Космическая энергосистема могла бы включать в себя множество громадных зеркал, обращающихся вокруг Земли и собирающих солнечный свет. Они находились бы на геостационарной орбите (то есть обращались вокруг Земли со скоростью, равной скорости вращения Земли, и с поверхности были бы видны постоянно в одной и той же точке). Эта энергия могла бы передаваться в виде микроволнового излучения на наземную принимающую станцию и распределяться по обычной электрической сети.
У космической солнечной энергии множество преимуществ. Она экологически чиста и не производит отходов. Система сбора такой энергии может работать круглые сутки, а не только днем. (Геостационарные спутники почти никогда не попадают в тень Земли, поскольку орбиты уводят их на значительное расстояние от земной орбиты.) Солнечные панели не имеют движущихся частей, что резко снижает вероятность поломок. И что лучше всего, мы можем подключиться к безграничному потоку бесплатной энергии от Солнца.
Прорабатывая вопрос использования космической солнечной энергии, ученые приходят к выводу, что эта цель достижима при помощи уже имеющихся технологий. Основной проблемой здесь, как во всех проектах, связанных с космическими полетами, является цена. Пока использование космической солнечной энергии обошлось бы во много раз дороже, чем размещение солнечных панелей на заднем дворе.
Космическая солнечная энергия недоступна цивилизации 0 типа, какой является наша, но для цивилизации I типа она может стать естественным источником энергии по нескольким причинам:
1. Стоимость космических полетов падает в первую очередь благодаря появлению частных ракетных компаний и изобретению многоразовых ракет.
2. В конце этого столетия, возможно, будет создан космический лифт.
3. Космические солнечные панели из легких наноматериалов позволят снизить вес и стоимость запуска.
4. Солнечные спутники можно собирать в космосе при помощи роботов, что избавит нас от необходимости посылать туда астронавтов.
Кроме того, такая система в целом считается безопасной. Хотя микроволны могут наносить вред, расчеты показывают, что большая часть энергии заперта в пределах луча, а та энергия, что выходит за его пределы, не должна, по идее, превышать приемлемые экологические стандарты.
Переход к цивилизации II типа
Вероятно, со временем цивилизации I типа истощат источники энергии, доступные на родной планете, и будут искать способ использовать громадную энергию, источником которой является центральное светило их звездной системы.
Цивилизацию II типа несложно обнаружить, потому что существа, ее составляющие, скорее всего, бессмертны. Ничто, известное науке, не в состоянии разрушить их культуру. Столкновений с метеоритами и астероидами можно избежать, используя ракетную технику. Парниковый эффект можно нейтрализовать, используя водородные или солнечные технологии (топливные элементы, термоядерные станции, космические солнечные станции и т. п.). Если возникнут какие-то планетарные угрозы, представители такой цивилизации могут снарядить космические армады и покинуть свою планету. Не исключено даже, что они могут сдвинуть ее с места. Поскольку энергии у них достаточно, чтобы изменять траектории астероидов, они могут запускать их вокруг своей планеты, таким образом постепенно корректируя ее орбиту. При помощи последовательных гравитационных маневров они могут отодвинуть орбиту своей планеты дальше от солнца, если их звезда находится в конце жизненного цикла и начинает расширяться.
Чтобы обеспечить свою цивилизацию энергией, они, как мы уже говорили, могут построить сферу Дайсона и собирать бо́льшую часть энергии Солнца. (Единственная проблема со строительством подобных мегаструктур заключается в том, что для них на землеподобных планетах может просто не хватить строительного материала. Поскольку диаметр Солнца больше диаметра Земли в 109 раз, для строительства такой сферы потребовалось бы невероятное количество материалов. Может быть, решением этих практических проблем станет использование нанотехнологий. Если делать мегасооружения толщиной всего лишь несколько молекул, это сильно снизит потребность в строительных материалах.)
Число космических экспедиций при строительстве подобных мегасооружений поистине монументально. Решением может стать использование космических роботов и самоорганизующихся материалов. К примеру, если удастся построить на Луне нанофабрику, которая изготавливала бы панели для сферы Дайсона, тогда собирать их можно будет прямо в космосе. А если роботы будут самовоспроизводящимися, сделать их можно будет столько, сколько потребуется.
Но цивилизация II типа, даже если она буквально бессмертна, сталкивается тем не менее с одной долгосрочной угрозой. Речь идет о втором законе термодинамики и о том, что все их машины в совокупности произведут достаточно инфракрасного теплового излучения, чтобы сделать жизнь на планете невозможной. Второй закон термодинамики гласит, что энтропия (беспорядок, хаос) в замкнутой системе всегда увеличивается. В данном случае каждая машина, каждое устройство и каждый аппарат производит отходы в виде тепла. Наивный человек мог бы предположить, что решение этой проблемы — строительство гигантских холодильников для охлаждения планеты. Да, такие холодильники действительно снизили бы температуру внутри себя, но, если просуммировать все, включая тепло моторов, которые обеспечивают работу холодильников, выяснится, что среднее количество тепла в системе все равно увеличивается.
(Так, в жаркий день мы обмахиваем лицо, считая, что это охлаждает нас. Лицо и правда остужается, и мы испытываем временное облегчение, но при этом наши мышцы, кости и т. п. вырабатывают дополнительное тепло и суммарное количество тепла увеличивается. Обмахивание дает кратковременный психологический эффект, а на самом деле температура нашего тела и воздуха вокруг нас повышается.)
Охлаждение для цивилизации II типа
Чтобы выжить, несмотря на второй закон термодинамики, цивилизации II типа, возможно, придется рассредоточить свои машины — в противном случае может произойти перегрев. Как мы уже говорили, одним из решений может стать вывод большей части техники в открытый космос, так, чтобы родная планета цивилизации II типа превратилась в парк. Это означает, что все вырабатывающее тепло оборудование будет производиться вне планеты. Техника станет потреблять энергию светила, но вырабатываемое ею избыточное тепло будет уходить в открытый космос и рассеиваться без вреда.
Со временем и сама сфера Дайсона начнет нагреваться. Это означает, что она обязательно должна излучать в инфракрасном диапазоне. (Даже если мы предположим, что эта цивилизация строит специальные машины, чтобы скрыть инфракрасное излучение, со временем и сами эти машины нагреются и станут излучать в инфракрасном диапазоне.)
Ученые давно сканируют небо в поисках источников инфракрасного излучения, которые говорили бы о присутствии в этом районе цивилизации II типа, но пока ничего обнаружить не удалось. Ученые Лаборатории имени Ферми в окрестностях Чикаго просканировали 250 000 звезд в поисках сигнатур цивилизации II типа, но нашли всего четыре «занятных, но по-прежнему спорных» случая, так что эти результаты можно считать неопределенными. Может быть, космический телескоп «Джеймс Уэбб», который вступит в строй в 2021 г. и будет искать именно инфракрасное излучение, сумеет-таки найти тепловую сигнатуру цивилизации II типа в нашем секторе Галактики.
