Кто вы?
Шрифт:
П. Но ведь у них техника…
О. Перестань. Техника другая, но законы, понимаешь, З-А-К-О-Н-Ы те же. Скажи мне, от чего зависит предельная дальность радиосвязи?
П. Попытаюсь вспомнить. От мощности передатчика Р — раз. От диаметров передающей и приемной антенны D1 и D2 — два. От температуры шумов на входе приемника Т — три. От рабочей длины волны (она определяет уровень внешних помех) — четыре… Вот, кажется, и все.
О.
П. Нет, конечно. Чем больше скорость работы, тем полоса пропускания приемника f должна быть шире, тем больше он вбирает в себя шумов, тем больше нужна мощность передатчика, чтобы их перекричать.
О. Верно. Но это не все. Дальность еще зависит от того, насколько нам надо перекричать шум. А это, в свою очередь, определяется способом погрузки информации на переносчик. Ведь нам надо выиграть поединок на входе приемника (см. рисунки). Чем способ передачи помехоустойчивей, тем меньшую мощность надо для победы.
П. Конечно.
О. Итак, цивилизация X отстоит от цивилизации Y на расстоянии R световых лет. Подсчитай, пожалуйста, какая нужна мощность для радиосвязи.
П. Но у меня же нет ни единой цифры.
О. Держу пари, что все необходимые цифры лежат в твоем затянувшемся паутиной пессимизма «запоминающем устройстве», то бишь — голове. На какой волне меньше всего шумы Галактики?
П. Они достигают минимума приблизительно при волнах от 3 до 30 сантиметров.
О. Верно. Какой диаметр антенн достигнут в этом диапазоне?
П. Порядка сотни метров.
О. Убедился? Ты все отлично знаешь. Дальше действуй сам. Встряхни свою память. Ведь там уйма сведений валяется без дела. Вот логарифмическая линейка, бумага. А я пока полистаю свежие журналы. Да попутно оцени, сколько звезд находится в сфере радиуса R, считая, что плотность звезд в сфере такая же, как в окрестности солнечной системы.
П. Готово. Вот расчетная формула и результаты.
О. Как же ты их получил?
П. Я считал, что обе цивилизации находятся на уровне, близком к нашему. Поэтому можно принять: диаметры антенны D = 150 метров, длина волны = 10 сантиметров, температура шумов T = 10°К, минимальное отношение мощностей сигнал/шум N = 10.
О. А полоса пропускания приемника?
П. Я ее принял равной 10 герцам.
О. Что же это за сигнал?
П. Это либо непрерывное излучение синусоидального переносчика без всякой модуляции, либо с очень медленной модуляцией — несколько посылок в секунду.
О. Какая же нужна мощность?
П.
О. Ну вот видишь, ты сам себе доказал, что уже сегодня мы можем прокричать «ау!» ближайшей сотне звезд. Передатчики такой мощности — это уже достижимая почти величина в нашем диапазоне волн.
П. «Ау!»-то, может, и можем, но как быть с посылкой более содержательной информации?
О. А что?
П. Будем говорить о передаче дискретных двоичных сигналов. Весьма вероятно, что именно этот гибкий помехоустойчивый метод будет использоваться. Так вот, если мы захотим увеличить скорость передачи в 100 раз по отношению к принятой в расчете, то нам нужно в 100 раз увеличить мощность передатчика. А ведь 100 посылок в секунду на нашей планете — это телеграфная линия средней скорости. Как же быть с идеей Кардашева?
О. Во-первых, у нас есть еще резервы. Например, ты слышал об уникальной антенне в Пуэрто-Рико? Ее диаметр 300 метров. Использование антенн такого типа может дать снижение необходимой мощности в сотню раз. Далее, мы можем в несколько раз снизить величину N, применяя фазовое телеграфирование и коды, корректирующие ошибки. Во-вторых, можно сложить мощности нескольких передатчиков в эфире…
П. Все равно мы не сможем создать передающее устройство, которое «выплюнет» все достижения нашей цивилизации за короткий отрезок времени. Не хватит пороху!
О. Что ты называешь коротким?
П. Скажем, дни или недели. Нельзя же вбирать эту информацию годами или десятками лет!
О. Да, пожалуй.
П. Вот видишь. Так есть ли надежда?
О. Стоп! Ведь мы с тобой условно считали, что X и Y цивилизации типа земной. Но если мы X, то Y могла уйти далеко вперед! Это может быть даже сверхцивилизация, владеющая сказочными энергетическими ресурсами!
П. Ну и что?
О. А то, что в уравнение связи входит произведение технических возможностей X и Y. Это значит, что мы уже можем принимать не только простейшие сигналы типа «ау!», но и богатейший поток информации от таких цивилизаций.
П. Ты обещал цифры.
О. Пожалуйста. Воспользуемся расчетами Н. Кардашева. Возьмем самый крайний случай. Сверхцивилизация Y решила передать нам, темным иксам, гигантский поток информации объемом, приблизительно равным содержанию всех книг, изданных за время существования человечества. Их число равно 108. Будем считать, что при преобразовании содержащейся в каждой из книг информации в двоичную в среднем потребуется 106 двоичных единиц. Можно всю эту премудрость передать за одни сутки?