Космические хроники, или Почему инопланетяне до сих пор нас не нашли

Джордж О. Смит знал, что точки равновесия у вращающейся системы Земля – Луна не уникальны. Свои пять точек Лагранжа есть у вращающейся системы Солнце – Земля, и вообще у любой пары тел во вселенной, вращающихся по орбитам вокруг общего центра масс. Если космический аппарат находится на низкой орбите, как, например, телескоп имени Хаббла, Земля постоянно заслоняет ему существенную часть неба. Но в миллионе миль от Земли, в точке L2 системы Солнце – Земля, телескоп, смотрящий в направлении, противоположном Солнцу, может наблюдать ночное небо двадцать четыре часа в сутки, потому что Земля для него будет закрывать примерно такую же часть неба, какую Луна закрывает на небе для земного наблюдателя.

Запущенный в 2001 году космический радиотелескоп им. Уилкинсона (The Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, WMAP) через два месяца полета достиг точки L2 системы Солнце – Земля и до сих пор находится там, собирая данные о космическом микроволновом фоне – реликтовом излучении, несущем в себе отпечаток Большого взрыва. Всего 10 % от начального запаса топлива позволят спутнику WMAP находиться в неустойчивом равновесии около этой точки на протяжении почти столетия – намного дольше, чем предусмотрено программой исследований[91]. НАСАвский космический телескоп следующего поколения – телескоп имени Уэбба (идущий на смену «Хабблу») тоже будет работать в точке L2 системы Солнце – Земля. И там еще много места для будущих спутников: они смогут вольготно расположиться в обширных угодьях объемом в квадрильоны кубических километров.

Еще один НАСАвский спутник-лагранжефил под названием «Дженезис» работал в точке L1 системы Солнце – Земля. Эта точка находится на расстоянии в полтора миллиона километров от Земли. В течение двух с половиной лет «Дженезис» был направлен на Солнце и собирал чистое солнечное вещество, атомы и молекулы из солнечного ветра, состав которого в некоторой степени отражает состав исходной туманности, из которой родилось Солнце и планеты.

Поскольку L4 и L5 – точки устойчивого равновесия, можно предположить, что в них будет собираться космический мусор, и поэтому отправляться туда опасно. На самом деле еще в 1772 году Лагранж предсказал, что в глубоких ямах точек L4 и L5 систем Солнце – планета будет скапливаться вещество, и в 1906 году в такой точке около Юпитера был обнаружен первый представитель семейства «Троянских астероидов». Сегодня мы знаем, что в точках L4 и L5 системы Солнце – Юпитер находятся тысячи астероидов, которые движутся по орбите Юпитера впереди и позади него и проходят вокруг Солнца за один юпитерианский год. Будто пойманные захватными лучами, эти астероиды вечно удерживаются на месте центробежной силой и силами тяготения в системе Солнце – Юпитер. (Навсегда застрявшие во внешней части Солнечной системы, астероиды-«троянцы» не представляют опасности ни для земной жизни, ни для самих себя.) И конечно, в точках L4 и L5 систем Солнце – Земля и Земля – Луна тоже собирается космический мусор.

У точек Лагранжа есть еще одно важное свойство: перемещение из них к другим точкам Лагранжа или даже к другим планетам требует очень немного топлива. В отличие от запуска с поверхности планеты, когда большая часть топлива уходит на отрыв от поверхности, старт из точки Лагранжа не требует значительной энергии и напоминает спуск на воду корабля из сухого дока, когда для выхода в море требуется минимальное количество усилий. Вместо того чтобы мечтать о самодостаточных колониях людей и коров в точках Лагранжа, стоит мечтать о порталах, ведущих к дальним областям Солнечной системы. Попав в точки Лагранжа системы Солнце – Земля, мы оказываемся на полпути к Марсу – не в отношении расстояния или времени, а в более важном отношении количества топлива.

Можно представить, что в одной из версий нашего космического будущего в каждой точке Лагранжа Солнечной системы будет находиться заправочная станция, где путешественники смогут наполнить баки своих ракет по пути к друзьям и родственникам, живущим на других планетах или спутниках. Такой способ путешествовать, как бы футуристически он ни выглядел, не так уж оригинален. Если бы заправочные станции не были свободно разбросаны по всей территории Соединенных Штатов, для путешествия от побережья до побережья вашей машине пришлось бы тащить за собой огромную цистерну; большую часть массы вашего автопоезда составляло бы топливо, расходуемое на то, чтобы везти еще не израсходованное топливо, необходимое для трансконтинентального путешествия. На Земле мы так не путешествуем, и, возможно, придет время, когда и в космосе будем путешествовать по-другому.

Глава двадцать пятая С днем рождения, «Звездный путь»! [92]