Космический корабль "Вояджер" летит со скоростью 56 000 км/ч
Даже при такой ошеломляющей скорости ему потребуется 80 000 лет, чтобы достичь ближайшей звезды Альфа Центавра (4 святых года от Солнца).
Даже при такой ошеломляющей скорости ему потребуется 80 000 лет, чтобы достичь ближайшей звезды Альфа Центавра (4 святых года от Солнца).
Такой космический аппарат с помощью сверхпрочных строп присоединяется к солнечному парусу размером примерно 4 × 4 м, толщиной 100 нм и весом 1 г. Затем наземные лазеры фокусируют на парусе луч мощностью 50-100 ГВт в течение 10 минут. Это обеспечит ускорение около 30 000 g, благодаря чему зонды достигнут целевой скорости в 20% от скорости света.
По мнению авторов, этот тип космических аппаратов сможет добраться до звездной системы Альфа Центавра, удаленной от Земли на 4,37 световых лет, за 20 лет и еще около 5 лет потребуется для того, чтобы оповестить Землю об успешном прибытии.
Проксима Центавра b (также называемая Проксима b или Альфа Центавра Cb ) - это экзопланета, вращающаяся в обитаемой зоне красного карлика звезды Проксимы Центавра, ближайшей к t он Солнце и часть тройной звездной системы. Он расположен примерно в 4,2 световых года (4,0 × 10 км) от Земли в созвездии Центавра, что делает его и Проксима c ближайшими известные экзопланеты в Солнечной системе.
Зачастую расстояние между космическими объектами настолько огромно, что с трудом воспринимается человеческим разумом. Порой даже свету требуются тысячи лет, чтобы преодолеть его. Однако, среди множества звездных систем, разбросанных по просторам Вселенной, есть лишь одна, которую можно назвать ближайшей. Сразу три светила, связанных невидимыми нитями гравитации, находятся сравнительно недалеко от нас по космическим меркам, а значит, неизбежно привлекают к себе самое пристальное внимание. Так что же из себя представляет система Альфы Центавра?
Новое исследование показало, что миниатюрные космические зонды размером с мобильный телефон могут летать по Солнечной системе с помощью парусов, приводимых в движение лазерами, что позволит этим крошечным космическим кораблям достигать гораздо более высоких скоростей и, потенциально, гораздо более удаленных пунктов назначения, чем могут себе позволить зонды и ракеты с обычным двигателем.
Нынешним космическим зондам обычно требуются годы, чтобы совершить путешествие в пределах Солнечной системы; например, зонду НАСА « Новые горизонты» потребовалось почти 10 лет, чтобы добраться до Плутона .
Теоретически космическим кораблям, использующим обычные ракеты, потребуются тысячи лет, чтобы совершить межзвездное путешествие. Например, Альфа Центавра , ближайшая к Земле звездная система, находится на расстоянии около 4,37 световых лет — 41,2 триллиона километров, или более чем в 276 000 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Космическому кораблю НАСА « Вояджер-1 », который был запущен в 1977 году и достиг межзвездного пространства в 2012 году, потребовалось бы около 75 000 лет, чтобы достичь Альфы Центавра, даже если бы зонд двигался в правильном направлении.
Инициатива Breakthrough Starshot стоимостью 100 миллионов долларов , о которой было объявлено в 2016 году, планирует запустить рой космических зондов размером с микрочип, каждый из которых оснащен необычайно тонкими, невероятно отражающими "лазерными" парусами, приводимыми в движение самыми мощными лазерами из когда-либо созданных человечеством, к Альфе Центавра. Согласно расчетам, они разовьют скорость около 20% скорости света (порядка 60 000 км в секунду) и достигнут Альфы Центавра примерно через 20 лет.
Однако для этого потребуется наземная лазерная установка площадью порядка 1 кв. километра и мощностью около 100 гигаватт, что на сегодняшний день стало бы самым мощным лазером, когда-либо созданным на Земле .
В новом исследовании исследователи предполагают, что более скромная наземная лазерная установка — от 1 до 10 метров в ширину и от 100 киловатт до 10 мегаватт мощности — все еще может оказаться полезной, отправляя крошечные зонды через Солнечную систему, разгоняя их до гораздо более высоких скоростей, чем смогли бы их разогнать ракетные двигатели.
«Такие лазеры можно построить уже сегодня с относительно небольшими инвестициями», — сказал Space.com старший автор исследования Артур Давоян, материаловед из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Нам не нужно ждать, пока станет доступен 100-гигаваттный лазер».
Межзвездное путешествие в разумных временных рамках накладывает больше ограничений, чем путешествие в пределах Солнечной системы. Например, Starshot стремится отправить зонды к другой звезде в течение жизни человека, поэтому ее космические зонды спроектированы так, чтобы быть необычайно легкими — каждый всего 1 грамм или около того — чтобы летать как можно быстрее, учитывая количество энергии, которое они получают. .
Лазерные паруса для межпланетных путешествий, напротив, не обязательно должны быть такими легкими. Ученые предполагают, что зонд для таких полетов будет весить до 100 грамм или около того — масса, «сравнимая с массой типичного сотового телефона», — сказал Давоян.
В то время как Starshot сталкивается с массовыми ограничениями , из-за которых сложно разместить все необходимые системы и инструменты космического корабля на одной платформе весом в 1 грамм, зонд весом 100 грамм «может быть легко оснащен всеми необходимыми компонентами, включая спектрометры, акселерометры, детекторы частиц, камеры и так далее. на — все ключевые ингредиенты для проведения надлежащей научной миссии в дальних уголках космоса», — сказал Давоян.
Кроме того, поскольку лазерный массив может запускать более одного зонда, он потенциально может отправить к месту назначения целую группу крошечных зондов, каждый с различным оборудованием. «Например, один может быть зондом магнитометра, другой оснащен камерой, а третий может служить детектором частиц», — сказал Давоян. «Мы думаем, что небольшие зонды могут быть массово отправлены в совершенно разные места Солнечной системы, чтобы совершить прорыв в науке».
Поскольку межпланетные путешествия не требуют мощных лазеров, необходимых для Starshot, они также не требуют больших парусов с необычными свойствами материала, необходимыми для того, чтобы выдерживать многие требования межзвездных полетов, например, не испаряться под светом звезд. Исследователи предположили, что паруса из нитрида кремния или нитрида бора размерами около 10 сантиметров должны быть достаточными для достаточно быстрых полетов в Солнечной системе.
Почему человечество до сих пор не запустило космический аппарат в направлении звёздной системы Альфы Центавра? Расстояние до нее 4 световых года, при разгоне аппарата хотя бы до 20 км/с полёт туда займет 40 лет. Вояджеры уже гораздо дольше летят и всё у них хорошо, вот только куда и зачем они летят - непонятно. А так у человечества был бы собственный спутник в другой звёздной системе.
UPD. С расчётами ошибочка вышла, получается не 40 лет, а 60000 лет. Полёта не будет, расходимся 😊
Новая миссия космического телескопа представленная 16 ноября, которая будет искать обитаемые планеты в системе Альфы Центавра, ближайших звездных соседей нашего Солнца. Расстояние от Земли до Альфы Центавра каких-то 4,36 световых года. По звездным меркам - это на одной с нами лестничной клетке.
Альфа Центавра - это тройная звездная система, состоящая из двух звезд похожих на наше солнце и одного красного карлика.
TOLIMAN будет оснащен так называемой линзой с дифракционным зрачком, которая рассеивает звездный свет в виде цветочного узора. Этот уникальный объектив облегчит астрономам использование системы наведения для обнаружения крошечных нарушений в движении звезд, которые обычно вызваны гравитационным влиянием вращающихся планет, согласно заявлению Breakthrough Initiatives, которое поддерживает миссию.
Телескоп будет видеть звездную систему примерно так
Известно, что у красного карлика Проксима Центавра есть по крайней мере две экзопланеты, одна из которых очень похожа на Землю.
Но до сих пор эта интересная звездная система не подвергалась детальному научному исследованию, несмотря на то, что планеты вокруг этих звезд могут представлять собой наиболее удобное место для жизни человечества за пределами нашей солнечной системы.
Хотя на данный момент миссия к Альфе Центавра остается в сфере научной фантастики, телескоп TOLIMAN будет пытаться ответить на некоторые из наиболее фундаментальных и актуальных вопросов об ее планетах. Самое главное, ученые надеются использовать новый телескоп, чтобы исследовать, действительно ли в этих далеких мирах может быть жизнь или, возможно, созданы подходящие условия для ее выживания.
«Наши ближайшие звездные соседи - системы Альфа Центавра и Проксима Центавра - оказываются чрезвычайно интересными», - сказал в заявлении Пит Уорден, исполнительный директор Breakthrough Initiatives. «Миссия TOLIMAN станет огромным шагом к выяснению того, существуют ли там планеты, способные поддерживать жизнь».
Так будет выглядеть телескоп TOLIMAN
«На этих близлежащих планетах человечество сделает свои первые шаги в межзвездное пространство с помощью высокоскоростных футуристических роботизированных зондов», - говорится в заявлении Пит Клупар, главный инженер Breakthrough Watch, подразделения Breakthrough Initiatives.
«Если мы рассмотрим несколько дюжин ближайших звезд, мы ожидаем, что горстка каменистых планет, таких как Земля, вращается на нужном расстоянии для существования жидкой поверхностной воды».
Профессор Питер Тутхилл из Сиднейского института астрономии, который руководит разработкой миссии, добавил, что TOLIMAN даст ответы на вопросы о природе этих интригующих миров.
«Знакомство с нашими планетарными соседями чрезвычайно важно», - сказал профессор Тутхилл. «Эти ближайшие планеты - те, где у нас есть лучшие перспективы для поиска и анализа атмосферы, химии поверхности и, возможно, даже отпечатков пальцев биосферы - предварительных сигналов жизни».
Согласно заявлению, команда, в которую также входят специалисты австралийской космической компании Sabre Astronautics, начала работу над миссией в апреле этого года.
Миссия получила 788000 долларов (576000 долларов) от правительства Австралии и, как ожидается, будет готова к использованию в науке в середине 2020-х годов.
«Наш план заключается в гибкой и недорогой миссии, которая принесет результаты примерно к середине десятилетия», - сказал Тутхилл.