Техногенное платье для звёздной карлицы

В искусственной техногенной среде жить в нашей галактике можно практически везде. Хорошо жить. Но что можно поделать с настолько тусклыми и холодными телами как инфракрасные карлики?

И как вообще честный межзвёздный панк может улучшить светимость звезды искусственно — за счёт местных ресурсов?

Полустанок Кобылозадовск, штат Небраска

Анекдотические примеры крохотных городков посреди нигде ложатся как родные на перспективное заселение человечеством коричневых инфракрасных карликов. Путь от цивилизации К2 по шкале Кардашева, с полной властью над родной системой, к цивилизации К3, с полной властью над родной галактикой — штука вообще сложная, долгая и невероятно многообразная.

У карликов в перспективе два весомых достоинства. Во-первых, этих «крохотных полустанков» в галактике в ближнем «далёком космическом будущем» этапа первичного освоения и заселения ожидается до сотни миллиардов штук. Чем лучше исследована и заселена галактика, тем больше. Во-вторых, речь идёт про местные сообщества на квадриллионы постоянной численности местных жителей. Это мало относительно полностью заселённой Солнечной, но в облаке роя Дайсона всё равно получается карлик суммарной заселённостью примерно в миллион космических государств миллиардной численности.

Футуролог, игростроитель ну или фантаст утрамбуют в такой сеттинг любое количество интересных государств. Самых разных. Одновременно. А вот сумрачна и беспросветна окажется местная жизнь, или даже в настолько тёмной заднице исследованной галактики можно устроиться очень прилично с любой точки зрения?

Разгон светимости

У практически любой звезды можно работать с её излучением на какой-то результат. Я про это уже писал. Двигатель Шкадова, электромагнитная добыча звёздных ресурсов, различные формы статитов, межзвёздные лазеры…

Насколько сложно добавить в этот список решений инструменты для улучшения светимости звезды?

Статиты и нагрев

Проще всего разместить над полярными регионами звезды тонкоплёночные отражатели-статиты. Их удерживает комбинация силы тяжести звезды и её же излучения. Давление «наружу» балансирует тягу «внутрь». Поскольку интенсивность освещения и сила тяжести ослабевают по одному и тому же закону квадрата расстояния, парить над звездой правильно ориентированный статит может на любом удалении.

При этом свет отражается назад, в звезду. То есть, часть выделенной энергии возвращается обратно в систему. Насколько этот процесс вообще эффективен?

Некоторые технические доработки

Лучше всего статит работает при мощном световом потоке. Да, у массивных звёзд мощная гравитация. Но столь же хорош и поток света.

Проблема в том, что с кратным сокращением размеров звезды её поток света ослабевает многократно!

Статит вокруг карлика M9 нужно делать в тысячу раз тоньше кухонной алюминиевой фольги. В него нужно как-то вкорячить системы управления, связи, ориентации и поддержания высоты полёта. Настоящий суперматериал. У нас таких нет. Когда появятся — кто знает? Можно ли как-нибудь без них?

Лагиты вместо статитов

При некотором старании над звездой можно вывести зеркальный спутник, который движется медленнее орбитальной скорости для своей высоты полёта. Так называемый «лагит» — отстающий. Он движется за пределами традиционных формул Иоганна Кеплера для орбитального движения небесных тел. Но движется! С помощью искусственной внешней тяги и доразгона лазером такой спутник можно удерживать в границах полётного задания.

Ну и разумеется, на достаточно большой высоте полёта и при достаточно большой численности космических зеркал в облаке можно просто использовать обычные космические спутники на всё тех же лазерных парусах.

Типичная инженерная задача конструкции сводится к тому, чтобы поворачивать или как-то иначе убирать отражающий материал в пролёте за пределами северного и южного полюсов звезды. Там, где световой поток нужен для каких-то иных задач. Но в конечном итоге самыми разными способами всё равно можно собрать жизнеспособный рой Дайсона. Виртуальной подвижной оболочке и статитам достаточно отражать на звезду почти всё излучение за пределами непосредственно узкой обитаемой зоны. Как перенесёт такой обратный разогрев типичный карлик?

Перегрев самовара добела

Концентрация собственного излучения на внешней атмосфере карликовой звезды приведёт к её разогреву. Температура поверхности возрастёт. Принудительный доразгон светимости выведет больше излучения в оптический спектр.

Да, нижние слои карлика останутся примерно такими же, как и были. Впрочем, они и так горячее «разогнанной» внешней атмосферы светила. Но слои верхние слегка расширятся и сильно посветлеют.

Рассветный пояс

Система зеркал вокруг звезды. Поясом его обозвали, чтобы название вышло покрасивее. Облако зеркал может оставаться и просто облаком. Пока энергию в яркой экваториальной полосе достаточно эффективно концентрируют на жилых космических городах, а за её пределами возвращают обратно в звезду, точный механизм отражения важен куда меньше, чем кажется.

Настроить излучение под задачу совершенно реально. В некоторых условиях превратить в удобный «ночник» можно всю звезду целиком и управлять её светимостью от яркого полдня до тусклого заката. Какие у решения границы применимости?

От красных до коричневых!

Подобная схема усиления светимости работает примерно в границах возможностей M-L карликов. Тех, где все искусственные постройки можно соорудить на достаточном удалении и в достаточном количестве, чтобы сохранить выгодную совокупность критичных для жизни показателей.

Дальше эти показатели стремительно проседают. Что же можно придумать для карликов похолоднее?

Оболочки равноденствия

Мегаконструкции с активной поддержкой хороши тем, что позволяют достаточно разные формы, параметры и решения. Жилую среду можно буквально обернуть вокруг тусклого светила — как оболочку.

В исполинских трубах оболочки помимо рабочего тела в магнитном потоке можно запустить огромные космические поезда размером с дом. С настоящими полом и потолком — только перевёрнутыми относительно звезды. Высокую силу тяжести на малом удалении от карлика скомпенсирует центробежное ускорение.

Что куда важнее, та же оболочка способна удержать на себе и достаточно большое и массивное зеркало для переотражения излучения, в основном инфракрасного, обратно на карлик под ней. Как вам такая гиперлупа, товарищ Маск?

Оболочечные миры

Различные «сферы» вокруг чёрной дыры, планеты-гиганта или коричневого холодного карлика — старая и уважаемая концепция. Да, в случае карлика гравитация на поверхности совершенно убийственная и требует различных технических решений, чтобы её сгладить. Но у конструкций с активной поддержкой решения эти есть.

Разумеется, оболочка должна пропускать видимый спектр и отражать тепло. Даже так она потребует активный теплоотвод в тень за собой и переизлучение тепла с радиаторов, чтобы избежать перегрева.

Даже со всеми инженерными трудностями, подобная оболочка даст людям и приличную выработку энергии и достаточно яркий свет. Всё это от почти невидимой без инструментального наблюдения звезды, тусклой словно карьерные перспективы некогда популярного комика Владимира Зеленского. Можно ли повысить и эти ставки?

Сжатие

Основной инструмент добычи космических ресурсов из различных звёзд — мощная распределённая система электромагнитного управления движением материи. Но «космический экскаватор» подобного рода хорош тем, что его можно превратить и в «космический асфальтовый каток» — после чего принудительно утрамбовать слои звезды плотнее и повысить выделение ими энергии.

В некоторых условиях получится говорить и о более эффективном (а значит, более ярком!) дейтериевом синтезе, и о попытках водородного зажигания. Принудительный вывод звезды до уровня «инвалида на постоянной системе жизнеобеспечения», но таки честного звёздного M-класса теоретически осуществим. Да, подсадить звезду на искусственное сердце — это офигеть, насколько масштабная задача. Но в современной теории это всё считается физически возможным.

Как гласит старый анекдот, если у вас плохо работает какое-то решение задачи грубой физической силой, вы просто используете мало грубой физической силы! Вот кто после такого скажет, что перспективы человечества в трудном деле заселения коричневых тусклых карликов сумрачны и туманны?

Итого

Земные цивилизации будущего отыщут себе нишу в любой звёздной системе. В любых условиях. Да, коричневые холодные карлики останутся лишь подобием «настоящих звёзд». Но в их сумрачных закромах при достаточно грамотных усилиях инженеров сокрыты буквально триллионы лет стабильности.

Впереди у человечества лежит титаническая задача освоения наблюдаемой галактики. Коричневые инфракрасные карлики в рамках такой задачи — крохотные промежуточные станции на обочине огромных рек света межзвёздных трасс. Узлы постоянных маршрутов с постоянной же востребованностью. Заселить их большие искусственные рои или оболочки можно квадриллионами человек.

Коричневые инфракрасные карлики — тусклые мерцающие угли во тьме космоса. Но им по силам пережить многие, очень многие, яркие звёздные костры. И если наш разумный вид за прошлое тысячелетие и стал в чём-то хорош, так это в навыке раздувать пламя цивилизации из даже самых маленьких искр. Остаётся последний вопрос: насколько хорошо с той же самой задачей могут справиться игростроители с писателями вот уже прямо сейчас? Могут ли? Хотят ли?