Соображения по долгосрочным перспективам

Зоны радиомолчания часто проектировались применительно к конкретным телескопам. Наиболее распространенным видом усовершенствования телескопа являлось расширение возможностей его использования на более высоких частотах путем модернизации оборудования. Позже появилась тенденция совместного расположения телескопов в местах, в которых они могут надлежащим образом выполнять поставленные перед ними задачи. При этом они совместно (в экономическом плане) используют установленную инфраструктуру и регуляторные положения, а также имеют общий доступ к сетям энергоснабжения, линиям связи и дорогам.

Благодаря этому в свою очередь может быть увеличен защищаемый диапазон частот для оборудования, размещенного на станции. Таким образом, рекомендуется проектировать параметры зоны радиомолчания настолько широко, насколько это допускают обстоятельства.

Как только зона радиомолчания согласована, необходимо организовать ее на значительный период времени. Это предполагает тщательное планирование с учетом экономического влияния и потенциального воздействия проектируемой зоны RQZ на будущее распределение населения и развитие затрагиваемой территории.

И наконец, следует ожидать нарастания темпов технических разработок, что станет источником инноваций, ведущих к изменениям среды электромагнитной совместимости вокруг зоны радиомолчания. Точные прогнозы дать невозможно, однако тенденции говорят о том, что проектируемая зона радиомолчания должна быть настолько широкой и надежной, насколько это возможно.

ГЛАВА 10

Поиск внеземного разума (SETI)
с помощью наблюдений на радиочастотах

Введение

Для правильной оценки нашего места во Вселенной необходимо знать, является ли Земля единственной планетой, где существует разумная жизнь. Если разумная жизнь действительно существует только на Земле, то это, должно быть, либо необыкновенная случайность, либо уникальное следствие эволюции космоса. С другой стороны, если это только одно из множества разумных сообществ, населяющих нашу Галактику, то жизнь на Земле может быть одним из вариантов огромного эволюционного разнообразия, и, возможно, она не уникальна по своему развитию и цивилизации. Проблема состоит в том, чтобы выяснить, единственна ли жизнь на Земле.

Некоторые ученые полагают, что жизнь есть во многих частях нашей Галактики и что она могла достичь развитых форм, которые обладают возможностями электросвязи, такими же или более высокими, чем мы. Конечно, характеристики передающих станций, такие как частоты, модуляция, поляризация и расположение, используемые внеземными цивилизациями, если они существуют, нам не известны. Для поиска сигналов от таких станций ученые должны зондировать Вселенную с помощью самого чувствительного приемного оборудования, тщательно и интенсивно просматривая радиоспектр в поиске убедительных признаков сигналов, переданных другой цивилизацией.

Первая схема направленного излучения радиосигналов в космос относится к работе Тесла в 1899 году. Специально переданные в 1939 году сигналы, кодирующие телевизионные передачи США, к сегодняшнему дню достигли по меньшей мере тысячи звезд. Самые амбициозные попытки передать другим возможным цивилизациям сведения о жизни на Земле были предприняты в 1974 году с помощью передачи с радиотелескопа диаметром 305 м в Аресибо (Пуэрто-Рико) сообщений с описанием нашей солнечной системы, состава ДНК и нашего биологического вида.

Моррисон и Коккони (1959) первыми указали на возможность приема радиосигналов от внеземных цивилизаций. Дрейк [1961] провел первый микроволновый поиск (проект "Озма") с использованием 25‑метрового радиотелескопа для наблюдения двух звезд, находящихся на расстоянии около 12 световых лет от нас. После этого ученые из ряда стран провели более 99 разных зарегистрированных поисков [Tarter, 2001]. В первое десятилетие ведущее место в этой области занимали российские ученые. Первая книга на русском языке, в которой рассматривались проблемы SETI, была написана И. С. Шкловским в 1962 году. Книга была переведена на многие языки и оказала большое влияние на развитие работ по SETI в СССР (сегодняшней Российской Федерации). Кардашёв [1963] предположил, что можно найти более развитые, чем наше, сообщества, которые овладели техникой радиосвязи и способны обеспечить выходную мощность более 10²⁶ Вт для передачи непрерывных изотропных широкополосных сигналов. Было проведено множество исследований [Троицкий и др., 1971]. Достижения в области компьютерных технологий и технологий связи сделали возможным более чувствительный и комплексный поиск. Некоторые попытки позволили обнаружить события, которые не удавалось объяснить, например несколько интригующих сигналов, зарегистрированных между 1986 и 1989 годами во время выполнения программы Мегаканального внеземного анализа (META) с использованием радиотелескопа Гарвардского университета в Соединенных Штатах Америки [Sagan and Horowitz, 1993]. Недавнее повторение наблюдений с гораздо более высокой чувствительностью [Lazio et al., 2002] не подтвердило, что эти сигналы связаны с внеземной техникой. До настоящего времени не получено убедительных доказательств наличия сигналов от внеземных цивилизаций. Большую часть этого периода поиск проводился с недостаточной чувствительностью и охватывал лишь очень малую толику возможных частот, схем модуляции и направлений.

Дополнительная основополагающая информация по SETI была предоставлена Оливером [1987], Бейтсом [1988] и Дрейком и Собелем [1992]. С появлением относительно недорогих компьютеров и технологии обработки цифровых сигналов в последние два десятилетия начался более тщательный поиск. В 1992 году агентство NASA начало Микроволновое обследование с высоким разрешением (HRMS) с использованием ряда самых крупных радиотелескопов на Земле и нового чувствительного приемного радиооборудования. Хотя этот проект NASA был прекращен в 1993 году, Институт SETI в США продолжил выполнение части проекта HRMS "Targeted Search" ("Направленный поиск") с высокой чувствительностью в рамках "Project Phoenix" (проект "Феникс").

Институт SETI и Калифорнийский университет в Беркли построили антенную решетку Аллена (ATA), основной задачей которой являются непрерывные наблюдения SETI. Площадь сбора антенны ATA эквивалентна 40-метровому зеркалу. Шумовая температура системы решетки равна 40 K, а полоса пропускания охватывает весь диапазон от 0,5 до 11,4 ГГц. Система генерирует несколько лучей в пределах поля обзора 3° (на частоте 1 ГГц), позволяя вести круглосуточные наблюдения SETI и другие радиоастрономические наблюдения. Полноповоротная антенная решетка ATA позволяет применять более длительные периоды интеграции, чем те, которые использовались в последних наблюдениях SETI. Достижения в области компьютерных технологий и технологий обработки цифровых сигналов также могут повысить собственную чувствительность приемных систем для сигналов SETI.

ATA также служит прототипом намного большего телескопа с решеткой в квадратный километр (SKA). SKA, находящийся в настоящее время на стадии проектирования и создания прототипа, разрабатывается международным консорциумом университетов и исследовательских институтов. Если будет получено международное финансирование, SKA будет иметь площадь сбора на 45 дБ больше, чем у АТА, и более чем на 13 дБ больше, чем у 305‑метрового телескопа Аресибо. Большинство рассматриваемых проектов может создавать несколько диаграмм направленности, позволяя круглосуточно проводить наблюдения по SETI. В сочетании с более мощной системой обработки сигналов SKA позволит искать эквиваленты земной радиотехнологии на расстояниях до 1000 световых лет.

Вероятность обнаружения любых микроволновых сигналов в значительной мере зависит от наличия радиомолчания в местах проведения поиска. Поэтому такие места следует в максимальной степени защитить от антропогенных радиопомех. Хотя современная технология обеспечивает некоторое выделение антропогенных сигналов, она может оказаться недостаточной в связи с быстрым ростом использования радиоспектра для самых разнообразных задач и служб радиосвязи. Со временем вероятность успешного обнаружения будет соответственно уменьшаться.