — куда менее доступные жидкие или твердые вещества, которые удобно хранить в себе. Поэтому мы устроены так, что без кислорода способны прожить минуты, а без углеводородов недели. Поэтому страх удушья сильнее страха голода. Поэтому «растения в целом» как-то больше принято торжественно благодарить за кислородную яму, а не за поднятое из неё. Хотя, конечно, тут кому как повезло. Вы слышали, чтобы картофелю или пшенице возносили хвалу за выделенный кислород?

…Чтобы что-то поднялось, что-то должно упасть. Что упало, позволив дереву приподнять углеводороды из кислородного колодца?

Где-то в центре Солнца протон упал в протон.

Удельная теплота сгорания керосина — 4200 кДж / 100 г. (Да это же ракетное топливо! А, ну да, действительно).

Доводилось ли вам влезть под скромный водопад в горной речке и ощутить на своих плечах, затылке и вообще всех выступающих частях мощь воды, стекающей с высоты нескольких метров? Рекомендую, интересные впечатления. Так вот, в керосине скрывается мощь водопада (углеводородопада), текущего с высоты четырех тысяч километров.

Никогда не недооценивайте горящие углеводороды. Если вам предлагают их чем-то заменить — посмотрите, а достигнута ли в предлагаемой коробочке такая плотность энергии. А если окажется, что таки достигнута, и вам говорят, что она полностью безопасна — представьте получше эту коробочку, падающую на вас с четырех тысяч километров.

Строго-то говоря, на четырёх тысячах километров Земля уже далека, ускорение свободного падения ощутимо не то, и вообще-то формулу для потенциальной энергии надо писать не mgH, а другую, посложнее. Но, пожалуй, сейчас я буду совершать физическое кощунство, баллистическое надругательство и астрономическую ересь. Я собираюсь пренебречь уменьшением силы тяжести не только на четырёх тысячах километров, а вообще. Я заполняю вселенную однородным земным полем тяжести и объявляю «g» мировой константой.

(Только не надо относиться к этому слишком серьезно. Плохо забивать гвозди микроскопом, но пытаться разглядывать в молоток микропрепараты занятие еще более сомнительное. В особенности не надо приносить в эту Вселенную ничего релятивистского, а то от бесконечно протяженного поля тяготения теории относительности поплохеет. Закройте глаза и думайте о Ньютоне).

Зачем? А затем, что нужен наглядный образ для характерной ядерной плотности энергии.

Где угодно можно прочитать, что «средняя энергия, выделяющаяся при распаде одного ядра урана-235 с учётом распада осколков, составляет приблизительно 202,5 МэВ», толку-то с тех МэВов. Вы можете сказать, сколько в этих электронвольтах керосина? То-то и оно.

Попробуем лучше выяснить, с какой высоты этот уран падает.

…впрочем, нет. Давайте возьмем не уран, а плутоний. Атомный вес почти такой же, энергия распада почти такая же. Но с плутонием получится интереснее.

Посопев и попотев с атомными весами, числом Авогадро и переводом электронвольтов в джоули, получаем, что калорийность плутония составляет около 8400000000 кДж / 100 г. Можно ли это прочно запомнить? Вопрос риторический.

Это в два миллиона раз больше, чем калорийность керосина. Можно ли хорошо запомнить «два миллиона»? Ну, мгм…

Энергия распада плутония соответствует падению в земном поле тяжести с высоты 8400000000 км. Легче как-то не становится. Но подождите-ка… Если поделить это на 150 млн. км, получится 56. Пятьдесят шесть астрономических единиц. Слушайте, это же почти афелий Плутона. Мы нашли пасхалку. Мы не зря столько усилий прилагали для того, чтобы хорошо представить Солнечную систему. У нас, кажется, теперь есть отличная линейка и мера всех энергий.

Энергия распада плутония соответствует падению в земном поле тяжести с высоты Плутона.

Про характерную термоядерную плотность энергии сказать-то особо и нечего. Она почти того же порядка, что ядерная. Ну, бывает побольше. Раза в четыре, если говорить о реакциях, реализуемых практически хотя бы теоретически, раз в восемь — если рассматривать протон-протонный цикл, про который совершенно непонятно, как его использовать без полноразмерной звезды.

Совершенно, в общем, не то, что ожидается от добавления приставки «термо-», которая воспринимается как своеобразный синоним «супер-», как совершение качественного скачка и выход на новый уровень. Как-то так сложилось, что в представлении среднего человека разница между ядерным и термоядерным примерно как между ангелом и архангелом — и то, и другое сверхъестественно, но второе явно круче.

Дело, разумеется, в бомбах. Именно бомбы были ключевым элементом рекламной кампании ядерных реакций деления, и синтеза, именно эта кампания привела к тому, что как писал живой классик, «общество в т.н. "развитых странах" воспринимает А–бомбу не как оружие (сопоставимое по разрушительной силе с другими средствами ведения войны), а как всесокрушающий божественный гнев, который не измеряется в цифрах*».

(* В числах, конечно, но редактора у живого классика не было, что уж там).

И вот термоядерная бомба-то действительно оказалась новым оглушительно умалчиваемым словом холодной войны, действительно заслужила приставку «супер-», и действительно по мощности может превосходить ядерную на порядки. Но не потому, что в её основе какое-то принципиально более калорийное топливо, а по сугубо инженерным причинам.

Термоядерное топливо как минимум умеет лежать спокойно. Его можно просто напихать в бомбу много (и ещё два раза по столько), и её принципиальная схема останется той же. Ядерное топливо спокойно лежать не умеет, оно спонтанно делится. Если попытаться просто напихать его много, то окажется, что вы приближаетесь к критической массе, и вместо хорошей бомбы у вас начинает получаться отвратительный самоуничтожающийся реактор. Вы, чертыхнувшись, разложите куски топлива подальше друг от друга — и окажется, что вам теперь нечем с достаточной скоростью их сблизить, чтобы бомба не успела стать реактором, химическая взрывчатка не справляется. После этого вы посмотрите на стоимость этого топлива и пойдёте заниматься термоядом.

Демонизация термоядерной бомбы в чем-то очень перекликается с демонизацией сетевого фастфуда. Не сказать, чтобы в этих достижениях прогресса было как-то невероятно много калорий на единицу массы — просто и то, и другое оказалось слишком удобным и практичным для производства и потребления в гигантских количествах.

(И может внезапно обнаружиться в любой точке земного шара).

Одно дело — калорийность топлива в идеальном случае, и совсем другое — калорийность практически применимой бомбы. Это справедливо даже для химической взрывчатки (и приводит к тому, что в ста граммах майонеза энергии больше, чем в динамитной шашке, скоро Новый год, берегите себя), и уж тем более — для такой сложной штуки, как термоядерный заряд.

Тэд Тейлор считал, что больше 6 килотонн ТНТ-эквивалента на килограмм веса заряда не выжать никак, и опровержений тому, как видно, не поступало. Реальные бомбы скорее значительно тяжелее (что логично, им нужно не только уничтожать чужие армии, но и не быть уничтоженными армией своей).

Не так давно в Journal of Cold War Studies (sic!) появились смутные намеки на 15 кт/кг в конструкции Ripple, но в реальных испытаниях сенсации, увы, не наблюдалось.

6 кт/кг = 2.5*10⁹ кДж / 100 г, и это опять можно перевести в километры земной силы тяжести. Предел Тейлора — около 17 а.е.

Энергия взрыва хорошей бомбы соответствует энергии падения откуда-то из района Юпитера и Сатурна.

А теперь предел Тейлора — шесть килотонн ТНТ, они же 2.5*10¹³ Дж, на килограмм —можно пересчитать в скорость. E = mv²/2. Обойдётся без релятивистских поправок. К счастью. Увы.

Получается что-то около 7000 км/c.

Отсюда есть два следствия, романтическое космооперное и мрачное практическое.

Первое: если вы ввязались в войну в космосе и вам как-то удалось разогнать снаряд до 7000 км/c и более, то вам в снаряде в принципе не нужен заряд. В нём уже больше энергии, чем удастся добавить взрывом какой угодно известной бомбы. Тем более, что пытаться подорвать её в нужный момент на скорости сближения 7000 км/c — задача не особо приятная, да и вообще взрывать термоядерные заряды в космосе — только энергию впустую в излучение сливать.

Второе.

Семь тысяч километров в секунду, конечно, с одной стороны скорость умопомрачительная, но с другой…

Это всё еще почти минута времени полёта от Земли до Луны. На такой затянутой сцене в фильме зритель, пожалуй, успеет заскучать.

Это пара часов полёта до Марса в противостоянии. Фильм успеет кончиться.

И это пара сотен лет полёта до ближайшей звезды. Память о фильме успеет стереться. Если не повезет, то вместе с цивилизацией.

И это — при максимальной плотности высвобождаемой энергии, в принципе достигнутой человечеством. Даже если вдруг каким-то чудом получится напрямую конвертировать её в скорость (спойлер: да хрен там). Всего семь тысяч километров в секунду.

И тут не получится, как обычно, сказать «ну, мы пока что не очень-то старались, если по-настоящему захотим и возьмемся за дело, то у нас, конечно, получится получше».

Нет. Термоядерная боеголовка — совершенство.
Мы очень старались сделать её попроще и понадежнее, чтобы её было удобно использовать по назначению.
Мы очень старались сделать её подешевле, чтобы военный бюджет не переломил хребет государству.
Мы очень старались сделать её помощнее, чтобы она убивала больше.

Мы вложили в неё всю лень, всю жадность и всю тягу к убийству и разрушению. Все самые искренние и мощные мотивации.
У нас не получится лучше.

«Обойдется без релятивистских поправок» — но на деле-то редко какой научпоп про межзвёздные перелеты обойдётся без них. Вам расскажут про непреодолимость скорости света, коварно встающую на пути экспансии человечества, про возрастание массы при приближении к ней, про сокращение времени, дающее-де экипажу шанс всё же дожить до цели… если текст написан особенно Умной Эльзой, то вы ещё и про сложности преодоления футурошока при возвращении узнаете. Кажется, впрочем, что эти совершенно одинаковые тексты пишутся скорее Умным Гансом, обученным выстукивать копытом значение 299792458 м/с.

Всё это измерение релятивистского сокращения шкуры неразогнанного медведя очень надоело. Больше всего оно напоминает разговор мужиков, которые собрались у сельпо деревни Малые Выхухоли, ругают антимонопольное законодательство и горячо обсуждают, кого из порнозвёзд лучше взять на яхту.

Забудьте про 300000 км/c. Cкорость света — не предел. Предел гораздо ближе.

Вы от этого сакрального числа можете отбросить пару-тройку нулей, и оно всё еще будет оставаться совершенно неактуальным.

30000 км/c? Нет, по-прежнему совершенно непонятно, как хотя бы начать приближаться к этой скорости, не то что упереться в неё.

3000 км/c? Ну, мгм… Вам оптимистично или честно?

300 км/c? Пожалуй, now we talk. В такой световой барьер упереться, наверное, получится. Значит так, шаг первый: установите на планете униполярную тоталитарную теократию с достижением звёзд в качестве главной идеи…

…вы замечали, что в тех журналах, что авиакомпании заботливо кладут в карман кресла эконом-класса перед вами — и которые вы оттуда вытаскиваете не столько чтоб почитать, сколько чтобы освободить лишние пять миллиметров пространства для своих коленей — что в них очень часто бывают заметки про коллекционные швейцарские часы и штучного производства суперкары? Гиперфиксация на скорости света чем-то очень похожа на эти заметки.

Ничто так не выдаёт неготовность цивилизации к межзвёздным перелётам, как способность разбираться в релятивистских эффектах.

А без униполярной тоталитарной теократии или чего-то успешно её заменяющего не обойдётся никак. Этот тезис уверенно просачивается даже в художественные тексты, авторы которых очень хотели бы от него отвернуться и надеяться, что он исчезнет.

Вот, скажем, «Ковчег 47 Libra» Бориса Штерна.

Эпиграфом к роману взята фраза «черт меня дернул взяться за столь избитую тему!». Всё так, тема крайне неоригинальна. Очередной первый полёт к звездам. Счет первых звездолётов, наверное, уже перевалил за тысячу, но так сходу и не вспомнить, какой еще летел настолько медленно.

Срок полёта — не условность, зачем-то потребовавшаяся для сюжета «про людей». Автор позиционирует «Ковчег» как «сверхтвёрдую», по крайней мере в этой детали, фантастику. Ни шагу за пределы курса физики. А значит, три тысячи километров в секунду (и это еще очень оптимистично), и время в пути — шесть тысяч лет.

Впрочем, на идее «лететь до звёзд очень долго, и нет, другой вселенной у меня для вас нет» сверхтвёрдость романа и заканчивается, и в остальном концентрация сверхоптимистичных допущений в нём вполне типична. Цифровые квазиразумные слепки личности — check, разворачивание полноценной биосферы с нуля за десяток тысяч лет — check, совершенно порнографическая успешность планирования и живучесть механизмов — check.

Описанный сценарий вымирания цивилизации из-за укорачивания ██████ с каждым новым поколением, кажется, тоже не очень-то вяжется с твёрдым курсом биологии и выглядит типичным pizdetz ex machina (хотя, надо признать, полон драмы и является, пожалуй, одним из лучших моментов романа; автору удалось добавить в коллекцию апокалипсисов что-то пусть не радикально новое, но имеющее довольно необычный оттенок безнадежности). Хэппи-энд потом всё равно случился, но только для ▓▓▓▓▓. Вообще вся линия ▓▓▓▓▓, хоть и не блещет оригинальностью, тоже неплохо удалась.

С художественной точки зрения роман представляет собой ровно то, чего можно ожидать от книги, написанной физиком ради популяризации научно-технической идеи. Жюль Верн, «Приключения Электроника», наиболее картонные фрагменты «Полдня» Стругацких и т.д. и т.п. Ценность его, конечно, не в этом.

Самое интересное, кажется, проползло в текст в обход воли автора. Он явно очень хотел написать оптимистичную оду разуму, прыгнувшему от звезды к звезде, но также и очень хотел быть честным. А потому Ковчегу потребовалось для взлета целых два откровенных рояля в кустах — эксцентричный долларовый триллионер и марсианская колония, удалённая от ближайшего биоэтика на десятки миллионов километров. Сосредоточение ресурса в руках одного человека и готовность весьма вольно обращаться с человеческой жизнью ради великой цели.

Потому что межзвездный полёт в том виде, в каком его позволяют реализовать законы физики — это не многократно воспетое «величие человеческого духа». Это совершенно антигуманистическая штука.

Сцена, в которой один из героев переубеждает толпу оскорбленных в лучших чувствах верующих, с легкостью перейдя на их язык, видимо, должна была слащаво демонстрировать, что «и в этих погрязших в невежестве людях есть что-то разумное, доброе, вечное», но показала вдруг совсем другое — общность звездолёта и произвольного религиозного символа. Упоминания предков, которые-де строили соборы веками, не рассчитывая увидеть результат своего труда, ложатся в ту же корзину. Идея межзвездного полёта, не ставшая основой абсолютистской формы правления, не приобретшая черты тоталитарного культа — не имеет никаких шансов на реализацию. Она требует огромных ресурсов, не обещает никакого ощутимого вознаграждения и совершенно иррациональна с точки зрения индивида здесь-и-сейчас.

Со времён строительства египетских пирамид человечество неуклонно удаляется от состояния психологической готовности к созданию звездолёта. «Ковчег» запомнился как внешне наивно-оптимистичная книга, в которой между строк этот тезис сформулировался чётче, чем в мрачных антиутопиях.

И вот опять какой-то фантаст, думающий о физических проблемах, продолжения которых не знает, называет ракеты на химическом топливе «примитивными», приписывает им КПД паровоза и располагает на древе развития технологий где-то рядом с выгребными ямами. Меж тем жидкостный ракетный двигатель — одна из самых изящных инженерных систем, что вообще когда-либо были сконструированы.

Как часто бывает, если что-то сделать слишком хорошо и просто, публика утрачивает понимание сложности задачи и красоты решения. Что нужно ракете, чтобы лететь? «Топливо».

Нет.

Ракете, чтобы лететь, нужны топливо AND рабочее тело AND радиатор. Что-то, чтобы дать энергию, что-то, чтобы отбросить его с этой энергией и что-то, чтобы отвести энергию, просыпавшуюся мимо при решении двух предыдущих задач. Всегда что-то просыпается мимо. Если хотя бы несколько процентов от тепловой мощности типичного ракетного двигателя выделится в его конструкции, он будет полностью расплавлен за несколько секунд.

В случае «примитивной» химической ракеты то самое «топливо» выполняет все три задачи. Отводит тепло от стенок камеры сгорания, отдаёт в ней энергию и даёт массу для отбрасывания (вместе с отобранным теплом).

Еще до появления ТРИЗ жидкостный ракетный двигатель уже был практически идеальным образцом ТРИЗ-решения. Выбрать любые два из трёх, восхищаться и любоваться:
— «топлива нет, а функция выполняется»;
— «рабочего тела нет, а функция выполняется»;
— «радиатора нет, а функция выполняется».

Любой существенно более эффективный двигатель не сможет унаследовать это изящество именно из-за своей эффективности. Ему просто не хватит эффективно — экономно! — отбрасываемой массы для охлаждения. Придется использовать излучающие радиаторы, и вот уж «примитивнее» их не существует вообще ничего, это практически камень в лесу, который лежит и остывает, и подстегнуть этот процесс нельзя никак.

Кто не бывал недоволен характеристиками ЖРД, у того нет сердца, но кто называет его примитивным — …

Знакомая глазу история Р-7 нечаянно создаёт иллюзию того, что хорошую ракету можно сделать лучше — отправить полезную нагрузку быстрее и дальше, скажем — добавляя ей изящно-стройных ступеней сверху.

На самом же деле, если ракета действительно хороша, то, добавив массы сверху, вы сломаете выверенную оптимальность всего того, что находилось снизу, и ощутимо уменьшите конечную скорость. После чего попытаетесь догнаться и выйти в плюс новой ступенью. Не исключено, что получится. Но далеко по этому пути пройти невозможно.

(При старте с планеты — хотя бы потому, что рано или поздно тяги первой ступени просто не хватит для того, чтобы поднять всё то, что вы добавили).

История «Сатурна» показывает, как это работает на самом деле. Чтобы всё та же полезная нагрузка получила добавку скорости — эта добавка должна возникнуть у ракеты еще до того, как включатся её двигатели. Новая ступень должна разогнать её всю целиком.

Ракета растёт вниз. (И вширь). Экспоненциально. И в этом — главное проклятие реактивного движения.

Формула Дрейка выражает в математическом виде гадания на кофейной гуще про текущее число способных к межзвёздному контакту цивилизаций в Галактике. Предпоследний её сомножитель fₜ отражает долю планет с разумной жизнью, на которых цивилизация достигает технологической готовности к передаче сигналов или отправке звездолётов.

Формула Дрейка была записана в 1960 году. Человечество — или, по крайней мере, уверенно выступавшие от его имени США — пребывало в закономерной эйфории от одних достижений прогресса и в закономерном страхе перед другими. Казалось решительно невозможным, что дотянуться до звезд человечеству может помешать что-то, кроме него самого. Казалось, что наука делает цивилизацию всемогущей — и потому вполне определенно способной сотворить камень, который она не сможет поднять, и который её раздавит. До выхода на контакт (и потому fₜ меньше единицы) или когда-то после (и потому последний сомножитель L задаёт длительность существования цивилизации).

Шестьдесят лет спустя уверенности в способности цивилизации самоуничтожиться — со взрывом ли или со всхлипом — меньше не стало. Стало зато гораздо больше мрачных подозрений о том, что физика и космология не созданы для удовлетворения территориальных амбиций высших приматов, и с развитием технологий до нужного уровня может принципиально не сложиться, даже если мы будем вести себя очень-очень хорошо.

Пожалуй, коэффициент стоит всё-таки расщепить хотя бы ещё на два сомножителя. Физико-технический и социопсихологический.

В первый войдут все факторы вида «урановые рудники пустеют», «из зоны комфорта Стандартной модели выйти не получилось» и «поздравляем, вы нашли юбилейную сотую неустойчивость сжатой плазмы». Во второй — разнообразные прискорбные проявления человеческой натуры, «после изобретения атомной бомбы и комментариев в соцсетях всякая цивилизация печальна», и тому подобное.

Случаются моменты и времена, когда снаружи мало прозрачной тьмы с холодными острыми звёздами, а внутри много тьмы густой и тяжелой, когда кажется, что второй сомножитель равен нулю достоверно и несомненно, и поэтому совершенно неважно, чему равен первый — тем более, что он почти наверняка тоже нулевой.

А потом это всё-таки снова важно. Даже если физико-технический коэффициент равен нулю. Даже если звездолётов никогда не будет. Важно, как именно их не будет.

Межзвёздные цивилизации с нулевым социопсихологическим коэффициентом не существуют гораздо менее интересным образом.

Точность физики как науки определенно не распространяется на раздачу имён формулам.

В 1687 году Ньютон формулирует три закона классической механики, и примерно в те же годы изобретает дифференциальное и интегральное исчисление (или же это делает Лейбниц; или всё еще раньше сделал Барроу; это ещё одна гуманитарная, слишком гуманитарная история). В принципе, с этого момента для решения задачи о движении ракеты всё готово, была бы ракета, задача и желание. Полагать, что кто-то не сделал этого тогда, в семнадцатом веке, потому что не мог — крайняя степень высокомерия современности, считающей прошлые века своей сырьевой колонией.

Формулу мог бы написать сам сэр Исаак. В истории осталась бы не только пушка Ньютона, но и его же имени ракета.

В середине восемнадцатого века Леонард Эйлер составляет уравнения поступательного и вращательного движений твёрдого тела переменной массы под действием реактивной силы. Внимание его больше привлекало движение судов на водомётной тяге, но вполне могла бы заинтересовать и ракета — и тогда у нас была бы ещё одна формула Эйлера. (Впрочем, право, ну куда ему ещё одна. Если у кого-то нет названной в его честь формулы, значит, у Эйлера их две. Дюжины).

Есть ли уже, собственно, ракеты? Конечно, есть, давно есть. Как и в двадцатом веке, их развитие в основном связано с убийствами людей. К началу девятнадцатого они справляются с этим уже настолько хорошо, что в 1814 г. попадают в песню «The Star-Spangled Banner», которая впоследствии станет гимном США:

«And the rockets’ red glare, the bombs bursting in air,
Gave proof through the night that our flag was still there…»

Армии США, естественно, хочется знать, как её ракеты летают. Знать надёжно, исчерпывающе, с привлечением всех главных калибров математики. Речь, в конце концов, о людях, про которых Жюль Верн писал: «А в артиллерийской науке — в баллистике — американцы, на диво всем, даже превзошли европейцев […] газеты с восторгом возвещали об их изобретениях, и, кажется, не было такого мелкого лавочника или невежественного bооbу, который день и ночь не ломал бы голову над вычислением сумасшедших траекторий». (Писал, заметим, в «С Земли на Луну прямым путём за 97 часов 20 минут»). Я уверена, что задача о ракете решалась не раз, не два и не три. У пресловутой формулы мог быть десяток имен, которых мы даже не знаем.

Вот в 1813 году британский математик Вильям Мур, работавший в Королевской военной академии, издаёт 150-страничный труд «О движении ракет…», разбирающий тему во всех подробностях. Что мы знаем о Вильяме Муре? Мгм, примерно то, что написано в предыдущем предложении.

Во второй половине XIX века задача о движении ракеты изучается в рамках курса динамики в Кембриджском университете. Она входит в учебник (учебник!) Тейта и Стила «Трактат по динамике частицы». Во все его шесть изданий в 1856−1889 гг.

В 1897 году — в декабре, это важно — Иван Мещерский защищает в Петербургском университете диссертацию на тему «Динамика точки переменной массы». В 1904 г. публикуются «Уравнения движения точки переменной массы в общем случае». Тут сослагательное наклонение наконец приотпускает эту историю — пресловутая формула иногда называется-таки уравнением Мещерского. Но…

В 1903 г. К.Э. Циолковский публикует ту-самую-формулу в «Исследовании мировых пространств реактивными приборами». Впервые же она представлена в его рукописи «Ракета», датированной 10 мая 1897.

…дата на листе рукописи вписана на поля и столь размашисто, что места занимает больше, чем сама формула. Мне вся эта история о приоритете кажется чрезвычайно гуманитарной, хуже битвы Лейбница с Ньютоном за матанализ. Ну да ладно. Оно, может, и к лучшему.

Суровой русской зимой в своём доме «калужский мечтатель» мечтал не только о ракетах и космосе. Еще он мечтал уничтожить жизнь в тропическом поясе. Как? О, у него был план. Десантировать на побережье тропиков тысячекилометровую цепь никелированных клеток на колёсах с солдатами внутри, выжечь всё перед ней, передвинуть клетки, посадить под ними корнеплоды. Повторять, пока есть тропики. Честное слово, это практически дословная цитата из «Будущего Земли и человечества».

Одно достижение тропиков Циолковский, впрочем, ценил. Банан. И приписывал ему, без каких-либо оговорок, урожайность в 133 раза выше, чем у пшеницы. Это мы знаем из текста со скромным названием «Идеальный строй жизни». В колонизации космоса и создании космических поселений уникальная урожайность бананов должна была сыграть ключевую роль. (И речь ведь не о средневековом бестиарии, а о публикуемом в 1917 году труде. Впрочем, посмотрим правде в глаза, сто лет спустя краудфандингом и не такое поддерживают).

Землёй большой русский космизм К.Э.Ц. не ограничивался. «Ни один атом вселенной не избегнет ощущений высшей разумной жизни». А кто не захочет испытывать ощущения высшей разумной жизни, того высшая разумная жизнь уничтожит. Для его же блага. Опять же, так и написано: «разум и могущество высших существ, зародившихся на высших планетах, ликвидируют зачаточную жизнь на иных планетах».

Пусть Tsiolkovsky equation называется как называется. Это, в конце концов, одно из самых неприятных для человечества соотношений, зачем кому-то еще такая сомнительная почесть. По крайней мере, есть некая ирония в том, что именем Циолковского называется формула, гарантирующая несбыточность его светлых идей о зачистке Вселенной.

…искусство ломки четвёртой стены ведь не в том, чтобы просто взять и обратиться к зрителю — но в том, чтобы после этого персонаж остался персонажем и действие осталось действием; чтобы сюжет, выплеснувшийся во внешний мир, не растворился в нем без остатка, чтобы не погас накал, чтобы не рассеялся саспенс.

Ровно то же и с реактивной тягой.

Возьмем замкнутый сосуд. Закачаем в него газ под давлением. Это давление действует изнутри одинаково на все его стенки. Силы уравновешены. Ничего не происходит. («Если, конечно, — меланхолично заметит пессимист-конструктор [чёрт, я хочу выписывать журнал с таким названием!], — мы не превысили предел прочности»).

Уберём одну стенку.

(Четвёртой она будет разве что при экспериментах с треугольной пирамидой, ну да ладно, будем считать, что фантазии традиционно хватило только на нарисованный прямоугольник на листе бумаги. Кстати, если камера, к которой обращается актёр, снимает его сверху — ломается ли потолок?..)

Появляется стенка, давление на которую не уравновешено. Потому что напротив находится дыра, на которую давить невозможно.

Двигатель почти готов. Это давление и есть его тяга.

Пока что он, конечно, несколько одноразовый — газ тут же в эту дыру улетучится. Чтобы всё работало, надо просто сделать так, чтобы в сосуд постоянно добавлялся новый газ. Всё, двигатель совсем готов.

Газа, разумеется, нужно просто-таки дохрена. Надо не просто в самом буквальном смысле наполнять бездонную бочку, но еще и поддерживать в ней немалое давление. Задача для изобретательного трикстера из мифов. Но конструкторы справляются. Советский фильм об этом назывался «Укрощение огня» — но задача-то скорее в укрощении пустоты. Дырки.

Конструирование ракетного двигателя — это искусство ломки четвёртой стены.