Svetelné a priestorové váhy. Aká vzdialenosť medzi nami a supernovou možno považovať za bezpečné? Na okraji vesmíru

Proxima Centaurus.

Tu je klasická frustrácia. Požiadať priateľov, " Čo je k nám najbližšie?"A potom zistite, ako budú zoznam najbližšie hviezdičky. Možno Sirius? Niečo tam? Bethelgei? Odpoveď je zrejmá - toto; Masívna plazmová guľa, ktorá sa nachádza asi 150 miliónov kilometrov od zeme. Usporme otázku. Čo je hviezda najbližšie k slnku?

Najbližšia hviezda

Pravdepodobne ste počuli, že tretia hviezda jas na oblohe vo vzdialenosti len 4,37 svetelných rokov. ale Alfa Centauri Nie je jediná hviezda, toto je systém troch hviezd. Po prvé, dvojitá hviezda (binárna hviezda) so spoločným gravitačným centrom a orbitálnym obdobím 80 rokov. Alpha Centauro, ale len trochu masívne a jasnejšie ako slnko a alfa Centaurus b o niečo menej ako slnko. Aj v tomto systéme je tretia zložka, nudný červený trpaslík Proxima Centauri (Proxima Centauri).

Proxima Centaurus - to je to, čo to je najbližšia hviezda na naše slnkoUmiestnené vo vzdialenosti 4,24 svetelných rokov.

Proxima Centaurus.

Viacnásobný hviezdny systém Alfa Centauri Nachádza sa v konštelácii Centaur, ktorý je viditeľný len na južnej pologuli. Bohužiaľ, aj keď vidíte tento systém, nebudete môcť vidieť Proxyma Centaurus. Táto hviezda je tak nudná, že budete potrebovať mocný ďalekohľad, aby ste to videli.

Zistite, ako ďaleko Proxima Centaurus od nás. Myslieť na. Presunie sa rýchlosťou takmer 60 000 km / h, najrýchlejšie. Túto cestu neprekonáva v roku 2015 9 rokov. Cestovanie pri takej rýchlosti, aby ste sa dostali Proxima Centaurs, "Nové horizonty" si vyžadujú 78 000 svetelných rokov.

Proxima Centauro je najbližšia hviezda 32 000 svetelných rokov a bude to zaznamenávať ďalších 33 000 rokov. Ona bude robiť svoj najbližší prístup k slnku asi 26700, keď vzdialenosť od tejto hviezdy na Zem bude len 3,11 svetelných rokov. V priebehu 33 000 rokov bude najbližšia hviezda Ross 248..

A čo severná hemisféra?

Pre tých z nás, ktorí žijú na severnej pologuli, je najbližšia viditeľná hviezda Hviezda barnard, ešte jeden červený trpaslík v konštelácii hada (Ophiuchus). Bohužiaľ, ako proxima Centaurus, barnardová hviezda je príliš nudná, aby ste ju videli voľným okom.

Star Barnard.

Najbližšia hviezdaktoré môžete vidieť neozbrojené oko v severnej pologuli Sirius (Alpha Big PSA). Sirius je dvojnásobok veľkosti slnka a hmotnosťou a najjasnejšou hviezdou na oblohe. Nachádza sa 8.6 svetelných rokov od nás v súhvezdí veľkej PSA (Canis Major) - to je najslávnejšia hviezda sleduje Orion na nočnej oblohe v zime.

Ako sa astronómovia merali vzdialenosť k hviezdam?

Používajú metódu. Urobme malý experiment. Udržujte jednu ruku predĺženú dĺžku a umiestnite prst tak, aby sa nachádzal v blízkosti vzdialeného objektu. Teraz striedavo otvorené a zatvorte každé oko. Upozorňujeme, že váš prst je skákanie a späť, keď vyzeráte rôzne oči. Toto je pararalxová metóda.

Paralaxy.

Ak chcete merať vzdialenosť k hviezdam, môžete merať uhol na hviezdu vo vzťahu k tomu, keď je Zem na jednej strane obežnej dráhy, povedzme v lete, potom po 6 mesiacoch, keď sa Zem pohybuje na opačnej strane Orbit a potom merať uhol do hviezdy v porovnaní s tým, čo - krásny vzdialený objekt. Ak je hviezda blízko k nám, tento uhol sa môže merať a vypočítať.

Môžete naozaj merať vzdialenosť týmto spôsobom najbližšie hviezdičkyAle táto metóda funguje len do 100 "000 svetelných rokov.

20 Najbližšie hviezdičky

Tu je zoznam 20 najbližších hviezd a ich vzdialenosť k nim vo svetelných rokoch. Niektoré z nich majú niekoľko hviezd, ale sú súčasťou toho istého systému.

Podľa NASA, v rámci polomeru 17 svetelných rokov od Slnka je 45 hviezd. V existuje viac ako 200 miliárd hviezd. Niektoré z nich sú tak nudné, že sú takmer nemožné zistiť. Snáď s novými technológiami, vedci nájdu hviezdy ešte bližšie k nám.

Názov, ktorý čítate články "Najbližšia hviezda na slnko".

Dňa 22. februára 2017 NASA uviedol, že 7 exoplanets sa nachádzalo na jednom štarte Trappist-1. Traja z nich sú v rozsahu vzdialeností od hviezdy, v ktorom planéta môže mať tekutú vodu a voda je kľúčovým podmienkam života. Uvádza sa tiež, že tento hviezdny systém je vo vzdialenosti 40 svetelných rokov od zeme.

Toto posolstvo urobilo veľa hluku v médiách, niekto dokonca sa zdal, že ľudstvo bolo v kroku z výstavby nových osád z novej hviezdy, ale nie. Ale 40 svetelných rokov je veľa, je to veľa, je to príliš veľa kilometrov, to znamená, že je to monstrózne obrovská vzdialenosť!

Z priebehu fyziky je známa tretia kozmická rýchlosť - to je taká rýchlosť, ktorú by telo malo mať telo na povrchu zeme, aby presahoval rámec slnečnej sústavy. Hodnota tejto rýchlosti je 16,65 km / s. Konvenčné orbitálne vesmírne lode začínajú rýchlosťou 7,9 km / s a \u200b\u200botáčajú sa okolo Zeme. V zásade je rýchlosť 16-20 km / s veľmi cenovo dostupná v moderných technológiách Zeme, ale nie viac!

Ľudstvo sa ešte nenaučilo urýchliť kozmické lode rýchlejšie ako 20 km / s.

Vypočítajte, koľko rokov potrebujete hladinu hladinu pri rýchlosti 20 km / s, aby ste prekonali 40 svetelných rokov a dosiahol hviezda Trappist-1.
Jeden svetelný rok je vzdialenosť, ktorá ide lúč svetla vo vákuu a rýchlosť svetla je približne 300 tisíc km / s.

Kozmická loď vyrobená rukami ľudí letí rýchlosťou 20 km / s, to znamená, že 15 000-násobok pomalšie rýchlosť svetla. 40 svetelných rokov takáto loď prekoná čas rovný 40 * 15000 \u003d 600000 rokov!

Loď Zeme (na modernej úrovni technológie) je napínaná na hviezdu Trappist-1 asi 600 tisíc rokov! Rozumný človek existuje na Zemi (podľa vedcov) len 35-40 tisíc rokov a existuje až 600 tisíc rokov!

V blízkej budúcnosti nebude technológia nedovoliť osobe, aby dosiahla TRAPPLIKU STAR - 1. Dokonca aj sľubné motory (iónové, fotón, kozmické plachty atď.), Ktoré nie sú v skutočnosti Zeme, sa odhadujú, že ich môžu rozptýliť loď na rýchlosť 10 000 km / s, a preto čas letu na tappat- 1 systém sa zníži na 120 rokov. Je to už viac alebo menej prijateľný čas lietať pomocou anabiózy alebo pre niekoľko generácií prisťahovalcov, ale dnes sú všetky tieto motory fantasy.

Dokonca aj tie najbližšie hviezdy sú stále príliš ďaleko od ľudí, príliš ďaleko, nehovoriac o hviezdach našej galaxie alebo iných galaxií.

Priemer nášho Galaxy Mliečna dráha je približne 100 tisíc svetelných rokov, to znamená, že cesta od konca až po ukončenie pre modernú zemskú loď bude 1,5 miliardy rokov! Veda predpokladá, že naša pôda je staršia ako 4,5 miliardy rokov a život MultiDeaver je asi 2 miliardy rokov. Vzdialenosť k najbližším k nám galaxie - Andromeda Nebula - 2,5 milióna svetelných rokov od zeme - aké monstrózne vzdialenosti!

Ako je možné vidieť od všetkých teraz žijúcich ľudí, nikto nikdy nezastaví nohu na zemi planéty z inej hviezdy.

Vzhľadom k ročnému pohybu Zeme na obežnej dráhe, tesne hviezdy pohybujú trochu vzhľadom na vzdialené "pevné" hviezdy. Za rok, taká hviezda opisuje malú elipsu na nebeskej gule, ktorej rozmery sú menej ako hviezda ďalej. V uhlovom miere je veľká polovica tejto elipsy približne rovnaká veľkosť maximálneho uhla, ktorá je viditeľná na 1 a. e. (Veľká časť orbity Zeme), kolmé na smer na hviezde. Tento uhol (), nazývaný ročník alebo trigonometrický paralaxový hviezdy, ktorá sa rovná polovici svojho viditeľného posunu na rok, slúži na meranie vzdialenosti k nej na základe trigonometrických vzťahov medzi stranami a uhlami trojuholníka ZSA, v Ktorý uhol a základňa je známa - veľká časť zemskej dráhy (pozri. Obr. 1).

Obrázok 1. Stanovenie vzdialenosti do hviezdy podľa paralaxu (A - Star, Z - Zem, C - Sun).

Vzdialenosť r. Na hviezdu, ktorá je určená jeho trigonometrickým paralaxom, sa rovná:

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

kde paralax je vyjadrený v uhlových sekundách.

Pre pohodlie určovania vzdialenosti s hviezdami s paralaxidmi v astronómii sa v astronómii používa špeciálna jednotka dĺžky (PS). Hviezda vo vzdialenosti 1 PS má pararácky rovný 1 ". Podľa vyššie uvedeného vzorca 1 PS \u003d 206265 a. e. \u003d 3,086 · 10 18 cm.

Spolu s parsecom sa aplikuje ďalšia špeciálna jednotka vzdialeností - svetelný rok (t.j. vzdialenosť, ktorú svetlo prechádza 1 rok), je to 0,307 PS, alebo 9,46 · 10 17 cm.

Najbližšia hviezda do solárnej sústavy - červený trpaslík 12. hviezdicovej veľkosti proxima Centaurov - má pararáx 0.762, t.j. vzdialenosť je 1,31 PS (4,3 svetelných rokov).

Dolná hranica na meranie trigonometrických paralaxí ~ 0,01 "" ", preto s ich pomocou môžete merať vzdialenosti, ktoré nepresahujú 100 PS s relatívnou chybou 50%. (S vzdialenosťami do 20 PS, relatívna chyba nepresahuje 10%.) S touto metódou sa určuje až 6000 hviezd. Vzdialenosti na viac vzdialených hviezd v astronómii sa určujú hlavne fotometrickou metódou.

Tabuľka 1. Dvadsať najbližších hviezd.

Hviezdy sú najbežnejší typ nebeských telies vo vesmíre. Hviezdy až po 6. hviezdičkovú hodnotu je asi 6 000, až na 11. hviezdicovú veľkosť o miliónoch, a na 21. hviezdicovú veľkosť z nich na celom oblohe asi 2 miliardy.

Všetci, rovnako ako slnko, sú horúce self-strata plynových guľôčok, v hĺbkach, z ktorých sa rozlišuje obrovská energia. Hviezdy aj v najsilnejších teleskopoch sú však viditeľné ako žiariace body, pretože sú veľmi ďaleko od nás.

1. Jeden rok paralaxu a vzdialenosti na hviezdy

Polomer Zeme sa ukáže, že je príliš malý na to, aby slúžil ako základ na meranie kompenzovaných paralaktných hviezd a určiť ich vzdialenosti k nim. V čase Copernicusu bolo jasné, že ak sa Zem naozaj otočí okolo Slnka, potom viditeľné pozície hviezd na oblohe by mali zmeniť. Po dobu šiestich mesiacov sa krajina pohybuje do priemeru svojej obežnej dráhy. Pokyny na hviezdu z opačných bodov tejto orbity by sa mali líšiť. Inými slovami, hviezdy by mali byť viditeľné na jeden rok pararácky (obr. 72).

Jednoduchý paralaxu hviezdy ρ ρ zavolajte uhol, pod ktorým môže byť z hviezdy vidieť veľkú časť zemskej dráhy (rovná 1 alebo. E.), ak je kolmé na lúč pohľad.

Čím väčšia je vzdialenosť D do hviezdy, tým menej jej paralaxu. Výtlak paralaktov v polohe hviezdy na oblohe v priebehu roka sa vyskytuje na malej elipse alebo kruhu, ak je hviezda v ekliptickom póle (pozri obr. 72).

Copernicus sa snažil, ale nemohol detekovať paralalaxové hviezdy. Správne argumentoval, že hviezdy boli príliš ďaleko od zeme tak, aby existovali zariadenia, potom si mohli všimnúť ich posunutie paralaktov.

Prvýkrát, spoľahlivé meranie jednoročného paralaxu, hviezdy, ktoré sa podarilo implementovať v roku 1837. Ruský akademik V. YA. Strove. Takmer súčasne s ním v iných krajinách, paralaxy boli identifikované dvoma hviezdami, z ktorých jeden bol α Centation. Táto hviezda, ktorá v ZSSR nie je viditeľná, sa ukázala byť najbližšie k nám, jej jeden rok paralaxu ρ \u003d 0,75. "Pod takýmto uhlom je voľne oko viditeľné s hrúbkou 1 mm od vzdialenosti 280 m. Nie je prekvapujúce, že tak dlho nemohol vidieť hviezdy tak dlhé malé uhlové posuny.

Vzdialenosť kde A je veľká poloprava pozemskej obežnej dráhy. V malých uhloch ak je p vyjadrené v sekundách oblúka. Potom prijatie a \u003d 1 a. e., Dostanem:

Vzdialenosť k najbližšej hviezde α Centaurus d \u003d 206 265 ": 0,75" \u003d 270 000 a. e. Svetlo prechádza túto vzdialenosť za 4 roky, zatiaľ čo zo slnka k zemi ide len 8 minút, a asi 1 s z Mesiaca.

Vzdialenosť, ktorú svetlo prechádza po celý rok, sa nazýva svetelný rok. Táto jednotka sa používa na meranie vzdialenosti spolu s Parcempterom (PC).

Parsek je vzdialenosť, od ktorej je veľká časť dráhy Zeme, kolmá na lúč zobrazenia, je viditeľný v uhle 1 ".

Vzdialenosť v parseci sa rovná inverznej hodnote jednoročného paralaxu, vyjadreného v druhom oblúku. Napríklad vzdialenosť k hviezdnej α Centaurion je 0,75 "(3/4"), alebo 4/3 počítača.

1 Parselc \u003d 3.26 Light Rok \u003d 206 265 a. e. \u003d 3 * 10 13 km.

V súčasnosti je meranie jednoročného paralaxu hlavným spôsobom pri určovaní vzdialeností na hviezdy. Pararallaks sa merajú pre veľmi veľa hviezd.

Meranie jednoročného paralaxu môže byť spoľahlivo nastaviť vzdialenosť k hviezdam, ktoré sú 100 ks, alebo 300 svetelných rokov.

Prečo nemôže presne merať ročný paralaxu viac ako vzdialených hviezd?

Vzdialenosť k vzdialenejším hviezdam je v súčasnosti určená inými metódami (pozri §25.1).

2. Viditeľná a absolútna hviezdna hodnota

Svietivosť hviezd. Potom, čo astronómovia dostali možnosť určiť vzdialenosti k hviezdam, zistilo sa, že hviezdy sa líšia od viditeľného jasu nielen kvôli rozdielu v ich vzdialenosti, ale kvôli rozdielu ich lampy.

Svietivosť hviezdy L sa nazýva sila žiarenia svetelnej energie v porovnaní s radiačným výkonom slnka.

Ak majú dve hviezdy rovnakú svietivosť, hviezda, ktorá je ďalej od nás, má menší viditeľný jas. Môžete porovnať hviezdy hviezdičiek len vtedy, ak vypočítate ich viditeľný jas (hviezdnej hodnoty) pre rovnakú štandardnú vzdialenosť. V takej vzdialenosti v astronómii sa zvažuje 10 ks.

Viditeľná hviezdna hodnota, ktorú mala hviezda, keby bola od nás v štandardnej vzdialenosti D 0 \u003d 10 ks, bol názov absolútnej hviezdnej veľkosti M.

Zvážte kvantitatívny pomer viditeľnej a absolútnej hviezdnej nádoby na dobre známej vzdialenosti D (alebo jeho paralaxy P). Najprv si uveďte, že rozdiel v 5 hviezdičkách zodpovedá rozdielu v jasnosti presne 100-krát. V dôsledku toho je rozdiel viditeľných hviezdnych hodnôt dvoch zdrojov rovný jednému, keď jeden z nich je jasnejší ako iný, presne (táto hodnota je približne rovná 2,512). Zjavnejšia hviezdna hodnota je jasná ako zdroj, zdanlivo sa považuje za menej. Všeobecne platí, že vzťah viditeľného jasu dvoch všetkých hviezd I 1: I 2 je spojené s rozdielom medzi ich viditeľnými hviezdnymi magnitúdami M 1 a M 2 jednoduchým pomerom:

Nech m byť viditeľná hviezda veľkosti hviezdy vo vzdialenosti D. Ak bola pozorovaná z diaľky D 0 \u003d 10 ks, jeho viditeľná hviezda hodnota M 0 podľa definície by sa rovná absolútnej hviezdicovej veľkosti M. Potom jej zrejmé jasnosť by sa zmenilo

Zároveň je známe, že zdá sa, že jasu hviezdy sa mení nepriamo úmerné štvorcovi vzdialenosti. teda

(2)

Teda,

(3)

Logarithing tento výraz, nájsť:

(4)

kde p je vyjadrené v sekundách oblúka.

Tieto vzorce dávajú absolútnu hviezdnu hodnotu m podľa známych viditeľná hviezdam v skutočnej vzdialenosti do hviezdy D. Naše slnko z diaľky 10 ks by vyzeralo približne ako hviezda 5. viditeľnej hviezdicovej veľkosti, t.j. pre slnko m ≈5.

Poznanie absolútnej veľkosti hviezd hviezdy, je ľahké vypočítať jeho svietivosť L \u003d brať svietivosť slnka L \u003d 1, podľa definície svietivosti to môže byť napísané

Hodnoty M a L v rôznych jednotkách vyjadrujú silu hviezdneho žiarenia.

Študijné hviezdy ukazujú, že sa môžu líšiť v desiatok miliárd časov. V časti hviezdnych hodnôt dosahuje toto rozlišovanie 26 jednotiek.

Absolútne hodnotyhviezdy veľmi vysokej svietivosti sú negatívne a dosiahnu m \u003d -9. Takéto hviezdy sa nazývajú gigants a supergiants. Žiarenie hviezdnych zlatých rýb je silnejší ako žiarenie našich slnečných 500 000-krát, jeho svietivosť L \u003d 500 000, najmenší radiačný výkon má trpaslíci s M \u003d + 17 (L \u003d 0,000013).

S cieľom pochopiť príčiny významných rozdielov v svietivosti hviezd je potrebné zvážiť iné vlastnosti, ktoré možno určiť na základe radiačnej analýzy.

3. Farba, spektrá a teploty

Počas pozorovaní ste upozornili na skutočnosť, že hviezdy majú inú farbu, najzričnejšie z nich. Farba vyhrievaného telesa vrátane hviezd závisí od jeho teploty. To umožňuje stanoviť teplotu distribúcie energie v ich kontinuálnom spektre.

Farba a rozsah hviezd sú spojené s ich teplotou. V relatívne studených hviezdach, žiarenie v oblasti červenej spektra, čo je dôvod, prečo majú červeno-farbu. Teplota červených hviezd. Rastie konzistentne pri pohybe z červených hviezd na oranžové, potom žlté, žltkasté, biele a modrasté. Spektrá hviezdy sú veľmi rôznorodé. Sú rozdelené do tried, označované latinskými písmenami a číslami (pozri zadný nútený). V spektrách studených červených hviezd triedy ms teplotou asi 3000 K, absorpčné pásy z najjednoduchších diatomických molekúl sú viditeľné, najčastejšie oxid titaničitý. V spektrách iných červených hviezd sa dominujú oxidom uhlíka alebo zirkónia. Červené hviezdy prvej veľkosti triedy m - Angarety, Bethelgeuse.

V spektrách žltých hviezd triedy gNa ktorú spadajú slnko (s teplotou 6000 K na povrchu), dominujú tenké kovové vedenia: železo, vápnik, sodík atď. Hviezda typu slnka pozdĺž spektra, farby a teploty je jasná kaplnka v konštelácii erekcie.

V spektrách biele hviezdy triedy ARovnako ako Sirius, VEGA a DENGET, najdôležitejšia línia vodíka. Existuje mnoho slabých línií ionizovaných kovov. Teplota týchto hviezd je asi 10 000 K.

V spektráte najhorúcejšie, modrasté hviezdys teplotou asi 30 000 k viditeľnej línii neutrálneho a ionizovaného hélia.

Teploty väčšiny hviezd sú v rozsahu od 3000 do 30 000 K. Niekoľko teplôt približne 100 000 K.

Spektrá hviezd je teda veľmi odlišné od seba a je možné určiť chemické zloženie a teplotu atmosféry hviezd. Štúdia spektra ukázala, že vodík a hélium sú prevládajúce v atmosfére všetkých hviezd.

Rozdiely v Star Spectra sú vysvetlené tak veľa rôznych chemických zložení, koľko rozdielu v teplote a iných fyzikálnych podmienkach v hviezdnej atmosfére. Pri vysokých teplotách sú molekuly zničené atómami. S ešte vyššou teplotou sú zničené menej trvanlivými atómami, premenia sa na ióny, stratia elektróny. Ionizované atómy mnohých chemických prvkov, ako aj neutrálne atómy, vyžarujú a absorbujú energiu určitých vlnových dĺžok. Porovnaním intenzity absorpčných línií atómov a iónov rovnakého chemického prvku je ich relatívne množstvo teoreticky určené. Je to funkcia teploty. Tak, na tmavých líniách spektra hviezd, je možné určiť teplotu ich atmosférov.

Hviezdy rovnakej teploty a farby, ale rozdiel svietiacich spektroch sú vo všeobecnosti rovnaké, ale môže byť vidieť v relatívnych intenzitách niektorých línií. Je to spôsobené tým, že pri rovnakej teplote je tlak v ich atmosfére odlišný. Napríklad v atmosférech hviezd-gigantov je tlak menší, sú rýchle. Ak túto závislosť vyjadrujete graficky, potom na intenzitu čiar môžete nájsť absolútnu hodnotu hviezdy a potom podľa vzorca (4) určiť vzdialenosť k nemu.

Príklad riešenia problému

Úloha. Aká je svietivosť hviezdy ζ škorpióna, ak je to viditeľná hviezdna hodnota 3 a vzdialenosť k nej 7500 sv. roky?

Cvičenie 20.

1. Koľkokrát je Sirius jasnejší ako ALDEBARAN? Slnka jasnejšie ako Sirius?

2. Jedna hviezda jasnejšia ako ďalšia 16-krát. Aký je rozdiel medzi ich hviezdnymi magnitmi?

3. Pararallax VEGUE 0,11 ". Ako dlho je svetlo od neho ide do zeme?

4. Koľko rokov by malo byť lietať smerom k konštelácii Lyra rýchlosťou 30 km / s, takže VEGA je dvakrát tak blízko?

5. Koľkokrát je hviezda 3,4 hviezdicovej veľkosti slabšia ako Sirius s viditeľnou hviezdnou hodnotou -1.6? Aké sú absolútne hodnoty týchto hviezd, ak vzdialenosť je 3 ks?

6. Názov farby každej iv aplikácie hviezdy ich spektrálnej triedy.

V určitom bode života sa každý z nás požiadal túto otázku: Ako dlho lietať do hviezd? Je možné vykonať taký let na jeden ľudský život, môže sa tieto lety stať normou každodenného života? Táto komplexná otázka je veľa odpovedí, v závislosti od toho, kto sa pýta. Niektoré jednoduché, iné sú ťažšie. Ak chcete nájsť komplexnú odpoveď, musíte vziať do úvahy príliš veľa.

Bohužiaľ, žiadne skutočné odhady, ktoré by pomohli nájsť takúto odpoveď, neexistuje, a to umožňuje futurológovia a nadšencov medzihviezdne. Páči sa nám, alebo nie, COSMOS je veľmi veľký (a komplexný) a naše technológie sú stále obmedzené. Ale ak sa niekedy rozhodneme opustiť "natívne hniezdo", budeme mať niekoľko spôsobov, ako sa dostať do najbližšieho hviezdneho systému v našej galaxii.

Najbližšia hviezda do našej krajiny je Slnko, celkom "priemerná" hviezda podľa schémy "Hlavnej sekvencie" Herzshprung - Russell. To znamená, že hviezda je veľmi stabilná a poskytuje dostatok slnečného svetla, aby sa život vyvíja na našej planéte. Vieme, že iné planéty sa otáčajú okolo hviezd vedľa nášho slnečného systému a mnohé z týchto hviezd sú podobné naše vlastné.

V budúcnosti, ak by sa ľudstvo želala opustiť solárny systém, budeme mať obrovský výber hviezd, ku ktorým by sme sa mohli dostať, a mnohí z nich môže mať priaznivé podmienky pre život. Ale kam pôjdeme a koľko času tam berieme cestu? Nezabudnite, že všetko je len špekulácie a v súčasnosti neexistujú orientačné body pre medzihviezdne cestovanie. No, ako povedal Gagarin, šiel!

Vstaňte sa na hviezdy
Ako je uvedené, najbližšia hviezda do našej solárnej sústavy je proxim centvy, a preto má veľký bod na začatie plánovania medzihviezdneho misie z neho. Byť súčasťou Triple Star System Alpha Centaur, Proksima sa nachádza v 4,24 svetelných rokov (1,3 parzov) zo zeme. Alfa Centauro je v skutočnosti najjasnejšia hviezda tri v systéme, ktorá je súčasťou úzkeho binárneho systému v 4,37 svetelných rokov od Zeme - keďže proxima Centaur (najviac nudný z troch) je izolovaný červený trpaslík v 0,13 svetelných rokov z dvojitého systému.

A hoci rozhovory o medzihviezdnych cestách typifikujú myšlienky o všetkých druhoch ciest "rýchlejšia rýchlosť svetla" (BSS), od ťažkých rýchlostí a červov až po subpsorpčné motory, takých teórií alebo mimoriadne fiktívnej (ako motora Alcubierre), alebo existujú len vo vede fikcia. Každá misia v hlbokom priestore sa tiahne pre generácie ľudí.

Takže, ak začnete s jednou z najpomalších foriem vesmírneho cestovania, koľko času bude trvať, aby sa dostal do proxima Centaurs?

Moderné metódy

Otázka odhadu trvania pohybu vo vesmíre je oveľa jednoduchšia, ak existujú existujúce technológie a orgány v našej slnečnej sústave. Napríklad, pomocou technológie používanej "Nová misia Horizonta", 16 motorov na hydrazín Monotophel, môžete dosiahnuť mesiac len za 8 hodín a 35 minút.

Tam je tiež poslanie Európskej vesmírnej agentúry Smart-1, ktorá sa presunula na mesiac s pomocou iónovej trakcie. S touto revolučnou technológiou, ktorej možnosť, ktorej priestor sondy svitania tiež používa na dosiahnutie Vesta, misia Smart-1 vzala rok, mesiac a dva týždne, aby sa dostali na mesiac.

Z rýchlych raketových kozmických lôžok do ekonomického iónového motora máme niekoľko možností pre pohyb na miestnom priestore - plus môžete použiť Jupiter alebo Saturn ako obrovský gravitačný prvok. Avšak, ak plánujeme dostať sa trochu preč, budeme musieť zvýšiť silu technológie a naučiť sa nové príležitosti.

Keď hovoríme o možných metódach, hovoríme o tých, ktoré zahŕňajú existujúce technológie, alebo o tých, ktoré ešte neexistujú, ale ktoré sú technicky možné. Niektoré z nich, ako uvidíte, sú testované podľa času a potvrdení, zatiaľ čo iní zostávajú predmetné. Stručne povedané, predstavujú možný, ale veľmi nákladný čas a finančný scenár cestovať aj do najbližšej hviezdy.

Iónový pohyb

Teraz je to najpomalší a ekonomický formulár motora iónový motor. Pred niekoľkými desaťročiami sa iónové hnutie považovalo za predmet sci-fi. V posledných rokoch sa však technológia technickej podpory presťahovala z teórie k praxi a celkom úspešná. Misia Smart-1 Európska vesmírna agentúra je príkladom úspešne vykonanej misie na Mesiac na 13 mesiacov špirálového hnutia zo Zeme.

Smart-1 použité ionové motory na solárnej energii, v ktorej bola elektrina zozbieraná solárnymi batériami a bol použitý na napájanie motorov s halou. Ak chcete dodať Smart-1 na Mesiac, trvalo len 82 kilogramov Xenónového paliva. 1 kilogram Xenónového paliva poskytuje Delta-V v 45 m / s. Ide o mimoriadne účinnú formu pohybu, ale nie najrýchlejšie.

Jednou z prvých misií používaných iónovými motormi technológie bol misiu hlbokého priestoru 1 na Borrelli's Comet v roku 1998. DS1 tiež použil xenónový iónový motor a strávil 81,5 kg paliva. Na 20 mesiacov trakciu DS1 vyvinula rýchlosť 56 000 km / h v čase rozpätia kómy.

Ionové motory sú ekonomickejšie ako raketové technológie, pretože ich ťah na jednotku hmoty raketového paliva (špecifický impulz) je oveľa vyšší. Ale ionové motory potrebujú veľa času na rozptýlenie kozmickej lode k významným rýchlostiam a maximálna rýchlosť závisí od podpory paliva a objemu výroby elektriny.

Preto, ak používate iónový pohyb v poslaní k biznisu centvy, motory musia mať silný zdroj energie (jadrová energia) a veľké zásoby paliva (aj keď menej ako obyčajné rakety). Ale ak odpudzujete z predpokladu, že 81,5 kg Xenónového paliva je preložená do 56 000 km / h (a nebudú žiadne iné formy pohybu), môžete vykonať výpočty.

Pri maximálnej rýchlosti 56 000 km / h by hlboký priestor 1 potreboval 81 000 rokov na prekonanie 4,24 svetelných rokov medzi krajinou a proximis Centaurus. V čase je to asi 2 700 generácií ľudí. Je bezpečné povedať, že medziplanetárny iónový motor bude príliš pomalý pre pilotovanú medzihviezdnu misiu.

Ale ak sú ionové motory väčšie a silnejšie (to znamená, že rýchlosť výsledkov iónov bude výrazne vyššia), ak je dostatok rakiet paliva, ktoré stačí pre všetkých 4,24 svetelných rokov, čas cesty sa výrazne zníži. Ale stále tam zostane oveľa viac ako termín ľudského života.

Gravitačný manéver

Najrýchlejší spôsob vesmíru je použitie gravitačného manévrovania. Táto metóda zahŕňa použitie relatívneho pohybu s kozmickou loďou (to znamená orbit) a závažnosť planéty na zmenu cesty a rýchlosti. Gravitačné manévre sú mimoriadne užitočné priestorové letové letové techniky, najmä pri použití Zeme alebo inej masívnej planéty (ako plynový gigant), aby sa urýchlili.

Kozmická loď Mariner 10 najprv použila túto metódu s použitím gravitačného túžby pre pretaktovanie v smere ortuti vo februári 1974. V osemdesiatych rokoch minulého storočia sa Sonda Voyager-1 použila Saturn a Jupiter pre gravitačné manévre a pretaktovanie na 60 000 km / h, po ktorom nasleduje do medzihrobného priestoru.

Misie Helios 2, ktoré začali v roku 1976 a museli preskúmať medziplanetárne médium medzi 0,3 a. e. a 1 a. e. Z slnka patrí do záznamu najvyššej rýchlosti, vyvinutej gravitačným manévrom. V tom čase patrili Helios 1 (spustený v roku 1974) a Helios 2 záznam o najbližšom prístupe k Slnku. Helios 2 sa začala konvenčná raketa a odstránila na silne predĺženú obežnú dráhu.

Kvôli veľkej excentricite (0,54) 190-dňovej solárnej dráhe sa Helios 2 perihelia podarilo dosiahnuť maximálnu rýchlosť viac ako 240 000 km / h. Táto orbitálna rýchlosť bola vyvinutá na úkor len gravitačnej príťažlivosti Slnka. Technicky, Helios 2 perihelial Rýchlosť nebola výsledkom gravitačného manévru a maximálnu orbitálnu rýchlosť, ale zariadenie stále drží záznam najrýchlejšieho umelého objektu.

Ak Voyager-1 sa pohyboval v smere červeného trpaslíka proxy Centaur s konštantnou rýchlosťou 60 000 km / h, trvala by to 76 000 rokov (alebo viac ako 2500 generácií) na prekonanie tejto vzdialenosti. Ak však sonda vyvinula záznamovú rýchlosť Helios 2 - konštantná rýchlosť 240 000 km / h - by to vyžadovalo 19 000 rokov (alebo viac ako 600 generácií) na prekonanie 4,243 svetelných rokov. Výrazne lepšie, aj keď blízko nie je praktické.

Elektromagnetický motor

Ďalšou navrhovanou interstelovou cestovnou cestovnou metódou je rádiofrekvenčný motor s rezonančnou dutinou, známym ako em. V navrhovaných v roku 2001, Roger Sheer, Britský vedec, ktorý vytvoril satelitný propulsion Research Ltd (SPR) na implementáciu projektu, motor je založený na myšlienke, že elektromagnetické mikrovlnné dutiny vám umožňujú priamo previesť elektrinu v túžbe .

Ak sú tradičné elektromagnetické motory navrhnuté tak, aby v pohybe určitej hmoty (ako napríklad ionizované častice), konkrétne tento motorový systém nezávisí od hmotnej reakcie a neexistuje smerové žiarenie. Všeobecne platí, že tento motor bol v mnohých ohľadoch splnený spravodlivým zlomkom skepticizmu, pretože porušuje zákon o zachovaní impulzu, podľa ktorého systémové impulzy zostávajú konštantné a nemôžu byť vytvorené alebo zničené, ale len na zmenu podľa činností sily .

Napriek tomu, že posledné experimenty s touto technológiou zjavne viedli k pozitívnym výsledkom. V júli 2014, v 50. konferencii AIAA / ASME / SAE / ASEE Conference Conference Conference Conference Conference v Clevelande, Ohio, Nasa vedci zapojení do pokročilého reaktívneho vývoja, uviedli, že úspešne zaznamenali nový dizajn elektromagnetického motora.

V apríli 2015 sa vedci NASA Eagleworks (časť vesmírneho centra. Johnson) uviedli, že úspešne zaznamenali tento motor vo vákuu, ktorý môže naznačovať možné použitie vo vesmíre. V júli toho istého roku skupina vedcov z oddelenia vesmírnych systémov technologickej univerzity Drážďany vyvinula svoju vlastnú verziu motora a pozorovala hmatateľnú túžbu.

V roku 2010 začal profesor Zhuang Young z severozápadnej Polytechnickej univerzity v Xi'an, Čína, začal publikovať sériu článkov o svojej výskumnej technológii em. V roku 2012 uviedla na vysokej vstupnom výkone (2,5 kW) a fixovaný v 720 mn. V roku 2014 tiež uskutočnila rozsiahle testy, vrátane meraní vnútornej teploty s vstavanými termočlánkami, ktoré ukázali, že systém funguje.

Podľa základu základne prototypu NASA (odhad napájania 0,4 n / kilowatt) môže kozmická loď na elektromagnetickom motore cestovať do Pluto za menej ako 18 mesiacov. Je šesťkrát menej, ako bolo potrebné pronáciu "nových horizontov", ktorá sa pohybovala rýchlosťou 58 000 km / h.

Znie to pôsobivé. Ale aj v tomto prípade, loď na elektromagnetických motoroch bude lietať do prokamu Centaurus 13 000 rokov. Blízko, ale stále nestačí. Okrem toho, zatiaľ čo všetky body budú umiestnené v tejto technológii, je príliš skoro hovoriť o jeho používaní.

Nukleárny termálny a jadrový elektrický pohyb

Ďalšou možnosťou vykonávať medzihviezdny let - použite kozmickú loď vybavenú jadrovými motormi. Nasa desaťročia študovali takéto možnosti. V rakete na nukleárnom tepelnom pohybe, reaktory uránu alebo deutérií môžu byť použité na ohrev vodíka v reaktore, otočením sa do ionizovaného plynu (vodíková plazma), ktorá sa potom posiela do dýzy rakety, generovanie chutí.

Raketa s jadrovým elektrickým pohonom obsahuje rovnaký reaktor, ktorý prevádza teplo a energiu na elektrinu, ktorá potom napája elektromotor. V oboch prípadoch sa raketa spolieha na jadrovú syntézu alebo jadrovú divíziu, aby vytvorili ťah, a nie na chemické palivo, na ktorom fungujú všetky moderné vesmírne agentúry.

V porovnaní s chemickými motormi má jadrová elektráreň nesporné výhody. Po prvé, je to prakticky neobmedzená hustota energie v porovnaní s raketovým palivom. Okrem toho jadrový motor bude tiež produkovať silnú túžbu v porovnaní s použitým palivom. Tým sa zníži objem požadovaného paliva a zároveň hmotnosť a náklady na konkrétny prístroj.

Hoci motory na tepelnej jadrovej energii ešte nevyšli do vesmíru, ich prototypy boli vytvorené a testované, a boli ďalej navrhnuté.

A napriek výhodám v ekonomike paliva a špecifického impulzu má to najlepšie z navrhovaných koncepcií jadrového tepelného motora maximálny špecifický impulz 5000 sekúnd (50 kN · c / kg). Pomocou jadrových motorov pracujúcich na jadrovej divízii alebo syntéze by vedci NASA mohli dodať kozmickú loď pre Mars len za 90 dní, ak je červená planéta 55.000.000 kilometrov od zeme.

Ak však hovoríme o ceste k bizzideniu Centaur, jadrová raketa si bude vyžadovať storočie, aby sa zrýchlila na podstatný lalok rýchlosť svetla. Potom sa bude vyžadovať niekoľko desaťročí, a za nimi oveľa viac storočí brzdenia na ceste k cieľu. Sme stále 1000 z cieľa. Čo je dobré pre medziplanetárne misie, nie tak dobré pre interstarials.