Işık yılı ve uzay terazileri. ABD ile Supernova arasında hangi mesafe güvenli olarak kabul edilebilir? Evrenin eteklerine

Proxima Centaurus.

İşte klasik bir hayal kırıklığı. Arkadaşlarına sor, " Bize en yakın olanı nedir?"Ve sonra nasıl listeleyeceğini gör en yakın yıldızlar. Belki Sirius? Alpha orada bir şey mi? Bethelgei? Cevap açıktır - bu; Yerden yaklaşık 150 milyon kilometre uzaklıkta bulunan masif plazma topu. Soruyu açıklığa kavuşturalım. Bir yıldızın güneşe en yakın olanı?

En yakın yıldız

Muhtemelen gökteki üçüncü yıldız parlaklığının sadece 4.37 ışık yılına kadar olan bir mesafede olduğunu duydunuz. Fakat alpha Centauri Tek bir yıldız değil, bu üç yıldız bir sistemidir. İlk olarak, ortak bir yer yıldız (ikili yıldız), ortak bir yerçekimi merkezi ve 80 yılın yörünge dönemi ile. Alpha Centauro, ancak güneşten sadece biraz büyük ve daha parlak ve güneşten biraz daha az alfa centaurus b. Ayrıca bu sistemde üçüncü bir bileşen var, donuk kırmızı cüce var Proxima Centauri (Proxima Centauri).

Proxima Centaurus - bu öyle güneşimize en yakın yıldız4.24 ışıkyılı bir mesafede bulunur.

Proxima Centaurus.

Birden fazla yıldızlı sistem alpha Centauri Sadece güney yarımkürede görünür olan Centaur'un takımyıldızında yer almaktadır. Ne yazık ki, bu sistemi görseniz bile, göremeyeceksiniz Proxyma Centaurus. Bu yıldız o kadar donuk, onu görmek için güçlü bir teleskopa ihtiyacınız olacak.

Ne kadar uzakta ölçeğini bulalım Proxima Centaurus bizden gelen. Hakkında düşün. En hızlı olan yaklaşık 60.000 km / s hızla hareket eder. Bu yolu 2015 yılında 9 yıl boyunca aştı. Almak için bu kadar hızla seyahat etmek Proxima centaurs, "Yeni Ufuklar" 78.000 ışık yılı gerektirecektir.

Proxima Centauro en yakın yıldızdır 32.000 ışık yılı için ve bu 33.000 yıl daha izleyecektir. Bu yıldızdan dünyaya olan mesafenin sadece 3,11 ışık yılı olacağı yaklaşık 26700'de güneşe en yakın yaklaşımını yapacak. 33.000 yıl boyunca en yakın yıldız olacak Ross 248..

Peki ya Kuzey Yarımküre?

Kuzey Yarımkürede yaşayanlar için en yakın görünür yıldız Yıldız barnard, yılan adamın takımyıldızında (Ophiuchus) daha kırmızı bir cüce daha. Ne yazık ki, Proxima Centaurus olarak, Barnard yıldızı çıplak bir gözle görmek için çok donuk.

Star Barnard.

En yakın yıldızkuzey yarımkürede silahsız gözüyle görebileceğiniz Sirius (Alpha Big PSA). Sirius, güneşin iki katı ve kütleye ve gökyüzündeki en parlak yıldızdır. Büyük bir PSA'nın (Canis Major) takımyıldızında bizden 8,6 ışık yılı bulunur - bu, kışın gece gökyüzünde Orion'u takip eden en ünlü yıldızdır.

Gökbilimciler yıldızlara olan mesafeyi nasıl ölçtüler?

Denilen yöntemi kullanırlar. Küçük bir deney yapalım. Bir yandan uzun süre uzatın ve parmağınızı yerleştirin, böylece bazı uzak nesneler yakında bulunur. Şimdi, dönüşümlü olarak, her gözü açın ve kapatın. Lütfen, parmağınızın oraya zıpladığını ve farklı gözler göründüğünüzde geri döndüğünü unutmayın. Bu bir pararallax yöntemidir.

Paralaks.

Yıldızlara olan mesafeyi ölçmek için, Dünya'nın yörüngenin bir tarafında olduğu zamanla ilgili olarak yıldızın açısını ölçebilirsiniz, yaz aylarında, daha sonra 6 ay sonra, Dünya'nın diğer tarafında hareket edeceğinde Yörünge ve sonra neyin güzel uzak nesnesine kıyasla yıldızın açısını ölçün. Yıldız bize yakınsa, bu açı ölçülebilir ve hesaplanabilir.

Bu şekilde mesafeyi gerçekten ölçebilirsin en yakın yıldızlarAncak bu yöntem yalnızca 100 "000 ışık yılına kadar çalışır.

20 En Yakın Yıldız

İşte 20 en yakın yıldızın bir listesi ve aydınlık yıllarda onlara olan mesafeleri. Bazılarında birkaç yıldız var, ancak aynı sistemin bir parçası.

NASA'ya göre, güneşten 17 ışıkyılı yarıçapı içerisinde 45 yıldız var. 200 milyardan fazla yıldız var. Bazıları o kadar donuk, algılamayı neredeyse imkansız. Belki de yeni teknolojilerle, bilim adamları yıldızları bile bize daha yakın bulacaklar.

Makaleleri okuduğun isim "Güneşe en yakın yıldız".

22 Şubat 2017'de NASA, Tek Yıldız Trappist-1'de 7 Explanet'in bulunduğunu bildirdi. Üçü, gezegenin sıvı suya sahip olabileceği yıldızdan gelen mesafelerdedir ve su yaşam için kilit bir durumdur. Ayrıca, bu yıldız sistemindeki 40 ışıkyılı bir mesafede olduğu bildirilmektedir.

Bu mesaj medyada çok fazla gürültü yaptı, biri insanlığın yeni bir yıldızdan yeni yerleşim yerlerinin yapımından bir adımda olduğu görülüyordu, ancak bu değildi. Ancak 40 ışık yılı çok, çok fazla kilometredir, yani canavarca muazzam bir mesafedir!

Fizik sürecinden, üçüncü kozmik hız bilinmektedir - bu, vücudun, gövdeyi, güneş sisteminin ötesine geçmek için vücuda sahip olması gerektiği bir hızdır. Bu hızın değeri 16.65 km / s'dir. Geleneksel yörünge uzay gemileri 7.9 km / s hızında başlar ve yeryüzünde döner. Prensip olarak, modern toprak teknolojilerinde 16-20 km / s hızında oldukça uygundur, ancak daha fazla değil!

İnsanlık henüz kozmik gemileri 20 km'den daha hızlı hızlandırmayı öğrenmedi.

40 ışıkyılı yılın üstesinden gelmek ve Star Trappist-1'e ulaşmak için 20 km / s hızında uçan bir starrel ihtiyacınız olduğunu hesaplayın.
Bir ışık yılı, vakumda ışık huzmesi olan mesafedir ve ışık hızı yaklaşık 300 bin km / s'dir.

İnsanların elleri tarafından yapılan uzay aracı, 20 km / s hızında uçar, yani 15.000 kat daha yavaş ışık hızıdır. 40 ışık yılı Böyle bir gemi, 40 * 15000 \u003d 600000 yıla eşit olan zamanın üstesinden gelecektir!

Dünya'nın gemisi (modern teknoloji düzeyinde), yaklaşık 600 bin yıl boyunca Star Trappist-1'e gerilir! Mantıklı adam, dünyada (bilim adamlarına göre) sadece 35-40 bin yıl var ve 600 bin yıl kadar çok var!

Yakın gelecekte, teknoloji bir kişinin yıldız Trappist-1'e ulaşmasına izin vermeyecektir. Hatta dünyanın gerçekliğinde olmayan umut verici motorlar bile (iyonik, foton, kozmik yelken, vb.), Gemiyi 10.000 km / s hızına ve dolayısıyla Tappist'e yapılan uçuş süresine yönlendirebilecekleri tahmin edilmektedir. 1 Sistem 120 yıla düşürülecektir. Bu, anabiozis veya birkaç nesil göçmen kullanmak için uçmak için daha az ya da çok kabul edilebilir bir zamandır, ancak bugün tüm bu motorlar fantezidir.

En yakın yıldızlar bile, galaksimizin yıldızlarından veya diğer galaksilerin yıldızlarından bahsetmemek için hala çok uzaklar.

Galaxy Samanyolu'numuzun çapı yaklaşık 100 bin ışık yılıdır, yani sonun sonuna kadar modern dünya gemisi için sonuna kadar olan yolu 1,5 milyar yaşında olacak! Bilim, arazimizin 4,5 milyar yaşında olduğunu varsayar ve bir multilaving hayatın yaklaşık 2 milyar yıldır. En Yakın ABD Galaxies'e olan mesafe - Andromeda Bulutsusu - Yerden 2.5 Milyon Işık Yılında - Ne Canavar Mesafeler!

Hepsi şimdi yaşayan insanlardan görülebileceği gibi, hiç kimse gezegenin zeminde başka bir yıldızdan ayağı asla durdurmayacak.

Yörüngede yeryüzün yıllık hareketi nedeniyle, yakın Yıldızlar uzak "sabit" yıldızlara göre biraz görür. Yıl boyunca, böyle bir yıldız, boyutları bir yıldızdan daha az olan, göksel kürenin üzerindeki küçük bir elips açıklanmaktadır. Açısal ölçümde, bu elipsin büyük yarı ekseni yaklaşık olarak 1 a için görülebilen maksimum açının büyüklüğüne eşittir. e. (Dünya yörüngesinin büyük kısmı), yıldızdaki yöne dik olarak. Bir yıllık veya trigonometrik paralaks yıldızı olarak adlandırılan bu açı (), yıldır görünen yer değiştirmesinin yarısına eşit olarak, yanları ile ZSA üçgenin açıları arasındaki trigonometrik ilişkiler temelinde olan mesafeyi ölçmeye yarar. Hangi açı ve taban bilinir? - Dünya yörüngesinin büyük kısmı (bkz. Şekil 1).

Şekil 1. Paralaks'a göre yıldıza olan mesafenin belirlenmesi (A - Star, Z - Dünya, C - Sun).

Mesafe r. Trigonometrik paralaksıyla belirlenen yıldıza eşittir:

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

paralaks'ın açısal saniye içinde ifade edildiği yer.

Astronomide paralaks ile yıldızlara olan mesafeyi belirlemenin rahatlığı için, astronomi (PS) özel bir uzunluk birimi kullanılır. 1 PS mesafedeki bir yıldız, 1'e eşit bir pararalsızca sahiptir. Yukarıdaki formüle göre, 1 ps \u003d 206265 a. e. \u003d 3,086 · 10 18 cm.

Parsekomun yanı sıra, bir başka özel mesafe birimi uygulanır - ışık yılı (yani, ışığın 1 yılda geçtiği mesafe), 0.307 PS veya 9.46 · 10 17 cm'dir.

Güneş sistemine en yakın yıldız - Proxima Centaurs'un 12. yıldız büyüklüğünün kırmızı cüce - Pararallax 0.762, yani pararallax 0.762, yani 1,31 PS (4.3 ışık yılı).

Bu nedenle, trigonometrik paralaksları ölçmek için düşük limit, bu nedenle, yardımlarıyla,% 50'lik bir nispi hatayla 100 ps'yi geçmeyen mesafeleri ölçebilirsiniz. (20 PS'ye kadar olan mesafelerle, göreceli hata% 10'u geçmez.) Bu yöntemle, güncel, yaklaşık 6000 yıldıza kadar aralıklar belirlenir. Astronomide daha uzaktaki yıldızlara olan mesafeler esas olarak fotometrik yöntemle belirlenir.

Tablo 1. Yirmi en yakın yıldız.

Yıldız, evrendeki en sık görülen gök cisimleridir. 6. Yıldız Değerine Kadar Yıldızlar yaklaşık 6.000, yaklaşık bir milyona kadar yaklaşık 6.000 yıldız büyüklüğüne ve tüm gökyüzünde yaklaşık 2 milyar yıldız büyüklüğüne sahiptir.

Hepsi, güneş gibi, büyük enerjinin ayırt edildiği derinliklerinde sıcak kendi kendini kaybedilen gaz toplarıdır. Ancak, en güçlü teleskoplarda bile yıldızlar, bizden çok uzak oldukları için parlayan nokta olarak görülebilir.

1. Bir yıllık paralaks ve yıldızlara mesafeler

Dünyanın yarıçapı, paralact yıldızların ofsetini ölçmek için bir temel olarak hizmet etmek ve onlara olan mesafeleri belirlemek için çok küçük olduğu ortaya çıkıyor. Copernicus zamanında, eğer yeryüzünün güneşin etrafını dolaştırırsa, gökyüzündeki yıldızların görünür pozisyonlarının değişmesi gerektiği açıktı. Altı ay boyunca, toprak yörüngesinin çapına geçer. Bu yörüngenin karşı noktalarından yıldızdaki yol tarifleri farklı olmalıdır. Başka bir deyişle, yıldızlar bir yıllık bir pararallax'a dikkat çekmelidir (Şekil 72).

Yıldız ρ yıldızının bir yıllık paralaksisi, yıldızdan oluşan bir kısmı (1 ya da öyle eşittir), görünüm ışınına dik ise, Dünya Yörünge'nin büyük bir kısmı (1 veya daha fazla) görülebileceği açıyı çağırır.

Yıldız için d mesafesi ne kadar büyükse, paralaksı o kadar az olur. Yıl boyunca gökyüzündeki yıldız konumunun paraltant yer değiştirmesi, yıldız ekliptik kutuptaysa, küçük bir elips veya bir daire üzerinde meydana gelir (bkz. Şekil 72).

Copernicus denedi, ancak pararallax yıldızlarını tespit edemedi. Yıldızların yerden çok uzak olduğunu, böylece mevcut olan cihazların paralept yer değiştirmelerini fark edebileceklerini savundu.

İlk defa, bir yıllık paralaks'ın güvenilir bir ölçümü, VEK'lerin yıldızları 1837'de uygulanmayı başardı. Ruscalı Akademisyen V. Ya. Struv. Neredeyse aynı anda onunla diğer ülkelerde, paralaks, biri α yüzyığı olan iki yıldız tarafından tanımlandı. SSCB'de görünmeyen bu yıldız, bize en yakın olduğu ortaya çıktı, bir yıllık paralaks ρ \u003d 0.75. "Böyle bir açıyla, çıplak göz, 280 mesafeden 1 mm kalınlığında görünür. m. Uzun zamandır yıldızları o kadar uzun küçük açısal yer değiştirmeleri göremediği şaşırtıcı değildir.

Yıldız'a Mesafe bir A'nın dünyevi yörüngede büyük bir yarı aks olduğu yer. Küçük açılarda p, ark saniyelerinde ifade edilirse. Ardından, A \u003d 1 A'yı benimseyin. e., alıyorum:

En yakın yıldıza olan mesafe α centaurus d \u003d 206 265 ": 0.75" \u003d 270.000 a. e. Işık bu mesafeyi 4 yıl içinde geçer, oysa güneşten yere kadar, sadece 8 dakika ve aydan yaklaşık 1 s.

Işığın yıl boyunca geçtiği mesafe, ışık yılı olarak adlandırılır.. Bu birim, parcember (PC) ile birlikte mesafeyi ölçmek için kullanılır.

Parsek, Dünya'nın yörüngesinin, bakış açısına dik olarak dik, 1 "bir açıyla görülebildiği mesafedir.

Parseca'daki mesafe, ikinci yayda ifade edilen bir yıllık paralaksın ters değerine eşittir. Örneğin, α Centaurion yıldızına olan mesafe 0.75 "(3/4") veya PC'nin 4 / 3'tür.

1 Parsec \u003d 3.26 Işık Yılı \u003d 206 265 a. e. \u003d 3 * 10 13 km.

Halen, bir yıllık paralaksın ölçümü, yıldızların mesafeleri belirlerken ana yoldur. Pararallak'lar çok fazla yıldız için ölçülür.

Bir yıllık paralaksın ölçülmesi, 100 adet veya 300 ışık yılı olan yıldızlara olan mesafeyi güvenilir bir şekilde ayarlanabilir.

Neden yıllık paralaksı uzak yıldızlardan daha fazla ölçüde ölçemiyor?

Daha uzak yıldızlara olan mesafe şu anda diğer yöntemlerle belirlenir (bkz. §25.1).

2. Görünür ve Mutlak Stellar Değeri

Yıldızların parlaklığı. Gökbilimciler yıldızlara mesafeleri belirleme fırsatı bulduktan sonra, yıldızların sadece onlara olan mesafedeki fark nedeniyle görünür parlaklıktan farklı olduğu tespit edildi. lambalar.

Yıldızın parlaklığı, güneşin radyasyon gücüne kıyasla ışık enerjisinin radyasyonunun gücü olarak adlandırılır.

İki yıldız aynı parlaklığa sahipse, bizden daha iyi olan yıldız görünür bir parlaklığa sahiptir. Yıldız parlaklık yıldızlarını yalnızca aynı standart mesafe için görünür parlaklıklarını (Stellar değeri) hesaplarsanız karşılaştırabilirsiniz. Astronomide böyle bir mesafede, 10 adet göz önünde bulundurulur.

Yıldızın bizden standart bir mesafeden 0 \u003d 10 PC'de olsaydı görünür yıldız değeri, mutlak yıldız büyüklüğünün adıydı.

Görünür ve mutlak yıldız büyüklüklerinin nicel oranını, iyi bilinen bir mesafede (veya paralaks P) olarak düşünün. Öncelikle, 5 Yıldız büyüklüğündeki farkın parlaklıktaki farkın her 100 katı farkına karşılık geldiğini hatırlayın. Sonuç olarak, iki kaynağın görünür yıldız değerlerinin farkı, biri tam olarak bir diğerinden daha parlak olduğunda birine eşittir (bu değer yaklaşık 2,512'ye eşittir). Kaynaktan daha parlak olan, belirgin yıldız değerinin daha az olduğu düşünülmektedir. Genel olarak, iki yıldızın görünür parlaklığının, I 1: I 2'nin görünür parlaklığının ilişkisi, görünür yıldızların m1 ve m2 ile basit bir oran ile arasındaki farklar arasındaki farkla ilişkilidir:

M'nin D 0 \u003d 10 PC mesafesinden gözlenebiliyorsa, D 0 \u003d 10 PC mesafesinden görülebilen yıldız değeri M 0 mutlak yıldız büyüklüğü M. daha sonra görünen yıldız değeri M. sonra belirgin olacaktır. Parlaklık değişecek

Aynı zamanda, yıldızın görünen parlaklığının, mesafenin karesi ile ters orantılı olduğu bilinmektedir. bu nedenle

(2)

Dolayısıyla

(3)

Bu ifadeyi logaritma, bul:

(4)

p'nin ark saniyelerinde ifade edilir.

Bu formüller bilinenlere göre M'nin mutlak bir yıldız değeri verir. görünür yıldız büyüklüğüm yıldızında gerçek bir mesafede M. 10 PC'lik bir mesafeden güneşimiz yaklaşık 5. görünür yıldız büyüklüğünün bir yıldızı, yani güneş m ≈5 için.

Bir yıldızın mutlak bir yıldız büyüklüğünü bilmek, Luminosity L'ini hesaplamak kolaydır. Güneşin parlaklığını almak, parlaklık tanımına göre, parlaklık tanımına göre yazılabilir.

Farklı birimlerdeki M ve L değerleri, yıldız radyasyonunun gücünü ifade eder.

Çalışma yıldızları, onlarca milyar kez farklılık gösterebileceklerini gösteriyor. Stellar değerlerinde, bu ayrım 26 birime ulaşır.

Mutlak değerlerÇok yüksek parlaklıktaki yıldızlar negatiftir ve M \u003d -9'a ulaştı. Böyle yıldızlar devler ve süperlikler denir. Yıldızın altın balıklarının radyasyonu, 500.000 kez güneşin radyasyonundan daha güçlüdür, parlaklık L \u003d 500.000, en küçük radyasyon gücünün M \u003d + 17 (l \u003d 0.000013) ile cücelere sahiptir.

Yıldızların parlaklığındaki önemli farklılıkların nedenlerini anlamak için, radyasyon analizine dayanarak belirlenebilecek diğer özellikleri göz önünde bulundurmak gerekir.

3. Renk, Spektrumlar ve Sıcaklıklar

Gözlemler sırasında, yıldızların farklı bir renge sahip olduğu gerçeğine dikkat çektiniz. Yıldızlar da dahil olmak üzere ısıtılmış gövdenin rengi sıcaklığına bağlıdır. Bu, enerji dağılımının sıcaklığını sürekli spektrumlarında belirlemeyi mümkün kılar.

Renk ve yıldız aralığı sıcaklıklarıyla ilişkilidir. Nispeten soğuk yıldızlarda, kırmızı spektrum bölgesindeki radyasyon, bu yüzden kırmızımsı bir renge sahipler. Kırmızı yıldızların sıcaklığı düşük. Kırmızı yıldızlardan turuncuya, daha sonra sarı, sarımsı, beyaz ve mavimsi hareket ettirilirken sürekli büyür. Yıldızların spektrumları son derece çeşitlidir. Latin harfleri ve sayılarla ifade edilen sınıflara ayrılırlar (arka zorla bakınız). Soğuk kırmızı yıldızların spektrumunda M sınıfıyaklaşık 3000 K sıcaklıkta, en basit diatomik moleküllerin emme bantları, en sık titanyum oksit görülebilir. Diğer kırmızı yıldızların spektrumunda, karbon veya zirkonyum oksitler egemendir. M sınıfının ilk büyüklüğünün kırmızı yıldızları - Antares, Bethelgeuse.

G sınıfının sarı yıldızlarının spektrumundaGüneşin (yüzeyde 6000 K sıcaklığında), ince metal çizgileri hakimdir: demir, kalsiyum, sodyum vb. Sun tipi yıldız, renk ve sıcaklık, rengi ve sıcaklık, takımyıldızın takımyıldızında parlak bir şapeldir ereksiyon.

Beyaz yıldızların spektrumundaSirius, Vega ve Denget gibi, en güçlü hidrojen hattı. İyonize metallerin birçok zayıf çizgisi vardır. Bu yıldızların sıcaklığı yaklaşık 10.000 K'dir.

En sıcak, mavimsi yıldızların spektrumundayaklaşık 30.000 k görülebilir nötr ve iyonize helyum hattı.

Çoğu yıldızın sıcaklıkları 3000 ila 30.000 K arasında değişmektedir. Yaklaşık 100.000 K'lık birkaç sıcaklıktadır.

Böylece, yıldızların spektrumları birbirinden çok farklıdır ve yıldızların atmosferinin kimyasal bileşimini ve sıcaklığını belirlemek mümkündür. Spectra çalışması, hidrojen ve helyumun tüm yıldızların atmosferlerinde baskın olduğunu göstermiştir.

Yıldız spektrumundaki farklılıklar, kimyasal bileşimlerinin çok çeşitli olmadığı, sıcaklıkta ne kadar fark ve yıldız atmosferindeki diğer fiziksel koşullar var. Yüksek sıcaklıklarda, moleküller atomlara tahrip edilir. Daha yüksek bir sıcaklıkta, daha az dayanıklı atomlar imha edilir, elektronları kaybeterek iyonlara dönüşürler. Birçok kimyasal elemanın yanı sıra nötr atomların iyonlaştırılmış atomları, belirli dalga boylarının enerjisini yayar ve emer. Atomların emme hatlarının ve aynı kimyasal elemanın iyonlarının yoğunluğunu karşılaştırarak, nispi miktarı teorik olarak belirlenir. Sıcaklığın bir fonksiyonudur. Böylece, yıldızların spektrumlarının karanlık çizgilerinde, atmosferlerlerinin sıcaklığı belirlenebilir.

Aynı sıcaklık ve rengin yıldızları, ancak farkın aydınlık spektrumları genellikle aynıdır, ancak bazı çizgilerin göreceli yoğunluklarında görülebilir. Bunun nedeni, aynı sıcaklıkta, atmosferlerindeki basınç farklıdır. Örneğin, yıldızların atmosferiklerinde, basınç daha az, onlar hızlı. Bu bağımlılığı grafik olarak ifade ederseniz, ardından satırların yoğunluğunda, yıldızın mutlak değerini bulabilir ve ardından formül (4) 'e göre.

Sorunu çözme örneği

Bir görev. Görünür yıldız değeri 3 ise, Star ζ akrepinin parlaklığı nedir ve 7500 SV'ye olan mesafe. Yıllar?

Egzersiz 20.

1. Sirius'u Aldebaran'dan kaç kez daha parlak? Sirius'tan daha parlak güneş mi?

2. Bir yıldız 16 kez daha daha parlak. Yıldızları büyüklükleri arasındaki fark nedir?

3. Pararallax Veguge 0.11 ". BT'nin ışığı ne kadar sürüyor?

4. 30 km / s hızında Lyra'nın takımyıldızına doğru kaç yıldır uçması gerektiğidir, böylece VEGA iki kat daha yakın mı?

5. Yıldızın kaç kez 3.4 yıldız büyüklüğü, görülebilir bir yıldız değeri olan Sirius'dan daha zayıf mı? Her ikisine olan mesafe 3 adet ise, bu yıldızların mutlak değerleri nelerdir?

6. IV uygulama yıldızlarının her birinin rengini spektral sınıfları ile adlandırın.

Hayatta, her birimiz bu soruyu sordu: Yıldızlara ne kadar uçacak? Bir insan hayatı için böyle bir uçuş yapmak mümkün mü, bu uçuşlar günlük yaşamın normu olabilir mi? Bu karmaşık soru, kimin sorduğuna bağlı olarak birçok cevaptır. Bazıları basit, diğerleri daha zor. Kapsamlı bir cevap bulmak için çok fazla dikkate almanız gerekir.

Ne yazık ki, böyle bir cevabın bulunmamasına yardımcı olacak gerçek tahminler yoktur ve futurologlar ve yıldızlararası seyahat meraklılarını yükseltir. Biz onu seviyoruz ya da değil, kozmos çok büyük (ve karmaşık) ve teknolojilerimiz hala sınırlı. Ancak "yerli yuvadan" ayrılmaya karar verirsek, galaksimizdeki en yakın yıldız sistemine ulaşmanın birkaç yoluna sahip olacağız.

Toprağımıza en yakın yıldız Güneş, Herzshprung - Russell'ın "ana sekans" şemasına göre oldukça "ortalama" bir yıldızdır. Bu, yıldızın çok istikrarlı olduğu ve yeterli güneş ışığı sağladığı anlamına gelir, böylece yaşam gezegenimizde gelişir. Diğer gezegenlerin güneş sistemimizin yanındaki yıldızların etrafında döndüğünü ve bu yıldızların birçoğunun kendimize benzer olduğunu biliyoruz.

Gelecekte, insanlık güneş sisteminden ayrılmak istiyorsa, alabileceğimize büyük bir yıldız seçeneğine sahip olacağız ve bunların çoğunun yaşamak için olumlu koşulları iyi olabilir. Ama nereye gideceğiz ve yolunu ne kadar zaman alacağız? Bütün bunların sadece spekülasyon olduğunu unutmayın ve şu anda Interstellar seyahati için yer işaretleri yoktur. Gagarin'in dediği gibi, gitti!

Yıldızlara git
Belirtildiği gibi, güneş sistemimize en yakın yıldız, bir yüzyılın proximidir ve bu nedenle ondan yıldızlararası misyonunu planlamaya başlamak için harika bir noktaya sahiptir. Üçlü Yıldız Sistemi Alpha Centaur'un bir parçası olan Proksima, yerden 4.24 ışıkyılda (1.3 ayrıştırma) bulunur. Alpha Centauro, aslında, sistemde üçünün en parlak yıldızı, yaklaşık 4.37 ışık yılındaki yakın ikili sistemin yeryüzünden bir kısmı - Centaur'un proximası (üçten en sıkıcı) izole edilmiş bir kırmızı cücedir. Çift sistemden 0.13 ışık yılı.

Yıldızlararası gezilerle ilgili konuşmalara rağmen, her türlü seyahat hızı ve solucanlardan alt uzay motorlarına, bu tür teorilere, bu tür teorilere veya son derece kurgusal (bir Alcubierre motoru gibi) arasında değişen her türlü yolculukla ilgili düşünceleri yazın. kurgu. Derin uzayda herhangi bir misyon insan nesiller için uzanır.

Öyleyse, uzay yolculuğunun en yavaş formlarından biriyle başlarsanız, proxima centaurs'a ulaşmak için ne kadar zaman alacak?

Modern yöntemler

Uzayda hareketin süresini tahmin etme konusu, güneş sistemimizde mevcut teknolojiler ve bedenler varsa, çok daha basittir. Örneğin, "Yeni Horizonta" misyonu tarafından kullanılan teknolojiyi kullanarak, hidrazin monotofelinde 16 motor, aya sadece 8 saat ve 35 dakika içinde ulaşabilirsiniz.

Ayrıca, ION çekişinin yardımıyla aya taşınan Smart-1 Avrupa Uzay Ajansının misyonu da var. Bu devrimci teknoloji ile, uzay probu şafağının da Vesta'yı elde etmek için kullanıldığı, Smart-1 Misyonu yıl, ay ve iki hafta aya götürmek için aldı.

Hızlı roket uzay aracından ekonomik iyon motoruna kadar, yerel uzayda hareket etmek için birkaç seçeneğimiz var - ayrıca Jüpiter veya Satürn'i büyük bir yerçekimi sapan olarak kullanabilirsiniz. Bununla birlikte, biraz uzaklaşmayı planlıyorsak, teknolojinin gücünü artırmak ve yeni fırsatlar öğrenmek zorunda kalacağız.

Olası yöntemlerden bahsederken, mevcut teknolojileri içerenler ya da henüz mevcut olmayanlar hakkında, ancak teknik olarak uygulanabilir olanlar hakkında konuşuyoruz. Bazıları göreceğiniz gibi, zamanla test edilir ve onaylanırken, diğerleri söz konusu kalır. Kısaca, mümkün bir şeyi temsil ediyorlar, ancak çok pahalı bir zaman ve finans senaryosu en yakın yıldıza bile seyahat ediyorlar.

İyon hareketi

Şimdi en yavaş ve en ekonomik motor formu iyon motorudur. Birkaç yıl önce, iyonik hareket bilim kurgu konusu olarak kabul edildi. Ancak son yıllarda, teknoloji destek teknolojisi teoriden pratik yapmak ve oldukça başarılı olmuştur. Smart-1 Avrupa Uzay Ajansının misyonu, Dünya'dan 13 aylık spiral hareketi için aya başarılı bir şekilde gerçekleştirilen bir görevin bir örneğidir.

Smart-1 Kullanılmış İyon Motorları Elektriğin güneş pilleri tarafından toplandığı ve salonun etkisi motorlarına güç vermek için kullanıldı. Ay'a akıllı-1'i teslim etmek için, sadece 82 kilogram Xenon yakıtı aldı. 1 kilogram Xenon yakıtı 45 m / s'de delta-V sağlar. Bu, son derece etkili bir hareket şeklidir, ancak en hızlı değil.

İyonik motor teknolojisi tarafından kullanılan ilk görevlerden biri, 1998'de Borrelli'nin kuyrukluyıldığında derin alan 1 misyonuydu. DS1 ayrıca bir Xenon Ion motoru kullandı ve 81.5 kg yakıt harcadı. 20 ay boyunca, DS1 çekişi, koma açıklığı sırasında 56.000 km / s hız arttı.

İyon motorları, füze teknolojilerinden daha ekonomiktir, çünkü birim roket yakıtı başına itme (spesifik dürtü) bu kadar yüksektir. Ancak iyon motorları, uzay aracını önemli hızlara çıkarmak için çok zamana ihtiyaç duyar ve maksimum hız, yakıt desteğine ve elektrik üretiminin hacmine bağlıdır.

Bu nedenle, yüzyılın yakınındaki görevdeki iyon hareketi kullanırsanız, motorlar güçlü bir enerji kaynağı (nükleer enerji) ve büyük yakıt rezervlerine sahip olmalıdır (sıradan roketlerden daha az da olsa). Ancak, 81.5 kg Xenon yakıtının 56.000 km / s'ye (ve başka bir hareket türü olmayacağı), hesaplamalar yapabilirsiniz.

Maksimum 56.000 km / s hızda, Deep Space 1, Topraklar ve Centaurus'un proximisleri arasında 4.24 ışık yılını aşmak için 81.000 yıl gerekir. Zamanla yaklaşık 2.700 nesil insandır. Çevreyen iyon motorunun, pilotlu yıldızlararası misyon için çok yavaş olacağını söylemek güvenlidir.

Ancak, iyon motorları daha büyük ve daha güçlü ise (yani, iyonların sonuç oranı önemli ölçüde daha yüksek olacaktır) Yeterli füze yakıt varsa, tüm 4.24 ışık yılı için yeterli olan, seyahat süresi önemli ölçüde azalacaktır. Ancak yine de insan yaşamı teriminden çok daha fazla kalacaktır.

Yerçekimi manevrası

En hızlı uzay yolculuğu yolu, yerçekimi manevrasının kullanımıdır. Bu yöntem, bir uzay aracı (yani, yörünge) ve yolun ve hızını değiştirmek için gezegenin yerçekimi ile göreceli bir hareketin kullanılmasını içerir. Yerçekimi manevraları, özellikle dünyayı veya başka bir büyük gezegeni (gaz devi gibi) hızlandırmak için son derece yararlı alan uçuş teknikleridir.

Mariner 10 SPACECRAFT, bu yöntemi Şubat 1974'te cıva yönünde hızaşırtma için yerçekimi özlemini kullanarak kullandı. 1980'lerde, Voyager-1 probu, Satürn ve Jüpiter tarafından yerçekimi manevraları için kullanılmış ve 60.000 km / s'ye hızaşırtma, ardından yontulmamış alanlara geçtikçe kullanılmıştır.

1976'da başlayan ve 0.3 A arasındaki interplanetary ortamını keşfetmek zorunda olan Helios 2'nin misyonları. e. ve 1 a. e. Güneşten, yerçekimi manevrası tarafından geliştirilen en yüksek hızın kaydına aittir. O zamanlar, Helios 1 (1974'te başlatıldı) ve Helios 2, Güneş'e en yakın yaklaşımın kaydına aitti. Helios 2, geleneksel bir roket tarafından başlatıldı ve güçlü bir şekilde uzun bir yörüngede kaldırıldı.

190 günlük Solar Orbit'in büyük eksantrikliği (0.54) nedeniyle, Helios 2 perihelia, 240.000 km / s'den fazla maksimum hıza ulaşmayı başardı. Bu yörünge hızı, Güneş'in sadece yerçekimi çekiciliği pahasına geliştirilmiştir. Teknik olarak, Helios 2 perihelal hızı, bir yerçekimi manevrasının sonucu değildi ve maksimum yörünge hızı değildi, ancak cihaz hala en hızlı yapay nesnenin kaydını tutar.

Voyager-1, Proxy Centaur'un kırmızı cüce yönünde hareket ettiyse, 60.000 km / s'lik sabit hızda, bu mesafenin üstesinden gelmek için 76.000 yıl (veya 2500'den fazla kuşak) sürer. Ancak, prob, Helios 2'nin bir kayıt hızı geliştirmişse - 240.000 km / sa sabit bir hızı - 4.243 ışık yılını aşmak için 19.000 yıl (veya 600'den fazla kuşak) gerektirir. Önemli ölçüde daha iyi, olsa da pratik olmasa da.

EM tahrik elektromanyetik motoru

Önerilen bir başka yahişsellik seyahat yöntemi, DIS sürücüsü olarak da bilinen rezonans boşluğuna sahip bir radyo frekansı motorudur. 2001 yılında önerilende, Roger Sheer, Projenin uygulanması için Uydu Tahrik Araştırma Ltd (SPR )'yı oluşturan İngiliz bilimcisi olan Roger Sheer, motorun elektromanyetik mikrodalga boşluklarının özlemde doğrudan elektriği doğrudan dönüştürmenize izin verdiği fikrine dayanıyor. .

Geleneksel elektromanyetik motorlar belirli bir kütlenin hareketini (iyonlaştırılmış parçacıklar gibi) getirecek şekilde tasarlandıysa, özellikle, bu motor sistemi kütle reaksiyonuna bağlı değildir ve yönlü radyasyona neden olmaz. Genel olarak, bu motor, sistem darbelerinin sabit kaldığı ve yalnızca güç eylemi altında, ancak yalnızca güç eylemi altında değişmek için dürtüyü koruma yasasını ihlal ettiği için bu motor bir şüphecilik fraksiyonu ile karşılandı. .

Bununla birlikte, bu teknolojiye sahip son deneyler açıkça olumlu sonuçlara yol açtı. Temmuz 2014'te, 50. AIAA / ASME / SAE / ASEE MİA'NIN AIAA / ASME / SAE / ASEE MUTAJ İLETİŞİM Konferansı Konferansı'nda, Ohio, NASA bilim adamları gelişmiş reaktif gelişmelerle meşgul, elektromanyetik motorun yeni bir tasarımını başarıyla yaşadıklarını belirtti.

Nisan 2015'te NASA EAGLEWORKS bilim adamları (uzay merkezinin bir parçası. Johnson), bu motoru başarıyla karşılaştıklarını, uzayda olası kullanımı gösterebileceklerini söyledi. Aynı yılın temmuz ayında, Dresden Teknoloji Üniversitesi Uzay Sistemleri Bölümü'nden bir grup bilim adamı, motorun kendi versiyonunu geliştirmiştir ve maddi bir özlem görmüştür.

2010 yılında, Xi'an, Çin'deki Kuzey-Batı Politeknik Üniversitesi'nden Profesör Zhuang Young, araştırma teknolojisi EM sürücüsü hakkında bir dizi makale yayınlamaya başladı. 2012 yılında yüksek giriş gücü (2,5 kW) ve 720 Mn'de sabitlenmiştir. 2014 yılında, iç sıcaklığın gömülü termokupllarla birlikte ölçümleri de dahil olmak üzere, sistemin çalıştığını gösteren kapsamlı testler yapmıştır.

NASA prototip tabanının temeline göre (0.4 N / Kilowatt'lık güç tahmini), elektromanyetik motordaki uzay aracı, 18 aydan kısa bir sürede Pluto'ya seyahat edebilir. 58.000 km / s hızında hareket eden "yeni ufuklar" pronasyonundan altı kat daha azdır.

Etkileyici geliyor. Ancak bu durumda bile, elektromanyetik motorlardaki gemi, 13.000 yıllık Centaurus'un prokamiyumuna uçacak. Kapat, ama yine de yeterli değil. Ek olarak, tüm noktalar bu teknolojiye yerleştirilecekken, kullanımı hakkında konuşmak için çok erken.

Nükleer termal ve nükleer elektrik hareketi

Yıldızlararası Uçuşun gerçekleştirilmesi için başka bir olasılık - nükleer motorlarla donatılmış olan uzay aracını kullanın. NASA on yıllar bu seçenekleri inceledi. Nükleer bir termal hareket üzerindeki rokette, uranyum veya deuterium reaktörleri, reaktördeki hidrojeni ısıtmak için kullanılabilir, ardından iyonize gaza (hidrojen plazması) döndürülecek, bu daha sonra roketin nozülüne gönderilecektir.

Nükleer elektrikli tahrikli bir roket, ısı ve enerjiyi elektriğe dönüştüren aynı reaktörü içerir, bu da elektrik motorunu besler. Her iki durumda da, roket, tüm modern alan ajanslarının çalıştığı kimyasal yakıtta değil, baskı oluşturmak için nükleer sentez veya nükleer bölünmeye dayanacaktır.

Kimyasal motorlarla karşılaştırıldığında, nükleer tartışılmaz avantajlara sahiptir. İlk olarak, roket yakıtı ile karşılaştırıldığında pratik olarak sınırsız bir enerji yoğunluğudur. Ek olarak, nükleer motor ayrıca kullanılan yakıtla karşılaştırıldığında güçlü bir özlem üretecektir. Bu, gerekli yakıtın hacmini azaltacaktır ve aynı zamanda belirli bir aparatın ağırlığı ve maliyeti.

Her ne kadar termal nükleer enerjideki motorlar henüz boşluğa girmedi, prototipleri yaratıldı ve test edildi ve daha da önerildi.

Yine de, yakıt ekonomisindeki avantajlara ve belirli bir dürtü, nükleer termal motorun önerilen kavramlarının en iyisi, maksimum 5.000 saniye (50 kn · c / kg) maksimum bir darbeye sahiptir. Nükleer Motorlar Nükleer Motorların Kullanılması Nükleer Motorlar veya Sentez üzerinde çalışan NASA bilimcileri, kırmızı gezegen yerden 55.000.000 kilometredir.

Ancak, Centaur'un yakınındaki yolculuk hakkında konuşursak, nükleer füze bir asırlık bir yüzyılın ışık hızının önemli bir lobuna hızlanmasını gerektirecektir. Sonra birkaç on yıl gerekli olacak ve bunların arkasında hedefe giderken daha çok yüzyıl frenleme yapacak. Hala hedeften hala 1000'siz. Interplanetary misyonlar için iyi olanlar, interstaryalılar için çok iyi değil.