Сколько лететь до пандоры
Обновлено: 04.07.2024
Объекты глубокого космоса > Звезды > Сколько займет путешествие до ближайшей звезды?
Узнайте, как долго лететь к ближайшей звезде: самая близкая звезда к Земле после Солнца, расстояние к Проксима Центавра, описание запусков, новые технологии.
Если говорить с позиции сегодняшних технологий, то реальные цифры отпугнут энтузиастов и мечтателей. Давайте не будем забывать, что космические дистанции невероятно огромные, а наши ресурсы все еще ограничены.
Ближайшая звезда к планете Земля – Солнце. Это средний представитель главной последовательности. Но вокруг нас сосредоточено множество соседей, так что уже сейчас можно создать целую карту маршрутов. Вот только, как долго туда добираться?
Движемся к Солнцу
Каждый путешественник знает, что время, затраченное на преодоление пути от пункта А до пункта Б, зависит от длины расстояния, скорости, состояния дороги и средства передвижения. Расстояние от Земли до нашей звезды 150 млн. км, или 1 астрономическая единица. Луч света пролетает этот отрезок пространства за 8 минут. Пешком путь преодолевается за 2000 лет, на автомобиле – за 170 лет, самолетом – за 20 лет, на межпланетном корабле – за 6-8 месяцев.
А состояние дороги? Казалось бы – открытый космос, препятствий нет. Но в вакууме все предметы быстро нагреваются. Безопасно человек в открытом космосе только в скафандре может приблизиться к звезде на 5 млн. км. А космический корабль, покрытый термостойкой оболочкой, выдерживающей 2500С, приблизится на 2 млн. км. Не нужно забывать о радиации: ее воздействие погубит экипаж уже на полпути от Земли.
Метод параллакс для измерения расстояния до Марса
Важный способ вычисления космических расстояний — применение метода параллакса, который заключается в следующем:
- На Земле берется 2 точки (желательно, чтобы они находились как можно дальше друг от друга). Отрезок, который их соединяет, называется базисом.
- Звезда, планета или другое небесное тело, расстояние до которого вычисляют, является 3 точкой, образуя вершину абстрактного треугольника.
- Далее вычисляется значение угла с вершиной в 3 точке, т. е. противолежащего базису угла, который называется горизонтальным параллаксом.
- Затем при помощи тригонометрических формул делаются расчеты, позволяющие установить расстояние до астрономических объектов.
Впервые такой способ был применен в XVII в. Джованни Доменико Кассини.
Зачем лететь
Изучение Солнца жизненно важно для человечества. Прежде всего, из-за магнитных бурь.
Их интенсивность четко привязана к 11-летнему циклу активности Солнца. Сильная магнитная буря может вызвать сбой в работе средств связи, увеличению количества автомобильных катастроф, ухудшению состояния здоровья метеозависимых людей. За период наблюдения ученые выделяют несколько особенно сильных явлений этого порядка:
Пояс астероидов
Поясом астероидов принято называть область, расположенную между Марсом и Юпитером. Этот участок заполнен множеством объектов неправильной формы, называемых астероидами, и стал заметен астрономам еще в начале XIX века. В настоящее время он довольно хорошо изучен.
В поясе астероидов, который иногда называют главным поясом, присутствуют четыре крупнейших астероида:
Церера является самым крупным объектом в главном поясе, специалисты относят ее к карликовым планетам: ее диаметр составляет около 950 километров, диаметр остальных астероидов из группы крупнейших не превышает 600 километров.
Размеры остальных частиц пояса астероидов очень отличаются, а некоторые из них ничтожно малы и являются космической пылью, однако общее их количество более миллиона. При этом даже столь огромное количество объектов не делает пояс заполненным.
Космические аппараты пролетают здесь, никогда не сталкиваясь с астероидами, однако контакт небесных тел между собой происходит здесь довольно часто (учитывая астрономические временные масштабы).
Результат этого столкновения может отличаться в зависимости от скорости астероидов: если скорость высока, может образоваться семейство астероидов из фрагментов столкнувшихся, а при низкой скорости объектов может произойти слияние двух астероидов в один.
Классификация астероидов
Астероиды главного пояса принято классифицировать в зависимости от их химического состава.
Углеродные
Темные астероиды, увидеть на небе их возможно только с помощью телескопа. Из названия понятно, что в их составе преобладает углерод, кроме того, они состоят из минералов и горных пород. Углеродные астероиды преобладают в главном поясе: их доля составляет около 75 % всех объектов. Больше всего их на внешнем крае пояса, по мере удаленности от Солнца их количество значительно снижается.
Силикатные астероиды
Состав этих объектов аналогичен каменным метеоритам, в нем преобладает кремний. Их доля в поясе астероидов составляет около 17 %, наибольшая их концентрация наблюдается в 2 астрономических единицах от Солнца, по мере удаления от звезды их количество снижается. Астероиды обладают умеренной яркостью, среди них есть довольно крупный объект — Эвномия, ее ширина составляет примерно 330 километров.
Железные астероиды
Самая многочисленная группа пояса астероидов. В составе преобладает железо и никель. Обладают умеренной яркостью. Существует предположение, что данные объекты являются остатками металлических ядер астероидов, фрагментированных после удара.
Хронология наблюдений
С началом космической эры (1957 год) наблюдения за светилом переместились с поверхности планеты на околоземную орбиту. Исследования проводят со спутников, КС, ракет, аэростатов. Основные этапы:
Чтобы долететь до других звезд, нужно отправлять к ним по 98 человек
Proxima Centauri b или просто Proxima b — так назвали планету, которую два года назад обнаружили астрономы Европейской Южной обсерватории (European Southern Observatory — ESO) у Проксимы Центавра — ближайшей к Солнцу звезды. Ныне они не исключают, что на этой планете есть жизнь. Вплоть до высокоразвитой.
Такой пейзаж откроется перед поколением достигшим Proxima Centauri b.
Можно ли добраться до братьев по разуму? Французские ученые из Страсбургского университета (University of Strasbourg, France) полагают, что такое вполне реально. Стартовать можно уже в самое ближайшее время. Но при одном условии: надо построить звездолет, в котором полетят не менее 98 человек.
Свой вывод французы обосновали в научной статье под названием Computing the minimal crew for a multi-generational space travel towards Proxima Centauri b.
По космическим меркам, Земля и Proxima Centauri b находятся буквально по соседству.
До Proxima Centauri чуть больше 4 световых лет.
Мур, правда полагал: очень долго лететь не придется — максимум 200 лет. То есть, подразумевал, что появятся какие-нибудь высокоскоростные двигатели. По его прикидкам выходило, что для 200-летнего полета пришлось бы взять на борт 160 человек.
Что увидят люди через 6300 лет?
То, что у Proxima Centauri — ближайшей к Солнцу звезды — имеется планета, удалось узнать главным образом благодаря прибору HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) — так называемому высокоточному искателю планет. HARPS выявляет их, улавливая дрожание звезды, вызванное гравитационным воздействием находящихся на ее орбите объектов. Дрожит и Proxima Centauri. А колеблет ее, как выяснилось, всего одна планета — Proxima b.
Proxima b — каменистая планета, размером с Землю, но на 30 процентов тяжелее.
Proxima b вращается по круговой орбите, делая один оборот за 11,2 земных суток. Годы на ней летят столь стремительно, потому что планета находится очень близко к своей звезде — примерно в 20 раз ближе, чем Земля к Солнцу.
Орбита Proxima Centauri b (справа) легко поместилась бы внтури орбиты Меркурия.
Proxima Centauri b находится в зоне обитаемости (зеленое кольцо), вращается вокруг Красного карлика.
Proxima Centauri (α Centauri C, GL 551, HIP 70890) — Красный карлик, диаметр которого чуть больше, чем у нашего Юпитера. Тепла эта звезда дает всего 66 процентов от солнечного. Но Proxima b его хватает — планета располагается в зоне обитаемости — там, где вода может присутствовать в жидком виде. Некоторые астрономы уверяют, что температура на экваторе Proxima b может достигать 30 градусов Цельсия.
Карлик находится рядом с двумя другими звездами системы Центава — А и В.
Proxima b примерно на миллиард лет старше Земли — время на зарождение жизни хватало.
Формирование и эволюция
В настоящее время общепринятой является небулярная теория происхождения Солнечной системы. Согласно этой точке зрения, ее формирование началось около 4,6 млн лет назад. Некое гигантское молекулярное облако подверглось гравитационному коллапсу. Основная часть облака осталась в гравитационном центре коллапса, оставшаяся часть превратилась в диск, из которого в дальнейшем формировались планеты и астероиды.
Причиной возникновения коллапса, вероятно, стало спонтанное уплотнение облака, которое к тому моменту уже содержало остатки водорода, гелия и металлов. В результате воздействия взрывного удара облако стало центром гравитационного коллапса. Далее размеры облака сжимались под воздействием гравитации, а скорость его вращения увеличивалась. Из-за вращения скорости облака перпендикулярно и параллельно оси отличались, что привело к формированию объекта в форме диска.
Вследствие сжатия увеличилось количество столкновений частиц диска, как следствие — увеличивалась его температура. Когда температура диска достигла нескольких тысяч кельвинов, внутренняя часть диска начала светиться — сформировалась протозвезда. Продолжалось дальнейшее увеличение температуры диска, и когда она достигла миллиона кельвинов, произошла термоядерная реакция гелия и водорода, в результате которой диск превратился в обычную звезду, а плотные участки внешних областей диска преобразовались в планеты, вращающиеся вокруг звезды.
Космическое пространство было заполнено пропланетами, количество которых составляло около 100-150 штук. В результате постоянного столкновения и слияния объектов между собой их количество постоянно изменялось.
Ближайшая
Нет ничего проще, чем, начитавшись знаменитой ефремовской "Туманности Андромеды", представить, будто на соседнем космодроме стоит полностью готовый к рейсу в заданную точку Вселенной космолет. Он оснащен мощнейшими фотонными двигателями, поэтому в любую секунду поклонники Дара Ветра и Веды Конг могут ощутить, каково это - мчаться по необъятному пространству с феноменальной по нынешним понятиям скоростью. Остается прикинуть, за какое именно время можно будет добраться до планет Солнечной системы, имея в своем распоряжении такую фантастическую технику?
Нечто вроде прогулки по двору
Расстояние до Луны составляет 384 400 км . Это значит, что долететь до нее можно меньше, чем за полторы секунды. Фактически пассажиры не успеют толком пристегнуть ремни, как в иллюминаторе покажется таинственная спутница Земли, которую все чаще называют искусственным небесным телом.
Быть может, она и есть тот самый корабль пришельца Номма, о котором гласят легенды племени дагонов. Привезя на Землю живность, этот огромный корабль так и остался висеть рядом, а мифы донесли легенду о нем в виде ковчега Ноя.
Покружив вокруг нее и вдоволь пофотографировав зачем-то спрятанную от землян вторую сторону, мы поспешим убраться восвояси, чтобы не раздражать инопланетян, по слухам, остро возражающим против освоения Луны человечеством.
До другой земной соседки Венеры тоже сравнительно недалеко. Всего-на всего 38 000 000 км. Это значит, что наш космолет доберется до данной планеты за две с небольшим минуты. Не исключено, что за это время отважные космотуристы успеют вытащить из рюкзаков свои плееры, надеть наушники и выбрать подходящую музыкальную композицию. А вот послушать они ее не успеют, так как надо уже будет выходить.
Не забыть надеть на объектив светофильтр
До самого солнца ни много ни мало 147 000 000 км. Со школьных лет известно, что это восемь минут полета со скоростью света. Ну что же, как раз хватит, чтобы найти в Википедии статью про эту звезду и вспомнить ее основные характеристики. Лучше, однако, в этих краях не задерживаться, чтобы не превратиться в космический пар.
Отличный вариант для космической дачи
Расстояние до Юпитера намного меньше. Оно составляет 588 000 000 км . Это значит, что на рейс до него понадобится тридцать три минуты. Этого с избытком хватит, чтобы в личном блоге поделиться восторгами от полета в черной бездне, запостить парочку селфи с пассажирами и экипажем.
А вот Уран расположен еще дальше. До него нашему космолету придется преодолеть 2,6 000 000 000 км, то есть понадобится почти два с половиной часа. Довольно долго и нудно, учитывая одноообразие космических пейзажей. Этого времени хватит, чтобы прочитать какую-нибудь повесть, например "Дальние страны" Аркадия Гайдара.
Пикник на речке в дальнем Подмосковье
Естественно, что космос не ограничен, образно говоря, МКАДом, как сегодня многие считают применительно к России, где, как гласит фольклор, за МКАДом жизни нет. А вот и нет, очень даже есть. Там ждет потрясающей красоты планета Нептун. До нее придется лететь почти пять часов, так как расстояние составляет 4,3 000 000 000 км
Это уже сравнимо с путешествием на поезде в удаленные от Москвы населенные пункты. Если точнее, то примерно как до Орла. Это значит, что как раз пришло время освежить в памяти драматический сюжет повести Лескова "Леди Макбет Мценского уезда". Кто не любит острых конфликтов, ревности и мести, тому больше подойдут для чтения "Записки охотника", действие которых Тургенев разворачивал тоже где-то в орловских краях.
Ну и конечно нельзя не заглянуть на Плутон. До него придется лететь почти 4,4 000 000 000 км. Это ровно пять часов со скоростью света. Значит, пришло время расслабиться и отоспаться после праведных трудов. Ведь только богатый человек сможет оплатить такую роскошь, как полет на Плутон ради веселого пикника, краеведческой экскурсии и попытки сфотографировать Солнечную систему во всей ее красе.
С одной стороны, открытие, во многих смыслах, великое. Проксима Центавра (а также ее более яркая соседка Альфа Центавра) – любимые географические названия у читателей фантастики. Ведь как бы мы ни ценили астрономию с ее сугубо-научными интересами, обычного человека, неравнодушного к космосу, как правило, волнуют два совершенно конкретных вопроса.
Во-первых, есть ли жизнь на планете, ставшей предметом обсуждения – причем, жизнь не в виде bacteria, желательно - а в виде внеземной цивилизации? И, во-вторых, можем ли мы туда слетать и с этой цивилизацией познакомиться? Если нет – сразу все куда скучнее.
И вот, в кои-то веки, какая-то конкретика. Есть у ближайшей к нам звезды ближайшая к нам планета. И то, что параметры этой планеты и условия на ней в какой-то мере приближены к земным, способно у многих взволновать кровь. Шутка ли: 1,3 земной массы. Планетный год в 11 дней. Температура -40 °C – но это без атмосферы. А атмосфера возможна, и тогда гораздо теплее! И может быть вода – источник жизни.
Правда, тут огорчений не намного меньше, чем радостей. Уже то предположение астрономов, что уровень радиоактивного и ультрафиолетового излучения на планете Проксима-б, которая к своей звезде в 20 раз ближе, чем Земля к Солнцу, превышает земной на два порядка, ставит жизненные перспективы там под огромный вопрос.
Единственным ученым, взявшимся публично оценить время вероятного полета, стал сотрудник Пермского университета Кирилл Циберкин, заявивший что «если разогнаться до 0,1 скорости света, то сможем долететь примерно за 40 лет
Но на Марсе хотя бы это в принципе возможно. Увы, межзвездные расстояния даже картошку выводят из сферы реальности. Как напомнил Александр Тавров, современные ракетные двигатели не дают возможности долететь до звезд не только человеку, но даже аппаратуре.
Однако и это – перспективы весьма далекого будущего. Что же касается давешних надежд прогрессивного человечества связаться с братьями по разуму посредством радиосигналов, - что уже совсем не так романтично – то и здесь обнадеживающего маловато.
Наконец, у астрономов есть еще некоторые надежды, связанные, как ни странно, с телескопом. Ведь новую планету никто ни в какой телескоп не видел. Она открыта методом лучевых скоростей.
Так вот, у ученых есть принципиальная идея создать телескоп, который позволит все-таки увидеть на этой планете что-нибудь. Существует проект гравитационной линза, которая должна быть не оптической.
Речь идет о том, что само Солнце концентрирует свет и работает как гигантская линза в некоторых точках Солнечной системы, на очень дальних расстояниях, превосходящих расстояние от Земли до Солнца в десятки и сотни раз. Но если в такую точку долетит космический телескоп, что в принципе возможно – оттуда он и Проксиму Центавру, и Проксиму-б разглядит.
Космический корабль с прямоточным двигателем Бассарда "Leonora Christina" из романа Пола Андерсена "Тау Зеро" в представлении художника.
В то время как у НАСА, SpaceX и других компаний есть планы по доставке людей на Марс, как насчет возможности исследовать космическое пространство за пределами гравитационного влияния нашей звезды — Солнца? Сколько времени понадобится, чтобы достичь ближайшей к нам звезды?
Расстояние от Земли до Луны (383400 км) — это лишь малая часть расстояния до Солнца, а расстояние от Земли до Солнца (149,81 миллиона км) — это пресловутая капля в море по сравнению с расстоянием до ближайшей к Солнцу звезде.
Ближайшая звезда к нашей Солнечной системе — Проксима Центавра. Она является частью тройной звездной системы под названием Альфа Центавра и находится на расстоянии около 4,24 световых лет (или 1,3 парсека) от Земли. Это означает, что Проксима Центавра находится на расстоянии 40 208 000 000 000 (40 триллионов) км от Земли.
Как долго обычная ракета будет лететь к звезде Проксима Центавра?
Космический зонд Parker Solar Probe в января 2021 года достиг скорости в в 532 000 км / ч (147,7 км/сек). При такой скорости ему бы понадобилось около 8630 лет, чтобы долететь до звезды Проксима Центавра. Однако, космический аппарат вращается вокруг Солнца, и никак не попадет к ближайшей к нам звезде.
Мы могли бы использовать ионный двигатель, на котором еще в 1998 году была осуществлена миссия Deep Space 1 к комете Боррелли. Минусом такого двигателя является низкая тяга, что не позволяет использовать двигатель для старта с планеты, но, с другой стороны, в условиях невесомости, при достаточно долгой работе двигателя, в принципе есть возможность разогнать космический корабль до скоростей, недоступных сейчас никаким другим из существующих типов двигателей.
Однако из-за огромного расстояния от Земли до Проксимы Центавра, при использовании ионного двигателя, время для путешествия к ближайшему звездному соседу все равно будет исчисляться тысячелетиями.
Можно предположить, что при наших нынешних темпах технологических инноваций начинать такое путешествие сейчас было бы бесполезно, поскольку мы, вероятно, разработаем технологию, которая могла бы догнать и обогнать космический корабль с ионным приводом через многие годы после его взлета с Земли.
Одним из таких космических аппаратов мог бы стать корабль с использованием прямоточного двигателя Бассарда. Вместо того, чтобы нести свое собственное топливо, прямоточный двигатель Бассарда должен будет собирать газ в межзвездном пространстве, используя огромное воронкообразное электромагнитное поле, которое простирается на тысячи километров перед космическим кораблем.
Газ из межзвездной среды будет затем сжат и использован в качестве топлива в термоядерной ракете в задней части космического корабля. Теоретически космический корабль, оснащенный прямоточным двигателем Бассарда, может продолжать ускоряться до тех пор, пока на его пути достаточно межзвездного газа, чтобы обеспечить необходимую тягу, и вполне может достичь скорости в 10%-15% от скорости света.
Читайте также: