Stjärnan är 20 ljusår bort. Vad är ett ljusår lika med? Parsec och dess derivat

Proxima Centauri.

Här är en klassisk ikappfråga. Fråga dina vänner, " Vilken är oss närmast?" och titta sedan på listan över dem närmaste stjärnor. Kanske Sirius? Alpha finns det något där? Betelgeuse? Svaret är uppenbart - det här är; en massiv plasmaklot som ligger cirka 150 miljoner kilometer från jorden. Låt oss förtydliga frågan. Vilken stjärna är närmast solen?

Närmaste stjärna

Du har säkert hört att den tredje ljusaste stjärnan på himlen bara är 4,37 ljusår bort. Men Alfa centauri inte en enda stjärna, utan ett system av tre stjärnor. Först en dubbelstjärna (dubbelstjärna) med en gemensam tyngdpunkt och en omloppstid på 80 år. Alpha Centauri A är bara något mer massiv och ljusare än solen, och Alpha Centauri B är något mindre massiv än solen. Det finns också en tredje komponent i detta system, en svag röd dvärg. Proxima Centauri.

Proxima Centauri- Det är vad det är den stjärna som ligger närmast vår sol, som ligger bara 4,24 ljusår bort.

Proxima Centauri.

Flera stjärnsystem Alfa centauri belägen i stjärnbilden Centaurus, som bara är synlig på södra halvklotet. Tyvärr, även om du ser detta system, kommer du inte att kunna se Proxima Centauri. Den här stjärnan är så mörk att du behöver ett ganska kraftfullt teleskop för att se den.

Låt oss ta reda på omfattningen av hur långt Proxima Centauri från oss. Tänka på . rör sig med en hastighet av nästan 60 000 km/h, den snabbaste in. Han tog denna väg 2015 på 9 år. Reser med sådan hastighet för att komma till Proxima Centauri, kommer New Horizons att kräva 78 000 ljusår.

Proxima Centauri är den närmaste stjärnanöver 32 000 ljusår, och det kommer att hålla detta rekord i ytterligare 33 000 år. Den kommer att närma sig solen närmast om cirka 26 700 år, då avståndet från denna stjärna till jorden bara kommer att vara 3,11 ljusår. Om 33 000 år kommer den närmaste stjärnan att vara Ross 248.

Hur är det med norra halvklotet?

För oss på norra halvklotet är den närmast synliga stjärnan Barnards stjärna, en annan röd dvärg i stjärnbilden Ophiuchus. Tyvärr, precis som Proxima Centauri, är Barnards stjärna för mörk för att ses med blotta ögat.

Barnards stjärna.

Närmaste stjärna, som du kan se med blotta ögat på norra halvklotet är Sirius (Alpha Canis Majoris). Sirius är dubbelt så stor och massa som solen och är den ljusaste stjärnan på himlen. Beläget 8,6 ljusår bort i stjärnbilden Canis Major, är det den mest kända stjärnan som hemsöker Orion på vinterns natthimlen.

Hur mätte astronomer avståndet till stjärnor?

De använder en metod som heter . Låt oss göra ett litet experiment. Håll ena armen utsträckt och placera fingret så att något avlägset föremål är i närheten. Öppna och stäng nu varje öga ett efter ett. Lägg märke till hur ditt finger verkar hoppa fram och tillbaka när du ser med andra ögon. Detta är parallaxmetoden.

Parallax.

För att mäta avståndet till stjärnor kan du mäta vinkeln till stjärnan med avseende på när jorden är på ena sidan av omloppsbanan, säg på sommaren, sedan 6 månader senare när jorden rör sig till motsatt sida av omloppsbanan, och mät sedan vinkeln mot stjärnan jämfört med vilket något avlägset objekt. Om stjärnan är nära oss kan denna vinkel mätas och avståndet beräknas.

Du kan faktiskt mäta avståndet på detta sätt närmaste stjärnor, men denna metod fungerar bara upp till 100 000 ljusår.

20 närmaste stjärnor

Här är en lista över de 20 närmaste stjärnsystemen och deras avstånd i ljusår. Vissa av dem har flera stjärnor, men de är en del av samma system.

Enligt NASA finns det 45 stjärnor inom en radie av 17 ljusår från solen. Det finns mer än 200 miljarder stjärnor. Vissa är så svaga att de nästan inte går att upptäcka. Kanske, med ny teknik, kommer forskare att hitta stjärnor ännu närmare oss.

Rubriken på artikeln du läste "Närmast stjärna till solen".

På ett eller annat sätt mäter vi i vårt dagliga liv avstånd: till närmaste stormarknad, till en släktings hus i en annan stad, till och så vidare. Men när det kommer till det stora yttre rymden visar det sig att det är extremt irrationellt att använda bekanta värden som kilometer. Och poängen här är inte bara i svårigheten att uppfatta de resulterande gigantiska värdena, utan i antalet siffror i dem. Även att skriva så många nollor kommer att bli ett problem. Till exempel är det kortaste avståndet från Mars till jorden 55,7 miljoner kilometer. Sex nollor! Men den röda planeten är en av våra närmaste grannar på himlen. Hur använder man de krångliga siffrorna som blir resultatet när man beräknar avståndet även till de närmaste stjärnorna? Och just nu behöver vi ett sådant värde som ett ljusår. Hur mycket är det lika? Låt oss ta reda på det nu.

Begreppet ljusår är också nära besläktat med den relativistiska fysiken, där det nära sambandet och det ömsesidiga beroendet mellan rum och tid etablerades i början av 1900-talet, när postulaten från den newtonska mekaniken kollapsade. Före detta avståndsvärde, större skala enheter i systemet

bildades helt enkelt: varje efterföljande var en samling enheter av mindre ordning (centimeter, meter, kilometer och så vidare). När det gäller ett ljusår var avståndet bundet till tiden. Modern vetenskap vet att ljusets utbredningshastighet i vakuum är konstant. Dessutom är det den maximala hastigheten i naturen som är tillåten i modern relativistisk fysik. Det var dessa idéer som låg till grund för den nya meningen. Ett ljusår är lika med avståndet en ljusstråle färdas under ett jordkalenderår. I kilometer är det cirka 9,46 * 10 15 kilometer. Intressant nog färdas en foton avståndet till närmaste måne på 1,3 sekunder. Det är ungefär åtta minuter till solen. Men de närmast närmaste stjärnorna, Alpha, är redan cirka fyra ljusår bort.

Bara ett fantastiskt avstånd. Det finns ett ännu större mått av rymd inom astrofysik. Ett ljusår är lika med ungefär en tredjedel av en parsec, en ännu större måttenhet för interstellära avstånd.

Ljusets utbredningshastighet under olika förhållanden

Det finns förresten också en sådan funktion att fotoner kan fortplanta sig med olika hastigheter i olika miljöer. Vi vet redan hur snabbt de flyger i ett vakuum. Och när de säger att ett ljusår är lika med det avstånd som täcks av ljus på ett år, menar de tomma yttre rymden. Det är dock intressant att notera att under andra förhållanden kan ljusets hastighet vara lägre. Till exempel i luft sprids fotoner med en något lägre hastighet än i vakuum. Vilken beror på atmosfärens specifika tillstånd. I en gasfylld miljö skulle alltså ljusåret bli något mindre. Den skulle dock inte skilja sig nämnvärt från den accepterade.

Och hur många potentiellt explosiva stjärnor finns på osäkra avstånd?

En supernova är en explosion av en stjärna i en skala som är otrolig i skala – och nästan bortom gränserna för mänsklig fantasi. Om vår sol skulle explodera som en supernova, skulle den resulterande chockvågen sannolikt inte förstöra hela jorden, men den sida av jorden som är vänd mot solen skulle försvinna. Forskare tror att temperaturen på planeten som helhet skulle öka med cirka 15 gånger. Dessutom kommer jorden inte att förbli i omloppsbana.

En plötslig minskning av solens massa kan befria planeten och få den att vandra ut i rymden. Det är tydligt att avståndet till solen - 8 ljusminuter - inte är säkert. Lyckligtvis är vår sol inte en stjärna som är avsedd att explodera som en supernova. Men andra stjärnor, utanför vårt solsystem, kan. Vilket är närmaste säkerhetsavstånd? Vetenskaplig litteratur visar att 50 till 100 ljusår är det närmaste säkra avståndet mellan jorden och en supernova.

Bild av Supernova 1987A kvarleva synlig vid optiska våglängder från Hubble Space Telescope.

Vad händer om en supernova exploderar nära jorden? Låt oss överväga explosionen av en annan stjärna än vår sol, men fortfarande på ett osäkert avstånd. Låt oss säga att en supernova är 30 ljusår bort. Dr Mark Reed, senior astronom vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, säger:

"...om det fanns en supernova som var cirka 30 ljusår bort skulle det leda till allvarliga nedslag på jorden, möjligen massutdöende. Röntgenstrålar och mer energifyllda gammastrålar från en supernova kan förstöra ozonskiktet som skyddar oss från solens ultravioletta strålar. Det kan också jonisera kväve och syre i atmosfären, vilket leder till bildandet av stora mängder smogliknande lustgas i atmosfären."

Dessutom, om en supernova skulle explodera 30 ljusår bort, skulle växtplankton- och revsamhällen bli särskilt påverkade. En sådan händelse utarmar i hög grad basen av havets näringskedja.

Låt oss anta att explosionen var lite mer avlägsen. Explosionen av en närliggande stjärna kan lämna jorden, dess yta och havets liv relativt orörda. Men varje relativt nära explosion skulle fortfarande överösa oss med gammastrålar och andra högenergipartiklar. Denna strålning kan orsaka mutationer i jordelivet. Dessutom kan strålning från en närliggande supernova förändra vårt klimat.

Det är känt att en supernova inte har exploderat på så nära avstånd i mänsklighetens kända historia. Den senaste supernovan som var synlig för ögat var Supernova 1987A, 1987. Det var ungefär 168 000 ljusår bort. Innan detta registrerades den sista blossen som var synlig för ögat av Johannes Kepler 1604. På ungefär 20 000 ljusår bort lyste den starkare än någon stjärna på natthimlen. Denna explosion var synlig även i dagsljus! Såvitt vi vet orsakade detta inga märkbara effekter.

Hur många potentiella supernovor är närmare oss än 50 till 100 ljusår bort? Svaret beror på typen av supernova. En supernova av typ II är en åldrande, massiv stjärna som kollapsar. Det finns inga stjärnor som är tillräckligt massiva för att göra detta inom 50 ljusår från jorden.

Men det finns också supernovor av typ I – orsakade av kollapsen av en liten, blekvit dvärgstjärna. Dessa stjärnor är svaga och svåra att upptäcka, så vi kan inte vara säkra på hur många det finns runt omkring. Förmodligen finns flera hundra av dessa stjärnor inom 50 ljusår.

Stjärnan IK Pegasi B är den närmaste kandidaten för rollen som en supernovaprototyp. Det är en del av ett binärt stjärnsystem som ligger cirka 150 ljusår från vårt sol- och solsystem.

Huvudstjärnan i systemet, IK Pegasi A, är en vanlig huvudsekvensstjärna, inte olikt vår sol. Den potentiella supernovan av typ I är en annan stjärna, IK Pegasi B, en massiv vit dvärg som är extremt liten och tät. När stjärnan A börjar utvecklas till en röd jätte förväntas den växa till en radie där den kommer att kollidera med en vit dvärg eller så börjar den dra material från A:s expanderade gashölje. När stjärnan B blir tillräckligt massiv kan den explodera som en supernova.

Hur är det med Betelgeuse? En annan stjärna som ofta nämns i supernovornas historia är Betelgeuse, en av de ljusaste stjärnorna på vår himmel, en del av den berömda stjärnbilden Orion. Betelgeuse är en superjättestjärna. Det är till sin natur väldigt ljust.

Men sådan glans har ett pris. Betelgeuse är en av de mest kända stjärnorna på himlen eftersom den kommer att explodera en dag. Betelgeuses enorma energi kräver att bränslet förbrukas snabbt (relativt sett), och i själva verket närmar sig Betelgeuse redan slutet av sin livstid. En dag snart (astronomiskt sett) kommer den att ta slut på bränsle och sedan explodera i en spektakulär typ II supernovaexplosion. När detta händer kommer Betelgeuse att bli ljusare i flera veckor eller månader, kanske lika ljus som fullmånen och synlig i fullt dagsljus.

När kommer detta att hända? Förmodligen inte under vår livstid, men ingen vet säkert. Det kan vara i morgon eller en miljon år i framtiden. När detta händer kommer alla på jorden att bevittna en spektakulär händelse på natthimlen, men livet på jorden kommer inte att påverkas. Detta beror på att Betelgeuse är 430 ljusår bort.

Hur ofta förekommer supernovor i vår galax? Ingen vet. Forskare har föreslagit att den höga energistrålningen från supernovor redan har orsakat mutationer i arter på jorden, kanske till och med hos människor.

Enligt en uppskattning kan det inträffa en farlig supernovahändelse i jordens närhet var 15:e miljon år. Andra forskare säger att i genomsnitt sker en supernovaexplosion inom 10 parsecs (33 ljusår) från jorden vart 240:e miljon år. Så du ser att vi verkligen inte vet. Men du kan jämföra dessa siffror med några miljoner år – den tid som människor tros ha varit på planeten – och fyra och en halv miljard år för jordens egen ålder.

Och om du gör det kommer du att se att en supernova definitivt kommer att explodera nära jorden - men förmodligen inte inom mänsklighetens överskådliga framtid.

tycka om( 3 ) Jag gillar inte( 0 )

Någon gång i våra liv ställde var och en av oss denna fråga: hur lång tid tar det att flyga till stjärnorna? Är det möjligt att göra en sådan flygning i ett människoliv, kan sådana flygningar bli normen i vardagen? Det finns många svar på denna komplexa fråga, beroende på vem som frågar. Vissa är enkla, andra är mer komplexa. Det finns för mycket att ta hänsyn till för att hitta ett fullständigt svar.

Tyvärr finns det inga riktiga uppskattningar som skulle hjälpa till att hitta ett sådant svar, och detta frustrerar futurister och interstellära reseentusiaster. Oavsett om vi gillar det eller inte är utrymmet väldigt stort (och komplext) och vår teknik är fortfarande begränsad. Men om vi någonsin bestämmer oss för att lämna vårt "bo", kommer vi att ha flera sätt att komma till närmaste stjärnsystem i vår galax.

Den stjärna som ligger närmast vår jord är solen, en ganska "genomsnittlig" stjärna enligt Hertzsprung-Russells "huvudsekvens"-schema. Det betyder att stjärnan är mycket stabil och ger tillräckligt med solljus för att liv ska kunna utvecklas på vår planet. Vi vet att det finns andra planeter som kretsar runt stjärnor nära vårt solsystem, och många av dessa stjärnor liknar våra egna.

I framtiden, om mänskligheten vill lämna solsystemet, kommer vi att ha ett enormt urval av stjärnor som vi skulle kunna gå till, och många av dem kan mycket väl ha gynnsamma förhållanden för livet. Men vart ska vi åka och hur lång tid tar det för oss att komma dit? Tänk på att allt detta bara är spekulationer och att det inte finns några riktlinjer för interstellära resor just nu. Nåväl, som Gagarin sa, låt oss gå!

Nå efter en stjärna
Som nämnts är den närmaste stjärnan till vårt solsystem Proxima Centauri, och därför är det mycket vettigt att börja planera ett interstellärt uppdrag där. En del av trippelstjärnsystemet Alpha Centauri, Proxima är 4,24 ljusår (1,3 parsecs) från jorden. Alpha Centauri är i huvudsak den ljusaste stjärnan av de tre i systemet, en del av ett nära binärt system 4,37 ljusår från jorden - medan Proxima Centauri (den svagaste av de tre) är en isolerad röd dvärg på 0,13 ljusår från dualen systemet.

Och även om tal om interstellär resor för tankarna till alla möjliga resor "snabbare än ljusets hastighet" (FSL), från varphastigheter och maskhål till subrymddrifter, är sådana teorier antingen mycket fiktiva (som Alcubierre-drevet) eller existerar bara i Science fiction . Varje uppdrag ut i rymden kommer att pågå i generationer.

Så, till att börja med en av de långsammaste formerna av rymdresor, hur lång tid tar det att komma till Proxima Centauri?

Moderna metoder

Frågan om att uppskatta varaktigheten av resor i rymden är mycket enklare om den involverar befintlig teknik och kroppar i vårt solsystem. Till exempel, med hjälp av tekniken som användes av New Horizons-uppdraget, kunde 16 hydrazinmotorer med monopropellant ta sig till månen på bara 8 timmar och 35 minuter.

Det finns också Europeiska rymdorganisationens SMART-1-uppdrag, som drev sig mot månen med hjälp av jonframdrivning. Med denna revolutionerande teknik, vars version också användes av rymdsonden Dawn för att nå Vesta, tog SMART-1-uppdraget ett år, en månad och två veckor att nå månen.

Från snabba raketfarkoster till bränsleeffektiv jonframdrivning, vi har ett par alternativ för att ta sig runt i det lokala rymden – plus att du kan använda Jupiter eller Saturnus som en enorm gravitationsslunga. Men om vi planerar att gå lite längre måste vi öka teknikens kraft och utforska nya möjligheter.

När vi talar om möjliga metoder, talar vi om de som involverar befintlig teknik, eller de som ännu inte finns men som är tekniskt genomförbara. Vissa av dem, som du kommer att se, är tidstestade och bekräftade, medan andra fortfarande är ifrågasatta. Kort sagt presenterar de ett möjligt, men mycket tidskrävande och ekonomiskt dyrt scenario för att resa även till närmaste stjärna.

Jonisk rörelse

För närvarande är den långsammaste och mest ekonomiska formen av framdrivning jonframdrivning. För några decennier sedan ansågs jonframdrivning vara science fiction. Men under de senaste åren har jonmotorstödstekniker flyttats från teori till praktik, och mycket framgångsrikt. Europeiska rymdorganisationens SMART-1-uppdrag är ett exempel på ett framgångsrikt uppdrag till månen i en 13-månaders spiral från jorden.

SMART-1 använde soldrivna jonmotorer, där elektrisk energi samlades in av solpaneler och användes för att driva Hall-effektmotorer. För att leverera SMART-1 till månen krävdes bara 82 kilo xenonbränsle. 1 kilogram xenonbränsle ger ett delta-V på 45 m/s. Detta är en extremt effektiv rörelseform, men den är långt ifrån den snabbaste.

Ett av de första uppdragen att använda jonframdrivningsteknik var Deep Space 1-uppdraget till Comet Borrelli 1998. DS1 använde också en xenonjonmotor och förbrukade 81,5 kg bränsle. Efter 20 månaders dragkraft nådde DS1 hastigheter på 56 000 km/h vid tidpunkten för kometens förbiflygning.

Jonmotorer är mer ekonomiska än raketteknik eftersom deras dragkraft per massaenhet drivmedel (specifik impuls) är mycket högre. Men jonmotorer tar lång tid att accelerera en rymdfarkost till betydande hastigheter, och den maximala hastigheten beror på bränslestödet och mängden el som genereras.

Därför, om jonframdrivning skulle användas i ett uppdrag till Proxima Centauri, skulle motorerna behöva ha en kraftfull kraftkälla (kärnkraft) och stora bränslereserver (om än mindre än konventionella raketer). Men om vi utgår från antagandet att 81,5 kg xenonbränsle översätts till 56 000 km/h (och det blir inga andra former av rörelse) kan beräkningar göras.

Med en topphastighet på 56 000 km/h skulle det ta Deep Space 1 81 000 år att resa de 4,24 ljusåren mellan jorden och Proxima Centauri. Med tiden handlar det om 2 700 generationer människor. Det är säkert att säga att interplanetär jonframdrivning kommer att vara för långsam för ett bemannat interstellärt uppdrag.

Men om jonmotorerna är större och mer kraftfulla (det vill säga att jonutflödet blir mycket högre), om det finns tillräckligt med raketbränsle för att hålla hela 4,24 ljusår, kommer restiden att minska avsevärt. Men det kommer fortfarande att finnas betydligt mer människoliv kvar.

Tyngdkraftsmanöver

Det snabbaste sättet att resa i rymden är att använda gravitationshjälp. Denna teknik innebär att rymdfarkosten använder planetens relativa rörelse (d.v.s. omloppsbana) och gravitationen för att ändra dess bana och hastighet. Tyngdkraftsmanövrar är en extremt användbar rymdfärdsteknik, speciellt när man använder jorden eller en annan massiv planet (som en gasjätte) för acceleration.

Rymdfarkosten Mariner 10 var den första som använde denna metod och använde Venus gravitationskraft för att driva sig själv mot Merkurius i februari 1974. På 1980-talet använde Voyager 1-sonden Saturnus och Jupiter för gravitationsmanövrar och acceleration till 60 000 km/h innan den gick in i det interstellära rymden.

Helios 2-uppdraget, som började 1976 och var avsett att utforska det interplanetära mediet mellan 0,3 AU. e. och 1 a. e. från solen, har rekordet för den högsta hastighet som utvecklats med hjälp av en gravitationsmanöver. Vid den tiden hade Helios 1 (lanserades 1974) och Helios 2 rekordet för närmaste inflygning till solen. Helios 2 sköts upp av en konventionell raket och placerades i en mycket långsträckt bana.

På grund av den höga excentriciteten (0,54) i den 190 dagar långa solbanan kunde Helios 2 vid perihelionen uppnå en maximal hastighet på över 240 000 km/h. Denna omloppshastighet utvecklades enbart på grund av solens gravitationsattraktion. Tekniskt sett var Helios 2:s perihelionhastighet inte resultatet av en gravitationsmanöver utan dess maximala omloppshastighet, men den håller fortfarande rekordet för det snabbaste konstgjorda föremålet.

Om Voyager 1 rörde sig mot den röda dvärgstjärnan Proxima Centauri med en konstant hastighet på 60 000 km/h skulle det ta 76 000 år (eller mer än 2 500 generationer) att klara avståndet. Men om sonden nådde Helios 2:s rekordhastighet - en ihållande hastighet på 240 000 km/h - skulle det ta 19 000 år (eller mer än 600 generationer) att resa 4 243 ljusår. Betydligt bättre, om än inte alls praktiskt.

Elektromagnetisk motor EM Drive

En annan föreslagen metod för interstellär resa är RF Resonant Cavity Engine, även känd som EM Drive. Föreslog redan 2001 av Roger Scheuer, en brittisk forskare som skapade Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) för att genomföra projektet, är motorn baserad på idén att elektromagnetiska mikrovågshålrum direkt kan omvandla elektricitet till dragkraft.

Medan traditionella elektromagnetiska motorer är designade för att driva en specifik massa (som joniserade partiklar), är detta speciella framdrivningssystem oberoende av massrespons och avger inte riktad strålning. I allmänhet möttes denna motor av en hel del skepsis, till stor del för att den bryter mot lagen om bevarande av momentum, enligt vilken systemets momentum förblir konstant och inte kan skapas eller förstöras, utan endast förändras under inflytande av kraft .

De senaste experimenten med denna teknik har dock tydligen lett till positiva resultat. I juli 2014, vid den 50:e AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference i Cleveland, Ohio, meddelade NASA avancerade framdrivningsforskare att de framgångsrikt hade testat en ny elektromagnetisk framdrivningsdesign.

I april 2015 sa forskare från NASA Eagleworks (en del av Johnson Space Center) att de framgångsrikt hade testat motorn i ett vakuum, vilket kan indikera möjliga rymdtillämpningar. I juli samma år utvecklade en grupp forskare från Space Systems Department vid Dresdens tekniska universitet sin egen version av motorn och observerade märkbar dragkraft.

2010 började professor Zhuang Yang vid Northwestern Polytechnic University i Xi'an, Kina, publicera en serie artiklar om hennes forskning om EM Drive-teknologi. 2012 rapporterade hon hög ineffekt (2,5 kW) och en registrerad dragkraft på 720 min. Det genomförde också omfattande tester under 2014, inklusive interna temperaturmätningar med inbyggda termoelement, som visade att systemet fungerade.

Baserat på beräkningar baserade på NASA:s prototyp (som beräknades ha en effekt på 0,4 N/kilowatt) kunde en elektromagnetiskt driven rymdfarkost resa till Pluto på mindre än 18 månader. Detta är sex gånger mindre än vad som krävdes av New Horizons-sonden, som rörde sig med en hastighet av 58 000 km/h.

Låter imponerande. Men även i det här fallet kommer fartyget på elektromagnetiska motorer att flyga till Proxima Centauri i 13 000 år. Nära, men ändå inte tillräckligt. Dessutom, tills alla i:n är prickade i den här tekniken, är det för tidigt att prata om dess användning.

Nukleär termisk och nukleär elektrisk rörelse

En annan möjlighet för interstellär flygning är att använda en rymdfarkost utrustad med kärnkraftsmotorer. NASA har studerat sådana alternativ i årtionden. En kärnteknisk framdrivningsraket kan använda uran- eller deuteriumreaktorer för att värma upp väte i reaktorn, förvandla det till joniserad gas (väteplasma), som sedan skulle riktas in i raketmunstycket och generera dragkraft.

En kärnkraftsdriven raket använder samma reaktor för att omvandla värme och energi till elektricitet, som sedan driver en elmotor. I båda fallen skulle raketen förlita sig på kärnfusion eller fission för att generera dragkraft, snarare än det kemiska bränslet som alla moderna rymdorganisationer kör på.

Jämfört med kemiska motorer har kärnkraftsmotorer obestridliga fördelar. För det första har den praktiskt taget obegränsad energitäthet jämfört med raketbränsle. Dessutom kommer en kärnkraftsmotor också att producera kraftfull dragkraft i förhållande till mängden bränsle som används. Detta kommer att minska volymen av erforderligt bränsle, och samtidigt vikten och kostnaden för en viss enhet.

Även om termiska kärnkraftsmotorer ännu inte har lanserats i rymden, har prototyper skapats och testats, och ännu fler har föreslagits.

Trots fördelarna med bränsleekonomi och specifik impuls har det bästa föreslagna kärnvärmemotorkonceptet en maximal specifik impuls på 5000 sekunder (50 kN s/kg). Med hjälp av kärnkraftsmotorer som drivs av fission eller fusion kan NASA-forskare leverera en rymdfarkost till Mars på bara 90 dagar om den röda planeten är 55 000 000 kilometer från jorden.

Men när det gäller att resa till Proxima Centauri skulle det ta århundraden för en kärnvapenraket att nå en betydande bråkdel av ljusets hastighet. Sedan kommer det att ta flera decennier av resor, följt av många fler århundraden av avmattning på vägen mot målet. Vi är fortfarande 1000 år från vår destination. Det som är bra för interplanetära uppdrag är inte så bra för interstellära uppdrag.

Kosmiska avstånd är svåra att mäta i vanliga meter och kilometer, så astronomer använder andra fysiska enheter i sitt arbete. En av dem kallas ljusår.


Många fantasy-fans är mycket bekanta med detta koncept, eftersom det ofta förekommer i filmer och böcker. Men alla vet inte vad ett ljusår är, och vissa tycker till och med att det liknar den vanliga årliga beräkningen av tid.

Vad är ett ljusår?

I verkligheten är ett ljusår inte en tidsenhet, som man kan anta, utan en längdenhet som används inom astronomi. Det hänvisar till den sträcka som ljuset tillryggalagt på ett år.

Det används vanligtvis i astronomiläroböcker eller populär science fiction för att bestämma längder inom solsystemet. För mer exakta matematiska beräkningar eller mätning av avstånd i universum, tas en annan enhet som bas - .

Ljusårets utseende i astronomi var förknippat med utvecklingen av stjärnvetenskap och behovet av att använda parametrar som är jämförbara med rymdens skala. Konceptet introducerades flera år efter den första framgångsrika mätningen av avståndet från solen till stjärnan 61 Cygni 1838.


Ursprungligen var ett ljusår den sträcka som ljuset reste under ett tropiskt år, det vill säga under en tidsperiod som motsvarar hela årstidens cykel. Men sedan 1984 började det julianska året (365,25 dagar) användas som grund, vilket resulterade i att mätningarna blev mer exakta.

Hur bestäms ljusets hastighet?

För att beräkna ett ljusår måste forskarna först bestämma ljusets hastighet. Astronomer trodde en gång att strålarnas utbredning i rymden skedde omedelbart, men på 1600-talet började denna slutsats ifrågasättas.

De första försöken att göra beräkningar gjordes av Galileo Gallilei, som bestämde sig för att beräkna tiden det tar ljus att resa 8 km. Hans forskning misslyckades. James Bradley lyckades beräkna det ungefärliga värdet 1728, som bestämde hastigheten till 301 tusen km/s.

Vad är ljusets hastighet?

Trots det faktum att Bradley gjorde ganska exakta beräkningar kunde de bestämma den exakta hastigheten först på 1900-talet med hjälp av modern laserteknik. Avancerad utrustning gjorde det möjligt att göra beräkningar korrigerade för strålarnas brytningsindex, vilket resulterade i att detta värde var 299 792,458 kilometer per sekund.


Astronomer arbetar med dessa siffror till denna dag. Därefter hjälpte enkla beräkningar till att exakt bestämma den tid som strålarna behövde för att flyga runt jordens omloppsbana utan påverkan av gravitationsfält på dem.

Även om ljusets hastighet inte är jämförbar med jordiska avstånd, förklaras dess användning i beräkningar av det faktum att människor är vana vid att tänka i "jordiska" kategorier.

Vad är ett ljusår lika med?

Om vi ​​tar med i beräkningen att en ljussekund är lika med 299 792 458 meter är det lätt att räkna ut att ljus färdas 17 987 547 480 meter på en minut. Som regel använder astrofysiker dessa data för att mäta avstånd inuti planetsystem.

För att studera himlakroppar i universums skala är det mycket bekvämare att ta ett ljusår som grund, vilket är lika med 9,460 biljoner kilometer eller 0,306 parsecs. Att observera kosmiska kroppar är det enda fallet när en person kan se det förflutna med sina egna ögon.

Det tar många år för ljus som sänds ut av en avlägsen stjärna att nå jorden. Av denna anledning, när du observerar kosmiska objekt, ser du dem inte som de är för tillfället, utan som de var i ögonblicket för ljusemission.

Exempel på avstånd i ljusår

Tack vare förmågan att beräkna strålarnas rörelsehastighet kunde astronomer beräkna avståndet i ljusår till många himlakroppar. Således är avståndet från vår planet till månen 1,3 ljussekunder, till Proxima Centauri - 4,2 ljusår, till Andromeda-nebulosan - 2,5 miljoner ljusår.


Avståndet mellan solen och mitten av vår galax tar strålar cirka 26 tusen ljusår, och mellan solen och planeten Pluto - 5 ljustimmar.