Звёздная машина

Диаграмма звёздной машины класса C (в масштабе), построенной возле звезды, похожей на Солнце. Она состоит из частичного роя Дайсона, включающего 5 колец Дайсона, собирающих солнечную энергию (компонент класса B) и большого статического двигателя Шкадова (компонент класса A). Вид из точки ниже плоскости эклиптики на расстоянии примерно 2,8 а.е. Система ускоряется в направлении, задаваемом вектором, проходящем от центра звезды к центру двигателя Шкадова, который висит над северным полюсом звезды (по отношению к эклиптике) на расстоянии 1 а.е. от неё.

Звёздные машины — класс гипотетических мегаструктур, которые используют излучение звезды для производства пригодной для использования энергии. Некоторые их разновидности используют энергию для создания тяги и придания ускорения звезде и её планетной системе в заданном направлении. Построение такой системы позволит отнести её создателей к цивилизации второго типа по шкале Кардашева.

Существуют три разновидности подобных мегаструктур.

Класс A (двигатель Шкадова)

Одним из простых примеров звёздной машины является двигатель Шкадова (названный в честь Леонида Михайловича Шкадова, впервые предложившего его конструкцию), или звёздная машина класса A^[1]. Такой двигатель представляет собой силовую установку звёздного масштаба, состоящую из огромного зеркала — солнечного паруса достаточно больших размеров, световое давление на который уравновешено гравитационным притяжением звезды. Поскольку давление излучения звезды в результате приобретёт несимметричный характер (то есть в одном из направлений будет излучаться больше энергии), разница в давлении создаёт тягу, и звезда начинает ускоряться в направлении парящего над ней паруса. Такая тяга и ускорение будут крайне небольшими, но такая система может оставаться стабильной в течение тысячелетий. Планетная система звезды будет перемещаться вместе с самой звездой.

Для такой звезды, как Солнце, со светимостью 3,85 × 10²⁶ Вт и массой 1,99 × 10³⁰ килограмм, общая тяга, производимая отражением половины солнечного излучения, будет равна 1,28 × 10¹⁸ ньютонов. За временной промежуток в 1 миллион лет это даст изменение скорости на 20 м/с и удаление от исходной позиции на 0,03 световых года. Через один миллиард лет скорость будет составлять 20 км/с, а удаление от исходной позиции — 34000 световых лет, что немного превышает одну треть ширины галактики Млечный Путь.

Класс B

Звёздная машина класса B — это сфера Дайсона или какой-либо из её вариантов, построенная около звезды. Используя разницу температур звезды и межзвёздной среды, она позволяет извлекать из системы энергию, возможно, с использованием термоэлектрических явлений. В отличие от двигателя Шкадова, такая система не предназначена для создания тяги. Концепция мозга-матрёшки основана на представлении о машине класса B, в которой энергия извлекается для определённой цели: обработки данных.

Класс C

Звёздная машина класса C объединяет два предыдущих класса, осуществляя как создание тяги, так и генерирование энергии.

Оболочка Дайсона, внутренняя поверхность которой частично является зеркальной, будет представлять собой один из возможных вариантов такой системы (хотя, как и обычная оболочка, она будет иметь проблемы со стабильностью). Сфера Дайсона по своей конструкции также является двигателем Шкадова, если расположение статичных компонентов является асимметричным; добавление возможностей по генерации энергии к компонентам такой системы является тривиальной задачей по сравнению с её сооружением.

См. также

• Сфера Дайсона

Примечания

1. ↑ Shkadov, L. M.

• Stellar engine (article at the website of the Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy and Spaceflight)
• Solar Travel (Astronomy Today, Exploration Section)
• Shkadov, L. M. "Possibility of controlling solar system motion in the galaxy, «38th Congress of the International Astronautical Federation», October 10-17, 1987, Brighton, UK, paper IAA-87-613.
• Viorel Badescu and Richard B. Cathcart, «Stellar engines for Kardashev’s Type II Civilization», Journal of the British Interplanetary Society 53: 297—306 (2000)
• Viorel Badescu and Richard B. Cathcart, «Use of Class A and Class C stellar engines to control Sun movement in the galaxy», Acta Astronautica 58: 119—129 (2006).
• Viorel Badescu and Richard B. Cathcart, «Stellar Engines and the Controlled Movement of the Sun», Chapter 12, pages 251—280 IN V. Badescu, R.B. Cathcart and R.D. Schuiling (Eds.) MACRO-ENGINEERING: A CHALLENGE FOR THE FUTURE (Springer, 2006).