Мегаструктуры

Материал из Викитропов
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мегаструктуры — космооперные сооружения астрономического масштаба. Мегаструктурой можно назвать всё, построенное людьми или аналогичной разумной расой в масштабах планеты, звезды или целой звёздной системы.

Простые мегаструктуры[править]

Эти мегаструктуры наиболее реалистичны, и при наличии высокотехнологичных материалов и/или дешевого доступа в космос могут быть построены в реальной жизни в будущем.

  • Космический лифт — линейная структура из троса и противовесов, по которой ходит «кабинка». Снизу прикреплен к поверхности планеты, сверху заканчивается космической станцией на дальней-дальней орбите. Позволяет относительно недорого поднимать грузы в космос. Основное препятствие для строительства такого лифта на Земле — отсутствие необходимых сверхпрочных материалов для тросов. Для небесных тел же с более низкой гравитацией (например, для Марса) такой лифт реализуем и из современных материалов.
  • Пусковая петля — представляет собой мост длинной в 4000 километров и высотой в 80 висящий за счет центробежной силы пропущенной внутри моста в вакуумном канале и разогнанной до 14-16 км/с петли. Как ни странно, в теории может быть построен из имеющихся материалов — нужно только разогнать ту самую петлю до нужной скорости и не забывать её поддерживать. А если забыть или просто что-нибудь сломается — грохнется на Землю с понятными последствиями.
  • Космический мост или пусковая петля курильщика. Пусковая петля но полностью опоясывающая Землю. Собирается на её поверхности и затем воспаряет до низкой околоземной орбиты силой все той же центробежной силы разогнанного троса. Примечателен тем что автор сей идеи родом из СССР и творит и по сей день — разрабатывает в Сколково «струнный транспорт».
  • Космический фонтан. Еще одна попытка сделать лифт без суперматериалов. Технически это просто поставленная вертикально пусковая петля.
  • Стэнфордский тор — простейшая мегаструктура типа «вращающееся колесо» (очень распространенное решение для таких построек, о более крупных аналогах мы ещё поговорим). Большая станция-город для проживания 50000 человек на ободе герметизированного «колеса».
  • Цилиндр О’Нила — вообще-то не один цилиндр, а два, вращающихся в противоположные стороны, чтобы скомпенсировать вращательные моменты. На внутренних поверхностях цилиндров расположена застройка городов на 4,5 млн человек с окружающей их сельской местностью.
  • Сфера Бернала — вращающаяся структура с шаровидным обитаемым отсеком. По экватору шара действует центробежная сила, равная земной гравитации, а на полюсах царит невесомость. Такая сфера не сравнится с цилиндром О’Нила по количеству комфортно размещаемых жителей, но универсальна тем, что гравитация в разных регионах сферы варьирует.
  • Экуменополис — не совсем «структура», а планета, полностью застроенная городом. Встречается во многих космооперах. В реальности строительство такой планеты-города сопряжено с рядом трудностей (сложность поддержания нормального климата над городской застройкой, постоянно выделяющей тепло; сложность создания искусственной структуры регенерации воздуха; что делать с океанами). Тем не менее, сложности эти не являются неразрешимыми, поэтому экуменополис мы причислим к «простым».
  • Пузырь Дайсона — Сфера Дайсона (см. ниже) для тех у кого нет совсем уж крутых материалов, но очень много обычных. Рой спутников настолько плотный что перехватывает все излучение звезды.

Фантастические мегаструктуры[править]

Для этих структур нужны не существующие в реальности материалы, поэтому в обозримом будущем они появятся только на страницах фантастических романов.

  • Орбиталище Бэнкса — сильно увеличенный вариант стэнфордского тора, кольцевидная структура с внутренней площадью как у крупной планеты или нескольких.
  • Глобус Кассус (Вальдфогеля) — та же сфера Бернала, но сделанная из Земли или другой аналогичной планеты, всё твёрдое вещество которой пошло на строительство стенок сферы.
  • Мир-кольцо Нивена — самая гигантская версия вращающегося колеса, размером с целую орбиту планеты. В отличие от орбиталища, не вращается по орбите вокруг какого-либо тела, а окружает звезду со всех сторон, поэтому гравитационно нестабилен (Нивен в одноименной серии романов уточнил, что мир-кольцо снабжен двигателями, которые постоянно поправляют его положение в пространстве). Но выглядит круто же!
  • Сфера Дайсона — королева мегаструктур. Сфера, полностью закрывающая звезду со всех сторон и направлений. Предназначена для поглощения излучения звезды и превращения его в полезную энергию.
    • Более «скромный» вариант, поглощающий не всё излучение, представляют собой опять же кольцо.
      • «фонарик» — кольцо с конусами на двух концах или же просто недостроенный Дайсон
      • «Улитка» или «ракушка» — система колец разного диаметра расположенных под разными углами улавливая всё излучение звезды
      • Мозг-матрёшка — компьютер, в котором в качестве блока питания используется сфера Дайсона. В отличие от классической сферы, не вырабатывает энергию, а пускает её всю на вычислительную мощь. Если в произведении существует сильный ИИ, то, запущенный на мозге-матрёшке, он знает всё, что было, что есть и что будет. Но отвечает мееееедленно по причине ограниченности скорости света.
      • Двигатель Шкадова — половинка сферы Дайсона, подвешенная на равнодействующей гравитационного притяжения звезды и давления света. Предназначен для того, чтобы двигать звёзды с места на место. Ускоряет крайне медленно, чтобы улететь на Солнце в другую часть Галактики, нужно около миллиарда лет, поэтому двигатель Шкадова представляет собой скорее умозрительный курьёз.
      • Луч Дайсона-Николла — сфера Дайсона с маленькой дыркой, зеркальная изнутри. Из дырки выходит луч, концентрирующий в себе весь выхлоп звезды. Им можно делать пиу-пиу на межзвёздные расстояния.
  • Мир Бирча: если сфера Дайсона — королева мегаструктур, то вот эта — уже слегка перебор. Представляет собой твердую оболочку вокруг сверхмассивной черной дыры, радиуса такого, чтобы на поверхности была близкая к земной гравитация. В результате получается «планета» размером с целую гигантскую звездную систему, у которой (в отличие от твердой сферы Дайсона) обитаема вся поверхность. Бирч, урежь осетра!
  • Диск Олдерсона: чудовищных размеров «блюдце» с дырой для звезды в центре. Обитаемая зона диска будет, соответственно, в зоне обитаемости, внешний край будет где-то за орбитой Марса, ну а центральное отверстие оборудовано высокой стеной, дабы атмосферу не утянуло на Солнце.

Где встречается[править]

Литература[править]

  • «Анафем» — корабль пришельцев, Дабан Урнуд. Выглядит как что-то вроде Стэнфордского тора, представляет собой поделенный на сектора город с защитным экраном и системой подпитки от ядерных отходов.
  • «Вселенная Наследия» Чарльза Шеффилда. Весь цикл крутится вокруг изучения мегаструктур, созданных несколько миллионов лет назад исчезнувшей сверхцивилизацией. Структуры при этом самые разные, от относительно простых и понятных (например орбитальный лифт между двумя планетами, вертящимися вокруг общего центра массы), до колоссальных и загадочных (линза размером четверть светового года, область искажённого пространства, включающая в себя несколько звёздных систем и т. п.)
  • «Культура» И. Бэнкса — отсюда растут ноги у уменьшенной и чуть более реалистичной версии кольца — орбиталища.
  • «Мир-Кольцо» Л. Нивена — именно там оно и появилось как таковое.
  • «Свидание с Рамой» А. Кларка (и три продолжения в соавторстве с Джентри Ли) — гигантский космический корабль инопланетян длиной в десятки километров, представляющий собой полый цилиндр. «Гравитация» на внутренней поверхности Рамы поддерживается за счёт вращения корабля вокруг продольной оси.
  • Аластер Рейнольдс любит этот троп:
    • «Звёздный лёд» — спиканские артефакты. Межзвёздный корабль, замаскированный под спутник Сатурна Янус, ускоритель у Спики — решётчатая труба длиной три световые минуты. Ну и Структура, в которой спикане собирают похищенных представителей иных цивилизаций — переплетение труб диаметром с планету, занимающее объём больше звёздной системы.
    • «Дождь забвения» — АБО, шары из неизвестного материала размером с крупную звезду, разбросанные по Галактике. Внутри содержат находящиеся в стазисе копии планет с разумной жизнью, созданные неизвестной сверхцивилизацией. В том числе и копию Земли.
    • «Дом Солнц» — звездамбы, оболочки из перекрывающихся миров-колец вокруг сверхновых. Строятся для защиты ближайших населённых звездных систем от излучения. И не только. Там же — Абрахам Вальмик, он же — Фантом Воздуха. Богач, загрузивший свою личность в компьютер, разделивший его на миллиарды компонентов и рассеявший их сначала по всей Солнечной Системе, а потом и среди сотен других звёздных систем. Получился распределённый ИИ, очень медленный, но практически неуничтожимый. Ну и там же — Вигильность, рой Дайсона (рой из миллиардов искусственных элементов, окружающий звезду и перехватывающий всю излучаемую ей энергию). Используется как огромная библиотека.
    • Сюда же, пожалуй, можно отнести и весьма любимую автором концепцию сети гипертуннелей — сеть вполне материальных туннелей из экзотической материи, охватывающую всю Галактику (а иногда и разные её версии) и позволяющую перемещаться быстрее света.
    • «Инспектор в тигровой шкуре» — артефакты цивилизации КР-Л. Тут уже педаль проваливается куда-то в соседнее измерение. Механизмы размером в сотни световых часов, отдельные компоненты размером с планету и прочее торжество мегаломании.

Кино[править]

  • Звёздные войны:
    • Корусант, планета-город, классический экуменополис.
    • Звёзды Смерти, гигантские (120 км первая версия, 160 вторая) боевые станции с суперлазерами, способными развалить планету. Плюс всякое по мелочи — пара миллионов человек экипажа, несколько тысяч истребителей на борту, несколько десятков тысяч орудий калибром помельче… Ну и одна выхлопная труба реактора, да.
    • База «Старкиллер» из седьмого эпизода — давит педаль куда-то в галактическое ядро. Целая планета (землеподобная, с атмосферой и жизнью), переделанная в очередное сферическое супероружие в вакууме, на этот раз разносящее по несколько планет за выстрел, для чего его нужно заправить целой звездой.
      • В Расширенной вселенной имеется станция «Балансир» и Космическая Турбина, служащие для передвижения сверхобъектов по типу чёрных дыр и созданные Селестийцами. Туда же же Звёздная Кузница Раката.
  • Интерстеллар — победившие гравитацию земляне живут в циллиндрах О’Нила.

Аниме и манга[править]

  • BLAME! — Техносфера, просто Техносфера. Откуда (вероятно, из более дальнего космоса) взяли столько материи на то, чтобы построить это чудище в половину Солнечной Системы с центром в Земле — не разъясняется, но выглядит круто.
  • Gundam — цилиндры О’Нила, из которых состоят Стороны — символ Вселенского века (именно в этом мире происходит действие оригинального Mobile Suit Gundam и его многочисленных сиквелов). Жители других таймлайнов используют в качестве жилых космических станций другие мегаструктуры, от стэнфордских торов до куда более экзотических орбиталищ в форме песочных часов.

Видеоигры[править]

  • Dyson Sphere Program — цель игры: постоянно расширяя маленькую колонию на планете, сначала выйти в космос, а затем, приступив к строительству космических мегаструктур, развиться до постройки Сферы Дайсона.
  • Halo — действие нескольких игр происходит на мегаструктурах, напоминающих орбиталище Бэнкса. А ещё там есть гигаструктура, строящая миры-кольца, и планеты, собранные из роботов Предтечей.
  • Space Empires — возможно построить сферу Дайсона и кольцо.
  • Stellaris — на поздних стадиях игры можно построить мир-кольцо или сферу Дайсона (а кроме того, ещё две оригинальные мегаструктуры: научный центр размером с планету, и супертелескоп, который следит за всей Галактикой). Кроме того, все перечисленные можно найти в виде плавающих в космосе древних руин, которые можно восстановить. Из «простых» мегаструктур можно построить экуменополис, да и примитивные цивилизации, перед тем, как стать межзвёздными (то есть изобрести гипердвигатель), выводят на орбиту Стэнфордский тор.

Реальная жизнь[править]

  • Проект «Вестфорд» — попытка США создать «искусственную ионосферу» для военной связи (были опасения, что в случае Третьей мировой СССР «взбаламутит» естественную несколькими ядерными взрывами на ближних орбитах). С этой целью тремя запусками в 1961—1963 годах на орбитах от 3500 до 3800 километров было распылено около полутора миллиардов (по 480 миллионов в каждом запуске) тонких медных иголочек, образовавших вокруг Земли торообразное облако — фактически первое человеческое астроинженерное сооружение. Подразумевалось, что иголочки будут работать как дипольные отражатели, улучшая межконтинентальную радиосвязь. В действительности уже через несколько недель после третьего запуска облако рассеялось настолько, что перестало хоть как-то влиять на отражение радиосигналов. Большая часть отражателей со временем выпала на поверхность (из-за ничтожной массы и довольно больших размеров они тормозились об атмосферу, а не сгорали в ней), но часть ещё летает, «радуя» радиоастрономов и космонавтов. Поскольку за замусоривание космоса США начали активно клевать даже их союзники по НАТО, больше подобных запусков не производилось, а новые технологии связи вскоре сделали всю эту ерунду и ненужной.