Алфа Кентавър е целта на полетите на космически кораби в много произведения, принадлежащи към жанра на научната фантастика. Тази най-близка до нас звезда се отнася до небесен дизайн, който въплъщава легендарния кентавър Хирон, според гръцката митология, който е бил учител на Херкулес и Ахил.
Съвременните изследователи, подобно на писатели, неуморно се връщат в мислите си към тази звездна система, тъй като тя е не само първият кандидат за дългосрочна космическа експедиция, но и възможен собственик на обитаема планета.
Звездната система Алфа Кентавър включва три космически обекта: две звезди със същото име и обозначения A и B, като такива звезди се характеризират с близко разположение на два компонента и далечно местоположение на третия. Proxima е точно второто. Разстоянието до Алфа Кентавър с всички негови елементи е приблизително 4,3. В момента няма звезди, разположени по-близо до Земята. В същото време най-бързият полет е до Проксима: делят ни само 4,22 светлинни години.
Алфа Кентавър A и B се различават от своя спътник не само по разстоянието си от Земята. За разлика от Проксима, те в много отношения са подобни на Слънцето. Alpha Centauri A или Rigel Centaurus (преведено като „крака на Кентавъра“) е по-яркият компонент на двойката. Толиман А, както още се нарича тази звезда, е жълто джудже. То се вижда ясно от Земята, тъй като има магнитуд нула. Този параметър го прави четвъртата най-ярка точка в нощното небе. Размерът на обекта е почти същият като този на слънцето.
Звездата Алфа Кентавър B е по-ниска от нашата звезда по маса (около 0,9 от съответния параметър на Слънцето). Това е обект от първа величина и нивото му на яркост е приблизително половината от това на главната звезда на нашата част от Галактиката. Разстоянието между двата съседни спътника е 23 астрономически единици, което означава, че те са 23 пъти по-далеч един от друг, отколкото Земята е от Слънцето. Toliman A и Toliman B заедно се въртят около един и същ център на масата с период от 80 години.
Учените, както вече споменахме, имат големи надежди за откриване на живот в близост до звездата Алфа Кентавър. Планетите, за които се предполага, че съществуват тук, може да приличат на Земята по същия начин, по който самите компоненти на системата приличат на нашата звезда. Доскоро обаче в близост до звездата не бяха открити подобни космически тела. Разстоянието не позволява директно наблюдение на планетите. Получаването на доказателства за съществуването на земеподобен обект стана възможно само с усъвършенстването на технологиите.
Използвайки метода на радиалната скорост, учените успяха да открият много малки вибрации на Толиман B, които възникват под въздействието на гравитационните сили на планетата, обикаляща около него. Така бяха получени доказателства за съществуването на поне един такъв обект в системата. Вибрациите, причинени от планетата, се появяват, когато тя се движи с 51 см в секунда напред и след това назад. При земни условия подобно движение дори на най-голямото тяло би било много забележимо. Въпреки това, на разстояние от 4,3 светлинни години, откриването на такова колебание изглежда невъзможно. Въпреки това беше регистрирано.
Откритата планета обикаля около Алфа Кентавър B за 3,2 дни. Той се намира много близо до звездата: радиусът на орбитата е десет пъти по-малък от съответния параметър, характерен за Меркурий. Масата на този космически обект е близка до тази на Земята и е приблизително 1,1 пъти по-голяма от масата на Синята планета. Тук приликата свършва: близкото местоположение, според учените, предполага, че появата на живот на планетата е невъзможна. Енергията на осветителното тяло, достигаща повърхността му, го нагрява твърде много.
Третият компонент, който прави цялото съзвездие известно, е Алфа Кентавър C или Проксима Кентавър. Името на космическото тяло в превод означава „най-близкото“. Проксима се намира на разстояние 13 000 светлинни години от своите спътници. Този обект е единадесетото червено джудже, малко (около 7 пъти по-малко от Слънцето) и много слабо. Невъзможно е да се види с просто око. Proxima се характеризира с „неспокойно“ състояние: звездата е в състояние да удвои яркостта си за няколко минути. Причината за това „поведение“ е във вътрешните процеси, протичащи в недрата на джуджето.
Дълго време се смяташе, че Проксима е третият член на системата Алфа Кентавър, която обикаля около двойката А и Б на всеки около 500 години. Напоследък обаче се засилва мнението, че червеното джудже няма нищо общо с тях, а взаимодействието на трите космически тела е временно явление.
Причината за съмнение бяха данните, според които тясно сплотената двойка звезди няма достатъчна гравитация, за да задържи и Проксима. Информацията, получена в началото на 90-те години на миналия век, дълго време изискваше допълнително потвърждение. Последните наблюдения и изчисления на учените не дават ясен отговор. Според предположенията Проксима може все още да е част от тройна система и да се движи около общ гравитационен център. В този случай нейната орбита трябва да прилича на удължен овал, като най-отдалечената точка от центъра е тази, в която звездата се наблюдава сега.
Както и да е, планира се първо да се лети до Проксима, когато това стане възможно. Пътуването до Алфа Кентавър, при сегашното ниво на развитие на космическите технологии, може да продължи повече от 1000 години. Такъв период от време е просто немислим, поради което учените активно търсят варианти за намаляването му.
Група изследователи от НАСА, ръководени от Харолд Уайт, разработват Project Speed, който трябва да доведе до нов двигател. Неговата особеност ще бъде способността да преодолява скоростта на светлината, поради което полетът от Земята до най-близката звезда ще отнеме само две седмици. Такова чудо на техниката ще бъде истински шедьовър на обединената работа на физици теоретични и експериментатори. Засега обаче кораб, който преодолява скоростта на светлината, е нещо от бъдещето. Според Марк Милис, който някога е работил в НАСА, подобни технологии, предвид сегашната скорост на прогреса, ще станат реалност не по-рано от двеста години. Намаляването на периода е възможно само ако се направи откритие, което може коренно да промени съществуващите представи за космически полети.
Засега Проксима Кентавър и нейните спътници остават амбициозна цел, непостижима в близко бъдеще. Технологията обаче непрекъснато се усъвършенства и новата информация за характеристиките на звездната система е ясно доказателство за това. Още днес учените могат да направят много неща, за които не са могли дори да мечтаят преди 40-50 години.
„СЛЕД СЕДЕМ МИЛИОНА ГОДИНИ“
Преподавател Моисеев I.M.
SSO "Energia" MVTU на името на. Бауман
село Уст-Абакан
Уважаеми другари! Искам веднага да ви предупредя, че ще говорим за спорни и доста абстрактни въпроси. Голяма част от това, което искам да ви кажа, не е належащият проблем на днешното време. Разбирането на проблема, за който ще говоря, и възможността за разрешаването му обаче има сериозен мирогледен характер.
Ще трябва да работим с много големи, според нашите стандарти, числа. Искам да ги разберете добре, напомням ви: милион е хиляда хиляди, милиард е хиляда милиона. Самото броене до хиляда ще отнеме 3 часа. До милион - 125 дни. До един милиард - 350 години. Въведени? Добре тогава. Тогава можем да започнем.
Преди 20 милиарда години възниква Вселената.
Някъде преди 5-6 милиарда години нашето Слънце избухна в пламъци.
Преди 4 милиарда години разтопена топка се охлади, която сега се нарича планета Земя. Преди около милион години се появява човекът.
Държавите съществуват само от няколко хиляди години.
Преди около сто години е изобретено радиото и накрая, преди 27 години, започва космическата ера.
Този път. Сега нека поговорим за пространствените мащаби.
Както знаете, един светлинен лъч изминава 300 хиляди километра в секунда. Ще използваме скоростта на светлината за измерване на разстояния. За да измине един светлинен лъч разстояние, равно на дължината на екватора, ще му отнеме 1/7 от секундата. За достигане до Луната - малко повече от 1 секунда. Светлината изминава разстоянието от Земята до Слънцето за 8 минути. Ще отнеме повече от 5 часа, докато светлинен лъч достигне границата на Слънчевата система. Но са необходими повече от 4 години, за да стигне светлинен лъч до най-близката звезда - Проксима Кентавър. Ще са необходими 75 хиляди години, за да достигне лъч светлина до центъра на нашата Галактика. Ще са необходими 40 милиарда години на светлинен лъч, за да пресече нашата Вселена.
Ние живеем на планетата Земя.
Нашата планета е много малка част от Слънчевата система, която включва първата звезда - Слънцето, 9 големи планети, десетки планетни спътници, милиони комети и астероиди и много други по-малки материални тела. Нашата слънчева система се намира в периферията на Галактиката, огромна звездна система, която включва 10 милиарда звезди като Слънцето. Във Вселената има хиляди такива галактики
Така. Трябва да стигнем до най-близката звездна система - системата Алфа Кентавър. Тази система включва 3 звезди: Алфа Кентавър A - звезда, подобна на нашето Слънце, Алфа Кентавър B и Проксима Кентавър - малки червени звезди. Много е вероятно тази система да включва и планети. Разстоянието до него е 4,3 светлинни години. Ако можехме да пътуваме със скоростта на светлината, щеше да ни отнеме почти 9 години, за да пътуваме дотам и обратно. Но не можем да се движим със скоростта на светлината. В момента разполагаме само с химически ракети, максималната им скорост е 20 км/сек. При тази скорост ще отнеме повече от 70 хиляди години, за да достигне Алфа Кентавър. Разполагаме с електрически ракетни и ядрени термични двигатели. Първите обаче, поради ниската тяга, не могат да ускорят собственото си тегло до прилични скорости, а вторите, грубо казано, са само два пъти по-добри от химическите. Писателите на научна фантастика обичат да изпращат своите герои до звездите с фотони, или по-правилно, ракети за унищожение. Анихилационните двигатели теоретично могат да ускорят ракета до скорости, много близки до скоростта на светлината, само за една година. Но за да се направят анихилационни задвижващи системи, е необходимо голямо количество антиматерия и как да се получи тя е напълно неизвестно. Освен това дизайнът на такъв двигател е напълно неясен. Но имаме нужда от истински двигател. За да знаем как да го направим и да започнем работа по създаването му точно сега. В противен случай, ако чакаме да намерят принципи, които в момента са неизвестни, може да останем без нищо. За щастие такъв двигател съществува. Вярно, засега само на хартия, но ако вие и аз искаме, можем да го създадем в метал. Това е импулсен термоядрен ракетен двигател. Нека се запознаем с него по-подробно. В този двигател малки порции термоядрено гориво горят с висока честота. В този случай се отделя много голяма енергия, продуктите на реакцията - елементарни частици - се разпръскват с висока скорост и тласкат ракетата напред. Нека се спрем на основните проблеми, свързани със създаването на такъв двигател и начините за тяхното решаване.
Проблем номер едно е проблемът с палежите. Необходимо е да се запали, тоест да се инициира термоядрена реакция в малка таблетка с термоядрено гориво с тегло не повече от 10 милиграма. Такава таблетка обикновено се нарича мишена. За да протече реакцията достатъчно интензивно, температурата на мишената трябва да достигне стотици милиони градуси. Освен това, за да може по-голямата част от целта да реагира, това нагряване трябва да се извърши за много кратко време. /Ако я нагряваме бавно, целта ще има време да се изпари, без да изгори./ Изчисленията и експериментите показват, че енергия от един милион джаула трябва да се вложи в целта за време от една милиардна от секундата. Силата на такъв импулс е равна на мощността на 200 хиляди Красноярски водноелектрически централи. Но консумацията на енергия няма да е толкова голяма - 100 хиляди киловата, ако взривим 100 цели в секунда. Първото решение на проблема с палежа е намерено от известния съветски физик Басов. Той предложи запалване на цели с лазерен лъч, в който действително може да се концентрира необходимата мощност. В тази област се работи усилено и в близко бъдеще ще бъдат пуснати първите термоядрени електроцентрали, работещи на този принцип. Има и други възможности за решаване на този проблем, но те все още не са много проучени.
Проблем номер две е проблемът с горивната камера. Когато нашите мишени изгорят, ще се образуват голям брой елементарни частици, носещи висока енергия и мощно електромагнитно излъчване, и всичко това ще се разпръсне във всички посоки. И ние трябва да насочим възможно най-много продукти на реакцията в една посока - срещу движението на нашата ракета - само в този случай ракетата ще може да набере скорост. Можем да решим този проблем само с помощта на магнитно поле. Магнитно поле с определена сила може да промени траекториите на реакционните продукти и да ги насочи в желаната посока. Ние можем да създадем такова поле.
Проблем номер три е проблемът с радиаторите. Електромагнитното излъчване не може да се контролира от магнитно поле. Тази радиация се абсорбира от конструктивните елементи на двигателя и се превръща в топлина, която трябва да бъде освободена в космоса. Отстраняването на излишната топлина обикновено се извършва с помощта на радиатори - големи тънки плочи, съставени от топлинни тръби - прости устройства, които позволяват пренос на топлина на големи разстояния. За нашите условия обаче масата на такава система се оказва непосилно голяма.
И тук беше намерено решение. Предложено е да се използват потоци от малки твърди частици или течни капчици, нагрети до висока температура за освобождаване на топлина. Такива устройства са нови, но напълно осъществими.
При проектирането на нашия двигател ще възникнат много повече проблеми, но всички те са разрешими и, което е важно, разрешими при сегашното ниво на развитие на науката и технологиите.
Нека си представим двигателя като цяло. Тя се основава на горивна камера - пресечен конус, с размери няколко десетки метра. По оста на този конус се случват термоядрени експлозии 100 пъти в секунда, всяка със сила от няколко тона TNT. Струйната струя изтича от широката основа на конуса. Този конус се формира от два пръстена от соленоиди. Няма стени. Вътре в конуса има силно магнитно поле. Горният соленоид съдържа система за лазерно запалване, система за подаване на цели към горивната камера и система за избор на електричество, необходимо за захранване на лазерната инсталация. /За целта се отнема част от енергията на взривовете./ Течни потоци протичат по страничните образуващи на конуса - това е радиатор. За да осигурим необходимата тяга, ще трябва да монтираме около 200 такива двигателя на нашата ракета.
Ние направихме задвижващата система. Сега нека поговорим за полезния товар. Нашето устройство ще бъде пилотирано. Следователно основната част ще бъде обитаемото отделение. Може да се направи във формата на дъмбел. „Дамбелът“ ще измерва от двеста до триста метра. Той ще се върти около напречната си ос, за да създаде изкуствена гравитация. Той ще бъде заобиколен от всички страни с термоядрено гориво, което ще защитава екипажа от космическата радиация. В допълнение към обитаемото отделение полезният товар ще включва система за захранване, комуникационна система и спомагателни системи.
Както можете да видите, няма нищо невъзможно в изграждането на междузвезден космически кораб, просто много сложност. Всички проблеми са преодолими. Сега ще ви запозная с характеристиките на кораба, получен в резултат на предварителния проект.
|
Тегло в началото |
милиона тона |
|
|
Тегло на двигателя |
хиляди тона |
|
|
Тегло на полезен товар |
хиляди тона |
|
|
Максимална скорост |
скоростта на светлината |
|
|
Време за полет |
години |
|
|
Екипаж |
1000 |
Човек |
Такъв кораб ще ни позволи да летим до системата Алфа Кентавър.
Моля, обърнете внимание - просто летете. Той няма да може да се върне. Лесно е да се изчисли, че при запазване на същия дизайн, за да може да се върне, нашият кораб в началото трябва да тежи 8 милиарда тона. Това явно надхвърля нашите възможности. И защо да се върна? Ние можем да предаваме всяка нова - и много огромна, трябва да се отбележи - информация по радиото. И ще трябва да останем в системата Алфа Кентавър, да кацнем на планетите и да започнем да ги изследваме.
Как ще направим това? Има ли такава възможност? Да, имам. Изстрелваме, да кажем, сто кораба от слънчевата система. Сто хиляди доброволци. След 60 години те, техните деца и внуци ще пристигнат в системата Алфа Кентавър и ще влязат в орбита около най-удобната за изследване планета. След разузнаване хората ще започнат да преработват цялата планета, защото е малко вероятно да се окаже копие на нашата Земя. Ако е твърде горещо, можете да го затворите от звездата с мрежа за прах. Ако е твърде студено, можем да насочим допълнителна енергия към него с помощта на големи и много леки огледала, можем да ги направим. Можем да променим и атмосферата. Например, както предложи да направи Карл Сейгън, същият, който наскоро изпрати писмо до К. У. Черненко, в което изрази загрижеността си относно плановете за милитаризация на космическото пространство. Отговорът на Черненко беше публикуван тогава във всички вестници./ - той предложи да се хвърлят специално подбрани микроорганизми в атмосферата на друга планета, които да абсорбират въглероден диоксид и да отделят кислород. Ние, по принцип, можем да създадем и изкуствени механизми, които са способни да възпроизвеждат / умножават / и могат бързо да преработят атмосферата и повърхностния слой на всяка планета. Нищо от това не е лесно, но е възможно. Когато повече или по-малко свикнем с новата система, можем да направим следващата стъпка - да изстреляме нова ескадра кораби към нова звездна система, със същите цели.
И така нататък. А сега – най-важното. Кулминацията. Действайки по този начин, можем да овладеем цялата си Галактика за СЕДЕМ МИЛИОНА ГОДИНИ. Седем милиона години в мащаба на Вселената са незначителен период. И след седем милиона години, не повече, цялата ни Галактика, тази огромна система с милиарди планетарни системи, ще стане великият дом на човечеството. Това е цел, за която си струва да се работи. Разбира се, тук има, разбира се, повече проблеми от различни видове, отколкото решения. Но, повтарям, всички те могат да бъдат решени. И не се съмнявам, че ще бъдат допуснати.
Единственото нещо, което може да спре човечеството по неговия звезден път, е ядрената война. Същите средства, които позволяват на човечеството да достигне звездите, могат да го унищожат в самото начало на пътуването му. Разбира се, не е нужно да ви агитирам за мир. Но ще си позволя да ви напомня, че сега активната борба за мирното бъдеще на Човечеството е единственото нещо, което може да спаси не само нашия живот, но и огромното бъдеще на нашето Човечество.
0 👁 1 060
В някакъв момент от живота си всеки от нас си е задавал този въпрос: колко време отнема да се лети до? Възможно ли е да се направи такъв полет за един човешки живот, могат ли такива полети да станат норма на ежедневието? Има много отговори на този сложен въпрос, в зависимост от това кой пита. Някои са прости, други са по-сложни. Има твърде много за вземане под внимание, за да се намери пълен отговор.
За съжаление, няма реални оценки, които биха помогнали да се намери такъв отговор, и това разочарова футуристите и любителите на междузвездните пътувания. Независимо дали ни харесва или не, пространството е много голямо (и сложно) и нашата технология все още е ограничена. Но ако някога решим да напуснем нашето „гнездо“, ще имаме няколко начина да стигнем до най-близката звездна система в нашата.
В бъдеще, ако човечеството пожелае да напусне Слънчевата система, ще имаме огромен избор от звезди, към които да отидем, и много от тях може да имат благоприятни условия за живот. Но къде ще отидем и колко време ще ни отнеме да стигнем до там? Имайте предвид, че всичко това са само спекулации и в момента няма насоки за междузвездни пътувания. Е, както каза Гагарин, да вървим!
Както беше отбелязано, най-близката звезда до нашата слънчева система е Проксима Кентавър и затова има много смисъл да започнем да планираме междузвездна мисия там. Част от тройната звездна система Алфа Кентавър, Проксима е на 4,24 светлинни години (1,3 парсека) от Земята. Алфа Кентавър е по същество най-ярката звезда от трите в системата, част от близка двойна система на 4,37 светлинни години от Земята - докато Проксима Кентавър (най-слабата от трите) е изолирано червено джудже на 0,13 светлинни години от двойната система.
И докато разговорите за междузвездни пътувания напомнят за всякакви пътувания „по-бързи от скоростта на светлината“ (FSL), от скорости на изкривяване и червееви дупки до подпространствени задвижвания, такива теории са или силно измислени (като задвижването на Алкубиер), или съществуват само в научна фантастика . Всяка мисия в дълбокия космос ще продължи поколения.
И така, като започнем с една от най-бавните форми на космическо пътуване, колко време ще отнеме да стигнем до Проксима Кентавър?
Въпросът за оценката на продължителността на пътуването в космоса е много по-прост, ако включва съществуващи технологии и тела в нашата Слънчева система. Например, използвайки технологията, използвана от мисията New Horizons, 16 хидразинови монопропелантни двигателя могат да бъдат достигнати само за 8 часа и 35 минути.
Има и мисията SMART-1 на Европейската космическа агенция, която се придвижи към Луната, използвайки йонно задвижване. С тази революционна технология, чиято версия беше използвана и от космическата сонда Dawn за достигане до Веста, мисията SMART-1 отне година, месец и две седмици, за да достигне Луната.
От бърз ракетен космически кораб до икономичен йонен двигател, ние имаме няколко опции за придвижване в местното пространство - освен това може да се използва като огромна гравитационна прашка. Въпреки това, ако планираме да отидем малко по-далеч, ще трябва да увеличим силата на технологията и да проучим нови възможности.
Когато говорим за възможни методи, говорим за такива, които включват съществуващи технологии или такива, които все още не съществуват, но са технически осъществими. Някои от тях, както ще видите, са проверени от времето и потвърдени, докато други все още остават под въпрос. Накратко, те представят възможен, но много времеемък и финансово скъп сценарий за пътуване дори до най-близката звезда.
В момента най-бавната и най-икономична форма на задвижване е йонното задвижване. Преди няколко десетилетия йонното задвижване се смяташе за научна фантастика. Но през последните години технологиите за поддръжка на йонни двигатели преминаха от теория към практика и то много успешно. Мисията SMART-1 на Европейската космическа агенция е пример за успешна мисия до Луната в 13-месечна спирала от Земята.
SMART-1 използва йонни двигатели, захранвани от слънчева енергия, в които електрическата енергия се събира от слънчеви панели и се използва за захранване на двигатели с ефект на Хол. За да се достави SMART-1 до Луната, бяха необходими само 82 килограма ксеноново гориво. 1 килограм ксеноново гориво осигурява делта-V от 45 m/s. Това е изключително ефективна форма на движение, но далеч не е най-бързата.
Една от първите мисии, използващи технология за йонно задвижване, беше мисията Deep Space 1 до Borrelli през 1998 г. DS1 също използва ксенонов йонен двигател и изразходва 81,5 кг гориво. След 20 месеца тяга DS1 достигна скорост от 56 000 км/ч по време на прелитането на кометата.
Йонните двигатели са по-икономични от ракетната технология, защото тяхната тяга на единица маса гориво (специфичен импулс) е много по-висока. Но йонните двигатели отнемат много време, за да достигнат значителни скорости, а максималната скорост зависи от поддръжката на гориво и количеството генерирана електроенергия.
Следователно, ако йонното задвижване трябва да се използва в мисия до Проксима Кентавър, двигателите ще трябва да имат мощен източник на енергия (ядрена енергия) и големи резерви от гориво (макар и по-малко от конвенционалните ракети). Но ако изхождаме от предположението, че 81,5 кг ксеноново гориво се превръща в 56 000 км/ч (и няма да има други форми на движение), могат да се направят изчисления.
При максимална скорост от 56 000 км/ч, Deep Space 1 ще отнеме 81 000 години, за да измине 4,24 светлинни години между Земята и Проксима Кентавър. Във времето това са около 2700 поколения хора. Безопасно е да се каже, че междупланетното йонно задвижване ще бъде твърде бавно за пилотирана междузвездна мисия.
Но ако йонните двигатели са по-големи и по-мощни (т.е. скоростта на изтичане на йони ще бъде много по-висока), ако има достатъчно ракетно гориво, за да издържи цели 4,24 светлинни години, времето за пътуване ще бъде значително намалено. Но все пак ще остане значително повече човешки живот.
Най-бързият начин да пътувате в космоса е да използвате помощта на гравитацията. Тази техника включва космическия кораб да използва относителното движение (т.е. орбита) и гравитацията на планетата, за да промени своя път и скорост. Гравитационните маневри са изключително полезна техника за космически полети, особено когато се използва Земята или друга масивна планета (като газов гигант) за ускорение.
Космическият кораб Mariner 10 беше първият, който използва този метод, използвайки гравитационна тяга за странично ускорение през февруари 1974 г. През 80-те години сондата Вояджър 1 използва Сатурн и Юпитер за гравитационни маневри и ускорение до 60 000 км/ч, преди да навлезе в междузвездното пространство.
Мисията Хелиос 2, която започна през 1976 г. и имаше за цел да изследва междупланетната среда между 0,3 а.е. д. и 1 а. д. от Слънцето, държи рекорда за най-висока скорост, развита с помощта на гравитационна маневра. По това време Хелиос 1 (изстрелян през 1974 г.) и Хелиос 2 държаха рекорда за най-близък подход до Слънцето. Хелиос 2 беше изстрелян с конвенционална ракета и поставен в силно издължена орбита.
Поради високия ексцентрицитет (0,54) на 190-дневната слънчева орбита, в перихелия Хелиос 2 успя да постигне максимална скорост от над 240 000 км/ч. Тази орбитална скорост е развита само поради гравитационното привличане на Слънцето. Технически перихелийната скорост на Helios 2 не е резултат от гравитационна маневра, а максималната му орбитална скорост, но все още държи рекорда за най-бърз обект, създаден от човека.
Ако Вояджър 1 се движеше към червеното джудже звезда Проксима Кентавър с постоянна скорост от 60 000 км/ч, щеше да отнеме 76 000 години (или повече от 2500 поколения), за да измине това разстояние. Но ако сондата достигне рекордната скорост на Хелиос 2 - постоянна скорост от 240 000 км/ч - ще са ѝ необходими 19 000 години (или повече от 600 поколения), за да измине 4243 светлинни години. Значително по-добре, макар и не почти практично.
Друг предложен метод за междузвездно пътуване е RF Resonant Cavity Engine, известен също като EM Drive. Предложен през 2001 г. от Роджър Шойер, британски учен, който създаде Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) за изпълнение на проекта, двигателят се основава на идеята, че електромагнитните микровълнови кухини могат директно да преобразуват електричеството в тяга.
Докато традиционните електромагнитни двигатели са проектирани да задвижват определена маса (като йонизирани частици), тази конкретна система за задвижване е независима от отговора на масата и не излъчва насочена радиация. Като цяло този двигател беше посрещнат с доста скептицизъм, до голяма степен защото нарушава закона за запазване на импулса, според който импулсът на системата остава постоянен и не може да бъде създаден или унищожен, а само променен под въздействието на сила .
Въпреки това, последните експерименти с тази технология очевидно са довели до положителни резултати. През юли 2014 г., на 50-ата конференция за съвместно задвижване на AIAA/ASME/SAE/ASEE в Кливланд, Охайо, напредналите учени от НАСА обявиха, че са тествали успешно нов дизайн на електромагнитно задвижване.
През април 2015 г. учените от NASA Eagleworks (част от космическия център Джонсън) заявиха, че са тествали успешно двигателя във вакуум, което може да покаже възможни космически приложения. През юли същата година група учени от отдела за космически системи на Дрезденския технологичен университет разработиха своя собствена версия на двигателя и наблюдаваха забележима тяга.
През 2010 г. професор Zhuang Yang от Северозападния политехнически университет в Сиан, Китай, започна да публикува поредица от статии за своите изследвания в технологията EM Drive. През 2012 г. тя отчете висока входна мощност (2,5 kW) и регистрирана тяга от 720 mn. Той също така проведе обширни тестове през 2014 г., включително измервания на вътрешна температура с вградени термодвойки, които показаха, че системата работи.
Въз основа на изчисления, базирани на прототипа на НАСА (който се оценява на мощност от 0,4 N/киловат), космически кораб с електромагнитно захранване може да направи пътуването за по-малко от 18 месеца. Това е шест пъти по-малко от необходимото от сондата New Horizons, която се движеше със скорост от 58 000 км/ч.
Звучи впечатляващо. Но дори и в този случай корабът с електромагнитни двигатели ще лети до Проксима Кентавър 13 000 години. Близо, но все още недостатъчно. Освен това, докато всички i не бъдат поставени в тази технология, е твърде рано да се говори за нейното използване.
Друга възможност за междузвезден полет е използването на космически кораб, оборудван с ядрени двигатели. НАСА изучава подобни варианти от десетилетия. Ракета с ядрено термично задвижване може да използва уранови или деутериеви реактори за нагряване на водород в реактора, превръщайки го в йонизиран газ (водородна плазма), който след това ще бъде насочен към дюзата на ракетата, генерирайки тяга.
Една ядрено-електрическа ракета използва същия реактор, за да преобразува топлината и енергията в електричество, което след това захранва електрически мотор. И в двата случая ракетата ще разчита на ядрен синтез или делене за генериране на тяга, а не на химическото гориво, с което работят всички съвременни космически агенции.
В сравнение с химическите двигатели, ядрените двигатели имат неоспорими предимства. Първо, той има практически неограничена енергийна плътност в сравнение с ракетното гориво. В допълнение, ядрен двигател също ще произвежда мощна тяга спрямо количеството използвано гориво. Това ще намали обема на необходимото гориво и в същото време теглото и цената на конкретно устройство.
Въпреки че термичните ядрени двигатели все още не са изстреляни в космоса, прототипи са създадени и тествани и дори повече са предложени.
И все пак, въпреки предимствата в икономията на гориво и специфичния импулс, най-добрата предложена концепция за ядрен топлинен двигател има максимален специфичен импулс от 5000 секунди (50 kN s/kg). Използвайки ядрени двигатели, задвижвани от ядрен разпад или синтез, учените от НАСА биха могли да доставят космическия кораб само за 90 дни, ако Червената планета е на 55 000 000 километра от Земята.
Но когато става въпрос за пътуване до Проксима Кентавър, ще отнеме векове на ядрена ракета да достигне значителна част от скоростта на светлината. След това ще отнеме няколко десетилетия пътуване, последвано от още много векове забавяне по пътя към целта. Все още сме на 1000 години от нашата дестинация. Това, което е добро за междупланетните мисии, не е толкова добро за междузвездните.
„Големите неща се виждат от разстояние“ – тези популярни думи идват на ум днес по ироничен начин. Откриването на „подобна на Земята“ планета в орбитата на звездата Проксима Кентавър донякъде вдъхнови любителите на космоса – и в някои отношения, напротив, ги приземи.
От една страна, откритието е страхотно в много отношения. Проксима Кентавър (и нейният по-ярък съсед Алфа Кентавър) са любими имена на места сред читателите на научна фантастика. В края на краищата, колкото и да ценим астрономията с нейните чисто научни интереси, обикновен човек, който не е безразличен към космоса, като правило е загрижен за два много специфични въпроса.
Първо, има ли живот на планетата, който стана обект на дискусия - и животът не е във формата бактерии, за предпочитане - и под формата на извънземна цивилизация? И, второ, можем ли да летим до там и да се запознаем с тази цивилизация? Ако не, всичко веднага става много по-скучно.
Планетите от Слънчевата система определено не са подходящи за това. „Марсианският“ период на научната фантастика беше много плодотворен - но все пак отдавна е известно, че Марс е много студен, беден и няма следи от марсианци. Само „към звездите“.
Така онези писатели на научна фантастика и техните читатели, които не искаха напълно да се откъснат от реалността, се хванаха за Проксима и Алфа Кентавър. Изглеждаше, че има поне някаква надежда да се измине разстоянието от четири светлинни години - и на първо място, да се изобрети устройство, което може да лети със скоростта на светлината.
А сега поне малко конкретика. Най-близката до нас звезда има най-близка до нас планета. А фактът, че параметрите на тази планета и условията на нея са до известна степен близки до тези на Земята, може да разбуни кръвта на мнозина. Няма шега: 1,3 земни маси. Планетарната година е 11 дни. Температура -40 °C - но това е без атмосфера. Но атмосферата е възможна и тогава ще бъде много по-топло! И може би водата е източникът на живот.
„Все още не е ясно как тази планета, ако наистина има някакъв вид обитаемост, може да се защити от въздействието на радиацията.“
Вярно е, че тук има не много по-малко скърби, отколкото радости. Вече предположението на астрономите, че нивото на радиоактивно и ултравиолетово лъчение на планетата Проксима b, която е 20 пъти по-близо до своята звезда, отколкото Земята е до Слънцето, надвишава земното с два порядъка, поставя перспективите за живот там под огромен въпрос.
Ръководителят на лабораторията по планетарна астрономия в Института за космически изследвания на Руската академия на науките Александър Тавров принадлежи към научната общност, за която това откритие е от голям интерес, дори и без никакви „младежи във Вселената“. Ученият сподели надеждите си с кореспондента на МИР 24. И скептицизъм.
„Това е наистина интересен резултат, получен от световната общност“, подчерта Тавров. - Доста дълго време търсихме тази планета, наблюдението се извършваше почти онлайн в интернет. Но резултатът беше получен: открита беше планета от най-близката до нас звезда и открита в температурния диапазон, където е възможно съществуването на вода в течна фаза.
Както припомни експертът, звездите, включително Проксима Кентавър, носят приказното, но не особено почетно име „червени джуджета“; те са много по-тъмни от Слънцето. „Ние не знаем активността на тези звезди“, отбеляза ученият, „въпреки че предполагаме, че емисиите на радиация, слънчев или звезден вятър, може да са значителни. И все пак, когато една планета се приближи толкова близо до звезда, се оказва, че има достатъчно от нещо и твърде много от нещо.
„Твърде много“, естествено, радиация. „Как тази планета, ако наистина има някаква обитаемост, може да се защити от въздействието на радиацията, все още не е ясно“, признава специалистът.
Единственият учен, който се зае да оцени публично времето на вероятния полет, беше Кирил Циберкин, служител на университета в Перм, който заяви, че „ако ускорим до 0,1 скоростта на светлината, можем да летим за около 40 години
Е, и освен това, точно тези дни, може би, става окончателно ясно, че никъде „няма да стигнем до звездите“. В смисъла, който вълнува благородни младежи – под формата на научна експедиция за среща с братя по ум. Това е абсолютно невъзможно в този век и почти невъзможно в бъдещето.
Въпросът за защитата от космическата радиация е най-критичен за космонавтите. И когато обсъжда полети до Марс, той „задушава красивите импулси“. Между другото, короната на марсианската научна фантастика може да се нарече неотдавнашният филм „Марсианецът“ - обратна приказка, в която астронавт, случайно забравен на Марс, решава проблемите на собственото си оцеляване в отвратителен климат, опитвайки се да отглежда картофи в оранжерия.
Но на Марс поне това е възможно по принцип. Уви, междузвездните разстояния изваждат дори картофите от сферата на реалността. Както напомни Александър Тавров, съвременните ракетни двигатели не позволяват не само на хората, но дори и на оборудването да достигнат звездите.
„Класическата астронавтика, разбира се, не позволява това да се направи в обозримо бъдеще, докато научното оборудване там продължава да работи“, отбеляза ученият. - Защото и тя при преминаване през разни радиационни пояси се проваля. „Все още не сме в състояние да ускорим космическия кораб, така че да стигне до там в рамките на предвидимия живот на оборудването.“
В действителност никой не очаква да достигне скоростта на светлината. Засега изглежда единственият учен, който се е заел да оцени публично времето на вероятния полет, е служителят на Пермския университет Кирил Циберкин, който каза пред ТАСС, че „ако ускорим до 0,1 скорост на светлината, можем да летим за около 40 години .” Той обаче не каза за какви двигатели става дума.
„Ускоряване на слънчево платно в лазерна светлина: има такива проекти - сега изглеждат като научна фантастика, но за да не бъдем песимисти - по-вероятно да, отколкото не“
„Хоризонт наскоро летя до Плутон, което също е голямо постижение“, спомня си Тавров. - Времето беше рекордно: успяхме да намерим гравитационни маневри, които ускориха този космически кораб, и той пристигна за около седем години. Въпреки че предишният Вояджър, изстрелян преди 40 години, достигна дотам за 20-30 години, а това все още не е границата на нашата слънчева система.
Единствената надежда по този въпрос днес може да се счита за проекти на космически кораби със „звездно платно“ (известен още като „слънчев“, известен още като „космическо платно“). Всъщност говорим за вид платна, направени от тънки твърди материали, в които ще „духа“ слънчевият вятър, а извън слънчевата система – лазерен лъч от собствената инсталация на кораба.
„Ускоряване на слънчево платно в лазерна светлина: има такива проекти - сега те изглеждат като научна фантастика, но за да не бъдем песимисти - по-вероятно да, отколкото не“, обобщи Александър Тавров. - Дали човек може да стигне до там е труден въпрос. Но една автоматична машина по принцип може да лети до най-близката звезда.
Това обаче са перспективи за много далечно бъдеще. Що се отнася до скорошните надежди на прогресивното човечество да комуникира с братята по ум чрез радиосигнали - което изобщо не е толкова романтично - то и тук няма достатъчно окуражително.
„Слушаме радио вълни и телевизионни сигнали от звездите от дълго време на Земята, вече около 50 години“, каза Тавров. - Засега няма прости и еднозначни отговори, че да, "някой гледа телевизия там". Ние сами виждаме, че телевизорите, които преди излъчваха доста добре, сега преминаха на „фибри“. Минахме и пика, когато радиовълните се използваха доста интензивно, сега се използват тясно насочени.“
И накрая, астрономите все още имат някои надежди, свързани, колкото и да е странно, с телескопа. В крайна сметка никой не е виждал новата планета през нито един телескоп. Открит е по метода на радиалната скорост.
„Основава се на факта, че звезда и планета се въртят около общ център на масата, въображаема точка. Малката маса на планетата, която се намира до звездата, измества този център, докато се върти. И звездата или се приближава към нас, или се отдалечава“, каза Тавров. - Следователно в спектъра на една звезда можете да забележите червено или синьо изместване в зависимост от това дали идва от нас или към нас. Това е много слаб сигнал, но методът работи, защото планетата е по-близо до звездата, отколкото Земята до слънцето."
И така, учените имат фундаментална идея да създадат телескоп, който все пак ще ни позволи да видим нещо на тази планета. Има проект за гравитационна леща, която трябва да е неоптична.
Въпросът е, че самото Слънце концентрира светлина и работи като гигантска леща в някои точки на Слънчевата система, на много големи разстояния, десетки и стотици пъти по-големи от разстоянието от Земята до Слънцето. Но ако космически телескоп лети до такава точка, което по принцип е възможно, оттам той ще може да види както Проксима Кентавър, така и Проксима Б.
Това е всичко, на което можем да се надяваме.
Въпреки значителния напредък в космическата област, космосът все още остава до голяма степен мистерия за земляните. След като буквално е оставил своя отпечатък върху Луната, човекът остава на непостижимо разстояние от най-близките звезди като Алфа Кентавър. Ситуацията обаче скоро може да се промени.
Размери на Алфа Кентавър и Слънцето. Капцов Руслан | Wikimedia Commons
Известният английски теоретичен физик Стивън Хокинг и руският милиардер Юрий Милнър на 12 април ще проучат потенциално обитаемата зона на системата Алфа Кентавър.
Пътят до най-близката до Земята звезда е повече от 4,3 светлинни години, за да бъде изминат от наноустройствата, които ще бъдат изстреляни като част от проекта Breakthrough Starshot,ще отнеме около 20 години. Практическата реализация на проекта обаче едва ли ще започне през следващите години, така че засега остава само да се проучи теоретичната част на въпроса. И така, научна публикация LiveScienceпредставя петте най-любопитни факта за Алфа Кентавър.
1. Алфа Кентавър не е звезда
Според класификацията на НАСА Алфа Кентавър не е звезда, а звездна система. Състои се от три звезди. Проксима Кентавър се намира най-близо до Земята, но е и най-тъмната от звездната троица. Останалите две звезди, Алфа Кентавър A и B, са двойна звезда, визуално много по-ярка. Те обаче не са разположени непосредствено един до друг.
За сравнение, Земята се намира на около 150 милиона километра от Слънцето. Разстоянието между Алфа Кентавър A и B е около 23 пъти по-голямо от тази стойност и е приблизително сравнимо с разстоянието от Слънцето до Уран.
2. Разстоянието от Земята до Алфа Кентавър е огромно
Проксима Кентавър се намира на 39 900 000 000 000 километра от Земята, което е приблизително 4,22 светлинни години. Тоест, ако човечеството разполагаше с космически кораби, способни да се движат със скоростта на светлината, пътуването до най-близката звезда щеше да отнеме 4,22 години, а до Алфа Кентавър A и B около 4,35 години.
3. В системата на Алфа Кентавър има планета
През 2012 г. учени обявиха откриването на планета в системата Алфа Кентавър, сравнима по размер и маса със Земята. Той обикаля около Алфа Кентавър Б.
Предполага се, че повърхността на тази планета, която се нарича Алфа Кентавър Bb, е покрита с разтопена лава, тъй като се намира много близо до самата звезда на разстояние около 6 милиона километра. Наличието на тази планета дава надежда на учените, че може да има друга планета в системата Алфа Кентавър в така наречената „обитаема зона“, с течна вода на повърхността и облаци в атмосферата.
4. Алфа Кентавър ярка „стара дама“
Алфа Кентавър А е четвъртата най-ярка звезда в нощното небе. Тя принадлежи към категорията на жълтите звезди, като Слънцето, но го надвишава по размер с около 25%. Алфа Кентавър B е оранжева звезда, малко по-малка от Слънцето. Проксима Кентавър, напротив, е седем пъти по-малка от Слънцето и се класифицира като червено джудже.
Освен това и трите звезди са по-стари от Слънцето. Ако възрастта на нашата звезда е около 4,6 милиарда години, тогава звездите от системата Алфа Кентавър са приблизително на 4,85 милиарда години.
5. Южното полукълбо знае най-добре
Алфа Кентавър не се вижда в по-голямата част от северното полукълбо, а именно за тези, които живеят над 29 градуса северна ширина.
Но наблюдателите в южното полукълбо могат да го видят с просто око в нощното небе. Просто трябва да намерите съзвездието Южен кръст в небето и след това да погледнете наляво по хоризонталната част на кръста, докато се появи ярка трептяща точка. През лятото жителите на американските щати Флорида и Тексас, както и на части от Мексико, могат да наблюдават Алфа Кентавър директно над хоризонта.
