Всего за последние 200 лет человечество прошло путь от паровых машин до ядерных реакторов и искусственного интеллекта. Мы уже научились добывать энергию из атома, осваиваем термоядерный синтез и возобновляемые источники, но все еще зависим от ограниченных планетарных ресурсов.

Технологический взрыв

Согласно данным Международного энергетического агентства, человечество потребляет около 18 тераватт энергии в год, но рост населения и технологий требует все больше. Углеводороды (нефть, газ, уголь) иссякнут в ближайшие столетия, уран — через несколько тысячелетий. Даже возобновляемые источники (солнце, ветер) ограничены площадями и эффективностью.

Представьте, что человечество однажды исчерпает все ресурсы Земли. Что дальше? Колонизация других планет? Использование энергии целых звезд? А может, управление галактиками? В 1964 году советский астрофизик Николай Кардашев предложил шкалу, по которой можно оценить уровень технологического развития цивилизаций — от планетарного до космического масштаба. Где же на этой шкале находимся мы?

Цивилизационный табель о рангах

Шкала Кардашева — это классификация цивилизаций по количеству энергии, которую они могут использовать. Чем выше уровень, тем больше мощь. Всего Кардашев выделил три типа, но позже силами ученых-теоретиков и футуристов шкала расширилась до пяти.

Тип I. Планетарная цивилизация

Цивилизация, которая использует всю энергию своей планеты — солнечный свет, ветер, океаны, вулканы и ядерную энергию. Но, сюрприз, человечество не достигло даже этого уровня. По расчетам астронома Карла Сагана, мы используем лишь 0,73% энергии Земли. Но, возможно, через 100–200 лет, если освоим термоядерный синтез и космическую солнечную энергетику, сможем гордо приписать себя первому типу. Вопрос в том, есть ли у нас столько времени на раскачку?

Тип II. Звездная цивилизация

Цивилизация, способная управлять энергией своей звезды. Например, она может построить сферу Дайсона (не путать с феном) — гигантскую конструкцию вокруг ближайшей звезды, которая с помощью батарей и фотоэлементов поглощала бы практически всю энергию светила. По подсчетам ученых, с помощью волшебного сооружения вокруг Солнца человечество могло бы добывать 10²⁶ ватт в год — в 10 миллиардов раз больше, чем сейчас! И вот уже возможны желанные межзвездные путешествия, изучение антиматерии и управляемые термоядерные реакции.

Тип III. Галактическая цивилизация

Цивилизация, контролирующая энергию целой галактики (около 10³⁷ ватт в год). Такие существа могли бы колонизировать миллиарды звезд, создавать червоточины или даже подчинять темную энергию. Даже такой уровень технологий нам пока сложно представить в подробностях.



Рост энергопотребления человечества (и основные источники энергии):

Дополнительные типы

Расширенный вариант шкалы предполагает также наличие цивилизаций IV, Вселенского, и даже V, Мульти-вселенского, типа.

Но это уже чистая фантастика. Такие цивилизации в теории могли бы использовать энергию черных дыр, темной материи или даже параллельных вселенных.

К чему стремиться?

Возможных сценариев развития для нашей цивилизации два.

Первый (пессимистичный) — коллапс. Мы полностью исчерпаем ресурсы планеты, альтернативу не найдем. Результат — цивилизация откатилась в развитии назад, в глубокую древность, ведь добывать электричество неоткуда (а возможно, уже и дышать нечем).

Второй (оптимистичный) — прорыв, переход на принципиально новые источники энергии. Результат — дальнейшее развитие человечества и покорение космоса.

Что это могут быть за источники?

Солнечные станции в космосе

Концепция проста (на бумаге): уже известные нам солнечные панели устанавливаются прямо в космосе и собирают там энергию звезды 24/7, ведь в их работу больше не вмешиваются облака, атмосферные рассеивания и наступление ночи. КПД таких орбитальных панелей вырастает до 40–50% (против 15–20% на Земле). Далее полученная энергия преобразуется в СВЧ- или лазерный луч и передается к нам, вниз, где ее принимают специальные антенны и превращают луч в электричество. Уже даже существуют реальные разработки в Японии, Китае и США, главное препятствие — не технология, а экономика. Если стоимость запуска упадет ниже 100 долларов за кг (сейчас кг стоит 1000 долларов), проекты станут рентабельными.

Добыча гелия-3 на Луне

Гелий-3 (³He) — редкий изотоп, который может стать идеальным топливом для термоядерных реакторов будущего. На Земле его почти нет, но на Луне — миллионы тонн в реголите (лунном грунте). Извлекать его из этого самого лунного грунта можно с помощью экскаваторов или вакуумных «пылесосов», которые уже предусмотрены проектами Blue Origin и Китайского космического агентства. Потом его нужно нагреть до 700°C и отделить от примесей.

Арт-концепт лунной станции по добыче гелия-3. Источник: Midjourney / Habr

Сложность заключается в низкой концентрации вещества в грунте: чтобы получить 1 кг гелия-3, нужно переработать почти 150 тысяч тонн реголита. Нагрев на Луне тоже трудно организовать. Нужны специальные атомные/солнечные печи, в которых источником энергии является солнце, а стоит напомнить, что ночь на Луне длится 14 земных суток. Но многие страны считают эту технологию перспективной, даже Роскосмос планирует разработать свою лунную базу «Базовый лагерь» для добычи ³He, но не раньше 2040 года.

Знакомство с цивилизациями II типа

Если где-то в Галактике есть развитые цивилизации, способные использовать энергию звезды, их технологии могли бы решить наши проблемы. Они могли бы передать нам свои знания по созданию сферы Дайсона или рассказать о новых источниках энергии. При установке дружеских отношений с такой цивилизацией, возможно, мы могли бы рассчитывать на прямую энергетическую поддержку. Ведь даже 0,001% энергии, которую они добывают от своей ближайшей звезды, хватит на все человечество.

На самом деле не обязателен даже диалог с ними, сам факт получения сигнала от цивилизации II типа дает нам шанс на преодоление энергетического кризиса (это станет подтверждением самой возможности). Важно будет не столько расшифровать инопланетный сигнал, а просто уловить его и понять, что он действительно искусственно созданный (но, конечно, хочется верить, что сообщение будет мирным).

Но пока картину портит парадокс Ферми — противоречие между высокой вероятностью существования внеземных цивилизаций и отсутствием доказательств их существования. Вселенная старая и огромная: только в нашей галактике от 100 до 400 млрд звезд, многие с потенциально обитаемыми планетами. Теоретически, некоторые цивилизации должны были достичь межзвездных технологий за миллиарды лет. Но на практике сигналов, следов посещений или артефактов мы не встречали.

Нет доказательств, что кто-то извне может нас спасти от энергетического коллапса, остается рассчитывать исключительно на самих себя и ускорять развитие технологий. Если избежим войн и катастроф, глядишь, через 200–500 лет сможем преодолеть и энергетический кризис. А там, глядишь, и до звезд доберемся!

В теории человечество даже может стать тем самым спасителем для других, менее развитых цивилизаций!


Если нас, вдруг, читают внеземные цивилизация: Привет :) .--. .-. .. ...- . — / .. -. ..-. --- .-. -- .- — .. --- -. / -.-- --- ..- .-. / -.-. .. ...- .. .-.. .. --.. .- — .. --- -. ...