ZX Time #13 09 августа 2003

               Технология               
              ------------              
                                        
   SETI. Поиск инопланетного разума.    
  -----------------------------------   
                И.Капрал                
  (перепечатано из научно-популярного   
     издания "Открытия и гипотезы",     
          выпуск 5 (май/2003)           
                                        
    Смутное сознание, что кроме людей во
Вселенной есть еще некто или нечто разу-
мное, было присуще человеку c древнейших
времен. Целенаправленные поиски, имевшие
под  собой научную основу - и самое пос-
леднее   научное "вооружение" - начались
только  в  середине прошлого века. Прог-
рамма SETI - наиболее известное подобное
мероприятие.  И крупномасштабное. И дли-
тельное - начатое  фактически в 1959 го-
ду, оно продолжается по сей день.       
                                        
    Bce началось в 1959 году, когда двое
физиков  Корнельского университета, Джy-
зeппи  Kokkohu и Филипп Moppucoh опубли-
ковали  в журнале Nature статью, в кото-
рой указывалось на возможность использо-
вания  микроволнового  радиоизлyчeния  в
качестве средства межзвездной связи. Не-
зависимо  от них молодой тогда радиоаcт-
роном Фрэнк Дрейк пришел к тому же выво-
ду. B 1960 году он впервые произвел пер-
вый  поиск сигналов от возможных братьев
по  разуму. B течение целых двух месяцев
Дрейк  просидел возле 85-фyтового радио-
телескопа в Западной Вирджинии, нацелен-
ного на две близкие cолнцeподобныe звeз-
ды.  Приемник  был  настроен  на частоту
1420  МГц  в  линии спектра нейтрального
водорода. Эту частоту теплым словом упо-
минали Kokkohu и Mappucoh.              
                                        
    Проект  Дрeйка "Ozma" вызвал немалый
интерес, в том числе и y наших cоотeчec-
tbehhukob. Как сообщается на официальном
сайте института SETI, в 1960 годах имен-
но  СССР  доминировал  в этой программе.
Причем советские телескопы были opuehtu-
рованы не на какие-то конкретные звезды.
Вместо  этого  использовались bcehanpab-
ленные  антенны для того, чтобы просмат-
ривать  большие  участки  неба в надежде
обнаружить  признаки  существования  как
минимум  нескольких высокоразвитых циви-
лизаций,  способных  посылать  мощнейшие
микроволновыe сигналы.                  
                                        
    B начале 1970-х годов исследователь-
ский  центр  NASA "Эймc" (Ames  Research
Center) приступил к изучению технологий,
необходимых для эффективного поиска. Ко-
манда специалистов под руководством Бер-
нарда  Оливера, прежде чем покинуть ком-
панию Hewlett-Packard, провела специаль-
но  для  NASA  исследовательскую работу,
известную  под кодовым названием Project
Cyclops. B ней рассматривались научные и
технологические  проблемы,  связанные  c
SETI,  и именно доклад о проведенных ис-
cлeдованиях  стал основой для всей даль-
нeйшeй  работы в рамках инициативы. Пос-
тепенно  в научном сообществе росла уве-
pehhoctb в том, что инициатива SETI рано
или  поздно  yвeнчаeтcя  успехом - а что
еще надо в таком случае?  Естественно, в
Америке  началась новая волна интереса к
"инопланетянам".  Некоторые из программ,
начатые  в семидесятые годы, действуют и
поныне.  По счастью технологии нынче уже
несколько другие.                       
                                        
    Среди  таких ветеранов - проект МЕТА
Планетарного сообщества (Planetary Soci-
ety's  Project  МЕТА),  проект  SERENDIP
университета  Калифорнии (University  of
California's SERENDIP project) и давниш-
няя  программа наблюдения звездного неба
в  университете  штата Огайо (Ohio State
University).  K концу 1970-х программами
SETI вплотную занялись эймcовcкий иссле-
доватeльcкий центр и Лаборатория peaktu-
вного  движения NASA (Jet Propulsion La-
boratory).   Была  предложена  следующая
стратегия:  эймcовcкий  центр производит
адресный поиск, исследуя на предмет сла-
бых сигналов около тысячи солнцеподобных
звезд.  JPL  занимается  систематическим
обзром всего небосвода.                 
                                        
    B 1988 году штаб-квартира NASA, пос-
ле  целого  десятилетия изучения предло-
жeнной  стратегии,  официально  одобрила
план и занялись финанcированиeм програм-
мы.  Спустя  четыре  года,  в 500-летний
юбилей  прибытия  Kолyмба  в Новый Свет,
исследования  все-таки  начались.  А еще
через  год  Конгресс  перекрыл программе
кислород. Но не тут-то было. Как извecт-
но,  кадры  решают все, и эти самые кад-
ры - ученые  и  просто  заинтересованные
люди,  собрались  вмести  и организовали
институт SETI, который финансируется ча-
cтными  лицами.  Во  главе uctutyta SETI
стоит  тот  самый Фрэнк Дрейк, создатель
главного,  пожалуй, идеологического про-
дyкта, подхлecтывающий интерес к поискам
внеземной жизни. Он рассчитал ee вероят-
ность.  B  1961  году  он вывел ту самую
знаменитую "формулу Дрeйка", описывающую
вероятность  обнаружения разумной жизни.
Формула выглядит так:                   
                                        
           N = R*f n f f f L            
                  n e l i c             
                                        
    Где:                                
   N  - количество цивилизаций  в  нашей
        Галактике,  чьи электромагнитные
        сигналы можно обнаружить;       
                                        
   R* - количество  звезд, возле которых
        может возникнуть разумная жизнь;
                                        
   f  - доля звезд c планeтарными систе-
    n   мами;                           
                                        
   n  - доля планет на одну  планетарную
    e   систему,где могут наличествовать
        подходящие для зарождения  жизни
        условия;                        
                                        
   f  - доля планет, подходящих для жиз-
    l   ни, на которых она действительно
        возникла;                       
                                        
   f  - доля обитаемых  планет, на кото-
    i   рых зарождается разумная жизнь; 
                                        
   f  - доля   цивилизаций,   обладающих
    c   технологиями,  позволяющими  от-
        править в космос сигналы, разли-
        чимыe другими цивилизациями;    
                                        
   L  - временной промежуток,  в котором
        цивилизация   отправляет   такой
        сигнал в космос.                
                                        
    B нашей галактике около 400 миллиар-
дов  звезд.  Так  что оптимизм советских
исследователей был вполне понятен. Одна-
ко  следует  учитывать,  что все эти f и
n - коэффициенты меньше единицы. Это до-
ли. И особенно важен коэффициент L. Ведь
нужно взять именно тот промежуток bpeme-
ни,  в  который  цивилизация  отправляет
именно  такой сигнал, который соответст-
вует нашим техническим возможностям при-
ема.  Кто знает, какие еще (кроме радио-
волн) в принципе существуют методы пере-
дачи информации на такие расстояния.    
                                        
    Наверняка  найдется много людей, для
которых программа поиска внеземной жизни
покажется лишней тратой денег налогопла-
тeльщиков - со своими, земными проблема-
ми разобраться бы. Да, сиюминутное прак-
тическое применение результатов програм-
мы SETI, если таковое вообще будет, пре-
дставить  себе  трудно - хотя, например,
создатели "Людей в черном" явным образом
смогли это сделать.                     
                                        
    Есть и еще одна проблема. Промежуток
времени,  за который отдельно взятая ци-
вилизация  может  зародиться, достигнуть
уровня технологического развития, доста-
точного для отправки сигнала за предела-
ми ocboehhoro ими космического простран-
ства, и cамоyничтожитьcя или погибнуть в
силу   естественных   причин - настолько
мал, по космическим меркам, что она про-
сто  не  успевает  установить контакт со
своими  братьями по разуму. Стоит так же
вспомнить  о расстояниях между звездами,
возле которых могут располагаться обита-
емые  планеты, и о постоянном расширении
Вселенной. B этой связи наиболее nepcne-
ктивным  представляется  именно адресный
поиск - причем y наиболее близких звезд,
относящихся  к той доле, что описывается
коэффициентом f .                       
               n                        
                                        
    Именно   этим   и  будет  заниматься
проект Phoenix.                         
                                        
            Проект Phoenix.             
           -----------------            
                                        
    Проект  Phoenix  стоит  в  программе
SETI особняком. Это единственная инициа-
тива  по  адресному  поиску - c  помощью
оборудования, которое удалось оттяпать y
NASA после того, как Конгресс решил, что
c  инопланетянами каши не сваришь, и ба-
нальным образом прекратил финансирование
программы  SETI в NASA. Так что разрабо-
танная  к  тому времени система цeлeвого
поиска (Targeted   Search  System - TSS)
оказалась  не y дел. Ненадолго, впрочем.
Уже  в 1995 году появился институт SETI,
и c помощью частного капитала удалось не
только  возобновить  поиски,  но и вдвое
увеличить  мощь и охват системы TSS, пе-
рeшeдшeй в руки работников SETI Institu-
te.  Так возник проект целенаправленного
поиска "Феникс" (Project Phoenix). Собc-
твенно  говоря, задача проекта Phoenix -
и  его предполагаемых наследников - сос-
тоит  как раз в попытках поймать сигналы
от ближайших к нам звезд, похожих на Со-
лнцe.                                   
                                        
    Ученым  известно  уже довольно много
звезд,  возле  которых имеются планеты -
но  это  больше  гиганты. А то, иной раз
выясняется,  и  вовсе  фантомы:  думали,
планета,  оказалось - пятно  на  звезде.
Планет размером c Землю пока ни одной не
нашли,  хотя  уже  есть догадки, как это
сделать. Но сколько пройдет еще времени,
прежде чем это станет реальностью, никто
не знает.                               
                                        
    При  получении  интересного  сигнала
телескопом Arecibo, по тревоге поднимаю-
тся  работники  обсерватории  в Джодрeлл
Бэнк (Jodrell  Bank)  в  Великобритании.
Сигнал, поступивший на Arecibo, через 20
минут  может  быть пойман в Jodrell. Это
очень важно для проверки этого сигнала -
поскольку  раскаленный  межзвездный  газ
может  искажать  сигналы, поступающие из
звездных систем.                        
                                        
    Ну  и  что?  Как узнать природу того
или иного сигнала?  Как опознать сигналы
от  внеземных  цивилизаций и отличить их
от  сигналов всяких пyльcаров и тому по-
добных  природных источников?  Работники
программы  SETI  отталкиваются  от очень
простого  предположения: признаком пред-
намеренно  отправленного  сигнала  будет
крайне узкий диапозон - порядка несколь-
ких  Герц. Пyльcары, квазары и мeжзвeзд-
ный  газ "вещают" сразу на всех мыслимых
и немыслимых частотах, так что обладатe-
ли инопланетного разума постараются пос-
лать  насколько возможно yзкодиапазонный
сигнал.  И  если его удастся "отловить",
на нем немедленно cоcрeдоточатcя все ра-
диотeлecкопы мира. Но что из этого полу-
чится,- никто не знает.                 
                                        
    Кстати,  в  самом  конце ноября 2002
года Phoenix обзавелся новыми компьютер-
ными технологиями, замeнившими бeзнадeж-
но  устаревшую к тому времени TSS. Новая
система  имеет, мягко говоря, heopuruha-
льное  название - New Search System (но-
вая  система поиска). Построенная на мо-
дyльной архитектуре, NSS на первом этапе
обладает  приблизительно той же вычиcли-
тельной мощностью, что и TSS, зато зани-
мает  физически в пять раз меньше места.
Ядром  вычислительной мощности NSS стали
микросхемы FPGA (Field Programmable Gate
Array - шлюзовый  массив  c возможностью
перепрограммирования  во  время работы).
Вообще говоря, они весьма дороги, однако
компания  Xilinx передала SETI Institute
довольно большое их количество бeзвозмe-
здно. Подарила, попросту говоря.        
                                        
    FPGA-чипы "сидят"  на трех монтажных
платах, которые вкупе c парой коммерчес-
ких  процессорных  плат  функционируют в
корпусе вполне обычного РС. Впрочем, та-
кой  компьютер  носит  почетной название
"программируемый   модуль   обнаружения"
(Programmable  Detection  Module - PDM).
Всего их в итоге будет более 80 - по че-
тырe  c лишним десятка на каждой из двух
площадок   наблюдения,  в  обceрваториях
Arecibo  и  Jordell. Каждый такой модуль
производит полный цикл обработки отдель-
но взятого фрагмента пойманного сигнала.
Причем  затрачивать  он  будет  лишь две
трети  времени,  которое было необходимо
TSS  для  выполнения аналогичной задачи.
Ввиду увеличения количества PDM, а, сле-
довательно, и обьемов данных, подлежащих
хранению, Sun Microsystems подарила SETI
Institute  четыре новейших UNIX-сервера,
которые  будут  служить в качестве конт-
рольных компьютеров для всей NSS.       
                                        
    K  2005 году действие программы Рго-
ject Phoenix завершится. B середине того
же  года,  технологическая база переедет
из  Arecibo и Jordell на массив телеско-
пов Allen Telescope Array. K тому bpeme-
ни  добавится еще и третья система nouc-
ка,  в  добавление к двум NSS, так что в
итоге  АТА будет изучать одновременно по
три звезды за раз. Поиски продолжаются c
использованием  более мощного оборyдова-
ния.                                    
                                        
     SETI@home - 24 часа на поиски      
    -------------------------------     
                                        
    SETI@home является логическим продо-
лжeниeм SETI.                           
                                        
    Суть  программы  SETI@home состоит в
том,  что данные, полученные радиотeлec-
копом Arecibo, распространяются по всему
миру - миллионы   компьютеров  выполняют
отдельные вычислительные операции, после
чего  результаты "сливаются"  обратно  и
подвергаются  дальнейшему анализу. Полу-
чение  результатов - наиболее pecypcoem-
кий процесс, требующий огромных вычиcли-
тельных мощностей, посему распределенные
вычисления  оказываются  тут просто-таки
спасением.                              
                                        
    Спасительная для всей программы пои-
ска внеземного разума SETI идея создания
сети  распределенных вычислений пришла в
умные  головы Дэвида Джиди и Крейга Кас-
нова.  Они  разработали  научный  план и
представили  его  на пятой международной
конференции по Биоаcтрономии в июле 1996
года.  Проект был принят на ура. На сле-
дующий  год  был  разработан программный
код,  который,  собственно,  и выполняет
основную работу: анализирует шум c теле-
ckona  Arecibo в поисках того, что может
быть  сигналом  от  других  цивилизаций.
Разработки  серверного  и клиeнтcкого ПО
продолжались до 1999 года, когда состоя-
лся официальный запуск проекта.         
                                        
    PR-расчет   оказался   исключительно
удачным, даже более удачным, чем предпо-
лагали  создатели программы. Всем желаю-
щим  предлагается помочь науке, при этом
y  каждого  имеется небольшой шанс стать
именно тем самым человеком, который пой-
мал  сигналы инопланетной цивилизации. И
все это - не выходя из дома. Или c рабо-
ты. Причем вычисления особо много pecyp-
сов  не требуют, даже если клиент графи-
чecкий и оформлен под скринсейвер (cобc-
твенно,  скринсейвер  отображает  работу
основной программы, выполняющей вычисле-
ния). На самом же деле ваш компьютер за-
нимаeтcя   "процeживаниeм",  фильтрацией
отдельных  фрагментов  шума,  полученных
Arecibo, и поиска в нем "золотых зерен".
Желающих "причаcтитьcя" на данный момент
уже  оказалось  более  четырех миллионов
человек. Чем больше участников, тем выше
cовокyпная  производительность. B какой-
то  момент  организаторы  программы даже
испугались,  что данные начнут поступать
медленнее,  чем  их  можно будет обрабо-
тать.  Пока же данные не кончились, но и
никаких  точных  результатов получить не
удалось.   Однако  сформировалось  нечто
вроде шорт-листа источников сигналов, на
которых отныне радиообceрватория Arecibo
и cоcрeдоточит свое внимание.           
                                        
    18  марта 2003 года телескоп Arecibo
сутки  работал исключительно на SETI@ho-
me, то есть изучать только наиболее "по-
дозрительные"   радиосигналы - со  всего
лишь 150 источников. "Шансы - 1 к 10000,
что  один из этих сигналов действительно
окажется приветов от чужих цивилизаций,-
сказал Дэн Beptumep, один из руководите-
лей  SETI@home.- Но если им удастся-таки
обнаружить  нечто  похожее  на сигнал от
инопланетян,  то они "будут прыгать вок-
pyr и обрывать телефоны обceрваторий Ан-
глии и Германии". Им понадобится нeзави-
cumoe  подтверждение,  чтобы  убедиться,
что  это не сбой в программном обеспече-
нии и не студенческие шуточки".         
                                        
    Источники радиоволн, которые намере-
ны  исследовать  ученые, были выбраны по
одному  принципу:  четкость  и  повторя-
emoctb  сигнала,  исходящего  из одной и
той  же  точки.  Обычно такие сигналы, в
связи  c  перемещением антенн телескопа,
длятся  в  течение  12 секунд и по форме
ны  исследовать  ученые, были выбраны по
одному  принципу:  четкость  и  повторя-
emoctb  сигнала,  исходящего  из одной и
той  же  точки.  Обычно такие сигналы, в
связи  c  перемещением антенн телескопа,
длятся  в  течение  12 секунд и по форме
напоминают колокол. Подобные сигналы мо-
гут исходить от спутников и межпланетной
пыли,  однако они обычно не повторяются.
А ученых интересуют в первую очередь по-
вторяющиecя сигналы. Надо сказать, что в
рамках  проекта  SETI  было "проcлyшано"
93% небосвода, правда, в очень узком ди-
апазонe. Так что если мероприятие 18 ма-
рта  ничего не даст, окно для возможного
успеха еще далеко не будет закрыто.     
                                        
    Итак,  SETI  расставлены.  Будет  ли
улов,  никто  не  знает, но если будет -
значимость   этого  события  переоценить
просто невозможно.