7 февраля 2010 г.

ECM-разгадка № 1: Пластинки «Пионеров»

Две недели назад я опубликовал пост «ECM-загадка: Что это за картинки?». Загадкой картинки оставались недолго – уже на следующий день правильный ответ на все вопросы дал читатель моего блога Андрей Сукач (Andrei Sukach). Но поскольку я обещал рассказать о каждой из картинок в своих постах, приступаю к выполнению обещания (к сожалению, по объективным рабочим причинам, я задержался с этими рассказами на целую неделю, но обещаю быстро наверстать упущенное).

 Сегодня мой рассказ о первой картинке – так называемых «пластинках Пионера». Цитата из русскоязычной Википедии в ответе-комментарии Андрея содержит основные факты об этих пластинках, так что тем, кого интересовал только ответ на вопрос «Что это за картинка?» дальше можно и не читать :). Я же постараюсь рассказать чуть больше, чем написано в Википедии, использовав не только материал из англоязычного оригинала, который по объему примерно в три раза больше, но и дополнительные источники информации – не зря же мой блог называется «ECM Discovery» :).

Пластинки «Пионеров» (Pioneer plaques) - две идентичные пластинки из анодированного золотом алюминия, расположенные на бортах космических аппаратов NASA «Пионер-10» (запущен 2 марта 1972) и «Пионер-11» (запущен 5 апреля 1973), с символической информацией о человеке, Земле и её местоположении. Основной миссией двух космических аппаратов «Пионер» («Pioneer») было исследование Юпитера пролет на близком (по космическим масштабам) расстоянии и фотографирование планеты с последующей передачей снимков на Землю. После прохода мимо Юпитера «Пионеры» должны были продолжить свой полет и стать первыми рукотворными объектами, вышедшими за пределы Солнечной системы. Теоретически в отдаленном будущем аппараты могут достигнуть соседних галактик и попасть в «руки» представителей внеземных цивилизаций. Именно эта теоретически-вероятностная перспектива послужила толчком для возникновения идеи о размещении на борту каждого из аппаратов-близнецов своеобразного послания от человечества внеземным цивилизациям. Автором идеи был британский журналист и астроном-любитель Эрик Берджесс (Eric Burgess). Берджесс сумел заинтересовать своей задумкой известного американского астронома и астрофизика Карла Сагана (Carl Sagan), имевшего непосредственное отношение к программе «Пионеров», и именно благодаря Сагану идея Берджесса была воплощена в жизнь.
Помните классику романов о морских путешествиях, кораблекрушениях и необитаемых островах? Спасшиеся после кораблекрушения мореплаватели бросают в волны океана запечатанную бутылку с посланием – в надежде, что «письмо» дойдет хоть до какого-нибудь адресата на другом берегу… Пластинки «Пионеров» - то же «письмо в бутылке», только созданное и отправленное в космический «океан» с использованием высоких технологий.

NASA согласилась с идеей о размещении посланий на борту «Пионеров» и дала Сагану три недели на его разработку. Совместно со своим коллегой Фрэнком Дрейком (Frank Drake) К.Саган разработал дизайн пластинки-послания; фигуры людей на пластинке были прорисованы тогдашней женой Сагана – Линдой Сальцман-Саган (Linda Salzman Sagan).

Содержание послания
Главная идея послания – дать представление его возможным получателям о происхождении аппарата «Пионер» и его создателях.
В принципе, послание достаточно лаконично, оно содержит информацию о:
  • Месте старта «Пионера» (третья планета в Солнечной системе)
  • Траектории полета космического аппарата (пролет мимо Юпитера и уход в глубины Вселенной)
  • Расположении Солнечной системы в Галактике (относительно хорошо узнаваемых «маяков» - пульсаров)
  • Внешнем виде создателей аппарата (фигуры мужчины и женщины на фоне силуэта «Пионера»)
  • Универсальном эталоне длины и времени (длина волны, излучаемой атомом водорода при изменении энергетического состояния, и частота излучения).
Рассмотрим содержание послания подробнее.
В левом верхнем углу пластинки приведено схематическое изображение так называемого сверхтонкого расщепления атома нейтрального водорода – в ходе этого процесса излучается электромагнитная волна длиной около 21 см, которую можно считать универсальным (во всех смыслах – вспомним, что «Universe» в переводе на русский означает «Вселенная») эталоном длины. Частота волны, излучаемой водородом – 1420 МГц.
Водород является самым распространенным элементом во Вселенной, и создатели послания вполне логично предположили, что процессы изменения энергетических состояний его атомов должны быть хорошо знакомы потенциальным получателям этого «электронного письма».
Обе названные единицы (длина и частота) используются в связи с другими символами, изображенными на пластинке.

Безусловно, наиболее заметными на пластинке (и вызвавшими наибольшее число споров и критики – о чем в следующем разделе поста) являются фигуры мужчины и женщины, изображенные на фоне силуэта «Пионера». По замыслу авторов послания, изображение в одном масштабе человеческих фигур и космического аппарата должно дать представление о размерах людей. Правда, не совсем понятно, как получатели послания должны будут догадаться о том, что для этих элементов изображения используется один и тот же масштаб. Видимо, не очень рассчитывая на догадливость внеземных исследователей, разработчики послания подстраховались – рост женщины задан относительно ранее определенного эталона (длины волны, излучаемой водородом). Между двумя горизонтальными штрихами справа от фигуры женщины указано двоичным кодом (предполагалось, что двоичная система также известна в любом уголке Вселенной) число 8 – это должно означать, что рост женщины равен 8-ми эталонам длины, т.е. составляет 168 см.
Фигура мужчины изображена с рукой, поднятой в приветственном жесте (правда, опять-таки не очень понятно – как получатели послания должны догадаться, что означает этот жест). По другой версии, поднятая рука должна продемонстрировать двигательные возможности человеческих конечностей.
На первоначальном эскизе Линды Саган мужчина и женщина были изображены держащимися за руки. Однако, Карл Саган высказал опасение, что внеземные получатели послания могут воспринять такое изображение как единый организм, и руки пришлось разъединить. Черты людей на пластинке сделаны максимально расово-нейтральными, хотя все-таки они более типичны для белых людей западного цивилизационного генотипа.

Уже упоминавшаяся 15-лучевая «звезда» в левой части пластинки определяет расположение нашего Солнца относительно 14 наиболее близких к нему пульсирующих звезд (пульсаров) и центра Галактики. Длина каждого из 14-ти лучей (не считая 15-го – горизонтально направленного вправо) определяет относительное расстояние от Солнца до каждого из пульсаров; длинные последовательности двоичных чисел (горизонтальный штрих соответствует цифре «0», вертикальный – цифре «1») задают периоды (в эталонных единицах, привязанных к частоте излучения атома водорода), через которые повторяются импульсы излучения каждого из пульсаров. Поскольку частота пульсаров изменяется со временем, по разнице значений периодов для каждого из пульсаров можно будет вычислить момент запуска космического аппарата. Избыточное число «маяков» - 14 – задано на пластинке, исходя из предположения, что к моменту обнаружения аппарата не все пульсары будут оставаться действующими. Для правильной галактической триангуляции – вычисления положения Солнца – будет достаточно всего 3-х действующих пульсаров.
В описании пластинки упоминается, что тонкие перпендикулярные штрихи вблизи концов каждого из 14-ти лучей задают Z-координату, т.е. «возвышение» пульсара над плоскостью Галактики (мне опять же непонятно, как об этом должны будут догадаться будущие исследователи послания).
15-ый луч, идущий горизонтально к правому краю пластинки, определяет относительное расстояние Солнца до центра Галактики (в том же масштабе, что и расстояния от Солнца до пульсаров).

В нижней части пластинки расположено хорошо узнаваемое (людьми, конечно же :) ) схематическое изображение Солнечной системы. Расстояния от Солнца до планет заданы двоичными числами, расположенными рядом с изображением каждой планеты. В данном случае за единицу измерений принято 1/10 расстояния от Меркурия до Солнца.
Линия, идущая от 3-ей планеты (Земли) мимо наиболее крупной планеты (Юпитера) символизирует пролет «Пионера» мимо Юпитера и дальнейший уход (стрелка на конце линии) в глубины Вселенной.

Критика послания
Практически с того самого момента, как изображения на пластинках «Пионера» были опубликованы, появились критики – как формы, так и содержания послания.
Главная претензия критиков состояла в том, что послание излишне антропоцентрично – т.е., что оно разрабатывалось в расчете на человеческую логику и человеческое восприятие. Те части послания, которые легко понимаются людьми даже без специальной научной подготовки (изображения человеческих фигур, условная траектория движения аппарата, схема Солнечной системы) могут оказаться сложными для понимания и расшифровки их смысла представителями внеземных цивилизаций.
Кстати, хорошо известный курьезный факт - практически ни один из учёных, не занятых в проекте «Пионеров», которым показывалось послание, не смог расшифровать его полностью.
Одна из частей диаграммы, а именно стрелка, показывающая предполагаемую траекторию аппарата после пролета Юпитера, абсолютно понятная для землян (корабль миновал орбиту Юпитера и покинул Солнечную систему), может оказаться наиболее трудной для тех, кто найдёт пластинку за пределами Солнечной системы. Сама линия, визуализирующая траектория «Пионера», тоже артефакт человеческого мышления.

Множество негативных реакций вызвал тот факт, что мужчина и женщина были изображены обнаженными. Газета «Chicago Sun-Times» при публикации изображения пластинки даже заретушировала известные места на фигурах людей :). NASA обвиняли в трате денег налогоплательщиков на отправку «непристойности» в космос. Не будем забывать – это был 1972 год, до изобретения Интернета оставалось еще больше двух десятилетий.

Кроме того, идея отправки изображения в космос критиковалась как опасная и безответственная, так как оно даёт внеземному разуму слишком много ключей к тому, где находится Земля. Карл Саган отвечал на это, что момент потенциального обнаружения послания внеземными цивилизациями настолько отдален во времени, что человечеству нет необходимости беспокоиться об этом – гораздо важнее обеспечить мир на самой Земле.

Пластинки «Пионера» и ECM
Безусловно, главный ECM-аспект пластинок «Пионера» - обеспечение долговременной сохранности содержания. Причем, ОЧЕНЬ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ сохранности. Покинув пределы Солнечной системы. «Пионер-10» движется в направлении Альдебарана (Альфа Тельца) и может достигнуть окрестностей этой звезды примерно через 2 миллиона лет. Для того, чтобы максимально защитить изображение на пластинке от воздействия частиц космической пыли, пластинка была расположена между распорками радиоантенны космического аппарата, в месте, практически исключающем прямые попадания частиц пыли – независимо от положения аппарата в пространстве и возможных траекторий движения аппарата и космических частиц.
Материал пластинки – анодированный золотом алюминий (т.н. сплав 6061 Т6) – расчитан на время жизни, исчисляемое миллионами лет, т.е. теоретически обеспечивает сохранность послания до момента доставки его «адресатам».

Комментариев нет:

Отправить комментарий