Фрэнк Дрейк

Фрэнк Дрейк (англ. Frank Drake; 28 мая 1930, Чикаго, штат Иллинойс — 2 сентября 2022, Аптос, штат Калифорния) — американский астроном и астрофизик, пионер в области поиска внеземного разума (SETI). Наиболее известен как автор уравнения Дрейка, предназначенного для оценки числа возможных внеземных цивилизаций в Галактике, способных вступить в контакт, а также как основатель и первый руководитель проекта SETI.

Биография

Ранние годы и образование

Фрэнк Дональд Дрейк родился в Чикаго в семье Ричарда Дрейка, инженера-химика, и Уинифред Дрейк. С детства интересовался астрономией; в возрасте восьми лет отец рассказал ему о существовании других планет, что, по словам самого Дрейка, определило его дальнейшую карьеру. В 1948 году поступил в Корнеллский университет, где изучал инженерную физику. В 1951 году, будучи студентом, прослушал лекцию астрофизика Отто Струве, который высказал гипотезу о том, что многие звёзды могут иметь планетные системы, и что некоторые из них могут быть обитаемы. Эта лекция произвела на Дрейка глубокое впечатление. После получения степени бакалавра в 1952 году он прослужил три года в ВМС США в качестве офицера радиоэлектронной разведки, где получил практический опыт работы с радиотехникой. В 1958 году получил степень магистра астрономии в Гарвардском университете.

Научная карьера

В 1958 году Дрейк начал работать в Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в Грин-Бэнк, Западная Виргиния. Именно здесь он провёл свои первые эксперименты по поиску сигналов внеземных цивилизаций.

В 1960 году Дрейк осуществил проект «Озма» (Project Ozma) — первый в истории научный эксперимент по поиску радиосигналов от внеземного разума. В течение нескольких месяцев он наблюдал две ближайшие звезды солнечного типа — Тау Кита и Эпсилон Эридана — на частоте 1420 МГц (линия излучения нейтрального водорода). Никаких искусственных сигналов обнаружено не было, однако проект положил начало систематическому поиску SETI.

В 1961 году Дрейк организовал первую конференцию по поиску внеземного разума, которая прошла в Грин-Бэнк. К участию были приглашены ведущие учёные, включая Карла Сагана, Мелвина Кальвина и Джошуа Ледерберга. В ходе подготовки к конференции Дрейк сформулировал своё знаменитое уравнение, которое стало основой для дискуссий о вероятности существования внеземных цивилизаций.

В 1963 году Дрейк перешёл в Лабораторию реактивного движения (JPL) НАСА, где занимался радиолокационными исследованиями планет. В 1964 году он стал директором обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико (тогда крупнейшего в мире радиотелескопа). Под его руководством были проведены первые радиолокационные карты поверхности Венеры и Меркурия, а также получены данные о кольцах Сатурна.

В 1974 году Дрейк, совместно с Карлом Саганом, разработал Послание Аресибо — радиосообщение, отправленное с телескопа Аресибо в сторону шарового скопления M13. Сообщение содержало закодированную информацию о числах, элементах ДНК, человечестве и Солнечной системе.

С 1974 по 1981 год Дрейк был профессором астрономии в Корнеллском университете, а затем, до 1984 года, занимал должность декана факультета естественных наук. В 1984 году он стал профессором Калифорнийского университета в Санта-Крузе, где основал и возглавил Институт SETI (SETI Institute) — некоммерческую исследовательскую организацию, занимающуюся поиском внеземного разума. Дрейк оставался активным участником проектов SETI до конца жизни.

Научные достижения

Уравнение Дрейка

Основная статья: Уравнение Дрейка

Уравнение Дрейка — это вероятностная формула, предназначенная для оценки числа N — количества внеземных цивилизаций в галактике Млечный Путь, с которыми человечество могло бы вступить в контакт. Уравнение имеет вид:

\[ N = R^* \times f_p \times n_e \times f_l \times f_i \times f_c \times L \]

Где:

• \(R^*\) — средняя скорость образования звёзд в Галактике;
• \(f_p\) — доля звёзд, имеющих планетные системы;
• \(n_e\) — среднее число планет в обитаемой зоне звезды;
• \(f_l\) — вероятность возникновения жизни на такой планете;
• \(f_i\) — вероятность развития разумной жизни;
• \(f_c\) — доля цивилизаций, способных к межзвёздной коммуникации;
• \(L\) — средняя продолжительность существования такой цивилизации.

Уравнение не даёт точного ответа, а служит инструментом для структурирования дискуссии и выявления неизвестных параметров. Значения большинства множителей остаются предметом спекуляций, что приводит к разбросу оценок N от единицы до миллионов.

Проект «Озма»

Проект «Озма» (1960) стал первым систематическим радиопоиском внеземных сигналов. Дрейк использовал 26-метровый радиотелескоп в Грин-Бэнк, настроенный на частоту 1420 МГц. Наблюдения велись в течение 150 часов. Несмотря на отсутствие результата, проект доказал техническую осуществимость таких поисков и стимулировал развитие SETI.

Послание Аресибо

16 ноября 1974 года с радиотелескопа Аресибо было отправлено трёхминутное радиосообщение мощностью 20 ТВт (эквивалент 20 000 000 000 Вт) в направлении шарового скопления M13, находящегося на расстоянии около 25 000 световых лет. Сообщение представляло собой двоичный код, который при правильной расшифровке образует изображение, содержащее информацию о числах от 1 до 10, атомных номерах водорода, углерода, азота, кислорода и фосфора, формулах сахаров и оснований ДНК, структуре ДНК, фигуре человека, Солнечной системе и самом телескопе. Послание носило символический характер; время его доставки до M13 составляет около 25 000 лет.

Радиолокационная астрономия

Дрейк внёс значительный вклад в развитие радиолокационных методов исследования планет. Под его руководством в обсерватории Аресибо были получены первые радиолокационные карты Венеры, позволившие определить её период вращения (около 243 земных суток) и особенности рельефа. Также были проведены радиолокационные исследования Меркурия и Марса.

Признание и награды

• Член Национальной академии наук США (1972).
• Член Американской академии искусств и наук (1974).
• Медаль Карла Сагана (1997) за выдающиеся достижения в области популяризации науки.
• Премия Гарольда Юри (2001) за вклад в планетологию.
• Премия Дрейка (названа в его честь) — ежегодная награда Института SETI за выдающиеся достижения в области поиска внеземного разума.

Критика и контекст

Уравнение Дрейка часто критикуется за то, что большинство его параметров не поддаются эмпирической проверке, а сама формула является скорее философским инструментом, чем научной моделью. Противники SETI, такие как физик Энрико Ферми (сформулировавший парадокс Ферми), указывали на то, что если бы внеземные цивилизации были широко распространены, их присутствие было бы уже обнаружено. Дрейк в ответ отмечал, что отсутствие доказательств не является доказательством отсутствия, и что поиск требует времени и технологического развития.

Личная жизнь

Фрэнк Дрейк был женат дважды. Первая жена — Элизабет Дрейк, в браке родилось трое детей. Вторая жена — Амалия Дрейк, астроном. Дрейк увлекался музыкой, играл на фортепиано и органе. Он скончался 2 сентября 2022 года в своём доме в Аптосе, Калифорния, в возрасте 92 лет.

Память

В честь Фрэнка Дрейка назван астероид (4772) Frankdrake. Его имя носит лекционный зал в Институте SETI. Уравнение Дрейка остаётся одним из самых известных и цитируемых инструментов в астрономии и астробиологии, а его работы заложили основу для современного научного поиска внеземного разума.

Источники

• Drake, F. (1961). "Project Ozma". Physics Today, 14(4), 40–46.
• Drake, F. (1965). "The Radio Search for Intelligent Extraterrestrial Life". Scientific American, 213(5), 80–91.
• Sagan, C., & Drake, F. (1975). "The Search for Extraterrestrial Intelligence". Scientific American, 232(5), 80–89.
• Drake, F. (1992). The Search for Extraterrestrial Intelligence: A History. NASA.
• National Academy of Sciences. "Frank Drake, 1930–2022". Biographical Memoirs.
• SETI Institute. "Frank Drake: A Pioneer of SETI". SETI Institute Press.