Синтез и передача межзвездного радиопослания "Cosmic Call 2003"

Синтез и передача межзвездного радиопослания
"Cosmic Call 2003"

Александр Зайцев, ИРЭ РАН, Россия

Ричард Браастад, Team Encounter, США

В июле 1999 года, по окончании четырех сеансов передачи межзвездных радиопосланий (МРП) проекта "Cosmic Call 1999" с помощью 70-м антенны и передатчика Евпаторийского планетного радиолокатора (ЕПР), мы планировали их продолжение на 14 февраля 2000 года, в День Святого Валентина, [1]. Однако должно было пройти долгих четыре с лишним года, прежде чем это продолжение смогло состояться - пять сеансов передачи МРП проекта "Cosmic Call 2003" были проведены лишь 6 июля 2003 года. Причин тут несколько, одна из них - финансовая.

Авторы статьи в зеркале 70-м Евпаторийской антенны.

Нынешний проект незначительно отличается от проекта "Cosmic Call 1999". Основная идея, автором которой считается Чарли Чейфер, Президент компании Team Encounter, осталась без изменений - для того, чтобы иметь возможность профинансировать передачу научного сообщения (Scientific Message), через Интернет собирались частные пожертвования, в основном от тех граждан, кто хотел бы отправить свои письма в космос, и из этих писем формировалась вторая часть Послания - Общественная (Public Message). В такой схеме свободное предпринимательство позволяет реализовывать оригинальные проекты, не попавшие в национальные космические программы, независимо от чиновников из министерств науки и прочих инстанций, распоряжающихся "выделением" (или "невыделением") не принадлежащих им бюджетных средств, централизованно собранных в виде налогов со всего населения. Мы считаем, что у "народного космоса" есть будущее. Яркий и наглядный тому пример - успешное продвижение следующего проекта компании Team Encounter - "Первый звездный корабль", [2].

Передающая система ЕПР, по сравнению с 1999 годом, не изменилась. Ее основные характеристики - центральная частота 5,01 ГГц, эффективная площадь передающей антенны около 2500 м², работа ведется от единого высокостабильного водородного генератора в режиме непрерывного когерентного излучения со средней мощностью до 150 кВт, цифровая информация передается путем частотной манипуляции несущей с девиацией 48 кГц, - символу "1" соответствовал сдвиг +24 кГц относительно номинала, символу "0" - сдвиг -24 кГц. Скорость передачи информации определялась по известным формулам радиосвязи, исходя из предположения, что "ТАМ", на приемном конце космической радиолинии, используется антенна с добротностью (отношение эффективной площади к суммарной шумовой температуре приемной системы) равной 20000 м²/К, что соответствует земной антенной решетке SKA, ввод в строй которой запланирован "Здесь" на это десятилетие. Для расстояния в 50 световых лет соответствующие расчеты дают для скорости передачи информации значение 400 бит в секунду, что и было выбрано для передачи Scientific Message. Для борьбы с замираниями три основных письма научного сообщения - Evpatoria Message 2003, Arecibo Message и Bilingual Image Glossary передавались трижды.

В качестве адресатов Послания из Каталога "HabStars" Института SETI были выбраны 5 окрестных звезд солнечного типа, у некоторых из которых недавно обнаружены собственные планеты. В Таблице 1 приведены названия и некоторые параметры этих звезд.

Таблица 1. Звезды-адресаты радиопосланий проекта "Cosmic Call 2003".

??	Звезда	Тип	Созвездие	Расстояние, LY
1	Hip 07918	G2V	Андромеда	41,2
2	Hip 26335	K7	Орион	37,1
3	Hip 43587	G8V	Рак	40,9
4	Hip 53721	G0V	Б. Медведица	45,9
5	Hip 04872	K5V	Кассиопея	32,8

При сопровождении антенной звезд-адресатов вводились поправки по азимуту и углу места для учета их собственного движения PM, равные удвоенному произведению PM на расстояние. Звезды в Таблице 1 упорядочены по времени начала сеансов - к звезде ? 1 передача началась 6 июля в 02:00 московского декретного времени (UT + 3h), к звезде ? 5 - в 16:00. Передача научной части продолжалась 53 минуты, продолжительность передачи писем граждан в каждом из сеансов немного варьировалась из-за различного объема передаваемой информации.

Научная часть содержала 5 отдельных писем:

1) EM 2003

2) Braastad

3) Arecibo

4) BIG

5) TE Staff

Здесь [EM 2003 = Evpatoria Message 2003] - письмо на языке Lexique 2, созданное канадскими астрофизиками Ивеном Дутилом и Стефаном Думасом, авторами предыдущего письма, составившего основу послания "Cosmic Call 1999". Его размер - 263906 бит, в нем 2078 строк по 127 символов в каждой. В отличие от письма 1999 года, где был применен язык Lexique 1 и все 23 страницы имели фиксированный размер 127 на 127 двоичных элементов, здесь авторы отошли от использовавшегося ранее принципа, и число строк на страницах различно. Содержание письма, представляющего собой попытку создать элементарную энциклопедию земных знаний, изменилось незначительно. Более подробно это письмо и принципы, положенные в его основу, описываются в статье [3] и на сайте Дутила и Думаса по адресу: http://www3.sympatico.ca/stephane_dumas/CETI

Письма [Braastad] и [TE Staff] подготовлены в компании Team Encounter (www.teamencounter.com), в них рассказывается о прошлых и будущих проектах этой компании и приводится список участников работы. Первое из этих писем занимает 88687 бит, второе - 24899 бит, в результате, их общий объем составляет 113586 бит.

Письмо [Arecibo] - повторение первого межзвездного радиопослания, отправленного из Аресибо 16 ноября 1974 года в 17:00 GMT, его размер 1679 бит [4].

Письмо [BIG = Bilingual Image Glossary] синтезировано нами на основе 12-ти бинарных изображений размером 101 элементов по 101 строке каждое, составивших Словарь понятий-образов Детского радиопослания 2001 года, [5]. Модификация Словаря заключалась в его преобразовании от 12 отдельных страниц в единую страницу. При этом, каждая из отдельных страниц (кроме последней) перед сшиванием с предыдущей и последующей страницами, укорачивалась на одну, самую нижнюю, строку, с тем, чтобы устранить удвоение ширины линий горизонтального обрамления. В результате, единая страница BIG содержит (12 ´ 100 + 1) = 1201 строк, а ее двоичный массив имеет размер, равный произведение двух простых чисел - 101 и 1201, что составляет 121301 бит. Слева на рисунке приведено изображение письма BIG.

Суммарный объем пяти писем научной части составляет 500472 бит, что при скорости 400 бит/сек, троекратном повторении писем EM 2003, Arecibo и BIG и однократном - писем Braastad и TE Staff, занимало 53 минуты. Во времени передаваемая последовательность писем научной части послания "Cosmic Call 2003" имела следующий вид:

Þ EM 2003 Þ EM 2003 Þ EM 2003 Þ Arecibo Þ Arecibo Þ Arecibo Þ BIG Þ BIG Þ BIG Þ Braastad Þ TE Staff

Таким образом, здесь впервые в практике синтеза и передачи межзвездных радиопосланий нами было скомпоновано и отправлено Послание, научная часть которого представляла собой результат международного, интернационального творчества ученых и специалистов США, Канады и России. Именно такими и должны быть Письма с Земли, - такова наша позиция, которой мы постараемся придерживаться и в будущем.

Вторая часть МРП "Cosmic Call 2003", как уже отмечалось выше, являет собой результат самодеятельности нескольких тысяч граждан из 54 стран, пожелавших принять участие в проекте и поддержавших его своими взносами. По Интернету и обычной почте частные сообщения стекались в компанию Team Encounter, где их собирали и систематизировали. Вид частных сообщений очень разнообразен - это тексты, рисунки, музыка, фотографии, видео, и все это поступало либо в аналоговой форме на традиционных носителях - бумаге, аудио- и видеокассетах, либо уже в оцифрованном виде как те или иные файлы. В компании Team Encounter аналоговая информация преобразовывалась в цифровую. В результате, Письма граждан были собраны в 24 электронные папки и, в общей сложности, занимают 220 мегабайт. Ясно, что для их излучения в космос скорость в 400 бод не подходит - на побитную передачу такого массива информации ушло бы более 50-ти суток чистого времени. Поэтому, учитывая, что здесь использовался не специальный алфавит, как в научных письмах первой части и сама процедура передачи носила символический характер, нами была выбрана скорость в 100 кбод. Это позволило затратить на передачу обозримое время, в общей сложности порядка 11 часов.

Письма граждан ждут своих исследователей. Мы рассматриваем эти письма как уникальный срез самодеятельного народного творчества землян на рубеже второго и третьего тысячелетий. Упомянем лишь некоторые из 24-х папок:

ћ Hello to ETI (в этой папке содержатся все файлы известного сайта http://members.aol.com/welcomeeti/hello.html , созданного канадским ученым Алленом Тотом),

ћ Flags of the World (здесь собрано 282 флага государств и некоторых международных организаций),

ћ Crimea (в этой папке собраны флаги Крыма и Евпатории, герб Евпатории и фотография 70-м Евпаторийской антенны),

ћ Ukrainian Pictures (здесь находятся рисунки и фотографии украинских школьников, которые были делегатами международного форума IEARN-2002 в Москве, а также Эмблема радиопослания, созданная евпаторийской школьницей Катей Карпушкиной, победительницей конкурса, посвященного 2500-летию Евпатории, [6]).

Желающие могут ознакомиться со всеми этими индивидуальными письмами и сделать их электронные копии, обратившись к одному из авторов (АЛЗ) по адресу: alzaitsev@ms.ire.rssi.ru

В заключение мы хотели бы выразить нашу искреннюю признательность и благодарность всем, кто помогал создавать и отправлять межзвездное радиопослание "Cosmic Call 2003". Особая благодарность:

Хью Доунсу, известному американскому радио и телеведущему, за специальное Приветствие с планеты Земля, открывшее радиопередачу "Cosmic Call 2003";

Национальному космическому агентству Украины (НКАУ) и персонально - руководителю отдела НКАУ Е. И. Махонину;

Национальному Центру управления и испытания космических средств (НЦУИКС) в Евпатории и персонально - руководителю НЦУИКС С. В. Малевинскому;

всем сотрудникам НЦУИКС и ИРЭ РАН, чьи уникальный опыт и высокий профессионализм обеспечили четкую и бесперебойную работу 70-м антенны, мощного радиопередатчика, систем управления и электронной связи. Без их квалифицированного и творческого участия в разработке и осуществлении проекта "Cosmic Call 2003" этот проект не смог бы состояться.

Участники проекта 'Cosmic Call 2003' на фоне 70-м Евпаторийской антенны и Черного моря. Слева направо: Геннадий Петров, начальник одного из отделов Национального Центра управления и испытания космических средств (НЦУИКС), Виктор Абросимов, заместитель руководителя НЦУИКС, Ричард Браастад, менеджер проекта, Александр Зайцев, научный руководитель проекта.

Литература.

1. А. Л. Зайцев. Радиовещание для внеземных цивилизаций. Информационный бюллетень SETI, ? 15, стр. 31-47. АКЦ ФИАН, Москва, 1999.

2. "Humanity's First Starship", http://www.TeamEncounter.com .

3. Yvan Dutil, Stephane Dumas. Error Correction Scheme in Active SETI. IAA Publication IAA-01-IAA.9.1.09.

4. The Staff at the National Astronomy and Ionosphere Center. "The Arecibo Message of November, 1974". Icarus, vol. 26, 462-466, (1975).

5. Л. М. Гиндилис, С. Е. Гурьянов, А. Л. Зайцев, С. П. Игнатов, Е. В. Казаков, Н. Т. Петрович, Б. Г. Пшеничнер, И. А. Феодулова, Л. Н. Филиппова, С. П. Яценко. Сигнал отправлен: 1-е Детское послание внеземным цивилизациям. Вестник SETI ? 3/20, 2003, стр. 4-22.

6. В. Крылов. Ответьте нам, братья по разуму. Газета "Евпаторийская здравница", номер 127 (16413) от 9 июля 2003 года, стр. 1.