Проект Циклоп

Проект «Циклоп» — это проект НАСА 1971 года , который исследовал, как поиск внеземного разума следует проводить (SETI). Поскольку отчет является продуктом НАСА, он находится в открытом доступе. Команда проекта создала конструкцию для координации большого количества радиотелескопов для поиска радиосигналов земного типа на расстоянии до 1000 световых лет для поиска разумной жизни. Предлагаемая конструкция, включающая от 1000 до 2500 управляемых тарелок диаметром 100 м каждая, была отложена из-за затрат. Однако отчет стал основой для большей части последующей работы SETI.

Подход, разработанный НАСА для SETI, заключался в разработке структуры с учетом нынешнего понимания Вселенной, а затем использовании ее в качестве основы для увеличения вероятности открытия инопланетян. Не делая никаких предположений, помимо существования внеземных радиосигналов, он сосредоточился на сканировании неба в поисках сигналов, которые могли бы указывать на присутствие разумных форм жизни. ^[1]

Оригинальные выводы

Основные выводы, дословно взятые из отчета. Курсив : в оригинале, как и витиеватый язык (см., например, вывод 12)

1. Искать и отправлять сигналы гораздо дешевле, чем пытаться связаться с космическим кораблем или зондами. Этот вывод основан не на нынешнем состоянии нашего технологического совершенства, а на наших нынешних знаниях физических законов.

2. Неопределенность порядка величины среднего расстояния между коммуникативными цивилизациями в галактике является убедительным аргументом в пользу расширяемой поисковой системы. Поиск можно начать с минимальной системы, которая была бы эффективна для близких звезд. Затем система расширяется, и поиск продолжается дальше в космосе до тех пор, пока не будет достигнут успех или не будет инициирована новая стратегия поиска.

3. Из всех средств связи, имеющихся в нашем распоряжении, микроволны — лучшие. Они также являются лучшими для других рас и по тем же причинам. Энергия, необходимая на этих длинах волн, наименьшая, а необходимые стабильности и площади сбора принципиально легче реализовать и дешевле, чем на более коротких длинах волн.

Окно микроволновой печи, вид с наземной системы. Из отчета НАСА SP-419: SETI – поиск внеземного разума

4. Лучшая часть СВЧ-диапазона — это низкочастотный конец « микроволнового окна » — частоты примерно от 1 до 2 или 3 ГГц. Опять же, это связано с тем, что здесь возможна большая абсолютная стабильность частоты, коэффициенты доплеровского сигнала ниже, ширина луча шире для заданного усиления, а площадь сбора дешевле, чем в верхнем конце окна.

5. Природа предоставила нам довольно узкую спокойную полосу в этой лучшей части спектра, которая, кажется, особенно предназначена для межзвездных контактов. Он лежит между спектральными линиями водорода (1420 МГц) и гидроксильного радикала (1662 МГц). Стоящие, как Ом и Ум, по обе стороны ворот, эти два выброса продуктов диссоциации воды манят всю водную жизнь искать себе подобных в извечном месте встречи всех видов: водоеме .

6. Сегодня технологически возможно создание фазированных антенных решеток, работающих в диапазоне частот от 1 до 3 ГГц, с общей площадью сбора 100 и более квадратных километров. Система Циклопа не такая большая, но мы не видим никаких технологических ограничений, которые могли бы помешать ее расширению до таких размеров.

7. При наличии антенных решеток, эквивалентных одной антенне диаметром в несколько километров как на передающей, так и на приемной стороне, возможна микроволновая связь на межгалактических расстояниях, а также возможна высокоскоростная связь на больших межзвездных расстояниях. Таким образом, быстрая передача информации может произойти, как только будет подтвержден контакт между двумя цивилизациями.

8. На этапе поиска мы не можем рассчитывать на прием сигналов, направленных на нас направленными антеннами. Мы также не можем позволить себе игнорировать эту возможность. Излученные сигналы могут излучаться с относительно низкой мощностью коммуникативными расами до тысячи близлежащих вероятных звезд и в течение очень длительного времени. Маяки дальнего действия, предназначенные для обнаружения на любой из миллиона или около того звезд в радиусе 1000 световых лет, вероятно, будут всенаправленными и очень мощными. $>10^{9}$ В).

9. Маяки, скорее всего, будут иметь круговую поляризацию и наверняка будут очень монохроматическими. Возможна спектральная ширина 1 Гц или менее. Они будут передавать информацию медленно и таким способом, который серьезно не ухудшит их обнаруживаемость. Как лучше реагировать, будет содержаться в этой информации.

10. Эффективное обнаружение радиомаяков предполагает поиск в частотной области с очень высоким разрешением (1 Гц или менее). Одним из основных достижений исследования Cyclops является метод обработки данных, который позволяет осуществлять поиск в полосе частот 100 МГц одновременно с разрешением 0,1 Гц. Система Cyclops обеспечивает приемник миллиардом одновременных выходов узкого канала. Хотя полоса пропускания системы Cyclops составляет 100 МГц, никакие технологические барьеры не мешают расширить ее до 200 МГц. Это позволит одновременно обыскать всю «водопойную яму». Если наш вывод о целесообразности использования этой полосы верен, проблему, связанную с частотным измерением поиска, можно считать решенной.

11. Стоимость системы, способной осуществлять эффективный поиск с использованием рассмотренных нами методов, составляет порядка 6–10 миллиардов долларов, и эта сумма будет израсходована в течение 10–15 лет. Если бы контакт был достигнут в начале этого периода, мы могли бы либо прекратить расширение системы, либо получить стимул продолжать устанавливать дальнейшие контакты. Основная стоимость конструкции «Циклопа» связана с антенными конструкциями. Принятие верхнего предела частоты в 3 ГГц вместо 10 ГГц может снизить стоимость антенны в два раза.

12. Поиски почти наверняка займут годы, возможно, десятилетия, а возможно, и столетия. Чтобы реализовать столь долговременную программу, требуется не только высокая степень автоматизации поиска, но и долгосрочное финансирование. Это, в свою очередь, требует веры. Вера в то, что поиск стоит затраченных усилий, вера в то, что человек выживет и пожнет плоды успеха, и вера в то, что другие расы столь же любопытны и полны решимости расширить свои горизонты. Мы почти наверняка не первый разумный вид, предпринявший этот поиск. Первые расы, сделавшие это, несомненно, следовали за фазой прослушивания с длительными периодами передачи, как и более поздние расы, приступившие к поиску. Их настойчивость будет нашим самым большим преимуществом на начальном этапе прослушивания.

13. Поиск внеземной разумной жизни является законным научным мероприятием и должен быть включен в комплексную и сбалансированную космическую программу. Мы считаем, что исследование Солнечной системы было и остается правильным начальным шагом в космической программе, но не должно считаться ее единственной конечной целью. Поиски другой разумной жизни будоражат воображение людей и могут получить поддержку со стороны тех критиков, которые сейчас ставят под сомнение ценность высадок на «мертвые» планеты и спутники.

14. Принятие обязательства финансировать программу поиска должно предшествовать значительно большему изучению проблемы и оптимальной конструкции системы. Однако еще не слишком рано финансировать эти исследования . В результате таких исследований, несомненно, появится система с более высоким соотношением возможностей и стоимости, чем первая конструкция «Циклопа», которую мы предложили.

15. Существование более чем одной системы, подобной «Циклопу», имеет настолько большое значение для обеспечения полного покрытия неба, непрерывного приема обнаруженных сигналов и проведения длительных базовых исследований, что международное сотрудничество следует поощрять и поощрять путем полного распространения информации. В конце концов, этот поиск должен представлять собой усилие всего человечества, а не только одной страны.

Более современный взгляд

Многие, но не все выводы выдержали испытание временем — в книге SETI 2020 есть глава. ^[2] это пересматривает выводы отчета Циклопа. Особые различия включают в себя:

Пункты 4 и 5: Циклоп предпочитал нижний конец микроволнового диапазона. С развитием технологий недостатки более высоких частот становятся меньше, и у них появляются другие преимущества. Все, от микроволнового до оптического, выглядит примерно одинаково.
Пункт 6: Самая высокая частота такой решетки может и должна быть намного выше.
Пункт 8: Маяки, вероятно, будут точечными, а не всенаправленными. Современные вычислительные мощности делают это возможным, и это намного более энергоэффективно.
Пункт 9. Хотя пункт «Маяки… наверняка будут в высшей степени монохроматичными» не упоминается в SETI 2020, он подвергся серьезной критике. По мере того, как земные коммуникационные технологии развиваются в сторону сигналов с расширенным спектром , наблюдения SETI дополняются поиском сигналов с широкой полосой пропускания. Более того, сейчас есть предложения по маякам, которые почти так же легко обнаружить, как и монохроматические сигналы, но которые также могут содержать информацию. ^[3]
Пункт 10: Оптическая обработка Циклопа должна быть заменена цифровой обработкой сигнала.

Текущая доступность

В 1970-х годах НАСА распространило 10 000 копий отчета Циклопа. Разумно предположить, что большинство крупных фигур нынешнего сообщества SETI видели этот документ.

По состоянию на 1990-е годы отчет о Циклопе уже давно не издавался. В 1995 году Лига SETI в сотрудничестве с Институтом SETI переиздала этот важный исторический документ. ^[4] Project Cyclops, Second Printing в настоящее время доступен в Лиге SETI. ^[5] Он поступил в продажу в июне 1996 года в честь 25-летия открытия проекта «Циклоп». Джон Биллингем , который был сопредседателем команды «Циклоп», написал посвящение Бернарду М. Оливеру , которое появляется в новом издании вместе со вступительными замечаниями президента Лиги SETI Ричарда Фактора и исполнительного директора Х. Пола Шуха .

В 2000-х годах НАСА оцифровало исходный отчет и бесплатно разместило его в Интернете. ^[6]

См. также

Ссылки

^ Койпер, честно говоря; Моррис, М. (6 мая 1977 г.). «Поиск внеземных цивилизаций: поиск внеземного разума следует начать с предположения, что галактика колонизирована» . Наука . 196 (4290): 616–621. дои : 10.1126/science.196.4290.616 . ISSN 0036-8075 .
^ Экерс, Р.Д.; Каллерс, ДК; Шеффер Л. и Зайдел Т. (2002). SETI 2020: Дорожная карта поиска внеземного разума . Издательство Института SETI. ISBN 0-9666335-3-9 .
^ Харп, Джеральд Р.; Роберт Ф. Акерманн; Саманта К. Блэр; Джек Арбунич; и др. (2011). «Новый класс маяков SETI, содержащих информацию». В Дугласе Вокоче (ред.). Связь с внеземным разумом . СУНИ пресс. п. 45. arXiv : 1211.6470 .
^ Оливер, Барни; и др. (1996). Проект «Циклоп», второе издание . Леттл Ферри, Нью-Джерси: Лига SETI и Институт SETI . ISBN 0-9650707-0-0 .
^ «Объявление о переиздании отчета о Циклопе» . Лига SETI и Институт SETI . Проверено 12 мая 2008 г.
^ Технический отчет НАСА CR-114445 — Проект «Циклоп»: исследование конструкции системы обнаружения внеземной разумной жизни. Архивировано 20 сентября 2015 г. в Wayback Machine . PDF-файл размером 14,5 МБ.

Внешние ссылки

[1] Койпер, честно говоря; Моррис, М. (6 мая 1977 г.). «Поиск внеземных цивилизаций: поиск внеземного разума следует начать с предположения, что галактика колонизирована» . Наука . 196 (4290): 616–621. дои : 10.1126/science.196.4290.616 . ISSN 0036-8075 .

[2] Экерс, Р.Д.; Каллерс, ДК; Шеффер Л. и Зайдел Т. (2002). SETI 2020: Дорожная карта поиска внеземного разума . Издательство Института SETI. ISBN 0-9666335-3-9 .

[3] Харп, Джеральд Р.; Роберт Ф. Акерманн; Саманта К. Блэр; Джек Арбунич; и др. (2011). «Новый класс маяков SETI, содержащих информацию». В Дугласе Вокоче (ред.). Связь с внеземным разумом . СУНИ пресс. п. 45. arXiv : 1211.6470 .

[4] Оливер, Барни; и др. (1996). Проект «Циклоп», второе издание . Леттл Ферри, Нью-Джерси: Лига SETI и Институт SETI . ISBN 0-9650707-0-0 .

[5] «Объявление о переиздании отчета о Циклопе» . Лига SETI и Институт SETI . Проверено 12 мая 2008 г.

[Cyclops-6] Технический отчет НАСА CR-114445 — Проект «Циклоп»: исследование конструкции системы обнаружения внеземной разумной жизни. Архивировано 20 сентября 2015 г. в Wayback Machine . PDF-файл размером 14,5 МБ.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]