Светлинна година и космически скали. Какво разстояние между нас и супернова може да се счита за безопасно? В покрайнините на Вселената

Proxima Centaurus.

Тук е класическо разочарование. Питам приятели, " Какво е най-близкият до нас?- И тогава вижте как ще се посочат най-близките звезди. Може би Сириус? Алфа нещо там? Bethelgei? Отговорът е очевиден - това; Масивна плазмена топка, разположена на около 150 милиона километра от земята. Нека изясним въпроса. Каква звезда е най-близо до слънцето?

Най-близката звезда

Вероятно чухте, че третата звезда яркост в небето на разстояние само 4.37 светлинни години от. Но Алфа Кентавър Не една звезда, това е система от три звезди. Първо, двойна звезда (двоична звезда) с общ гравитационен център и орбитален период от 80 години. Алфа Кентауро, но само малко масивно и по-светло от слънцето и алфа кентавър b малко по-малко от слънцето. Също така в тази система има трети компонент, тъп червен джудже Proxima Centauri (Proxima Centauri).

Proxima Centaurus. - това е това най-близката звезда към нашето слънцеРазположен на разстояние 4.24 светлинни години.

Proxima Centaurus.

Няколко звездни системи Алфа Кентавър Разположен в съзвездието на Кентавър, който е видим само в южното полукълбо. За съжаление, дори и да видите тази система, няма да можете да видите Proxyma Centaurus.. Тази звезда е толкова скучна, че ще ви е необходим мощен телескоп, за да го видите.

Да разберем мащаба на колко далеч Proxima Centaurus. от нас. Мисля за. Се движи със скорост от почти 60 000 км / ч, най-бързо. Той преодоля този път през 2015 г. в продължение на 9 години. Пътуване при такава скорост, за да стигнем до Proxima Centaurs."Новите хоризонти" ще изискват 78 000 светлинни години.

Proxima Centauro е най-близката звезда За 32 000 светлинни години и ще запише този запис още 33 000 години. Тя ще направи най-близкия си подход към слънцето за около 26700, когато разстоянието от тази звезда до земята ще бъде само 3.11 светлинни години. През 33 000 години най-близката звезда ще бъде ROSS 248..

Какво ще кажете за Северното полукълбо?

За тези от нас, които живеят в северното полукълбо, най-близката видима звезда е Стар Варнард, още едно червено джудже в съзвездието на змийските (Ophiuchus). За съжаление, като Кентавър за проксима, Барнардската звезда е твърде скучна, за да я види с просто око.

Стар Варнард.

Най-близката звездакоито можете да видите невъоръженото око в северното полукълбо е Сириус (Alpha Big PSA). Сириус е два пъти слънцето по размер и по маса, и най-ярката звезда в небето. Разположени 8.6 светлинни години от нас в съзвездието на голям PSA (майстор на Canis) - това е най-известната звезда, която преследва Орион на нощното небе през зимата.

Как астрономите измерват разстоянието до звездите?

Те използват метода, наречен. Нека да направим малък експеримент. Дръжте една ръка продължително и поставете пръста си, така че в близост се намира някакъв отдалечен обект. Сега, последователно, отворете и затворете всяко око. Моля, обърнете внимание, че пръстът ви скача там и обратно, когато изглеждате различни очи. Това е метод на параралакс.

Паралакс.

За да измерите разстоянието до звездите, можете да измерите ъгъла към звездата по отношение на кога земята е от едната страна на орбитата, да кажем през лятото, след това след 6 месеца, когато земята ще се движи от другата страна на орбитата и след това измервайте ъгъла към звездата в сравнение с това, което - прекрасно отдалечен обект. Ако звездата е близо до нас, този ъгъл може да бъде измерен и изчислен.

Наистина можете да измерите разстоянието по този начин най-близките звездиНо този метод работи само до 100 000 светлинни години.

20 най-близки звезди

Ето списък с най-близките звезди и тяхното разстояние до тях в светлинни години. Някои от тях имат няколко звезди, но те са част от една и съща система.

Според НАСА, в радиуса на 17 светлинни години от слънцето има 45 звезди. Има повече от 200 милиарда звезди. Някои от тях са толкова скучни, че са почти невъзможни за откриване. Може би с нови технологии учените ще намерят звездите още по-близо до нас.

Име, което четете статии "Най-близката звезда към слънцето".

На 22 февруари 2017 г. НАСА съобщи, че 7 екзопланети са открити в един звезден трапест-1. Трима от тях са в обхвата на разстоянията от звездата, в която планетата може да има течна вода, а водата е ключово условие за живота. Също така се съобщава, че тази звезда е на разстояние 40 светлинни години от земята.

Това послание направи много шум в медиите, някой дори изглеждаше, че човечеството е на стъпка от изграждането на нови селища от нова звезда, но не е така. Но 40 светли години е много, това е много, това е твърде много километри, т.е. това е чудотворно огромно разстояние!

От хода на физиката е известна третата космическа скорост - това е толкова скорост, че тялото трябва да има тялото на повърхността на земята, за да надхвърли слънчевата система. Стойността на тази скорост е 16.65 км / и. Конвенционалните орбитални космически кораби започват със скорост 7,9 км / сек и се завъртат около земята. По принцип скоростта от 16-20 км / и е доста достъпна в съвременните земни технологии, но не повече!

Човечеството все още не е научило да ускорява космическите кораби по-бързо от 20 km / s.

Изчислете колко години се нуждаете от Starrel, летящ със скорост от 20 km / s, за да преодолеете 40 светлинни години и да стигнете до звездната трапест-1.
Една светлинна година е разстоянието, което върви светлината във вакуум, а скоростта на светлината е приблизително 300 хиляди км / и.

Космическият кораб, направен от ръцете на хората, лети със скорост от 20 km / s, т.е. 15 000 пъти по-бавна скорост на светлината. 40 светлинни години такъв кораб ще преодолее времето, равно на 40 * 15000 \u003d 600000 години!

Корабът на Земята (на модерното ниво на технология) е напрегнат до звездната трапест-1 за около 600 хиляди години! Развиденият човек съществува на земята (според учените) само 35-40 хиляди години, и има около 600 хиляди години!

В близко бъдеще технологиите няма да позволят на човек да достигне до звездната трапест-1. Дори обещаващи двигатели (йонийски, фотон, космически платна и др.), Които не са в реалността на Земята, се изчислява, че могат да разпръснат кораба до скорост от 10 000 км / и и следователно полетното време до тапастиста 1 системата ще бъде намалена до 120 години. Това вече е повече или по-малко приемливо време за летене с помощта на анабиоза или за няколко поколения имигранти, но днес всички тези двигатели са фантазии.

Дори най-близките звезди все още са твърде далеч от хората, твърде далеч, да не говорим за звездите на нашата галактика или други галактики.

Диаметърът на нашия Galaxy Milky Way е приблизително 100 хиляди светлинни години, т.е. пътят от края до края на съвременния кораб на земята ще бъде 1,5 милиарда години! Науката предполага, че земята ни е 4,5 милиарда години, а многогодишният живот е около 2 милиарда години. Разстоянието до най-близките до американските галактики - Андромеда мъглявина - 2,5 милиона светлинни години от земята - какви чудовищни \u200b\u200bразстояния!

Както може да се види от всички сега живи хора, никой никога няма да спре краката на земята на планетата от друга звезда.

Благодарение на годишното движение на Земята в орбита, затворените звезди се движат малко по отношение на далечните "фиксирани" звезди. За годината, такава звезда описва малка елипса на небесната сфера, размерите на които са по-малко от звезда. В ъгловата мярка, голямата полуосна на тази елипса е приблизително равна на величината на максималния ъгъл, който е видим до 1 a. д. (голяма част от орбитата на земята), перпендикулярна на посоката на звездата. Този ъгъл (), наречен едногодишна или тригонометрична звезда на паралакс, равна на половината от видимата си изместване за годината, служи за измерване на разстоянието до него въз основа на тригонометрични отношения между страните и ъглите на ZSA триъгълника, в който е известен ъгълът и основата - голямата част от земната орбита (вж. Фиг. 1).

Фигура 1. Определяне на разстоянието до звездата от паралакс (A - звезда, Z - Земя, С - Слънце).

Разстояние r. Към звездата, определена от тригонометричния си паралакс, е равна на:

r. \u003d 206265 "" / (a. Д.),

където паралаксът се изразява в ъглови секунди.

За удобство за определяне на разстоянието до звезди с паралакс в астрономия, в астрономия (PS) се използва специална единица дължина. Звезда на разстояние 1 ps има параралакс, равен на 1 ". Съгласно горната формула, 1 ps \u003d 206265 a. д. \u003d 3,086 · 10 18 cm.

Заедно с Parsecom се прилага друга специална единица на разстояния - светлинната година (т.е. разстоянието, което светлината преминава за 1 година), тя е 0.307 PS, или 9.46 · 10 17 cm.

Най-близката звезда към слънчевата система - червеното джудже на 12-та величина на проксималите - има параралакс 0.762, т.е., разстоянието до нея е 1.31 PS (4.3 светлинни години).

По-ниската граница за измерване на тригонометричните паралакс ~ 0.01 "", следователно, с тяхната помощ можете да измервате разстояния, които не надвишават 100 PS с относителна грешка от 50%. (С разстояния до 20 ps, \u200b\u200bотносителната грешка не надвишава 10%.) С този метод, актуални, се определят диапазони до около 6000 звезди. Разстоянията до по-далечни звезди в астрономията се определят главно от фотометричния метод.

Таблица 1. Двадесет най-близки звезди.

Звездите са най-често срещаният тип небесни тела във вселената. Звездите до 6-тата звезда има около 6000, до 11-ти звезден магнитуд около един милион, и до 21-ви зверове от тях в цялото небе около 2 милиарда.

Всички те, като слънцето, са горещи самостоятелни газови топки, в дълбините, от които се отличава огромна енергия. Въпреки това, звездите дори в най-силните телескопи се виждат като блестящи точки, тъй като те са много далеч от нас.

1. Едногодишен паралакс и разстояния до звезди

Радиусът на земята се оказва твърде малък, за да служи като основа за измерване на паралактните звезди, които се компенсират и да определят разстоянията до тях. По времето на Коперник беше ясно, че ако земята наистина се обърне около слънцето, тогава видимите позиции на звездите в небето трябва да се променят. В продължение на шест месеца земята се придвижва към диаметъра на орбитата си. Указанията на звездата от противоположните точки на тази орбита трябва да се различават. С други думи, звездите трябва да бъдат забележими за едногодишен параралакс (фиг. 72).

Едногодишният паралакс на звездата ρ нарича ъгъла, под който от звездата може да се види голяма част от земната орбита (равна на 1 или. Д.), ако е перпендикулярно на гледката с лъч.

Колкото по-голямо е разстоянието D към звездата, толкова по-малко нейния паралакс. Паралактното изместване на звездата в небето през годината се случва на малка елипса или кръг, ако звездата е в еклиптичния полюс (виж фиг. 72).

Коперник се опита, но не можеше да открие параралакс звездите. Той правилно твърди, че звездите са твърде далеч от земята, така че устройствата да съществуват тогава да забележат своето паралактно изместване.

За първи път, надеждно измерване на едногодишния паралакс, звездите на Veks успяха да внедрят през 1837 г. Руски академик V. Ya. Struve. Почти едновременно с него в други страни паралакс бяха идентифицирани с две звезди, една от които е α. Тази звезда, която в СССР не е видима, се оказа най-близо до нас, нейния едногодишен паралатор ρ \u003d 0.75. "При такъв ъгъл, голото око е видимо с дебелина 1 mm от разстояние 280 м. Не е изненадващо, че толкова дълго не може да види звездите толкова дълги малки ъглови премествания.

Разстояние до звезда където А е голяма полуосна страна на земната орбита. При малки ъгли ако p се експресира в секунди на дъгата. След това, приемане на a \u003d 1 a. д. получавам:

Разстоянието до най-близката звезда α Кентавър D \u003d 206 265 ": 0.75" \u003d 270,000 a. д. Светлината преминава през 4 години, докато от слънцето до земята той върви само 8 минути и около 1 сек от луната.

Разстоянието, което светлината преминава през цялата година, се нарича светлинна година. Това устройство се използва за измерване на разстоянието заедно с Parcember (PC).

Парсек е разстоянието, от което голяма част от земната орбита, перпендикулярна на гледната точка на лъча, е видима под ъгъл от 1 ".

Разстоянието в парсека е равно на обратната стойност на едногодишен паралакс, изразен във втората дъга. Например, разстоянието до звездата α кътурьон е 0.75 "(3/4") или 4/3 от компютъра.

1 Parsec \u003d 3.26 светлинна година \u003d 206 265 a. д. \u003d 3 * 10 13 км.

В момента измерването на едногодишния паралакс е основният начин, когато определя разстоянията до звездите. Параралаките се измерват за много звезди.

Измерването на едногодишния паралакс може да бъде надеждно задаване на разстояние до звезди, които са 100 бр., Или 300 светлинни години.

Защо точно не може да измерва годишния паралакс повече от далечните звезди?

Разстоянието до по-далечни звезди понастоящем се определя от други методи (виж § 25.1).

2. видима и абсолютна звездна стойност

Светлината на звездите. След като астрономите получиха възможността да определят разстоянията до звезди, е установено, че звездите се различават от видимата яркост не само поради разликата в разстоянието до тях, но поради разликата в техните лампи.

Светлината на звезда L се нарича сила на излъчване на светлинна енергия в сравнение с радиационната сила на слънцето.

Ако две звезди имат еднаква осветеност, звездата, която е по-далеч от нас, има по-малка видима яркост. Можете да сравните звездите за осветеност само ако изчислите тяхната видима яркост (звездна стойност) за същото стандартно разстояние. На такова разстояние в астрономия се разглеждат 10 бр.

Видимата звездна стойност, която звездата имаше, ако е от нас на стандартно разстояние D 0 \u003d 10 бр, е името на абсолютната звезда M.

Помислете за количественото съотношение на видимите и абсолютни звездни магнити при добре познато разстояние D към него (или неговия паралакс Р). Припомнете първо, че разликата в 5-звездните магнита съответства на разликата в яркостта точно 100 пъти. Следователно разликата в видимите звездни стойности на два източника е равна на една, когато една от тях е по-ярка от друга точно понякога (тази стойност е приблизително равна на 2.512). По-яркото от източника, очевидната звездна стойност се счита за по-малко. Като цяло, връзката на видимата яркост на две всякакви звезди I 1: I 2 е свързана с разликата между видимите им звездни магнити M 1 и m 2 чрез просто съотношение:

Нека m е видимата величина на звездата на звездата на разстояние от D. ако е наблюдавано от разстояние d 0 \u003d 10 бр, неговата видима стойност на звезда m 0 по дефиниция би била равна на абсолютната звездна величина M. след това явно Яркостта ще се промени

В същото време е известно, че привидната яркост на звездата се променя обратно пропорционална на квадрата на разстоянието до него. Следователно

(2)

Следователно,

(3)

Логаритмизиране на този израз, намерете:

(4)

където p се изразява в секунди на дъгата.

Тези формули дават абсолютна звезда на m съгласно известния видима звездна величина.m на реално разстояние до звездата D. Нашето слънце от разстояние от 10 бр. Ще изглежда приблизително като звезда на 5-та видима звездна величина, т.е. за слънцето m ≈5.

Познаването на абсолютна звезда на звезда, е лесно да се изчисли светлината му L. вземането на светлината на слънцето l \u003d 1, по дефиниция на светлината, която може да бъде написана

Стойностите на m и l в различни единици изразяват силата на звездната радиация.

Учителските звезди показват, че те могат да се различават в десетки милиарда пъти. При звездните стойности, това разграничение достига 26 единици.

Абсолютни стойностизвездите от много висока осветеност са отрицателни и достигат m \u003d -9. Такива звезди се наричат \u200b\u200bгиганти и супергинци. Радиацията на златната риба със звезди е по-мощна от радиацията на нашето слънце 500 000 пъти, нейната осветеност L \u003d 500,000, най-малката радиационна мощност има джуджета с m \u003d + 17 (l \u003d 0.000013).

За да се разберат причините за значителните различия в светлината на звездите, е необходимо да се вземат предвид другите характеристики, които могат да бъдат определени въз основа на радиационния анализ.

3. Цвят, спектри и температури

По време на наблюденията обърнахте внимание на факта, че звездите имат различен цвят, най-ярките от тях. Цветът на нагрятото тяло, включително звездите, зависи от нейната температура. Това дава възможност да се определи температурата на разпределението на енергията в техния непрекъснат спектър.

Цветът и гамата на звездите са свързани с тяхната температура. В относително студени звезди радиация в региона на Червената спектър, поради което те имат червеникав цвят. Температура на червените звезди ниски. Тя расте последователно, когато се движи от червени звезди до оранжево, след това до жълто, жълтеникаво, бяло и синкаво. Спектрите на звездите са изключително разнообразни. Те са разделени на класове, обозначени с латински букви и цифри (вижте задната принудителна). В спектрите на студени червени звезди клас mпри температура от около 3000 k, абсорбционните ленти на най-простите диатомни молекули са видими, най-често титанов оксид. В спектрите на други червени звезди, са доминирани въглерод или циркониеви оксиди. Червени звезди от първия размер на клас m - Антарес, Bethelgeuse..

В спектрите на жълти звезди от клас gКъм което принадлежи слънцето (с температура от 6000 k на повърхността), тънките метални линии доминират: желязо, калций, натрий и др. Звездата тип слънце по спектъра, цвят и температура е ярък параклис в съзвездието на ерекция.

В спектрите на бели звезди клас АПодобно на Сириус, Вега и Денгет, най-силната линия на водород. Има много слаби линии на йонизирани метали. Температурата на тези звезди е около 10 000 К.

В спектрите на най-горещите, синкави звездипри температура от около 30 000 K видима линия на неутрална и йонирана хелий.

Температурите на повечето звезди са в диапазона от 3000 до 30 000 K. няколко температури от около 100 000 К.

Така спектрите на звездите са много различни един от друг и е възможно да се определи химическият състав и температура на атмосферата на звездите. Изследването на спектрите показва, че водородът и хелийът преобладават в атмосферите на всички звезди.

Разликите в звездните спектри са обяснени не толкова много от техния химичен състав, колко разлика в температурата и другите физически условия в звездната атмосфера. При високи температури молекулите се унищожават до атоми. С още по-висока температура, по-малко трайни атоми се унищожават, те се превръщат в йони, губят електрони. Йонизирани атоми на много химически елементи, както и неутрални атоми, излъчват и абсорбират енергията на определени дължини на вълните. Чрез сравняване на интензивността на абсорбционните линии на атомите и йони на същия химически елемент, тяхното относително количество е теоретично определено. Това е функция на температурата. Така върху тъмните линии на спектрите на звездите може да се определи температурата на техните атмосфери.

Звездите от една и съща температура и цвят, но спектрите на разликата светимост са като цяло еднакви, но може да се види в относителните интензитети на някои линии. Това се дължи на факта, че при същата температура налягането в техните атмосфери е различно. Например, в атмосферите на звезди-гиганти, налягането е по-малко, те са бързи. Ако изразходвате тази зависимост графично, след това върху интензивността на линиите можете да намерите абсолютната стойност на звездата и след това с формула (4) да определите разстоянието до него.

Пример за решаване на проблема

Задача. Какво е светлината на звездата ζ скорпион, ако видимата му звездна стойност 3 и разстоянието до нея 7500 sv. години?

Упражнение 20.

1. Колко пъти Sirius по-ярка от Алдебаран? Слънце по-ярко от Сириус?

2. една звезда, по-ярка от още 16 пъти. Каква е разликата между техните звездни магнита?

3. Pararallax vegue 0.11 ". Колко време е светлината от нея?

4. Колко години трябва да лети към съзвездието на Лира със скорост от 30 км / сек, така че Вега да е два пъти повече?

5. Колко пъти звездата е 3.4 звездна величина по-слаба от Сириус, която има видима звездна стойност -1.6? Какви са абсолютните стойности на тези звезди, ако разстоянието и двата е 3 бр?

6. Назовете цвета на всяка от звездите IV приложения от техния спектрален клас.

В някои от живота всеки от нас зададе този въпрос: колко дълго да лети до звездите? Възможно ли е да се извърши такъв полет за един човешки живот, може ли такива полети да станат норма на ежедневието? Този сложен въпрос е много отговори, в зависимост от това кой пита. Някои прости, други са по-трудни. За да намерите цялостен отговор, трябва да вземете предвид твърде много.

За съжаление, няма реални оценки, които да помогнат за намирането на такъв отговор да не съществува, и разстройва футуролозите и междузвездните ентусиасти за пътуване. Ние го харесваме или не, космосът е много голям (и сложен), а нашите технологии все още са ограничени. Но ако някога решим да напуснем "родното гнездо", ще имаме няколко начина да стигнем до най-близката звезда в нашата галактика.

Най-близката звезда към нашата земя е слънцето, доста "средна" звезда според схемата "основна последователност" на Herzshprung - Ръсел. Това означава, че звездата е много стабилна и осигурява достатъчно слънчева светлина, така че животът се развива на нашата планета. Знаем, че други планети се завъртат около звездите до нашата слънчева система, а много от тези звезди са подобни на нашите собствени.

В бъдеще, ако човечеството желае да напусне слънчевата система, ще имаме огромен избор от звезди, на които можем да получим, а много от тях могат да имат благоприятни условия за живот. Но къде ще отидем и колко време ще вземем пътя там? Не забравяйте, че всичко това е просто спекулации и в момента няма забележителности за междузвездните пътувания. Е, както каза Гагарин, отиде!

Стигам до звездите
Както е отбелязано, най-близката звезда в нашата слънчева система е проксима на централизма и затова има голяма точка да започне да планира междузвездната мисия от нея. Като част от тройната система Alpha Centaur, Proksima се намира в 4,24 светлинни години (1.3 парази) от земята. Всъщност Алфа Кентауро е най-ярката звезда от три в системата, част от близката двоична система в 4.37 светлинни години от Земята - докато проксима на Кентавър (най-тъпа от три) е изолирана червена джудже в 0.13 светлинни години от двойна система.

И въпреки че разговорите за междузвездните пътувания за типират мислите за всякакви пътувания "по-бърза скорост на светлината" (BSS), вариращи от скорости на основата и червеи за подпространствени двигатели, такива теории или изключително измислени (като например Alcubierre), или съществуват само в науката фантастика. Всяка мисия в дълбоко пространство се простира за поколения хора.

Така че, ако започнете с една от най-бавните форми на пътуване, колко време ще отнеме, за да стигнете до Proxima Centaurs?

Съвременни методи

Въпросът за оценката на продължителността на движение в пространството е много по-прост, ако в нашата слънчева система има съществуващи технологии и тела. Например, използвайки технологията, използвана от мисията "Нова хоризонта", 16 двигателя на хидразин монотофел, можете да стигнете до Луната само за 8 часа и 35 минути.

Има и мисия на Европейската космическа агенция Smart-1, която се премества на Луната с помощта на йонното сцепление. С тази революционна технология, опцията, на която космическата сонда зората също е използвала за постигане на Vesta, мисията Smart-1 отне годината, месец и две седмици, за да стигнем до Луната.

От бърз ракетен космически кораб към икономическия йон двигател, ние имаме няколко опции за преместване на местно пространство - плюс можете да използвате Юпитер или Сатурн като огромна гравитационна прашка. Въпреки това, ако планираме да излезем малко, ще трябва да увеличим силата на технологиите и да научим нови възможности.

Когато говорим за възможни методи, ние говорим за тези, включващи съществуващи технологии, или за тези, които все още не съществуват, но които са технически осъществими. Някои от тях, както ще видите, са тествани по време и потвърдени, докато други остават под въпрос. Накратко, те представляват възможно, но много скъпо време и финансов сценарий пътуват дори до най-близката звезда.

Йонно движение

Сега най-бавната и най-икономичната форма на двигателя е йонният двигател. Преди няколко десетилетия йонното движение се счита за тема на научната фантастика. Но през последните години технологията за подкрепа на технологиите се премести от теорията, за да практикува и доста успешна. Мисията на Европейската космическа агенция SMART-1 е пример за успешно извършена мисия до Луната за 13 месеца спирално движение от земята.

Интелигентен 1 използван йонни двигатели върху слънчевата енергия, в която електричеството се събира от слънчеви батерии и се използва за захранване на двигателите на залата. За да доставят Smart-1 на Луната, той отне само 82 килограма ксеноново гориво. 1 килограм ксеноново гориво осигурява Delta-V в 45 m / s. Това е изключително ефективна форма на движение, но не и най-бързо.

Една от първите мисии, използвани от йонната технология на двигателя, беше мисията на дълбоката космическа 1 до кометата на Борели през 1998 година. DS1 също използва Xenon Ion Engine и изразходва 81,5 кг гориво. За 20 месеца сцепцията DS1 е разработила скорост от 56 000 км / ч по време на командата на кома.

Двигателите на йони са по-икономични от ракетни технологии, тъй като тяхната тяга на единица маса на ракетно гориво (специфичен импулс) е много по-висока. Но йонните двигатели се нуждаят от много време, за да разсеят космическия кораб до значителни скорости, а максималната скорост зависи от горивната опора и обема на производството на електроенергия.

Ето защо, ако използвате ION движение в мисията с прекисването на централизма, двигателите трябва да имат мощен източник на енергия (ядрена енергия) и големи запаси за горива (макар и по-малко от обикновените ракети). Но ако отблъсквате от предположението, че 81,5 kg ксеноново гориво се превежда на 56 000 км / ч (и няма да има други форми на движение), можете да направите изчисления.

При максималната скорост от 56 000 км / ч, дълбокото пространство 1 ще се нуждае от 81 000 години, за да се преодолеят 4,24 светлинни години между земята и проксимиса на Кентавър. С времето е около 2700 поколения хора. Безопасно е да се каже, че вътрешният йон на двигателя ще бъде твърде бавен за пилотираната междузвездна мисия.

Но ако йонните двигатели са по-големи и по-мощни (т.е. процентът на йони ще бъде значително по-висок), ако има достатъчно ракетно гориво, което е достатъчно за всички 4.24 светлинни години, времето за пътуване ще намалее значително. Но все пак ще остане много повече от срока на човешкия живот.

Гравитационна маневра

Най-бързият път на космически пътувания е използването на гравитационна маневра. Този метод включва използването на относително движение с космически кораб (т.е. орбита) и тежестта на планетата за промяна на пътя и скоростта. Гравитационните маневри са изключително полезни пространствени полетни техники, особено когато се използва земята или друга масивна планета (като газов гигант), за да се ускорят.

Космическият кораб Mariner 10 първо използва този метод, използвайки гравитационното желание за овърклок в посока на живак през февруари 1974 година. През 80-те години, сондата Voyager-1 се използва от Сатурн и Юпитер за гравитационни маневри и овърклок до 60 000 км / ч, последвано от интерщерното пространство.

Мисиите на Хелиос 2, които започнаха през 1976 г. и трябваше да изследват междупланетарната среда между 0.3 а. д. и 1 a. д. от слънцето, принадлежи към записа на най-високата скорост, разработена от гравитационната маневра. По това време Хелиос 1 (пуснат през 1974 г.) и Helios 2 принадлежиха за най-близкия подход към Слънцето. Helios 2 стартира от конвенционална ракета и се отстранява на силно удължена орбита.

Поради голямата ексцентричност (0.54) от 190-дневната слънчева орбита, Helios 2 Perihelia успя да достигне максималната скорост от над 240 000 км / ч. Тази орбитална скорост е разработена за сметка само на гравитационната атракция на Слънцето. Технически, Helios 2 Perihelial Speed \u200b\u200bне е резултат от гравитационна маневра и максималната орбитална скорост, но устройството все още държи записа на най-бързия изкуствен обект.

Ако Voyager-1 се премества в посока на червеното джудже на заместителния кентавър с постоянна скорост от 60 000 км / ч, това ще отнеме 76 000 години (или повече от 2500 поколения), за да преодолеят това разстояние. Но ако сондата е развила рекордна скорост на Helios 2 - постоянна скорост от 240 000 км / ч - това ще изисква 19 000 години (или повече от 600 поколения) за преодоляване на 4,243 светлинни години. Значително по-добре, въпреки че не е практично.

EM задвижващ електромагнит двигател

Друг предложен метод на Travel е радиочестотен двигател с резонансна кухина, известна също като Drive. В предложеното през 2001 г. Роджър Чиър, британският учен, който създаде изследвания на сателитното задвижване (SPR) за изпълнението на проекта, двигателят се основава на идеята, че електромагнитните микровълнови кухини ви позволяват директно да конвертирате електричество в жаждата .

Ако традиционните електромагнитни двигатели са предназначени да приведат в движение на определена маса (като йонизирани частици), по-специално, тази моторна система не зависи от масовата реакция и не е превърнала насоченото излъчване. Като цяло, този двигател е изпълнен със справедлива част от скептицизма в много отношения, защото нарушава закона за запазване на импулса, според който системните импулси остават постоянни и не могат да бъдат създадени или унищожени, а само за промяна под действието на сила .

Въпреки това последните експерименти с тази технология очевидно доведоха до положителни резултати. През юли 2014 г. на 50-та конференция за съвместна конференция на AIAA / ASME / SAE / ASEE в Кливланд, Охайо, учени на НАСА, ангажирани в напреднали реактивни разработки, заявиха, че успешно са преживели нов дизайн на електромагнитния двигател.

През април 2015 г. учени на НАСА Eagleworks (част от космическия център. Джонсън) заявиха, че успешно са преживели този двигател под вакуум, който може да означава възможно използване в пространството. През юли същата година група учени от Министерството на космическите системи на Дрезден технологичния университет разработиха собствена версия на двигателя и наблюдаваше осезаемо желание.

През 2010 г. професор Жуан млади от Северозападния политехнически университет в Xi'an, Китай започна да публикува поредица от статии за изследователската си технология. През 2012 г. тя докладва за високо входна мощност (2.5 kW) и фиксирана през 720 млн. М. През 2014 г. тя също провежда обширни тестове, включително измерванията на вътрешната температура с вградени термодвойки, които показват, че системата работи.

Според основата на основата на НАСА прототип (оценка на мощността от 0,4 n / киловат), космическият кораб на електромагнитния двигател може да пътува до Плутон за по-малко от 18 месеца. Това е шест пъти по-малко от изискванията на "новите хоризонти", което се движеше със скорост от 58 000 км / ч.

Звучи впечатляващо. Но дори и в този случай корабът на електромагнитни двигатели ще лети до прокамиума на Кентавър от 13 000 години. Близо, но все още не е достатъчно. Освен това, докато всички точки ще бъдат поставени в тази технология, е твърде рано да се говори за използването му.

Ядрена термична и ядрена електрическа движения

Друга възможност за извършване на междузвездния полет - използвайте космическия кораб, оборудван с ядрени двигатели. Десетилетите на НАСА са проучили такива опции. В ракетата върху ядрено термично движение, реактори Uranium или Deuterium могат да бъдат използвани за загряване на водорода в реактора, превръщайки го в йонизиран газ (водородна плазма), която след това ще бъде изпратено до дюзата на ракетата, генерирайки апетит.

Ракета с ядрено електрическо задвижване включва същия реактор, който преобразува топлината и енергията в електричество, което след това захранва електрическия двигател. И в двата случая ракетата ще разчита на ядрен синтез или ядрено разделение, за да създаде тяга, а не върху химическо гориво, върху което работят всички съвременни агенции.

В сравнение с химическите двигатели, ядрените са безспорни предимства. Първо, това е практически неограничена енергийна плътност в сравнение с ракетата. В допълнение, ядреният двигател също ще доведе до мощно желание в сравнение с използваното гориво. Това ще намали обема на необходимото гориво и в същото време теглото и цената на даден апарат.

Въпреки че двигателите на термичната ядрена енергия все още не са излезли в космоса, техните прототипи са създадени и тествани и те са били предложени.

И все пак, въпреки предимствата в икономия на гориво и специфичен импулс, най-доброто от предложените концепции на ядрения топлинни двигатели имат максимален специфичен импулс от 5 000 секунди (50 kN · c / kg). Използването на ядрени двигатели, работещи по ядрено разделение или синтез, учените на НАСА могат да доставят космическия кораб за Марс само за 90 дни, ако Червената планета е 55 000 000 километра от земята.

Но ако говорим за пътуването до проксимацията на Кентавъра, ядрената ракета ще изисква век да се ускори до значителен дял на скоростта на светлината. Тогава ще бъдат необходими няколко десетилетия, а зад тях още няколко векове на спиране по пътя към целта. Ние сме все още 1000 от дестинацията. Какво е добро за междупланетните мисии, не толкова добро за междустариалните.