Svjetlosna godina i svemirske skale. Koja se udaljenost između nas i supernove može smatrati sigurnim? Na periferiji svemira

Proxima Centaurus.

Ovdje je klasična frustracija. Pitajte prijatelje, " Što nam je najbliže?"A onda pogledajte kako će navesti najbliže zvijezde, Možda Sirius? Alfa nešto tamo? Bethelgei? Odgovor je očigledan - ovo; Masivna plazma lopta, koja se nalazi oko 150 milijuna kilometara od tla. Razjasnimo pitanje. Kakva je zvijezda najbliža suncu?

Najbliža zvijezda

Vjerojatno ste čuli da je svjetlina treće zvijezde na nebu na udaljenosti od samo 4.37 svjetlosnih godina od. Ali Alfa Centauri Nijedna zvijezda, ovo je sustav od tri zvjezdice. Prvo, dvostruka zvijezda (binarna zvijezda) s zajedničkim gravitacijskim centrom i orbitalnim razdobljem od 80 godina. Alpha Centauro, ali samo malo masivni i svjetliji od sunca, a Alpha Centaurus B malo manje od sunca. Također u ovom sustavu postoji treća komponenta, dosadno crveni patuljak Proxima Centauri (Proxima Centauri).

Proxima centaurus - To je ono što je najbliže zvijezde na našem suncuNalazi se na udaljenosti od 4,24 svjetlosne godine.

Proxima Centaurus.

Višestruki zvjezdani sustav Alfa Centauri Smješten u konstelaciji Centaur, koji je vidljiv samo na južnoj hemisferi. Nažalost, čak i ako vidite ovaj sustav, nećete moći vidjeti Proxyma centaurus, Ova zvijezda je tako dosadna da će vam trebati snažan teleskop da ga vidi.

Otkrijte ljestvicu koliko daleko Proxima centaurus od nas. Misli o. Pomiče se brzinom od gotovo 60.000 km / h, najbrže u. Prekoračio je ovaj put u 2015. godini 9 godina. Putujući takvom brzinom Proxima centari, "Novi horizonti" zahtijevat će 78.000 svjetlosnih godina.

Proxima Centauro je najbliža zvijezda Za 32.000 svjetlosnih godina, i održat će ovaj zapis još 33.000 godina. Napravit će svoj najbliži pristup suncu u oko 26700, kada će udaljenost od ove zvijezde na Zemlju biti samo 3.11 svjetlosna godina. Kroz 33.000 godina, najbliža zvijezda će biti Ross 248..

Što je s sjevernoj hemisferi?

Za one od nas koji živimo na sjevernoj hemisferi, najbliža vidljiva zvijezda je Zvjezdana barnard, još jedan crveni patuljak u konstelaciji zmija (ophiuchus). Nažalost, kao proxima Centaurus, Barnard Star je previše dosadno vidjeti ga golim okom.

Zvijezda Barnard.

Najbliža zvijezdakoje možete vidjeti nenaoružano oko na sjevernoj hemisferi Sirius (Alpha Big PSA), Sirius je dvostruko veći od sunca i masom, a najsjajnija zvijezda na nebu. Smješten 8.6 svjetlosnih godina od nas u konstelaciji velikog PSA (Kanis major) - to je najpoznatija zvijezda koja slijedi orion na noćnom nebu zimi.

Kako su astronomi izmjerili udaljenost do zvijezda?

Koriste metodu. Učinimo mali eksperiment. Držite jednu ruku izduženu dužinu i stavite prst tako da se neki udaljeni objekt nalazi u blizini. Sada, naizmjence, otvorite i zatvorite svako oko. Imajte na umu da je vaš prst skakanje tamo i natrag kada izgledate različite oči. Ovo je metoda pararalax.

Paralaksa.

Za mjerenje udaljenosti do zvijezda možete izmjeriti kut do zvijezde u odnosu na kada je Zemlja na jednoj strani orbite, recimo ljeti, a zatim nakon 6 mjeseci, kada će se zemlja kretati na suprotnoj strani Orbit, a zatim izmjerite kut do zvijezde u usporedbi s onome koji je - lijep udaljeni objekt. Ako je zvijezda blizu nas, ovaj kut se može mjeriti i izračunati.

Zaista možete izmjeriti udaljenost na ovaj način najbliže zvijezdeAli ova metoda radi samo do 100 000 svjetlosnih godina.

20 najbliže zvijezde

Ovdje je popis od 20 najbližih zvijezda i njihove udaljenosti od njih u svjetlosnim godinama. Neki od njih imaju nekoliko zvijezda, ali su dio istog sustava.

Prema NASA-i, unutar radijusa od 17 svjetlosnih godina od sunca nalazi se 45 zvjezdica. Postoji više od 200 milijardi zvijezda. Neki od njih su tako dosadni da su gotovo nemoguće otkriti. Možda s novim tehnologijama, znanstvenici će pronaći zvijezde još bližema.

Naziv koji čitate članke "Najbliža zvijezda do sunca".

Dana 22. veljače 2017. NASA je izvijestila da su 7 egroplaneta pronađeno na jednom zvjezdiku Trappist-1. Tri su u rasponu udaljenosti od zvijezde, u kojoj planet može imati tekuću vodu, a voda je ključni uvjet za život. Također je izvijestio da je ovaj zvjezdani sustav na udaljenosti od 40 svjetlosnih godina od tla.

Ova poruka napravila je mnogo buke u medijima, netko se čak činilo da je čovječanstvo u koraku od izgradnje novih naselja iz nove zvijezde, ali nije. Ali 40 svjetlosnih godina je puno, mnogo je, to je previše kilometara, to jest, to je monstruozno ogromna udaljenost!

Iz fizike je poznata treća kozmička brzina - to je takva brzina da tijelo treba imati tijelo na površini Zemlje ići dalje od Sunčevog sustava. Vrijednost ove brzine je 16,65 km / s. Konvencionalni orbitalni prostori brodovi počinju brzinom od 7,9 km / s, a rotirati oko Zemlje. U načelu, brzina od 16-20 KM / s je prilično pristupačna u modernim zemljanim tehnologijama, ali ne i više!

Čovječanstvo još nije naučio ubrzati kozmičke brodove brže od 20 km / s.

Izračunajte koliko je godina potrebno starrel leti brzinom od 20 km / s kako bi se prevladala 40 svjetlosnih godina i dođe do zvijezda Trappist-1.
Jedna svjetlosna godina je udaljenost koja ide snop svjetla u vakuumu, a brzina svjetlosti je oko 300 tisuća km / s.

Letjelica napravljena od strane ruku ljudi leti brzinom od 20 km / s, odnosno 15.000 puta sporije brzine svjetlosti. 40 svjetlosnih godina Takav brod će prevladati vrijeme jednako 40 * 15000 \u003d 600000 godina!

Zemljin brod (na modernoj razini tehnologije) napet je zvijezda Trappist-1 za oko 600 tisuća godina! Razumni čovjek postoji na zemlji (prema znanstvenicima) samo 35-40 tisuća godina, a postoji čak 600 tisuća godina!

U bliskoj budućnosti, tehnologija neće dopustiti osobi da dođe do zvijezda Trappist-1. Čak i obećavajući motori (ionski, foton, kozmički jedra, itd.), Koji nisu u stvarnosti Zemlje, procjenjuje se da se mogu raspršiti brod na brzinu od 10.000 km / s, a time i vrijeme letenja do tappist- 1 sustav će se smanjiti na 120 godina. To je već više ili manje prihvatljivo vrijeme za letenje koristeći anabiozu ili za nekoliko generacija imigranata, ali danas su svi ti motori fantaziji.

Čak su i najbliže zvijezde i dalje predaleko od ljudi, predaleko, ne spominju zvijezde naše galaksije ili drugih galaksija.

Promjer naših galaksija Mliječni put je oko 100 tisuća svjetlosnih godina, tj. Put od kraja do kraja za modernog broda Zemlje iznosit će 1,5 milijardi godina! Znanost pretpostavlja da je naša zemlja stara 4,5 milijardi godina, a višestruko život je oko 2 milijarde godina. Udaljenost do najbliže američkih galaksija - andromeda nebula - 2,5 milijuna svjetlosnih godina od zemlje - što monstruozne udaljenosti!

Kao što se može vidjeti od svih sada živih ljudi, nitko nikada neće prestati noga na tlu planeta iz druge zvijezde.

Zbog godišnjeg pokreta Zemlje u orbiti, bliske zvijezde se kreću malo u odnosu na udaljene "fiksne" zvijezde. Za godinu, takva zvijezda opisuje malu elipsu na nebeskoj sferi, čiji su dimenzije manje od zvijezde. U kutnoj mjeri velika polu-os ove elipse približno je jednaka veličini maksimalnog kuta, koja je vidljiva na 1 a. e. (veliki dio orbite Zemlje), okomito na smjer na zvijezdi. Ovaj kut (), nazvan jednogodišnje ili trigonometrijsku paralaknu, jednaku polovici svog vidljivog raseljavanja za godinu, služi za mjerenje udaljenosti na temelju trigonometrijskih odnosa između strana i kuta ZSA trokuta, u koji je poznat kut i baza - veliki dio Zemlje orbite (vidi. Slika 1).

Slika 1. Određivanje udaljenosti do zvijezde parale (A - Star, Z - Zemlja, C - Sun).

Udaljenost r. Do zvijezde, određena je njegovom trigonometrijskom paralaksom, jednaka:

r. \u003d 206265 "" / (a. E.),

gdje je paralaksa izražena u kutnim sekundama.

Za praktičnost određivanja udaljenosti do zvijezda s paralakse u astronomiji, posebna jedinica duljine koristi se u astronomiji (PS). Star na udaljenosti od 1 ps ima pararalax jednak 1 ". Prema gornjoj formuli, 1 ps \u003d 206265 a. e. \u003d 3,086 · 10 18 cm.

Uz parsecom primjenjuje se još jedna posebna jedinica udaljenosti - svjetlosna godina (tj. Udaljenost koju svjetlo prolazi u 1 godinu), to je 0,307 ps ili 9,46 · 10 17 cm.

Najbliža zvijezda do Sunčevog sustava - Crveni patuljak 12. Star veličine proxima centara - ima pararalax 0.762, tj. Udaljenost do njega je 1,31 ps (4.3 svjetlosne godine).

Donja granica za mjerenje trigonometrijske paralekse ~ 0.01 ", stoga, uz njihovu pomoć, možete izmjeriti udaljenosti koje ne prelaze 100 ps s relativnom pogreškom od 50%. (Uz udaljenosti do 20 PS, relativna pogreška ne prelazi 10%.) Ovom metodom, a do danas se određuje do oko 6000 zvijezda. Udaljenosti do udaljenih zvijezda u astronomiju određuju se uglavnom fotometrijskom metodom.

Tablica 1. Dvadeset najbliži zvijezda.

Zvijezde su najčešći tip nebeskih tijela u svemiru. Zvijezde do 6. vrijednosti zvijezda ima oko 6.000, do 11. zvijezde veličine oko milijun, a do 21. zvijezde veličine njih na cijelom nebu oko 2 milijarde.

Svi oni, poput sunca, su vruće samo-gubljenje plinskih kuglica, u dubinama od kojih se razlikuje velika energija. Međutim, zvijezde čak iu najjačim teleskopima vidljive su kao sjajne točke, jer su vrlo daleko od nas.

1. jednogodišnje paralakse i udaljenosti zvijezdama

Radijus Zemlje ispada da je premalen da bi služio kao osnova za mjerenje usporednih zvjezdica i određivanje udaljenosti za njih. U vrijeme Copernicusa, bilo je jasno da ako se zemlja stvarno okrene oko sunca, tada bi se trebale promijeniti vidljive položaje zvijezda na nebu. Za šest mjeseci zemljište se pomiče na promjer svoje orbite. Upute na zvijezdi iz suprotnih točaka ove orbite trebaju se razlikovati. Drugim riječima, zvijezde bi trebale biti vidljive za jednogodišnju pararalax (sl. 72).

Jednogodišnja paralaknica zvijezde ρ poziva kut ispod kojeg se iz zvijezde može vidjeti veliki dio Zemlje orbite (jednaka 1 ili. E.), ako je okomito na snop gledanja.

Što je veća udaljenost D do zvijezde, manje je paralaksa. Paraktivno pomicanje položaja zvijezda na nebu tijekom godine pojavljuje se na malu elipsu ili krug ako je zvijezda u ekliptičkom stupu (vidi sl. 72).

Copernicus je pokušao, ali nije mogao otkriti PararalAx Stars. Ispravno je tvrdio da su zvijezde bile predaleko od zemlje tako da su uređaji postojali tada mogu primijetiti njihovu parakturu.

Po prvi put, pouzdano mjerenje jednogodišnje paralakse, zvijezde Veks uspjeli su provesti u 1837. ruski akademik V. Ya. Struve. Gotovo istovremeno s njim u drugim zemljama, paralakse su identificirane od dvije zvijezde, od kojih je jedna bila α centaicija. Ova zvijezda, koja u SSSR nije vidljiva, ispostavilo se da nam je najbliža, njegova jednogodišnja paralaksa ρ \u003d 0,75. "Pod takvim kutom, golim okom vidljivo je debljinom od 1 mm od udaljenosti od 280 m. Nije iznenađujuće da tako dugo ne može vidjeti zvijezde tako duge male kutne pomaku.

Udaljenost do zvijezde gdje je A velika polu-osovina zemaljske orbite. Na malim kutovima ako je P izražena u sekundama luka. Zatim, usvajanje a \u003d 1 a. e., dobivam:

Udaljenost do najbliže zvijezde α Centaurus d \u003d 206 265 ": 0,75" \u003d 270.000 a. e. Svjetlo prolazi ovu udaljenost u 4 godine, dok je od sunca do zemlje samo 8 minuta, a oko 1 s od Mjeseca.

Udaljenost koju svjetlo prolazi tijekom cijele godine naziva se svjetlosna godina, Ova jedinica se koristi za mjerenje udaljenosti zajedno s parcenom (PC).

Parsek je udaljenost od kojih je veliki dio Zemljine orbite, okomito na snop pogleda, vidljiv je pod kutom od 1 ".

Udaljenost u parseci jednaka je inverznoj vrijednosti jednogodišnje paralakse, izražene u drugom luku. Na primjer, udaljenost do STAR α Centaurion je 0,75 "(3/4") ili 4/3 računala.

1 parsec \u003d 3.26 svjetlosna godina \u003d 206 265 a. e. \u003d 3 * 10 13 km.

Trenutno je mjerenje jednogodišnje paralakse glavno mjesto pri određivanju udaljenosti do zvijezda. Pararalakci se mjere za mnoge zvijezde.

Mjerenje jednogodišnje paralakse može se pouzdano postaviti udaljenost do zvijezda koje su 100 kom, ili 300 svjetlosnih godina.

Zašto točno ne mogu mjeriti godišnju paralaksu više od udaljenih zvijezda?

Udaljenost do udaljenih zvijezda trenutno se određuje drugim metodama (vidi §25.1).

2. Vidljiva i apsolutna zvjezdana vrijednost

Svjetlost zvijezda. Nakon što su astronomi dobili priliku odrediti udaljenosti zvijezdama, pronađeno je da se zvijezde razlikuju od vidljive svjetline ne samo zbog razlike u udaljenosti od njih, već zbog razlike u njihovom svjetiljke.

Svjetlost zvijezde L zove se snaga zračenja svjetlosti u usporedbi s zračenjem sunca.

Ako dvije zvijezde imaju istu sjaj, zvijezda koja je dalje od nas ima manju vidljivu svjetlinu. Možete usporediti zvijezde zvijezde zvijezde samo ako izračunate njihovu vidljivu svjetlinu (zvjezdanu vrijednost) za istu standardnu \u200b\u200budaljenost. U takvoj udaljenosti u astronomiji se razmatraju 10 kom.

Vidljiva zvjezdana vrijednost koju je zvijezda imala je li od nas na standardnoj udaljenosti d 0 \u003d 10 računala, bilo je ime apsolutne veličine zvijezde M.

Razmotrite kvantitativni omjer vidljivih i apsolutnih zvijezda magnitude na dobro poznatoj D na nju (ili njegovu paralakse p). Prvo se sjetiti razliku u magnitudi od 5 zvjezdica odgovara razlici u svjetlini točno 100 puta. Prema tome, razlika vidljivih zvjezdanih vrijednosti dva izvora jednaka je jednom, kada je jedan od njih svjetliji od drugog točno u vrijeme (ova vrijednost je približno jednaka 2.512). Svjetlija od izvora, prividna zvjezdana vrijednost smatra se manje. Općenito, odnos vidljive svjetline dvije zvijezde I 1: i 2 povezan je s razlikom između njihovih vidljivih zvjezdanih magnitude M 1 i m 2 jednostavnim omjerom:

Neka m bude vidljiva zvijezda magnitude zvijezde na udaljenosti od D. Ako je opaženo iz udaljenosti d 0 \u003d 10 računala, njegova vidljiva vrijednost zvijezde m 0 po definiciji bi bila jednaka apsolutnoj zvijezdnoj veličini M. Tada je očigledan svjetlina bi se promijenila

U isto vrijeme, zna se da se činila svjetlina zvijezde mijenja obrnuto proporcionalno trgu udaljenosti do nje. stoga

(2)

Stoga,

(3)

LogarThing Ovaj izraz, pronađite:

(4)

gdje se p eksprimira u sekundama luka.

Ove formule daju apsolutnu zvjezdanu vrijednost m prema poznatom vidljiva magnitude zvijezdem na realnoj udaljenosti do zvijezde D. Naše sunce iz udaljenosti od 10 komada izgledalo bi oko kao zvijezda 5. vidljive zvijezde magnitude, tj. Za sunce m ≈5.

Znajući apsolutnu veličinu zvijezde zvijezde, lako je izračunati njezinu svjetlost L. uzimajući sjaj sunca L \u003d 1, po definiciji svjetlosti koje to može napisati

Vrijednosti m i L u različitim jedinicama izražavaju snagu zvijezde zračenja.

Studija zvijezda pokazuje da se mogu razlikovati u desecima milijardi puta. U zvjezdanim vrijednostima ova razlika doseže 26 jedinica.

Apsolutne vrijednostizvijezde vrlo visoke svjetlosti su negativne i dosegnute m \u003d -9. Takve se zvijezde nazivaju divovi i supergiji. Zračenje zvijezde Zlatne ribe je moćniji od zračenja našeg sunca 500.000 puta, njegova svjetlost L \u003d 500.000, najmanja zračenja ima patuljci s m \u003d + 17 (l \u003d 0,000013).

Kako bi se razumjeli uzroci značajnih razlika u svjetlu zvijezda, potrebno je razmotriti ostale karakteristike koje se mogu odrediti na temelju analize zračenja.

3. Boja, spektra i temperature

Tijekom zapažanja skrenuo ste pozornost na činjenicu da zvijezde imaju različitu boju, najsretnije od njih. Boja grijanog tijela, uključujući zvijezde, ovisi o njegovoj temperaturi. To omogućuje određivanje temperature distribucije energije u njihovom kontinuiranom spektru.

Boja i raspon zvijezda povezani su s njihovom temperaturom. U relativno hladnim zvijezdama, zračenjem u regiji crvenog spektra, zbog čega imaju crvenkastu boju. Temperatura crvenih zvijezda niska. Ona raste dosljedno kada se kreće iz crvenih zvijezda do narančaste, zatim na žute, žućkaste, bijele i plavkaste. Spektri zvijezda su izuzetno raznoliki. Oni su podijeljeni na nastavu, označene latinskim slovima i brojevima (vidi stražnji prisilni). U spektri hladnih crvenih zvijezdas temperaturom od oko 3000 K, apsorpcijske trake najjednostavnijih diatomičkih molekula su vidljivi, najčešće titanijev oksid. U spektri drugih crvenih zvijezda dominiraju ugljični ili cirkonij oksidi. Crvene zvijezde prve veličine klase m - Antares, Bethelgeuse.

U spektru žutih zvijezda klase gNa koje sunce (s temperaturom od 6000 K na površini erekcija.

U spektri bijele zvijezde klase aKao Sirius, Vega i Denget, najsnažniji liniju vodika. Postoje mnoge slabe linije ioniziranih metala. Temperatura ovih zvijezda je oko 10.000 K.

U spektrima najtoplijeg, plavičasti zvijezdes temperaturom od oko 30.000 k vidljive linije neutralnog i ioniziranog helij.

Temperature većine zvijezda su u rasponu od 3000 do 30.000 K. Nekoliko temperatura od oko 100.000 K.

Dakle, spektri zvijezda su vrlo različiti jedan od drugoga i moguće je odrediti kemijski sastav i temperaturu atmosfere zvijezda. Proučavanje spektara pokazalo je da vodik i helij prevladavaju u atmosferi svih zvijezda.

Razlike u Star spektrima objašnjene su ne toliko razne njihove kemijske kompozicije, koliko razlike u temperaturi i drugim fizičkim uvjetima u atmosferi zvijezda. Na visokim temperaturama molekule se uništavaju atomima. S još višom temperaturom, manje izdržljivi atomi su uništeni, pretvaraju se u ione, gube elektrone. Ionizirani atomi mnogih kemijskih elemenata, kao i neutralne atome, emitiraju i apsorbiraju energiju određenih valnih duljina. Uspoređujući intenzitet apsorpcijskih linija atoma i ionima istog kemijskog elementa, njihova relativna količina teoretski je određena. To je funkcija temperature. Dakle, na tamne linije spektra zvijezda, može se odrediti temperatura njihovih atmosfera.

Zvijezde iste temperature i boje, ali razlika svjetla spektra su općenito ista, međutim, može se vidjeti u relativnim intenzitetima nekih linija. To je zbog činjenice da je na istoj temperaturi, tlak u njihovoj atmosferi je drugačiji. Na primjer, u atmosferi zvijezda-divova, tlak je manji, oni su brz. Ako grafički izrazite ovu ovisnost, onda na intenzitet linija možete pronaći apsolutnu vrijednost zvijezde, a zatim formulom (4) odrediti udaljenost do njega.

Primjer rješavanja problema

Zadatak. Što je sjajnica zvijezda ζ škorpion, ako je vidljiva zvjezdana vrijednost 3, i udaljenost do njega 7500 Sv. godine?

Vježba 20.

1. Koliko puta je Sirius svjetliji od Aldebaran? Sunce svjetlija od Siriusa?

2. Jedna zvijezda svjetlija od još 16 puta. Koja je razlika između njihovih magnitude zvijezda?

3. PararalAx Vegue 0.11 ". Koliko dugo je svjetlo od njega ide na tlo?

4. Koliko godina treba letjeti prema konstelaciji Lyra brzinom od 30 km / s, tako da je Vega dvostruko blizu?

5. Koliko je puta zvijezda 3,4 zvjezdica slabija od Sirius ima vidljivu zvjezdanu vrijednost -1,6? Koje su apsolutne vrijednosti tih zvijezda, ako je udaljenost i 3 računala?

6. Navedite boju svake od zvijezda aplikacije IV svojim spektralnim klasom.

U nekom trenutku života, svatko od nas je postavio ovo pitanje: koliko dugo letjeti zvijezdama? Je li moguće provesti takav let za jedan ljudski život, mogu takve letove postati norma svakodnevnog života? Ovo složeno pitanje je mnogo odgovora, ovisno o tome tko pita. Neki jednostavni, drugi su teže. Da biste pronašli sveobuhvatan odgovor, morate uzeti u obzir previše.

Nažalost, nemaju stvarne procjene koje bi pomogle u pronalaženju takvog odgovora, a ona uznemirava futurologe i interstelarnih putovanja entuzijasta. Mi se sviđa ili ne, kozmos je vrlo veliki (i složen), a naše tehnologije su još uvijek ograničene. Ali ako se ikada odlučimo napustiti "automatsko gnijezdo", imat ćemo nekoliko načina da dođemo do najbližeg zvjezdanog sustava u našoj galaksiji.

Najbliža zvijezda do naše zemlje je sunce, prilično "prosječna" zvijezda prema "glavnoj sekvenci" sheme HerzshPrung - Russell. To znači da je zvijezda vrlo stabilna i osigurava dovoljno sunčeve svjetlosti tako da se život razvija na našem planetu. Znamo da se drugi planeti rotiraju oko zvijezda pored našeg Sunčevog sustava, a mnoge od tih zvijezda su slične našim vlastitim.

U budućnosti, ako čovječanstvo želi napustiti Sunčev sustav, imat ćemo veliki izbor zvijezda na koje bismo mogli dobiti, a mnogi od njih mogu imati povoljne uvjete za život. Ali gdje ćemo ići i koliko vremena ćemo tamo uzeti cestu? Ne zaboravite da je sve to samo nagađanje, a trenutno nema znamenitosti za međuzvjezdane putovanja. Pa, kao što je Gagarin rekao, otišao!

Ustati do zvijezda
Kao što je navedeno, najbliža zvijezda na naš Sunčev sustav je proxim centaution, i stoga ima veliku točku za početak planiranja međuzvjezdane misije od njega. Biti dio Triple Star System Alpha Centaur, Proksima se nalazi u 4,24 svjetlosna godina (1.3 rana) od zemlje. Alpha Centauro je, u stvari, najsjajnija zvijezda od tri u sustavu, dio bliskog binarnog sustava u 4.37 svjetlosnih godina od Zemlje - dok je proxima Centaur (najtuđih od tri) izolirani crveni patuljak u 0,13 svjetlosne godine iz dvostrukog sustava.

I premda razgovori o međuzvjezdanim putovanjima tipiraju misli o svim vrstama putovanja "brže brzine svjetlosti" (BSS), u rasponu od brzine warp i crva do podprostornih motora, takve teorije ili iznimno fiktivne (poput motora alcubierre), ili postoje samo u znanosti fikcija. Svaka misija u dubokom svemu proteže se generacijama ljudi.

Dakle, ako počnete s jednim od najsporijih oblika svemirskih putovanja, koliko će vremena trebati kako bi došli do proxima centara?

Suvremene metode

Pitanje procjene trajanja kretanja u prostoru je mnogo jednostavnije ako postoje postojeće tehnologije i tijela u njemu u našem Sunčevom sustavu. Na primjer, koristeći tehnologiju koju koristi "nova horizonta" misija, 16 motora na hidrazin monotofelu, možete doći do mjeseca u samo 8 sati i 35 minuta.

Tu je i misija Smart-1 europske svemirske agencije, koja se preselila na Mjesec uz pomoć ionske vuče. Uz ovu revolucionarnu tehnologiju, mogućnost od kojih je svemirska sonda Dawn također koristila za postizanje Veste, pametna-1 misija je uzela godinu, mjesec i dva tjedna da dođe do Mjeseca.

Od brzog raketnog svemirskih letjelica do ekonomskog ionskog motora imamo nekoliko mogućnosti za kretanje na lokalnom prostoru - plus možete koristiti Jupiter ili Saturn kao ogromnu gravitacijsku praćku. Ipak, ako planiramo izaći malo daleko, morat ćemo povećati snagu tehnologije i naučiti nove mogućnosti.

Kada govorimo o mogućim metodama, govorimo o onima koji uključuju postojeće tehnologije ili o onima koji još ne postoje, ali koji su tehnički izvedivi. Neki od njih kao što ćete vidjeti testiraju se vremenom i potvrđuju, dok drugi ostaju u pitanju. Ukratko, oni predstavljaju mogući, ali vrlo skupo vrijeme i financije scenarij putovati čak i do najbliže zvijezde.

Ionski pokret

Sada najsporiji i najekonomičniji oblik motora je ionski motor. Prije nekoliko desetljeća, ionsko kretanje smatralo se temom znanstvene fantastike. Ali u posljednjih nekoliko godina tehnologija tehnologije podrške preselila se iz teorije u praksu, a prilično uspješna. Misija Smart-1 Europska svemirska agencija je primjer uspješno provedenog misije na Mjesec za 13 mjeseci spiralnog pokreta sa Zemlje.

Smart-1 koristi ionske motore na solarnoj energiji u kojoj je električna energija prikupljena od strane solarnih baterija i koristio se za napajanje motora efekta hodnika. Da biste donijeli SMART-1 na Mjesec, uzelo je samo 82 kilograma Xenon goriva. 1 kilogram Xenon goriva pruža delta-V u 45 m / s. Ovo je iznimno učinkovit oblik kretanja, ali ne i najbrži.

Jedno od prvih misija koje koristi ionska tehnologija motora bila je misija dubokog prostora 1 u borrelliovu komet 1998. godine. DS1 je također koristio Xenon ionskog motora i proveo 81,5 kg goriva. 20 mjeseci, DS1 vuču je razvila brzinu od 56.000 km / h u vrijeme komi raspona.

Ionski motori su ekonomičniji od projektilnih tehnologija, jer je njihov potisak po jedinici mase raketnog goriva (specifičan impuls) mnogo veći. Ali ionski motori trebaju puno vremena za raspršivanje letjelice na značajne brzine, a maksimalna brzina ovisi o podršci za gorivo i volumen proizvodnje električne energije.

Stoga, ako koristite ionsko kretanje u misiji na proksimentaciju centauticije, motori moraju imati snažan izvor energije (nuklearne energije) i velike rezerve goriva (iako manje od običnih raketa). Ali ako odbijete od pretpostavke da je 81,5 kg Xenon goriva prevedeno na 56.000 km / h (i neće biti drugih oblika kretanja), možete napraviti izračune.

Na maksimalnoj brzini od 56.000 km / h, duboki prostor 1 trebat će 81.000 godina kako bi se nadigralo 4.24 svjetlosne godine između zemljišta i proximisa Centaurusa. Time je oko 2.700 generacija ljudi. Sigurno je reći da će interplanetarni ionski motor biti prespor za pilotiranu interstellarnu misiju.

Ali ako su ionski motori veći i snažniji (to jest, ishodska stopa iona će biti znatno viša) ako postoji dovoljno raketnih goriva, što je dovoljno za sva 4,24 svjetlosna godina, vrijeme putovanja će se značajno smanjiti. Ali još uvijek će ostati mnogo više od mandata ljudskog života.

Gravitacijski manevar

Najbrži način putovanja prostora je korištenje gravitacijskog manevra. Ova metoda uključuje uporabu relativnog pokreta s letjelicama (tj. Orbit) i težište planeta za promjenu staze i brzine. Gravitacijski manevri su iznimno korisne tehnike leta prostora, osobito kada se koriste Zemlja ili drugi masivni planet (poput plinskog diva) ubrzati.

Mariner 10 svemirska letjelica najprije je koristila ovu metodu koristeći gravitacijsku žudnju za overclocking u smjeru žive u veljači 1974. godine. U 1980-ima, Voyager-1 sonda je koristio Saturn i Jupiter za gravitacijske manevre i overclocking na 60.000 km / h, nakon čega slijedi u međuzvjezdani prostor.

Misije Helios 2, koje su započele 1976. godine i morale su istražiti međuplanetarni medij između 0,3 a. e. i 1 a. e. od sunca, pripada evidenciji najviše brzine, razvio gravitacijski manevar. U to vrijeme Helios 1 (lansiran 1974.), a Helios 2 pripadao je zapis o najbližem pristupu Suncu. Helios 2 lansiran je konvencionalnom raketom i uklonjena na snažno izduženu orbitu.

Zbog velike ekscentričnosti (0,54) od 190-dnevne solarne orbite, Helios 2 Perihelia uspio je postići maksimalnu brzinu od preko 240.000 km / h. Ova orbitalna brzina razvijena je na štetu samo gravitacijske atrakcije sunca. Tehnički, Helios 2 perihelijska brzina nije bila rezultat gravitacijskog manevra, i maksimalne orbitalne brzine, ali uređaj još uvijek sadrži zapis najbržeg umjetnog objekta.

Ako je Voyager-1 preselio u smjeru crvenog patuljka proxy centara s konstantnom brzinom od 60.000 km / h, trebalo bi 76.000 godina (ili više od 2500 generacija) kako bi se prevladala ova udaljenost. Ali ako je sonda razvila rekordnu brzinu Heliosa 2 - konstantnu brzinu od 240.000 km / h - to bi zahtijevalo 19.000 godina (ili više od 600 generacija) kako bi se nadigralo 4.243 svjetlosne godine. Značajno bolje, iako blizu nije praktično.

EM pogonski elektromagnetski motor

Druga predložena međuzvjezdana metoda putovanja je radio frekvencijski motor s rezonantnom šupljinom, također poznatom kao EM pogon. U predloženom u 2001. godini, Roger Sheer, britanski znanstvenik, koji je stvorio satelitski pogon istraživanja Ltd (SPR) za provedbu projekta, motor se temelji na ideji da elektromagnetske mikrovalne šupljine omogućuju izravno pretvaranje električne energije u žudnju ,

Ako su tradicionalni elektromagnetski motori dizajnirani tako da donesu kretanje određene mase (kao što su ionizirane čestice), konkretno, ovaj motorički sustav ne ovisi o masovnoj reakciji i ne opoziva usmjereno zračenje. Općenito, ovaj motor je ispunjen poštenim djelićem skepticizma u mnogim aspektima jer krši zakon o očuvanju impulsa, prema kojem impulsi sustava ostaju konstantni i ne mogu se stvoriti ili uništiti, već samo da se promijeni pod djelovanjem sile ,

Ipak, posljednji eksperimenti s ovom tehnologijom očito su doveli do pozitivnih rezultata. U srpnju 2014. godine, na 50. AIAA / ASME / SAE / ASE / ASEE Zajednička konferencija konferencije u Clevelandu, Ohio, znanstvenici NASA-e sudjelovali su u naprednim reaktivnim razvojem, izjavio je da su uspješno doživjeli novi dizajn elektromagnetskog motora.

U travnju 2015., NASA EAgleWorks znanstvenici (dio svemirskog centra. Johnson) je rekao da su uspješno iskusili ovaj motor u vakuumu, koji može ukazivati \u200b\u200bna moguću uporabu u prostoru. U srpnju iste godine, skupina znanstvenika iz Odjela za svemirske sustave Dresden tehnološkog sveučilišta razvila je vlastitu verziju motora i promatrala opipljivu žudnju.

U 2010. godini profesor Zhuang Young iz sjeverozapadnog Veleučilišta u Xi'an, Kina, počeo je objavljivati \u200b\u200bniz članaka o njegovoj istraživačkoj tehnologiji Em. U 2012. godini izvijestila je na visokoj ulaznoj snazi \u200b\u200b(2,5 kW) i fiksirana u 720 mn. U 2014. godini provodila je i opsežna testova, uključujući mjerenja unutarnje temperature s ugrađenim termopoures, koji su pokazali da sustav funkcionira.

Prema osnovi osnove za prototip NASA (procjena snage 0,4 N / kilovata), letjelica na elektromagnetski motor može putovati u PLUTO za manje od 18 mjeseci. To je šest puta manje od "novih horizonata", koja je bila potrebna, koja se kretala brzinom od 58.000 km / h.

Zvuči impresivno. No, čak iu ovom slučaju, brod na elektromagnetskim motorima će letjeti do provamiju centaurusa od 13.000 godina. Blizu, ali još uvijek nije dovoljno. Osim toga, dok će sve točke biti postavljene u ovu tehnologiju, prerano je govoriti o njegovoj uporabi.

Nuklearni termalni i nuklearni električni pokret

Još jedna mogućnost za provedbu međuzvjezdanog leta - Koristite svemirsku letjelicu opremljenu nuklearnim motorima. NaSA desetljeći su proučavali takve opcije. U raketu na nuklearno termalno kretanje, reaktori urana ili deuterija mogu se koristiti za zagrijavanje vodika u reaktoru, okrećući ga u ionizirani plin (vodikov plazman), koji će se zatim poslati na mlaznicu rakete, stvarajući žudnje.

Raketa s nuklearnim električnim pogonom uključuje isti reaktor koji pretvara toplinu i energiju u električnu energiju, koja zatim hrani električni motor. U oba slučaja, raketa će se osloniti na nuklearnu sintezu ili nuklearnu podjelu za stvaranje potiska, a ne na kemijsko gorivo na kojem rade sve moderne svemirske agencije.

U usporedbi s kemijskim motorima, nuklearna je nesporna prednosti. Prvo, to je praktički neograničena gustoća energije u usporedbi s raketnim gorivom. Osim toga, nuklearni motor će također proizvesti snažno žudnje u usporedbi s korištenim gorivom. To će smanjiti količinu traženog goriva, a istodobno težina i trošak određenog aparata.

Iako motori na toplinskoj nuklearnoj energiji još nisu izašli u svemir, njihovi prototipovi su stvoreni i testirani, a oni su dalje sugerirani.

Pa ipak, unatoč prednostima u gospodarstvu potrošnje goriva i specifičnom impulsu, najbolje od predloženih koncepata nuklearnog toplinskog motora ima maksimalni specifičan impuls od 5.000 sekundi (50 kn · c / kg). Korištenje nuklearnih motora koji rade na nuklearnom podjelu ili sintezi, NASA znanstvenici mogli su dostaviti svemirsku letjelicu za Mars u samo 90 dana ako je crveni planet 55.000.000 kilometara od Zemlje.

Ali ako govorimo o putovanju do proksimentacije Centaura, nuklearna raketa zahtijevat će stoljeće da se ubrza u značajnom režnju brzine svjetlosti. Tada će biti potrebno nekoliko desetljeća, a iza njih mnogo više stoljeća kočenja na putu do cilja. Još smo 1000 od odredišta. Što je dobro za međuplanetarne misije, ne tako dobro za interstarijske.