20 light years ang layo ng bituin. Ano ang katumbas ng isang light year? Parsec at mga derivatives nito

Proxima Centauri.

Narito ang isang klasikong tanong sa backfill. Tanungin mo ang iyong mga kaibigan Alin ang pinakamalapit sa atin?" at pagkatapos ay panoorin ang kanilang listahan pinakamalapit na mga bituin. Baka si Sirius? Alpha something doon? Betelgeuse? Ang sagot ay halata - ito ay; isang napakalaking bola ng plasma na matatagpuan mga 150 milyong kilometro mula sa Earth. Linawin natin ang tanong. Aling bituin ang pinakamalapit sa Araw?

pinakamalapit na bituin

Marahil ay narinig mo na - ang ikatlong pinakamaliwanag na bituin sa kalangitan sa layo na 4.37 light years lamang mula sa. Pero Alpha Centauri hindi isang bituin, ito ay isang sistema ng tatlong bituin. Una, isang binary star (binary star) na may karaniwang sentro ng grabidad at isang orbital na panahon na 80 taon. Ang Alpha Centauri A ay bahagyang mas malaki at mas maliwanag kaysa sa Araw, habang ang Alpha Centauri B ay bahagyang mas maliit kaysa sa Araw. Mayroon ding ikatlong bahagi sa sistemang ito, isang dim red dwarf Proxima Centauri (Proxima Centauri).

Proxima Centauri- Iyon na iyon pinakamalapit na bituin sa ating araw, na matatagpuan sa layo na 4.24 light years lamang.

Proxima Centauri.

Multiple star system Alpha Centauri matatagpuan sa konstelasyon na Centaurus, na makikita lamang sa southern hemisphere. Sa kasamaang palad, kahit na makita mo ang sistemang ito, hindi mo makikita Proxima Centauri. Napakadilim ng bituin na ito kaya kailangan mo ng sapat na makapangyarihang teleskopyo upang makita ito.

Alamin natin ang sukat kung gaano kalayo Proxima Centauri galing samin. Pagisipan. gumagalaw sa bilis na halos 60,000 km / h, ang pinakamabilis sa. Nalampasan niya ang landas na ito noong 2015 sa loob ng 9 na taon. Napakabilis ng paglalakbay para makarating Proxima Centauri, Mangangailangan ang New Horizons ng 78,000 light years.

Ang Proxima Centauri ay ang pinakamalapit na bituin mahigit 32,000 light years, at hahawakan nito ang rekord na ito para sa isa pang 33,000 taon. Gagawin nito ang pinakamalapit na paglapit sa Araw sa mga 26,700 taon, kapag ang distansya mula sa bituin na ito sa Earth ay magiging 3.11 light years lamang. Sa 33,000 taon, ang pinakamalapit na bituin ay magiging Ross 248.

Paano naman ang hilagang hemisphere?

Para sa atin na nakatira sa hilagang hemisphere, ang pinakamalapit na nakikitang bituin ay Bituin ni Barnard, isa pang pulang dwarf sa konstelasyon na Ophiuchus (Ophiuchus). Sa kasamaang palad, tulad ng Proxima Centauri, ang Barnard's Star ay masyadong malabo upang makita sa mata.

Bituin ni Barnard.

pinakamalapit na bituin, na makikita mo sa mata sa hilagang hemisphere ay Sirius (Alpha Canis Major). Ang Sirius ay dalawang beses ang laki at masa ng Araw at ang pinakamaliwanag na bituin sa kalangitan. Matatagpuan 8.6 light-years ang layo sa constellation Canis Major (Canis Major), ito ang pinakasikat na bituin na humahabol sa Orion sa kalangitan sa gabi sa panahon ng taglamig.

Paano sinukat ng mga astronomo ang distansya sa mga bituin?

Gumagamit sila ng paraan na tinatawag na . Gumawa tayo ng isang maliit na eksperimento. Hawakan ang isang braso na nakaunat nang mahaba at ilagay ang iyong daliri upang ang ilang malayong bagay ay malapit. Ngayon ay halili na buksan at isara ang bawat mata. Pansinin kung paano tila tumalon ang iyong daliri nang pabalik-balik kapag tumingin ka gamit ang iba't ibang mga mata. Ito ang paralaks na pamamaraan.

Paralaks.

Upang sukatin ang distansya sa mga bituin, maaari mong sukatin ang anggulo sa bituin na may kinalaman sa kung kailan ang Earth ay nasa isang gilid ng orbit, sabihin nating tag-araw, pagkatapos 6 na buwan mamaya, kapag ang Earth ay lumipat sa tapat ng orbit, at pagkatapos ay sukatin ang anggulo sa bituin kumpara sa kung saan ilang malayong bagay. Kung ang bituin ay malapit sa amin, ang anggulong ito ay maaaring masukat at ang distansya ay kalkulahin.

Masusukat mo talaga ang distansya sa ganitong paraan kalapit na mga bituin, ngunit ang pamamaraang ito ay gumagana lamang hanggang sa 100,000 light years.

20 pinakamalapit na bituin

Narito ang isang listahan ng 20 pinakamalapit na star system at ang kanilang mga distansya sa light years. Ang ilan sa kanila ay may ilang bituin, ngunit bahagi sila ng parehong sistema.

Ayon sa NASA, mayroong 45 bituin sa loob ng radius na 17 light years mula sa Araw. Mayroong higit sa 200 bilyong bituin sa uniberso. Ang ilan sa kanila ay napakadilim na halos imposibleng matukoy. Marahil sa mga bagong teknolohiya, makakahanap ang mga siyentipiko ng mga bituin na mas malapit sa atin.

Ang pamagat ng artikulong iyong binasa "Pinakamalapit na Bituin sa Araw".

Sa isang paraan o iba pa, sa ating pang-araw-araw na buhay sinusukat natin ang mga distansya: sa pinakamalapit na supermarket, sa bahay ng mga kamag-anak sa ibang lungsod, hanggang at iba pa. Gayunpaman, pagdating sa malawak na kalawakan ng espasyo, lumalabas na ang paggamit ng mga pamilyar na halaga tulad ng mga kilometro ay lubhang hindi makatwiran. At ang punto dito ay hindi lamang ang kahirapan ng perceiving ang mga nagresultang napakalaking halaga, ngunit ang bilang ng mga digit sa kanila. Maging ang pagsusulat ng napakaraming zero ay magiging problema. Halimbawa, ang pinakamaikling distansya mula sa Mars hanggang Earth ay 55.7 milyong kilometro. Anim na zero! Ngunit ang pulang planeta ay isa sa aming pinakamalapit na kapitbahay sa kalangitan. Paano gamitin ang masalimuot na mga numero na makukuha kapag kinakalkula ang distansya kahit na sa pinakamalapit na mga bituin? At sa ngayon kailangan natin ng ganoong halaga bilang isang light year. Magkano siya? Ngayon ay alamin natin ito.

Ang konsepto ng isang light year ay malapit din na nauugnay sa relativistic physics, kung saan ang malapit na koneksyon at mutual dependence ng espasyo at oras ay itinatag sa simula ng ika-20 siglo, nang bumagsak ang mga postulate ng Newtonian mechanics. Bago ang halaga ng distansya na ito, ang mas malalaking unit sa system

ay nabuo nang simple: ang bawat kasunod ay isang hanay ng mga yunit ng isang mas maliit na pagkakasunud-sunod (sentimetro, metro, kilometro, at iba pa). Sa kaso ng isang light year, ang distansya ay nakatali sa oras. Alam ng modernong agham na ang bilis ng liwanag sa isang vacuum ay pare-pareho. Bukod dito, ito ang pinakamataas na bilis sa kalikasan na pinapayagan sa modernong relativistic physics. Ang mga ideyang ito ang naging batayan ng bagong kahulugan. Ang isang light year ay katumbas ng distansya na tinatahak ng sinag ng liwanag sa isang taon ng kalendaryo ng Earth. Sa kilometro, ito ay humigit-kumulang 9.46 * 10 15 kilometro. Kapansin-pansin, sa pinakamalapit na buwan, ang isang photon ay naglalakbay sa distansya sa loob ng 1.3 segundo. Sa Araw - mga walong minuto. Ngunit sa susunod na pinakamalapit na mga bituin, Alpha, at mga apat na light years na.

Isang kamangha-manghang distansya lamang. Mayroong mas malaking sukat ng espasyo sa astrophysics. Ang isang light year ay humigit-kumulang isang-katlo ng isang parsec, isang mas malaking yunit ng pagsukat para sa mga interstellar na distansya.

Ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa iba't ibang mga kondisyon

Sa pamamagitan ng paraan, mayroon ding isang tampok na ang mga photon ay maaaring magpalaganap sa iba't ibang bilis sa iba't ibang mga kapaligiran. Alam na natin kung gaano sila kabilis lumipad sa isang vacuum. At kapag sinabi nila na ang isang light year ay katumbas ng distansya na nilakbay ng liwanag sa isang taon, ang ibig nilang sabihin ay tiyak na walang laman na kalawakan. Gayunpaman, ito ay kagiliw-giliw na tandaan na sa ilalim ng ibang mga kondisyon ang bilis ng liwanag ay maaaring mas mababa. Halimbawa, sa hangin, ang mga photon ay nakakalat sa isang bahagyang mas mababang bilis kaysa sa vacuum. Sa kung aling isa - depende sa tiyak na estado ng kapaligiran. Kaya, sa isang medium na puno ng gas, ang isang light year ay medyo mas maliit. Gayunpaman, hindi ito naiiba nang malaki sa tinatanggap.

At gaano karaming mga potensyal na sumasabog na bituin ang matatagpuan sa hindi ligtas na distansya?

Ang supernova ay isang hindi kapani-paniwalang pagsabog ng isang bituin - at halos lampas sa mga limitasyon ng imahinasyon ng tao. Kung ang ating Araw ay sasabog bilang isang supernova, ang resultang shock wave ay malamang na hindi sisira sa buong Earth, ngunit ang gilid ng Earth na nakaharap sa Araw ay mawawala. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang temperatura ng planeta sa kabuuan ay tataas ng mga 15 beses. Bukod dito, ang Earth ay hindi mananatili sa orbit.

Ang isang biglaang pagbaba sa masa ng Araw ay maaaring magpalaya sa planeta at magpadala ito ng pagala-gala sa kalawakan. Malinaw na ang distansya sa Araw - 8 light minutes - ay hindi ligtas. Sa kabutihang palad, ang ating Araw ay hindi isang bituin na nakatakdang sumabog sa isang supernova. Ngunit ang ibang mga bituin, sa labas ng ating solar system, ay maaaring. Ano ang pinakamalapit na ligtas na distansya? Ipinapakita ng siyentipikong panitikan ang 50 hanggang 100 light years bilang ang pinakamalapit na ligtas na distansya sa pagitan ng Earth at isang supernova.

Optical na imahe ng labi ng supernova 1987A, na kinunan ng Hubble Space Telescope

Ano ang mangyayari kung ang isang supernova ay sumabog malapit sa Earth? Isaalang-alang natin ang pagsabog ng isang bituin maliban sa ating Araw, ngunit nasa isang hindi ligtas na distansya. Sabihin nating 30 light years ang layo ng isang supernova. Dr. Mark Reid, senior astronomer sa Harvard-Smithsonian Center para sa Astrophysics, ay nagsabi:

“... kung mayroong isang supernova na humigit-kumulang 30 light years ang layo, ito ay hahantong sa malalakas na epekto sa Earth, posibleng mass extinctions. Maaaring sirain ng mga X-ray at mas masiglang gamma ray mula sa isang supernova ang ozone layer na nagpoprotekta sa atin mula sa ultraviolet rays ng araw. Maaari din nitong i-ionize ang nitrogen at oxygen sa atmospera, na humahantong sa pagbuo ng malaking halaga ng nitrous oxide-like smog sa atmospera."

Higit pa rito, kung ang isang supernova ay sasabog 30 light years ang layo, partikular na maaapektuhan ang mga komunidad ng phytoplankton at reef. Ang ganitong kaganapan ay lubhang nauubos ang base ng kadena ng pagkain sa karagatan.

Ipagpalagay natin na ang pagsabog ay medyo mas malayo. Ang pagsabog ng isang kalapit na bituin ay maaaring umalis sa Earth, sa ibabaw nito, at sa buhay sa karagatan na medyo hindi nagalaw. Ngunit ang anumang medyo malapit na pagsabog ay "magpapahid" pa rin sa atin ng mga gamma ray at iba pang mga particle na may mataas na enerhiya. Ang radiation na ito ay maaaring magdulot ng mutasyon sa buhay sa lupa. Bilang karagdagan, maaaring baguhin ng radiation ng pinakamalapit na supernova ang ating klima.

Ito ay kilala na ang isang supernova ay hindi sumabog sa ganoon kalapit na distansya sa kilalang kasaysayan ng sangkatauhan. Ang pinakahuling supernova na nakikita ng mata ay supernova 1987A, noong 1987. Ito ay humigit-kumulang 168,000 light years ang layo. Bago ito, ang huling flash na nakikita ng mata ay naitala ni Johannes Kepler noong 1604. Humigit-kumulang 20,000 light years ang layo, kumikinang ito nang mas maliwanag kaysa sa anumang bituin sa kalangitan sa gabi. Ang pagsabog na ito ay nakikita kahit sa liwanag ng araw! Sa pagkakaalam natin, hindi ito nagdulot ng kapansin-pansing mga kahihinatnan.

Ilang potensyal na supernovae ang mas malapit sa atin kaysa 50 hanggang 100 light years ang layo? Ang sagot ay depende sa uri ng supernova. Ang Type II supernova ay isang tumatandang napakalaking bituin na gumuguho. Walang mga bituin na sapat ang laki upang gawin ito sa loob ng 50 light-years ng Earth.

Ngunit mayroon ding Type I supernovae - sanhi ng pagbagsak ng isang maliit, maputlang puting dwarf na bituin. Malabo at mahirap makita ang mga bituin na ito, kaya hindi natin matiyak kung ilan ang nasa paligid. Marahil ilang daang mga bituin na ito ay nasa loob ng 50 light years.

Ang bituin na si IK Pegasi B ay ang pinakamalapit na kandidato para sa papel ng isang supernova prototype. Ito ay bahagi ng isang binary star system na matatagpuan mga 150 light years mula sa ating Araw at solar system.

Ang pangunahing bituin sa sistema, si IK Pegasi A, ay isang ordinaryong pangunahing sequence star na hindi katulad ng ating Araw. Ang isang potensyal na Type I supernova ay isa pang bituin, ang IK Pegasi B, isang napakalaking puting dwarf na napakaliit at siksik. Kapag ang star A ay nagsimulang mag-evolve sa isang pulang higante, ito ay inaasahang lalago sa isang radius kung saan ito ay makakabangga sa isang puting dwarf o magsisimulang mag-pull matter mula sa pinalawak na gas envelope ng A. Kapag ang star B ay naging sapat na malaki, maaari itong sumabog bilang isang supernova.

Paano ang Betelgeuse? Ang isa pang bituin na madalas na binabanggit sa kasaysayan ng mga supernova ay ang Betelgeuse, isa sa pinakamaliwanag na bituin sa ating kalangitan, bahagi ng sikat na konstelasyon ng Orion. Ang Betelgeuse ay isang napakalaking bituin. Ito ay likas na napakaliwanag.

Gayunpaman, ang kinang na ito ay dumating sa isang presyo. Ang Betelgeuse ay isa sa mga pinakatanyag na bituin sa kalangitan dahil ito ay sasabog balang araw. Ang napakalaking enerhiya ng Betelgeuse ay nangangailangan na ang gasolina ay mabilis na maubos (medyo pagsasalita), at sa katunayan Betelgeuse ay malapit na sa katapusan ng kanyang buhay. Sa lalong madaling panahon (astronomically speaking) ito ay mauubusan ng gasolina at pagkatapos ay makakaranas ng isang kamangha-manghang Type II supernova na pagsabog. Kapag nangyari ito, magiging mas maliwanag ang Betelgeuse sa loob ng mga linggo o buwan, marahil kasing liwanag ng kabilugan ng buwan at makikita sa sikat ng araw.

Kailan ito mangyayari? Malamang wala sa buhay natin, pero walang nakakaalam ng sigurado. Ito ay maaaring bukas o isang milyong taon sa hinaharap. Kapag nangyari ito, ang lahat sa Earth ay makakasaksi ng isang kahanga-hangang kaganapan sa kalangitan sa gabi, ngunit ang buhay sa lupa ay hindi maaapektuhan. Ito ay dahil ang Betelgeuse ay 430 light years ang layo.

Gaano kadalas sumiklab ang mga supernova sa ating kalawakan? Walang na kakaalam. Iminungkahi ng mga siyentipiko na ang high-energy supernova radiation ay nagdulot na ng mga mutasyon sa terrestrial species, marahil kahit na sa mga tao.

Ayon sa isang pagtatantya, maaaring mayroong isang mapanganib na supernova na kaganapan sa paligid ng Earth bawat 15 milyong taon. Sinasabi ng ibang mga siyentipiko na, sa karaniwan, ang pagsabog ng supernova ay nangyayari sa loob ng 10 parsec (33 light years) ng Earth kada 240 milyong taon. Kaya nakikita mo kung ano ang talagang hindi namin alam. Ngunit maaari mong ihambing ang mga bilang na ito sa ilang milyong taon, ang panahon kung kailan ang mga tao ay itinuturing na umiral sa planeta, at apat at kalahating bilyong taon para sa mismong edad ng Earth.

At, kung gagawin mo, makikita mo na ang isang supernova ay siguradong sasabog malapit sa Earth - ngunit malamang na hindi sa nakikinita na hinaharap ng sangkatauhan.

Gusto( 3 ) Hindi ko gusto( 0 )

Sa ilang mga punto sa ating buhay, ang bawat isa sa atin ay nagtanong ng tanong na ito: gaano katagal ang kinakailangan upang lumipad sa mga bituin? Posible bang gumawa ng ganoong paglipad sa isang buhay ng tao, maaari bang maging pamantayan ng pang-araw-araw na buhay ang gayong mga paglipad? Mayroong maraming mga sagot sa kumplikadong tanong na ito, depende sa kung sino ang nagtatanong. Ang iba ay simple, ang iba ay mas mahirap. Upang makahanap ng komprehensibong sagot, napakaraming bagay na dapat isaalang-alang.

Sa kasamaang palad, walang mga totoong pagtatantya na umiiral upang makatulong na mahanap ang ganoong sagot, at ito ay nakakabigo para sa mga futurologist at mga mahilig sa paglalakbay sa interstellar. Gustuhin man o hindi, ang espasyo ay napakalaki (at kumplikado) at ang ating teknolohiya ay limitado pa rin. Ngunit kung sakaling magpasya tayong umalis sa "katutubong pugad", magkakaroon tayo ng ilang paraan upang makarating sa pinakamalapit na sistema ng bituin sa ating kalawakan.

Ang pinakamalapit na bituin sa ating Daigdig ay ang Araw, medyo isang "average" na bituin ayon sa Hertzsprung-Russell na "pangunahing pagkakasunud-sunod" na pamamaraan. Nangangahulugan ito na ang bituin ay napakatatag at nagbibigay ng sapat na sikat ng araw para sa pagbuo ng buhay sa ating planeta. Alam natin na may iba pang mga planeta na umiikot sa mga bituin malapit sa ating solar system, at marami sa mga bituin na ito ay katulad ng sa atin.

Sa hinaharap, kung gusto ng sangkatauhan na umalis sa solar system, magkakaroon tayo ng malaking seleksyon ng mga bituin na maaari nating puntahan, at marami sa kanila ang maaaring magkaroon ng magandang kondisyon para sa buhay. Ngunit saan tayo pupunta at gaano katagal bago tayo makarating doon? Huwag kalimutan na ang lahat ng ito ay haka-haka lamang at walang mga alituntunin para sa interstellar travel sa ngayon. Well, tulad ng sinabi ni Gagarin, umalis na tayo!

Abutin ang bituin
Gaya ng nabanggit na, ang pinakamalapit na bituin sa ating solar system ay ang Proxima Centauri, at samakatuwid ay makatuwirang simulan ang pagpaplano ng isang interstellar mission mula rito. Bilang bahagi ng Alpha Centauri triple star system, ang Proxima ay nasa 4.24 light-years (1.3 parsec) mula sa Earth. Ang Alpha Centauri ay, sa katunayan, ang pinakamaliwanag sa tatlong bituin sa system, bahagi ng isang mahigpit na binary system na 4.37 light-years mula sa Earth - habang ang Proxima Centauri (ang pinakamadilim sa tatlo) ay isang nakahiwalay na red dwarf na 0.13 light-years ang layo mula sa isang dual system.

At habang ang mga pag-uusap tungkol sa interstellar travel ay nagmumuni ng lahat ng uri ng "faster-than-light" (FSL) na paglalakbay, mula sa mga warp speed at wormhole hanggang sa subspace drive, ang mga naturang teorya ay alinman sa lubos na kathang-isip (tulad ng Alcubierre drive) o umiiral lamang sa science fiction .. Anumang misyon sa malalim na espasyo ay aabot sa mga henerasyon ng mga tao.

Kaya, simula sa isa sa pinakamabagal na paraan ng paglalakbay sa kalawakan, gaano katagal bago makarating sa Proxima Centauri?

Mga modernong pamamaraan

Ang tanong ng pagtantya sa tagal ng paglalakbay sa kalawakan ay mas simple kung ang mga umiiral na teknolohiya at katawan sa ating solar system ay kasangkot dito. Halimbawa, gamit ang teknolohiyang ginamit ng New Horizons mission, 16 na hydrazine monopropellant thruster ang makakarating sa Buwan sa loob lamang ng 8 oras at 35 minuto.

Mayroon ding SMART-1 na misyon ng European Space Agency, na lumipat sa Buwan gamit ang ion propulsion. Gamit ang rebolusyonaryong teknolohiyang ito, isang variant nito ay ginamit din ng Dawn space probe para maabot ang Vesta, inabot ang SMART-1 mission sa isang taon, isang buwan at dalawang linggo bago makarating sa buwan.

Mula sa mabilis na rocket spacecraft hanggang sa matipid na ion propulsion, mayroon kaming ilang opsyon para sa paglilibot sa lokal na espasyo - at maaari mong gamitin ang Jupiter o Saturn bilang isang malaking gravitational slingshot. Gayunpaman, kung plano nating lumayo nang kaunti, kakailanganin nating pataasin ang kapangyarihan ng teknolohiya at tuklasin ang mga bagong pagkakataon.

Kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga posibleng pamamaraan, pinag-uusapan natin ang mga may kinalaman sa mga umiiral na teknolohiya, o ang mga hindi pa umiiral ngunit posible sa teknikal. Ang ilan sa mga ito, tulad ng makikita mo, ay nasubok sa oras at nakumpirma, habang ang iba ay nananatiling pinag-uusapan. Sa madaling salita, kinakatawan nila ang isang posible, ngunit napakatagal at mahal sa pananalapi na senaryo para sa paglalakbay kahit sa pinakamalapit na bituin.

Ionic na paggalaw

Ngayon ang pinakamabagal at pinaka-ekonomiko na paraan ng pagpapaandar ay ang ion propulsion. Ilang dekada na ang nakalipas, ang ionic motion ay itinuturing na paksa ng science fiction. Ngunit sa mga nakalipas na taon, ang mga teknolohiya ng suporta sa ion thruster ay lumipat mula sa teorya patungo sa pagsasanay, at medyo matagumpay. Ang SMART-1 na misyon ng European Space Agency ay isang halimbawa ng matagumpay na misyon sa Buwan sa loob ng 13 buwan ng spiral motion mula sa Earth.

Gumamit ang SMART-1 ng mga ion thruster na pinapagana ng solar, kung saan kinokolekta ng mga solar panel ang enerhiyang elektrikal at ginamit upang paganahin ang mga Hall effect na motor. Kinailangan lamang ng 82 kilo ng xenon fuel para makuha ang SMART-1 sa Buwan. Ang 1 kilo ng xenon fuel ay nagbibigay ng delta-V na 45 m/s. Ito ay isang napakahusay na paraan ng paggalaw, ngunit malayo sa pinakamabilis.

Isa sa mga unang misyon na gumamit ng teknolohiya ng ion thruster ay ang Deep Space 1 mission sa Comet Borrelli noong 1998. Gumamit din ang DS1 ng xenon ion engine at gumamit ng 81.5 kg ng gasolina. Sa loob ng 20 buwan ng thrust, ang DS1 ay umabot sa bilis na 56,000 km/h sa oras ng paglipad ng kometa.

Ang mga thruster ng Ion ay mas matipid kaysa sa mga teknolohiyang rocket dahil ang kanilang thrust sa bawat yunit ng masa ng propellant (specific impulse) ay mas mataas. Ngunit ang mga ion thruster ay tumatagal ng mahabang panahon upang mapabilis ang isang spacecraft sa malalaking bilis, at ang pinakamataas na bilis ay nakasalalay sa suporta sa gasolina at pagbuo ng kuryente.

Samakatuwid, kung ang ion propulsion ay ginagamit sa isang misyon sa Proxima Centauri, ang mga makina ay dapat magkaroon ng isang malakas na pinagmumulan ng enerhiya (nuclear energy) at malaking reserbang gasolina (kahit na mas mababa kaysa sa conventional rockets). Ngunit kung magsisimula ka mula sa pagpapalagay na ang 81.5 kg ng xenon fuel ay isinasalin sa 56,000 km / h (at walang iba pang mga anyo ng paggalaw), maaari kang gumawa ng mga kalkulasyon.

Sa maximum na bilis na 56,000 km/h, ang Deep Space 1 ay aabutin ng 81,000 taon upang masakop ang 4.24 light-years sa pagitan ng Earth at Proxima Centauri. Sa paglipas ng panahon, ito ay humigit-kumulang 2700 henerasyon ng mga tao. Ligtas na sabihin na ang isang interplanetary ion drive ay magiging masyadong mabagal para sa isang manned interstellar mission.

Ngunit kung ang mga ion thruster ay mas malaki at mas malakas (ibig sabihin, ang rate ng pag-agos ng ion ay mas mataas), kung mayroong sapat na rocket fuel upang tumagal ng buong 4.24 light years, ang oras ng paglalakbay ay makabuluhang mababawasan. Ngunit magkakaroon pa rin ng higit pa kaysa sa haba ng buhay ng tao.

Gravity maneuver

Ang pinakamabilis na paraan sa paglalakbay sa kalawakan ay sa pamamagitan ng paggamit ng gravity assist. Kasama sa pamamaraang ito ang spacecraft gamit ang relative motion (i.e. orbit) at gravity ng planeta upang baguhin ang landas at bilis. Ang mga maniobra ng gravity ay isang lubhang kapaki-pakinabang na diskarte sa paglipad sa kalawakan, lalo na kapag ginagamit ang Earth o isa pang napakalaking planeta (tulad ng isang higanteng gas) para sa acceleration.

Ang Mariner 10 spacecraft ang unang gumamit ng pamamaraang ito, gamit ang gravitational pull ng Venus upang mapabilis patungo sa Mercury noong Pebrero 1974. Noong 1980s, ginamit ng Voyager 1 probe ang Saturn at Jupiter para sa gravitational maneuvers at acceleration sa 60,000 km / h, na sinusundan ng isang exit sa interstellar space.

Ang Helios 2 mission, na nagsimula noong 1976 at dapat tuklasin ang interplanetary medium sa pagitan ng 0.3 AU. e.at 1 a. e. mula sa Araw, ay may hawak na record para sa pinakamataas na bilis na binuo sa tulong ng isang gravitational maneuver. Noong panahong iyon, hawak ng Helios 1 (inilunsad noong 1974) at Helios 2 ang rekord para sa pinakamalapit na paglapit sa Araw. Ang Helios 2 ay inilunsad ng isang conventional rocket at inilagay sa isang napakahabang orbit.

Dahil sa malaking eccentricity (0.54) ng 190-araw na solar orbit, nagawa ng Helios 2 na makamit ang maximum na bilis na higit sa 240,000 km/h sa perihelion. Ang bilis ng orbital na ito ay nabuo dahil lamang sa gravitational attraction ng Araw. Sa teknikal, ang bilis ng perihelion ng Helios 2 ay hindi resulta ng isang gravitational maneuver, ngunit isang maximum na bilis ng orbital, ngunit hawak pa rin ng craft ang record para sa pinakamabilis na bagay na ginawa ng tao.

Kung ang Voyager 1 ay kumikilos patungo sa red dwarf na Proxima Centauri sa pare-parehong bilis na 60,000 km/h, aabutin ng 76,000 taon (o higit sa 2,500 henerasyon) upang masakop ang distansyang ito. Ngunit kung maabot ng probe ang record speed ng Helios 2 - isang pare-parehong bilis na 240,000 km / h - aabutin ng 19,000 taon (o higit sa 600 henerasyon) upang maglakbay ng 4,243 light years. Mas mahusay, kahit na hindi malapit sa praktikal.

EM Drive Electromagnetic Motor

Ang isa pang iminungkahing paraan ng interstellar travel ay ang resonant cavity RF drive, na kilala rin bilang EM Drive. Iminungkahi noong 2001 ni Roger Scheuer, ang British scientist na lumikha ng Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) upang isagawa ang proyekto, ang makina ay nakabatay sa ideya na ang mga electromagnetic microwave cavities ay maaaring direktang mag-convert ng elektrikal na enerhiya sa thrust.

Bagama't ang mga tradisyonal na electromagnetic thruster ay idinisenyo upang itulak ang isang partikular na masa (tulad ng mga ionized na particle), ang partikular na propulsion system na ito ay independiyente sa mass response at hindi naglalabas ng directional radiation. Sa pangkalahatan, ang makina na ito ay natugunan ng isang patas na halaga ng pag-aalinlangan, higit sa lahat dahil ito ay lumalabag sa batas ng konserbasyon ng momentum, ayon sa kung saan ang momentum ng system ay nananatiling pare-pareho at hindi maaaring malikha o masira, ngunit binago lamang ng puwersa.

Gayunpaman, ang mga kamakailang eksperimento sa teknolohiyang ito ay malinaw na humantong sa mga positibong resulta. Noong Hulyo 2014, sa 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference sa Cleveland, Ohio, inihayag ng mga advanced jet scientist ng NASA na matagumpay nilang nasubok ang isang bagong disenyo ng electromagnetic propulsion.

Noong Abril 2015, sinabi ng mga siyentipiko mula sa NASA Eagleworks (bahagi ng Johnson Space Center) na matagumpay nilang nasubok ang makinang ito sa isang vacuum, na maaaring magpahiwatig ng posibleng aplikasyon sa kalawakan. Noong Hulyo ng parehong taon, isang pangkat ng mga siyentipiko mula sa Department of Space Systems sa Dresden University of Technology ang bumuo ng kanilang sariling bersyon ng makina at naobserbahan ang tangible thrust.

Noong 2010, si Propesor Zhuang Yang mula sa Northwestern Polytechnic University sa Xi'an, China, ay nagsimulang mag-publish ng isang serye ng mga artikulo tungkol sa kanyang pananaliksik sa teknolohiya ng EM Drive. Noong 2012, nag-ulat siya ng mataas na power input (2.5 kW) at naitalang thrust na 720 mn. Nagsagawa din ito ng malawak na pagsubok noong 2014, kabilang ang mga panloob na pagsukat ng temperatura na may mga built-in na thermocouple, na nagpakita na gumagana ang system.

Ang prototype ng NASA (na binigyan ng pagtatantya ng kapangyarihan na 0.4 N/kilowatt) ay kinakalkula na ang isang electromagnetically propelled spacecraft ay maaaring maglakbay sa Pluto nang wala pang 18 buwan. Ito ay anim na beses na mas mababa kaysa sa New Horizons probe, na gumagalaw sa bilis na 58,000 km / h, kinakailangan.

Parang kahanga-hanga. Ngunit kahit na sa kasong ito, ang barko sa mga electromagnetic engine ay lilipad sa Proxima Centauri sa loob ng 13,000 taon. Malapit, ngunit hindi pa rin sapat. Bilang karagdagan, hanggang sa ang lahat ng e ay may tuldok sa teknolohiyang ito, masyadong maaga upang pag-usapan ang tungkol sa paggamit nito.

Nuclear thermal at nuclear electrical propulsion

Ang isa pang posibilidad na magsagawa ng interstellar flight ay ang paggamit ng isang spacecraft na nilagyan ng mga nuclear engine. Sinasaliksik ng NASA ang mga ganitong opsyon sa loob ng ilang dekada. Ang isang nuclear thermal propulsion rocket ay maaaring gumamit ng uranium o deuterium reactors upang painitin ang hydrogen sa reactor, na ginagawa itong ionized gas (hydrogen plasma), na pagkatapos ay ididirekta sa rocket nozzle, na bumubuo ng thrust.

Ang isang nuclear electric-powered missile ay kinabibilangan ng parehong reactor, na nagpapalit ng init at enerhiya sa kuryente, na nagpapagana sa isang de-koryenteng motor. Sa parehong mga kaso, ang rocket ay aasa sa nuclear fusion o fission para sa thrust, sa halip na ang mga kemikal na propellant na pinapatakbo ng lahat ng modernong ahensya ng kalawakan.

Kung ikukumpara sa mga makinang kemikal, ang mga makinang nuklear ay may hindi maikakailang mga pakinabang. Una, mayroon itong halos walang limitasyong density ng enerhiya kumpara sa propellant. Bilang karagdagan, ang isang nuclear engine ay makakagawa din ng malakas na thrust kumpara sa dami ng gasolina na ginamit. Bawasan nito ang dami ng gasolina na kinakailangan, at sa parehong oras ang bigat at gastos ng isang partikular na aparato.

Kahit na ang mga thermal nuclear engine ay hindi pa napupunta sa kalawakan, ang kanilang mga prototype ay nilikha at nasubok, at higit pa ang iminungkahi.

Gayunpaman, sa kabila ng mga pakinabang sa ekonomiya ng gasolina at tiyak na impulse, ang pinakamahusay na iminungkahing konsepto ng nuclear thermal engine ay may maximum na tiyak na impulse na 5000 segundo (50 kN s/kg). Gamit ang mga nuclear engine na pinapagana ng nuclear fission o fusion, ang mga NASA scientist ay maaaring makakuha ng spacecraft papuntang Mars sa loob lamang ng 90 araw kung ang Red Planet ay 55,000,000 kilometro mula sa Earth.

Ngunit kung pinag-uusapan natin ang paglalakbay sa Proxima Centauri, aabutin ng maraming siglo para mapabilis ang isang nuclear rocket sa isang makabuluhang bahagi ng bilis ng liwanag. Pagkatapos ay aabutin ng ilang dekada ng paglalakbay, at pagkatapos ng mga ito ng maraming higit pang mga siglo ng pagbabawas ng bilis sa daan patungo sa layunin. 1000 years pa ang layo natin sa destinasyon natin. Ano ang mabuti para sa interplanetary mission ay hindi masyadong maganda para sa interstellar mission.

Ang mga distansyang kosmiko ay mahirap sukatin sa mga ordinaryong metro at kilometro, kaya gumagamit ang mga astronomo ng iba pang mga pisikal na yunit sa kanilang trabaho. Ang isa sa kanila ay tinatawag na light year.


Maraming tagahanga ng sci-fi ang pamilyar sa konseptong ito, dahil madalas itong lumalabas sa mga pelikula at libro. Ngunit hindi alam ng lahat kung ano ang katumbas ng isang light year, at iniisip ng ilan na ito ay katulad ng karaniwang taunang pagkalkula ng oras.

Ano ang isang light year?

Sa katunayan, ang light year ay hindi isang yunit ng oras, gaya ng maaaring ipalagay, ngunit isang yunit ng haba na ginagamit sa astronomiya. Ito ay nauunawaan bilang ang distansya na nilakbay ng liwanag sa isang taon.

Ito ay karaniwang ginagamit sa mga aklat-aralin sa astronomiya o sikat na science fiction upang matukoy ang mga haba sa loob ng solar system. Para sa mas tumpak na mga kalkulasyon ng matematika o mga sukat ng mga distansya sa Uniberso, isa pang yunit ang kinuha bilang batayan - .

Ang hitsura ng light year sa astronomy ay nauugnay sa pag-unlad ng mga stellar science at ang pangangailangan na gumamit ng mga parameter na maihahambing sa sukat ng espasyo. Ang konsepto ay ipinakilala ilang taon pagkatapos ng unang matagumpay na pagsukat ng distansya mula sa Araw hanggang sa bituin na 61 Cygni noong 1838.


Noong una, ang isang light year ay tinatawag na distansya na nilakbay ng liwanag sa isang tropikal na taon, iyon ay, para sa isang yugto ng panahon na katumbas ng buong ikot ng mga panahon. Gayunpaman, mula noong 1984, ang taon ng Julian (365.25 araw) ay kinuha bilang batayan, bilang isang resulta kung saan ang mga sukat ay naging mas tumpak.

Paano natutukoy ang bilis ng liwanag?

Upang makalkula ang light year, kailangan munang matukoy ng mga mananaliksik ang bilis ng liwanag. Noong unang panahon, naniniwala ang mga astronomo na ang pagpapalaganap ng mga sinag sa kalawakan ay nangyayari kaagad, ngunit noong ika-17 siglo, ang gayong konklusyon ay nagsimulang tanungin.

Ang mga unang pagtatangka na gumawa ng mga kalkulasyon ay ginawa ni Galileo Gallilei, na nagpasya na kalkulahin ang oras kung saan ang liwanag ay naglalakbay ng 8 km. Ang kanyang pananaliksik ay hindi matagumpay. Nagawa ni James Bradley na kalkulahin ang tinatayang halaga noong 1728, na tinukoy ang halaga ng bilis sa 301 libong km / s.

Ano ang bilis ng liwanag?

Sa kabila ng katotohanan na si Bradley ay gumawa ng medyo tumpak na mga kalkulasyon, ito ay lamang sa ika-20 siglo na maaari nilang matukoy ang eksaktong bilis gamit ang modernong teknolohiya ng laser. Ginawang posible ng perpektong kagamitan na gumawa ng mga kalkulasyon na nababagay para sa refractive index ng mga sinag, bilang isang resulta kung saan ang halagang ito ay 299,792.458 kilometro bawat segundo.


Ang mga astronomo ay nagpapatakbo gamit ang mga numerong ito hanggang sa araw na ito. Sa hinaharap, ang mga simpleng kalkulasyon ay nakatulong upang tumpak na matukoy ang oras na kailangan ng mga sinag upang lumipad sa orbit ng mundo nang hindi naaapektuhan ng mga gravitational field.

Kahit na ang bilis ng liwanag ay hindi maihahambing sa mga makalupang distansya, ang paggamit nito sa mga kalkulasyon ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga tao ay nakasanayan na mag-isip sa "makalupang" mga kategorya.

Ano ang isang light year?

Kung isasaalang-alang natin na ang isang ilaw na segundo ay katumbas ng 299,792,458 metro, madaling kalkulahin na ang liwanag ay naglalakbay ng 17,987,547,480 metro sa isang minuto. Bilang isang patakaran, ginagamit ng mga astrophysicist ang data na ito upang sukatin ang mga distansya sa loob ng mga planetary system.

Upang pag-aralan ang mga celestial body sa sukat ng Uniberso, mas madaling kunin bilang batayan ang isang light year, na katumbas ng 9.460 trilyon kilometro o 0.306 parsec. Ang pagmamasid sa mga cosmic na katawan ay ang tanging kaso kapag nakikita ng isang tao ang nakaraan gamit ang kanyang sariling mga mata.

Tumatagal ng maraming taon bago makarating sa Earth ang liwanag na ibinubuga ng ilang malayong bituin. Para sa kadahilanang ito, kapag nagmamasid sa mga bagay sa kalawakan, nakikita mo ang mga ito hindi tulad ng mga ito sa sandaling ito, ngunit tulad ng mga ito sa sandali ng paglabas ng liwanag.

Mga halimbawa ng mga distansya sa light years

Dahil sa kakayahang kalkulahin ang bilis ng mga sinag, nakalkula ng mga astronomo ang distansya sa mga light years sa maraming celestial na katawan. Kaya, ang distansya mula sa ating planeta hanggang sa Buwan ay 1.3 light seconds, sa Proxima Centauri - 4.2 light years, sa Andromeda Nebula - 2.5 million light years.


Ang distansya sa pagitan ng Araw at sentro ng ating kalawakan ay humigit-kumulang 26 libong light years, at sa pagitan ng Araw at ng planetang Pluto - 5 light hours.