05.11.2025, Мэтью Уильямс, Universe Today

В 1949 году знаменитый математик и физик Джон фон Нейман выступил с серией лекций в Иллинойсском университете, где представил концепцию «универсального конструктора». Эта теория была более подробно изложена в книге 1966 года «Теория самовоспроизводящихся автоматов» – сборнике работ фон Неймана, составленном и дополненном после его смерти его коллегой. В последующие годы учёные, участвовавшие в проекте поиска внеземного разума (SETI), рассматривали вопрос о том, как развитые цивилизации могли бы использовать самовоспроизводящиеся зонды для исследования галактики.

Как показали многочисленные теоретические исследования, самовоспроизводящиеся зонды (запущенные с одной планеты) могут размножиться и исследовать всю галактику в течение нескольких эонов. Согласно новому исследованию профессора Алекса Эллери из Карлтонского университета, эти зонды, возможно, уже посетили Солнечную систему, а некоторые из них могут работать здесь прямо сейчас. Как он рекомендует в своей недавней статье, будущие исследования SETI должны быть направлены на выявление характерных техносигнатур, которые будут оставлять эти зонды.

Алекс Эллери — профессор инженерно��о дела в Центре исследований саморепликации (CESER) и на кафедре машиностроения и аэрокосмической техники Карлтонского университета. Ранее Эллери исследовал концепцию зондов фон Неймана и их потенциал как жизнеспособного метода межзвёздных исследований развитыми цивилизациями, а также их значение для программы SETI. В своей последней работе он вновь рассматривает обоснование таких зондов, их влияние на парадокс Ферми и то, как потребности в ресурсах определяют их поведение, создавая заметные техносигнатуры.

Будучи исследователем CESER, Эллери хорошо разбирается в концепции зондов фон Неймана и технологических инновациях, которые будут использованы для их создания. В предыдущем исследовании Эллери подробно описал, как 3D-печать, саморепликация и робототехника позволят людям создавать зонды фон Неймана раньше, чем ожидалось. Он также провел детальное исследование того, как инженеры-люди могли бы установить ограничения на количество самовоспроизведений каждого зонда, тем самым гарантируя, что они не выйдут из-под контроля (согласно гипотезе «берсерка»).

В этих и других работах Эллери также утверждает, что поиск зондов фон Неймана и техносигнатур, которые они могли бы оставить, — это приоритетная задача исследователей SETI, в отличие от традиционной практики поиска радиосигналов в ночном небе. Он отмечает, что для этих поисков Солнечная система должна стать хорошей отправной точкой, что перекликается с рекомендациями профессора Грегори Л. Мэтлоффа, приведенными в его статье «Зонды фон Неймана: рациональное определение времени межзвёздных перелётов».

Вот, что он сказал Universe Today в другой статье:

Солнечная система огромна и по большей части не исследована, а зонды могут быть очень маленькими. Зонды могут быть повсюду: в кратерах на Луне или скрываться в поясе астероидов и поясе Койпера. Только в поясе Койпера находится 100 миллионов объектов, и мы исследовали только два, один из которых имел весьма аномальную форму.

Аналогичным образом, Эллери рассматривает, как исследователи SETI и будущие исследователи могли бы искать свидетельства присутствия внеземных зондов посредством целенаправленного поиска. Первым шагом, по его мнению, является рассмотрение обоснования отпр��вки самовоспроизводящихся зондов.

Мотивация

Как он указал в своей статье, наиболее очевидной причиной участия вида в межзвёздных исследованиях является выживание. Это может быть мотивировано желанием жить за пределами стадии главной последовательности своей звезды, угрозой уничтожения более развитой цивилизацией или страхом того, что технологический прогресс в конечном итоге поставит под угрозу существование её создателей. Как он сообщил Universe Today по электронной почте, во всех случаях самовоспроизводящиеся зонды представляют собой наиболее эффективный и реалистичный способ обеспечения выживания развитой цивилизации:

Движущей силой инопланетных зондов будет выживаемость в их локальной среде, будь то период существования звезды главной последовательности, тектоническая активность и т.д., а также военная разведка для оценки угроз и союзов. Хотя многие из нас мотивированы [жаждой] знаний (одним из видов которых является военная разведка), наука сама по себе не является движущей силой. Не является она и инстинктом исследователя — обычно в основе исследований лежат жадность или желание побега. Колумб хотел найти путь к богатствам Китая, но Америка стояла на пути

Более того, он продолжает демонстрировать, что такие зонды не будут подвержены тем же ограничениям, что и биологические организмы. Это касается и движения, поскольку современные зонды смогут выдерживать ускорение свыше 9,8 м/с² (сила земного тяготения) и не потребуют экзотических методов движения. Кроме того, межзвёздным зондам не потребуются припасы, биорегенеративные системы жизнеобеспечения и утилизация отходов. Все необходимые материалы можно будет собирать по пути.

Это включало бы в себя добычу ресурсов из звёздных систем - таких как пояса астероидов и/или более мелких каменно-металлических тел, или из объектов, обнаруженных в межзвёздной среде, включая астероиды, кометы и планеты-изгои. Это стремление к исследованиям и оценке угроз, в сочетании с потребностью в ресурсах, привело бы к предсказуемому поведению, которое могло бы помочь в поиске межзвёздных зондов.

Деятельность

Исходя из вопроса о мотивации, Эллери приходит к выводу, что деятельность межзвёздных самовоспроизводящихся зондов будет следовать общей схеме, которую можно разбить на шесть вероятных этапов.

Во-первых, они будут исследовать повсеместно распространённые астероиды и луны в определённой системе в поисках легкодоступного сырья, необходимого для универсального строительства.

Во-вторых, из этих материалов они будут строить исследовательские зонды для всестороннего исследования звездной системы в поисках ресурсов и пригодной для жизни среды.

В-третьих, они выберут и обезопасят богатые ресурсами места для создания баз для операций по саморепликации.

В-четвёртых, они начнут создавать новые копии самих себя, включая зонды-разведчики и зонды-дозорные.

Пятый этап будет включать долгосрочное и детальное исследование звездной системы с помощью этих же зондов.

Шестой и последний этап предполагает выполнение зондами конкретных заданий, которые могут включать строительство цилиндров О’Нила для будущих поселенцев, при этом (надеюсь) не посягая на потенциально пригодные для жизни планеты.

Другая возможная, хотя и весьма спорная, задача — заселение планет простыми или более сложными организмами (также известная как направленная панспермия). Основываясь на таком распределении активности, самовоспроизводящиеся зонды будут создавать техносигнатуры, которые можно будет искать в будущих исследованиях.

Возможные сигнатуры

Помимо возвращения на Луну к концу этого десятилетия и отправки пилотируемых исследовательских миссий на Марс в следующем, существует множество планов коммерциализации низкой околоземной орбиты (НОО), окололунного пространства и космоса за его пределами. Есть надежда, что эти усилия будут способствовать «Великой миграции» в космос, что, возможно, приведёт к появлению поселений на других небесных телах и «островов в космосе» (в духе цилиндров О’Нила и торов Стэнфорда). Как пояснил Эллери, для того, чтобы исследование Солнечной системы человеком переросло в коммерческую индустриализацию, мы должны знать, где найти ресурсы, необходимые для этого перехода.

В первую очередь Эллери рассматривает астероидные ресурсы, которые, вероятно, столь же обильны в других звездных системах, как и в нашей. Помимо принципа Коперника, гласящего, что Земля и наша Солнечная система являются типичными объектами, существуют также существенные доказательства в поддержку этой идеи. Сюда входят исследования образовавшихся до образования Солнечной системы межпланетных пылевых частиц, которые, как было обнаружено, содержат нитриды, карбиды, оксиды, силикаты металлов и железоникелевые сплавы — строительные блоки планет, планетезималей и астероидов.

Более того, планетезимали образовавшиеся у белых карликов, в радиусе 650 световых лет (200 парсеков) от Земли, состояли преимущественно из кислорода, магния, кремния и железа, с меньшей концентрацией летучих веществ, таких как углерод, сера и азот, что аналогично астероидам и лунам в нашей Солнечной системе. Помимо астероидов, самовоспроизводящиеся зонды, вероятно, будут направляться к Луне и подобным каменистым телам из-за их состава (кремний, никель-железо и другие металлы), что отчасти обусловлено столкновениями с астероидами, которые происходили на протяжении нескольких миллиардов лет.

В конечном итоге Эллери приходит к выводу, что астероидную обработку будет трудно отличить от естественных процессов, и что Луна является идеальной базой для самовоспроизводящихся зондов, где они смогут разместить свои производственные мощности. Более того, он предполагает, что ядерные реакторы, вероятно, будут обеспечивать эти процессы энергией, поскольку они являются высокоэффективным источником энергии с практически неограниченной плотностью энергии. К таким реакторам могут относиться модели Magnox – тип газоохлаждаемого реактора, использующего природный уран, графит и углекислый газ в качестве теплоносителя.

Он пришел к выводу, что эти объекты могли быть созданы с использованием лунных ресурсов, и что реакторы должны были оставить следы изотопных отношений тория-232, неодиния-144 и/или бария-137. «Мы также предполагаем, что в рамках экономической торговли ресурсами самовоспроизводящийся зонд мог оставить артефакты, захороненные вместе с астероидными ресурсами на Луне, — написал он. — Такие «подарки» можно будет обнаружить и получить доступ к ним только после достижения определённого уровня технологического развития». Всё это делает Луну идеальным местом для начала поиска возможных признаков сопутствующих техносигнатур.

Эти поиски могли бы воспользоваться планами NASA и других космических агентств по созданию «устойчивой программы исследования и освоения Луны». Он подытожил:

Думаю, на Луне будут обнаружены измеримые техносигнатуры – необычные соотношения изотопов урана или тория на поверхности и подземные магнитные ��номалии. Если мы начнём заселять Луну, мы будем искать ресурсы для использования, в частности, никель, кобальт и вольфрам, которые астероиды доставляют в её недра. Думаю, если нас посещали, среди этих астероидных металлов может быть спрятан «подарок» в обмен на добычу наших ресурсов. Этим подарком может стать универсальная строительная машина, которая пригодится как в ближайшее время, так и в будущем любой цивилизации, заселяющей Солнечную систему до начала межзвёздных экспедиций.

Прогнозируется, что в ближайшем будущем исследование Солнечной системы человеком уступит место коммерческому освоению и созданию постоянных аванпостов в космосе, а также на других планетах и ​​небесных телах. Прежде чем обосноваться за пределами Земли и низкой околоземной орбиты, возможно, нам стоит задуматься о поиске чего-то большего, чем просто ресурсов и строительных площадок. Целенаправленный поиск техносигнатур может открыть нечто гораздо большее, например, доказательства того, что человечество не одиноко во Вселенной. Аналогичным образом, Солнечная система до сих пор практически не учитывалась в проектах SETI в целом и в поиске техносигнатур в частности.

Научная статья: TECHNOSIGNATURES OF SELF-REPLICATING PROBES IN THE SOLAR SYSTEM - ALEX ELLERY.

Перевод: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti)
Оригинал: Self-Replicating Probes Could be Operating Right now in the Solar System. Here's How We Could Look for Them.