Здравствуйте, Researcher!
Да, действительно, эти два факта:
1. Размер вселенной составляет около 6 436 000 000 км.
2. Расстояние до ближайшей к солнечной системе звезды составляет около 39 923 428 908 741 кмвоспринимаются, как противоречащие друг другу. Но… У меня данный момент не вызывает никакого беспокойства, и с я с удовольствием объясню почему.
Данный феномен может означать следующее:
1. Речь идет о различных предметах. Как, например, в Ведах утверждается, что Солнце ближе к Земле, чем Луна. Я уже писал об этом, позволю себе процитировать:
Например, один известный проповедник признался мне, что в свое время у него были серьезные проблемы из-за того, что он причитал в Шримад Бхагаватам, что Солнце ближе к Земле, чем Луна. Он был глубоко убежден в обратном, и данная информация подрывала его веру. Однако, впоследствии он выяснил, что в Шримад Бхагаватам подразумевалась длина _проекции_ на ось бхумандалы, а не собственно расстояние между планетами, и все встало на свои места. Можно привести такой пример в этой связи: слева в двух метрах от Вас на земле сидит кошка, справа в одном метре стоит пятиметровый фонарный столб. Что ближе, кошка или фонарь? Если под фонарем подразумевать всю конструкцию (столб + фонарь, закрепленный на его вершине), то фонарь ближе. Если под фонарем понимать непосредственно светильник, то кошка ближе.
Не исключено, например, что свет от звезд идет к нам не по прямой, а в некотором искривленном или многомерном пространстве, и, хотя он идет к нам 4,22 световых года, это не означает, что _кратчайшее_ растояние между Солнцем и Проксимой центавра составляет 39 923 428 908 741 км.
2. Ученые ошибаются. В качестве яркого примера я бы привел следующий: многие исследователи утверждают, что вегетарианская диета является неполноценной, якобы потому, что в ней отсутствует некоторый витамин. Опровержением этому служат сотни миллионов индийцев, принадлежащие к родам, в которых тысячелетиями все являлись вегетарианцами. В этих родах рожаются полноценные дети, в отличие от, например, детей родителей, употреблявших пищу, обработанную инсектицидом ДДТ, открытым учеными и впоследствии запрещенным. Таким образом, либо данный витамин не является витамином (жизненно важным элементом), либо он вырабатывается непосредственно в организме, либо что-то еще, но в любом случае мнение ученых относительно ущербности вегетарианской диеты неверно.
И, действительно, каким образом ученые могут _проверить_ полученные ими данные? Например, современные строители используют ультразвуковой измеритель расстояний. Данные, полученные от этого прибора, можно проверить рулеткой. Какой ”рулеткой” можно проверить полученные учеными данные относительно расстояний от солнечной системы до звезд? Информация с сайта www.cio-world.ru:
Недавно проведенные измерения расстояния до звездного скопления Плеяд положили конец легкой панике, разразившейся в астрономических научных кругах весной 1997 года. Тогда под сомнение была поставлена эффективность современных методов определения расстояния до звезд, и соответственно, целостность и научная ценность гигантских астрономических баз данных, наработанных человечеством.
Автор: Владимир Аксенов
Опубликовано 30 января 2004 годаЗнание, получаемое учеными, с точки зрения гносеологии относится либо к категории пратьякша (непосредственное восприятие) либо к категории анумана (логический вывод). Оба этих вида знания не могут претендовать на ”непогрешимую истинность”, т.к. ученые обладают 4 недостатками обусловленной души (обладают несовершенными чувствами, склонны впадать иллюзию, склонны обманывать других и совершать ошибки). Существует огромное количество примеров, когда знания, полученные учеными, оказывались неверными. Ведическое знание относится к категории шабда (принимаемое из авторитетного источника) и потому свободно от недостатков.
Спасибо Вам за Ваш вопрос, буду рад новым вопросам. Пожалуйста, размещайте адресованные мне вопросы в разделе ”Кришна для начинающих”.
Источник: www.forum.krishna.ru
Какая звезда является ближайшей
Ближе всего к Земле расположена звезда Проксима Центавра, так что пока следует строить свои расчеты на основе ее характеристик. Входит в состав тройной системы Альфа Центавра и отдалена от нас на расстояние 4.24 световых лет. Это изолированный красный карлик, расположенный в 0.13 световых лет от двойной звезды.
Как только всплывает тема межзвездных путешествий, все тут же вспоминают о скорости деформации и прыжках в червоточины. Но все они либо пока недостижимы, либо абсолютно невозможны. К сожалению, на любую дальнюю миссию уйдет не одно поколение. Начнем разбор с самых медленных способов.
Сколько займет путешествие до ближайшей звезды сегодня
Легко делать расчет на основе уже имеющейся техники и пределах нашей системы. Например, миссия «Новые Горизонты» использовала 16 двигателей, функционирующих на гидразиновом монотопливе. Чтобы добраться до Луны, потребовалось 8 часов 35 минут. А вот миссия SMART-1 основывалась на ионных двигателях и добиралась к земному спутнику 13 месяцев и две недели.
Значит, у нас есть несколько вариантов транспортного средства. К тому же можно использовать Юпитер или Сатурн в качестве гигантской гравитационной рогатки. Но если мы планируем отправиться так далеко, нужно проверить все возможные варианты.
Сейчас мы говорим не только о существующих технологиях, но и о тех, которые в теории можно создать. Некоторые из них уже проверены на миссиях, а другие пока только оформлены в виде чертежей.
Ионная сила
Это наиболее медленный способ, зато экономичный. Еще несколько десятков лет назад ионный двигатель считался фантастическим. Но сейчас его используют во многих аппаратах. Например, миссия SMART-1 с его помощью добралась к Луне. В этом случае использовался вариант с солнечными батареями. Таким образом, он потратил всего 82 кг ксенонового топлива. Здесь мы выигрываем по эффективности, но точно не в скоростях.
Впервые ионным двигателем воспользовались для Deep Space 1, летевшего к комете 19P/Борелли (1998 год). Аппарат использовал тот же тип двигателя, что и SMART-1, потратив всего 81.5 кг пропеллента. За 20 месяцев путешествия ему удалось разогнаться до 56000 км/ч.
Ионный тип считается намного экономичным, чем ракетные технологии, потому что тяга на единицу массы взрывчатого вещества намного выше.
на ускорение уходит много времени. Если бы их планировали использовать для поездки от Земли к Проксима Центавра, то понадобилось бы очень много ракетного топлива. Хотя можно взять за основу предыдущие показатели. Итак, если аппарат будет двигаться на скорости в 56000 км/ч, то дистанцию в 4.24 световых года он преодолеет за 2700 человеческих поколений. Так что вряд ли его используют для пилотируемой полетной миссии.
Конечно, если заправить его огромным количеством топлива, то можно увеличить скорость. Но время прибытия все равно займет стандартную человеческую жизнь.
Помощь от гравитации
Это популярный метод, так как позволяет использовать орбиту и планетарную гравитацию, чтобы изменить маршрут и скорость. Им часто пользуются для путешествий к газовым гигантам, чтобы увеличить скорость. Впервые это попробовал Маринер-10. Он полагался на гравитацию Венеры, чтобы достичь Меркурия (февраль 1974 год). В 80-е Вояджер-1 использовал спутники Сатурна и Юпитера, чтобы разогнаться до 60000 км/ч и перейти в межзвездное пространство.
Но рекордсменом по скорости, добытой при помощи силы тяжести, стала миссия Гелиос-2, отправившаяся на изучение межпланетной среды в 1976 году.
Из-за большого эксцентриситета 190-дневной орбиты, аппарат смог разогнаться до 240000 км/ч. Для этого использовалась исключительно солнечная гравитация.
Что ж, если мы отправим Вояджер-1 на скорости в 60000 км/ч, то придется ждать 76000 лет. У Гелиос-2 на это ушло бы 19000 лет. Это быстрее, но недостаточно.
Электромагнитный привод
Есть еще один способ – радиочастотный резонансный двигатель (EmDrive), предложенный Роджером Шавиром в 2001 году. Он базируется на том, что электромагнитные микроволновые резонаторы могут позволить преобразить электрическую энергию в тягу.
Если обычные электромагнитные двигатели предназначены для движений конкретного типа массы, то этот не использует реакционную массу и не вырабатывает направленного излучения. Этот вид был встречен с огромной долей скептицизма, потому что нарушает закон сохранения импульса: система импульса внутри системы остается постоянной и изменяется только под действием силы.
Но недавние эксперименты потихоньку переманивают к себе сторонников. В апреле 2015 года исследователи заявили, что успешно протестировали диск в вакууме (значит, может функционировать в космосе). В июле они уже построили свою версию двигателя и выявили заметную тягу.
В 2010 году за серию статей принялась Хуан Ян. Она закончила финальной работой в 2012 году, где сообщила о более высокой входной мощности (2.5 кВт) и испытанных условиях тяги (720 мН). В 2014 году она также добавила некие подробности об использовании внутренних температурных изменений, подтвердивших работоспособность системы.
Если верить расчетам, аппарат с таким двигателем, может долететь к Плутону за 18 месяцев. Это важные результаты, ведь отображают 1/6 времени, которое потратил Новые Горизонты. Звучит неплохо, но даже в этом случае для путешествия к Проксима Центавра придется потратить 13000 лет. Тем более, что у нас все еще нет 100% уверенности в ее эффективности, поэтому нет смысла садиться за разработку.
Ядерное тепловое и электрооборудование
Вот уже несколько десятков лет НАСА исследует ядерные двигатели. В реакторах используют уран или дейтерий, чтобы нагреть жидкий водород, трансформируя его в ионизированный водородный газ (плазма). Затем его отправляют через сопло ракеты для формирования тяги.
Ракетно-ядерная электростанция вмещает тот же исходный реактор, который трансформирует тепло и энергию в электрическую энергию. В обоих случаях ракета рассчитывает на ядерное расщепление или слияние, чтобы генерировать двигательные установки.
Если сравнивать с химическими двигателями, то получаем ряд преимуществ. Начнем с неограниченной плотности энергии. Кроме того, гарантируется более высокая тяга. Это снизило бы уровень потребления топлива, а значит, уменьшило бы массу запуска и стоимость миссий.
Пока не было еще ни одного запущенного ядерно-теплового двигателя. Но существует множество концепций. Они начинаются с традиционных твердых конструкций до основанных на жидком или газовом ядре. Несмотря на все эти преимущества, наиболее сложная концепция достигает максимального удельного импульса в 5000 секунд. Если использовать подобный двигатель для поездки на Марс, когда планета находится в 55000000 км (позиция «противостояния»), то на это уйдет 90 дней.
Но, если мы направим его к Проксима Центавра, то понадобятся столетия для разгона, чтобы перешел на скорость света. После этого ушло бы несколько десятков лет на поездку и еще столетия на замедление. В целом, срок сокращается до тысячи лет. Прекрасно для межпланетных поездок, но все еще не годится для межзвездных.
В теории
Наверное, вы уже поняли, что современные технологии довольно медленные для преодоления таких длинных дистанций. Если мы хотим выполнить подобное за одно поколение, то нужно придумать нечто прорывное. И если червоточины все еще пылятся на страничках фантастических книг, то мы располагаем несколькими реальными идеями.
Ядерное импульсное движение
Этой идеей занимался Станислав Улам еще в 1946 году. Проект стартовал в 1958 году и продолжался до 1963 года под названием Орион.
В Орионе планировали использовать мощь импульсивных ядерных взрывов для создания сильного толчка с высоким удельным импульсом. То есть, мы имеет крупный космический корабль с огромнейшим запасом термоядерных боеголовок. Во время сбрасывания, мы используем детонационную волну на задней площадке («толкатель»). После каждого взрыва подушка толкателя поглощает силу и переводит тягу в импульс.
Естественно, в современном мире метод лишен изящества, но зато гарантирует необходимый импульс. По предварительным оценкам, в таком случае можно достичь 5% от скорости света (5.4 х 107 км/ч). Но конструкция страдает от недостатков. Начнем с того, что такой корабль обойдется очень дорого, да и весил бы он 400000-4000000 тонн. Причем ¾ веса представлено ядерными бомбами (каждая из них достигает 1 метрической тонны).
Общая стоимость запуска выросла бы на те времена до 367 миллиардов долларов (на сегодняшние – 2.5 триллионов долларов). Есть также и проблема с создаваемым излучением и ядерными отходами. Полагают, что именно из-за этого проект остановили в 1963 году.
Ядерное слияние
Здесь используют термоядерные реакции, за счет которых создается тяга. Энергия производится, когда гранулы дейтерия/гелия-3 зажигаются в реакционном отсеке через инерционное удержание с использованием электронных лучей. Такой реактор будет детонировать 250 гранул в секунду, создавая высокоэнергетическую плазму.
В такой разработке экономится топливо и создается особый импульс. Достижимая скорость – 10600 км (значительно быстрее стандартных ракет). В последнее время этой технологией интересуется все больше людей.
В 1973-1978 гг. Британское межпланетное общество создало технико-экономическое исследование – проект Дедал. Он основывался на современных знаниях технологии слияния и наличия двухступенчатого беспилотного зонда, который смог бы добраться к звезде Барнарда (5.9 световых лет) за одну жизнь.
Первый этап проработает 2.05 лет и разгонит корабль до 7.1% скорости света. Потом его сбросят и запустится двигатель, увеличив скорость до 12% за 1.8 лет. После этого двигатель второй ступени остановится и судно будет добираться 46 лет.
В целом, к звезде корабль доберется за 50 лет. Если направить его к Проксима Центавра, то время сократится до 36 лет. Но и эта технология столкнулась с препятствиями. Начнем с того, что гелий-3 придется добывать на Луне. А реакция, которая активирует движение космического корабля, требует, чтобы выделяемая энергия превышала энергию, которую используют для запуска. И хотя тестирование прошло хорошо, у нас все еще нет необходимого вида энергии, который смог бы подпитать межзвездный космический корабль.
Ну и не будем забывать о деньгах. Один запуск ракеты весом в 30 мегатонн обходится НАСА в 5 миллиардов долларов. Так вот проект Дедал весил бы 60000 мегатонн. Кроме того, понадобится новый вид термоядерного реактора, которые также не вписывается в бюджет.
Прямоточный воздушно-реактивный двигатель
Эту идею предложил Роберт Буссард в 1960 году. Можно считать это улучшенной формой ядерного слияния. В нем используют магнитные поля для сжатия водородного топлива до момента активации слияния. Но здесь создается огромная электромагнитная воронка, которая «вырывает» водород из межзвездной среды и сбрасывает в реактор как топливо.
Корабль будет набирать скорость, и заставит сжатое магнитное поле достигнуть процесса термоядерного синтеза. После оно перенаправит энергию в виде выхлопных газов через форсунку двигателя и ускорит движение. Без использования другого топлива можно достичь 4% от скорости света и отправляться в любую точку галактики.
Но у этой схемы огромная куча недостатков. Сразу же возникает проблема сопротивления. Кораблю необходимо увеличивать скорость, чтобы накопить топливо. Но он сталкивается с огромным количеством водорода, поэтому может замедлиться, особенно попав в плотные регионы. К тому же в космосе очень сложно найти дейтерий и тритий. Зато эту концепцию часто используют в фантастике. Наиболее популярный пример – «Звездный Путь».
Лазерный парус
В целях экономии уже очень давно применяют солнечные паруса для передвижений аппаратов по Солнечной системе. Они легкие и дешевые, к тому же не требуют топлива. Парус использует радиационное давление от звезд.
Но, чтобы использовать подобную конструкцию для межзвездной поездки, необходимо управлять им сфокусированными энергетическими лучами (лазеры и микроволны). Только так его можно разогнать к отметке близкой к скорости света. Эту концепцию разработал Роберт Форд в 1984 году.
Суть в том, что все преимущества солнечного паруса сохраняются. И хотя лазеру потребуется время на ускорение, но ограничение состоит лишь в скорости света. Исследование 2000-го года показало, что лазерный парус может разгоняться до половины скорости света и тратит на это меньше 10 лет. Если размер паруса будет 320 км, то он доберется до точки назначения за 12 лет. А если увеличить его до 954 км, то за 9 лет.
Но для его производства необходимо использовать передовые композиты, чтобы избежать плавления. Не забывайте, что он должен достигать огромных размеров, поэтому цена будет большой. К тому же придется потратиться на создание мощного лазера, который смог бы обеспечить управление на таких больших скоростях. Лазер потребляет постоянный ток в 17000 теравватт. Чтобы вы понимали, это то количество энергии, которое за один день потребляет вся планета.
Антиматерия
Это материал, представленный античастицами, которые достигают той же массы, что и обычные, но обладают противоположным зарядом. Такой механизм будет использовать взаимодействие между материей и антиматерией, чтобы сгенерировать энергию и создать тягу.
В общем, в таком двигателе задействованы частицы водорода и антиводорода. Причем в подобной реакции освобождается столько же энергии, как и в термоядерной бомбе, а также волна субатомных частиц, перемещающихся на 1/3 скорости света.
Плюс этой технологии в том, что большая часть массы преобразуется в энергию, что позволит создать более высокую плотность энергии и удельный импульс. В итоге, мы получим наиболее быстрый и экономичный космический корабль. Если у обычной ракеты уходит тонны химического топлива, то двигатель с антивеществом расходует на те же действия всего несколько миллиграммов. Такая технологии станет прекрасным вариантом для поездки на Марс, но ее нельзя применить к другой звезде, потому что количество топлива растет в геометрической прогрессии (вместе с затратами).
Для двухступенчатой ракеты с антивеществом потребуется 900000 тонн топлива для 40-летнего полета. Сложность в том, что для добычи 1 грамма антивещества понадобится 25 миллионов миллиардов киловатт-часов энергии и более триллиона долларов. Сейчас мы располагаем лишь 20 нанограммами. Зато такое судно способно разгоняться до половины скорости света и долететь до звезды Проксима Центавра в созвездии Центавра за 8 лет. Но весит оно 400 Мт и тратит 170 тонн антиматерии.
В качестве решения проблемы предложили разработку «Вакуум антиматериальной ракетной межзвездной исследовательской системы». Здесь можно было бы использовать крупные лазеры, создающие частицы антивещества при выстреле в пустом пространстве.
Идея также основана на использовании топлива из пространства. Но снова возникает момент дороговизны. К тому же, человечество просто не может создать такое количество антиматерии. Есть также риск радиации, ведь аннигиляция вещества-антивещества может создать взрывы высокоэнергетических гамма-лучей. Потребуется не только защитить экипаж специальными экранами, но и оборудовать двигатели. Поэтому средство уступает по практичности.
Пузырь Алькубьерре
В 1994 году ее предложил мексиканский физик Мигель Алькубьерре. Он хотел создать средство, которое не нарушало бы специальную теорию относительности. Он предлагает растягивание ткани пространства-времени в волне. Теоретически это приведет к тому, что дистанция впереди объекта сократится, а сзади расширится.
Корабль, попавший внутрь волны, сможет передвигаться за пределами релятивистких скоростей. Сам корабль в «пузыре деформации» двигаться не будет, поэтому правила пространства-времени не применимы.
Если говорить о скорости, то это «быстрее света», но в том смысле, что корабль достигнет назначения быстрее, чем луч света, вышедший за пределы пузыря. Расчеты показывают, что он прибудет к месту назначения за 4 года. Если размышлять в теории, то это наиболее быстрый метод.
Но эта схема не учитывает квантовую механику и технически аннулируется Теорией всего. Расчеты количества необходимой энергии также показывали, что потребуется чрезвычайно огромная мощность. И это мы еще не коснулись тем безопасности.
Однако, в 2012 году были разговоры о том, что этот метод тестируется. Ученые утверждали, что построили интерферометр, который сможет найти искажения в пространстве. В 2013 году в Лаборатории реактивного движения проводили эксперимент в условиях вакуума. В выводе результаты показались неубедительными. Если углубиться, то можно понять, что эта схема нарушает один или несколько фундаментальных законов природы.
Что же из этого следует? Если вы надеялись совершить вояж на звезду туда и обратно, то шансы невероятно низкие. Но, если бы человечество решилось построить космический ковчег и отправить людей в вековое путешествие, то все возможно. Конечно, пока это лишь разговоры. Но ученые занимались бы подобными технологиями активнее, если бы нашей планете или системе угрожала реальная опасность. Тогда поездка на другую звезду была бы вопросом выживания.
Пока мы можем лишь бороздить и осваивать просторы родной системы, надеясь, что в будущем появится новый способ, позволивший реализовать межзвездные транзиты.
Источник: v-kosmose.com
Ионный двигатель
Например, конструкторы ракет изучают возможность использования для космических полетов ионных двигателей. Еще с 1950-х годов. И упоминания об этой технологии часто встречается в произведениях научной фантастики. И на практике ее уже тоже применяли.
Deep Space-1 — первый космический аппарат, использовавший ионный двигатель в качестве основной силовой установки. Вместо кучи огня, создаваемой обыкновенными ракетами, ионный двигатель излучает лишь жуткое голубое свечение. Оно возникает тогда, когда электрически заряженные атомы ксенона выталкиваются из двигателя. Ксенон — это тот же газ, что применяется в лампах накаливания. Такой процесс создает некоторую тягу. Ионы улетают в космос со скоростью около 110 тысяч километров в час. Но Deep Space 1 двигался не так быстро. Потому что он был намного тяжелее, чем ионы.
Поэтому получаемая тяга очень невелика. Ее можно сравнить с ощущением от бумажного листа, падающего на ладонь. И с помощью такой технологии быстро разогнаться не получится. Ионные двигатели — это для терпеливых.
Однако если спешить некуда, то эта технология Вам подойдет. Расчеты и эксперименты показывают, что за одни сутки такая тяга может увеличить скорость космического корабля на 25-32 км в час. К концу миссии Deep Space-1 ионный двигатель увеличил его скорость на 11 000 километров в час.
Используя подобную технологию, половины скорости света можно достичь примерно за 4900 лет. Для путешествия к Альфе Центавра половину пути корабль будет разгоняться. А вторую половину — замедляться.
Технология ионных двигателей позволит нам долететь до Марса за 270 дней!
Ждите нас, звезды
Однако эти разработки буксуют по многим причинам. Ионные двигатели весьма сложны по своей конструкции. И для сколько-нибудь значимых экспедиций потребуется колоссальный запас рабочего тела.
Но унывать не стоит. Есть еще проекты ракетных двигателей, работа которых основана на ядерной энергии. И по теоретическим расчетам, скорость истекания рабочего тела в ядерных двигателях может достигать 20% скорости света! Или даже выше. На таких скоростях полет к Альфе Центавра займет менее 25 лет!
А это, согласитесь, практически миг в масштабах Вселенной…
Друзья! Если вам понравилась эта статья, ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал! Спасибо!
И заходите на наш сайт – Живой Космос!
Источник: zen.yandex.ru
Общая информация
В начале 20 века, если быть точным, в 1915 году, талантливый астроном Роберт Иннес обнаружил звезду, которая, как оказалось, расположена наиболее близко к нашему светилу, назвали этот космический объект – Проксима Центавры. Эта звезда весьма скромна в своих размерах, если сравнивать с Солнцем, диаметр ее меньше в 7 раз, а излучение света составляет ничтожные 0,17 процента от светимости Солнца. Наше светило находится на удалении чуть больше 4 световых лет от Проксима Центавры, это смешное расстояние, если судить по вселенским меркам, но, увы, для человечества это пока что гигантская пропасть.
Не все понимают само понятие «световой год», кратко разъясним, это расстояние, которое преодолевает фотон в космическом пространстве за один земной год, это расстояние составляет 9 640 млрд. километров. Кстати, интересный факт, до нашего спутника Луны свет доходит «всего» за 1,28 световых секунды, на современном космическом аппарате лететь до него каких-то 3 дня. Ответ на вопрос – сколько лететь до ближайшей звезды со скоростью света не такой уж и сложный, «всего-то» нужно разогнаться до световых скоростей.
Современные технологии
Однако мы живем в такие времена, когда человечество еще не научилось перемещаться в космическом вакууме со скоростью света, поэтому давайте разберемся, сколько нам нужно лететь до Проксима Центавры на наших сегодняшних аппаратах. В данный момент автоматический космический аппарат «Гелиос 2» является наиболее «скоростным», он может разгоняться до 253 тыс. километров в час (десятые доли скорости света). После недолгих расчетов можно сделать вывод, что полет займет более 18 тыс. лет при условии, что все это время в двигатели будет поступать топливо, однако современные технологии могут обеспечить топливо только на 50 лет полета. Чтобы добраться до ближайшего светила, людям придется решить еще множество трудных технических вопросов.
Взгляд в будущее
Но все же, давайте немного заглянем в будущее и рассмотрим варианты, которые теоретически смогут обеспечить долгосрочный полет. Чтобы лететь 18 000 лет, необходимы просто колоссальные объемы топлива, миллиарды кубометров жидкости, сама доставка таких объемов на орбиту это уже сверхсложная задача, не говоря о постройке космического корабля огромных размеров. Но есть и другой вариант использования топлива.
Уже подсчитано, что на 18 тыс. лет полета хватит всего 17 грамм антивещества! Т.е. энергетические вопросы решаются сразу, и не нужно строит огромный корабль. Сейчас создание антивещества это кропотливый и сложный процесс, 17 грамм такого вещества, при нынешней экономической ситуации в мире, обойдутся примерно в 180 трлн. долларов, сумма неподъемная не то что для одной страны, а для всех государств вместе взятых. Однако есть и положительный момент, процесс создания антивещества с каждым годом становится все совершеннее, а следовательно, дешевле, возможно, через 100 лет энергия антивещества станет такой же обыденной, как и ядерная.
Если будет избран такой путь развития космических перелетов, то ученым нужно будет основательно поработать, чтобы научиться сдерживать и хранить антивещество, ведь 1 грамм такого вещества это энергия, превышающая взрыв бомбы над Хиросимой!
Интересный факт
Многие любознательные люди интересуются – сколько лететь до ближайшей звезды на самолете? Отвечаем, хоть самолет, из-за отсутствия атмосферы, лететь в космосе не сможет, но чисто теоретически он преодолеет расстояние от Солнца до Проксима Центавры примерно за 1,5 миллиона лет. Про остальные транспортные средства говорить нет смысла, там счет идет на сотни миллионов и даже миллиарды лет!
Человечество обязательно посетить другие звездные системы, вопрос только во времени. Еще каких-то пару сотен лет назад никто не верил, что можно летать по воздуху, а теперь самолеты это обыденная составляющая нашего мира. Люди посетили Луну, и активно готовятся приземлиться на Марсе, так что придет время, и мы доберемся и до Проксима Центавры!
Источник: secretplanet.pp.ua
Недавно посмотрел несколько фантастических фильмов о межзвёздных и межпланетных путешествиях и это навело меня на некоторые мысли практического плана о том, насколько, вообще, это возможно и как может выглядеть в цифрах. Естественно, всё на основе современной физической теории — без всяких "гиперпространств" и червоточин пространственно-временного континуума.
1) про специальную теорию относительности и релятивистский эффект замедления времени
Предположим, что мы научимся строить космические корабли, которые смогут путешествовать со скоростями, близкими к скорости света. Естественно, мы захотим отправиться в путешествия к ближайшим звёздам. В соответствии с релятивистским эффектом замедления времени оно должно замедлиться на столь быстром космическом корабле. Расстояние до ближайшей звезды чуть больше 4 световых лет. Для простоты расчётов предполагаем, что корабль разгоняется до скорости света мгновенно. Тогда время на корабле должно замедлиться по такой формуле: время на корабле = время на Земле * (1-v^2/c^2)^0,5.
При скорости 80% от скорости света корабль достигнет звезды за 5 лет (по земному времени), а на корабле пройдёт всего 3 года.
При скорости 90% на Земле пройдёт 4,4 года, а на корабле — 2,2 года.
При скорости 99% на Земле пройдёт ~4 года, а на корабле — 0,7 года.
При скорости 99,99% на Земле пройдёт ~4 года, а на корабле — 26 дней.
При скорости 99,9999% на Земле пройдёт ~4 года, а на корабле — всего лишь 3 дня.
Неожиданно, данный эффект в определённом смысле заметен и при обычных путешествиях на Земле :). Правда он выражается немного по-другому. Все часы на Земле синхронизированы и скорости ничтожно малы по сравнению со скоростью света. Эффекта замедления времени на часах путешественника не наблюдается, но зато у путешественника создаётся ощущение "растянутого времени" — как будто за те же 2 недели, что и дома, прошло гораздо больше времени: месяц или несколько (из-за того, что в них вместилось больше впечатлений). Аналогично, он проявляется и в течение жизни обычного человека: субъективно кажется, что в детстве время тянется медленней, чем в старости (видимо, тоже из-за большего количества разнообразных впечатлений в детстве).
2) про расстояния во Вселенной
В радиусе 17 световых лет от Солнца расположено больше 50 звёздных систем (звёзд — более 70, так как много двойных и тройных звёзд). Допустим, что при грамотном планировании маршрута среднее расстояние от звезды до звезды будет не больше радиуса этого шарика (17 световых лет). Тогда общее расстояние, которое надо будет преодолеть для их облёта, составляет 850 световых лет. При скорости 99,9999% скорости света это займёт 438 дней по летосчислению корабля и 850 лет по земному летосчислению. То есть путешественник за пару лет своей жизни может сделать такое путешествие (даже особо больших запасов еды и прочего делать не надо), но вернётся он совсем на другую землю.
Диаметр нашей галактики Млечный Путь — 100 000 световых лет (нам, кстати, повезло: живём не в самом центре, но и не на окраине — 26 000 световых лет до центра). Количество звёзд — 300 миллиардов. Ближайшая к нам приличная галактика — Туманность Андромеды. Расстояние до нас — 2,5 млн световых лет. Она немного больше нашей галактики.
Расстояния же во всей Вселенной измеряются миллиардами световых лет. То есть пока мы не придумаем, как можно перемещаться быстрее скорости света (в соотвествии с текущей физической теорией — это невозможно), наш удел — сотня ближайшх звёзд, до которых мы будем добираться минимум один или два десятка (а скорее одну или две сотни) лет по земному летосчислению (плюс ещё столько же на получение сигнала оттуда или возврат).
3) про время разгона до скорости света
Следующая мысль совсем простая: сколько времени займёт разгон до скорости света при удобоваримом для человека ускорении? Человек спокойно выдерживает нагрузку в 1g (живёт и работает при ней каждый день). Может выдержать и больше, но будет трудно находиться под ней длительное время. g = 9,8 м/с^2, скорость света = 300 000 000 м/с. Делим одно на другое и получаем 30 612 245 секунд или 354 дня, то есть чуть меньше земного года.
Удивительное совпадение: ускорение свободного падения на земле, выраженное в "звёздных" единицах измерения, примерно равно 1 световому году делённому на квадрат периода обращения Земли вокруг Солнца. То есть g = 9,81 м/с^2 = 1 св. год/год^2. Эти величины совершенно не обязаны совпадать и не совпадают для всех остальных планет в Солнечной Системе. Если бы я был Богом, то при создании Вселенной шутил примерно похожим образом 🙂
4) про практическую реализацию и ядерные исследования
Насколько мы далеки от достижения этих скоростей? Самый быстрый космический корабль (это Вояджер-1, кстати, запущенный в далёком 1977г.) сейчас летит со скоростью 17 км/с, а нужно в 18 тысяч раз больше — 300 000 км/с. Удельная энергия, выделяемая при сгорании существующего химического топлива такова, что достигнутая скорость почти предельная. И физика процесса такова, что с ростом скорости стартовый вес увеличивается экспоненциально. Грубо говоря, для старта на низкую околоземную орбиту соотношения стартового веса к полезной нагрузке — 16, для высокой околоземной орбиты — 64, для посадки на Луну — 256, для посадки на Луну и возврат — 1 000 (оценка из этой статьи про МКА "Орион").
Видимо, единственный вариантом топлива выделяющим достаточное удельное количество энергии является ядерное или термоядерное топливо. То есть корабль будет лететь или на непрерывно идущей ядерной реакции или отталкиваясь от периодических ядерных взрывов (импульсный вариант). В своё время американцы прорабатывали проект "Орион" (английская статья подетальней и с табличками) в различных вариантах — более или менее массивных и, соответственно, быстрых. Самый быстрый теоретически должен был достигать 10 000 км/с. При предположении, что использование термоядерной энергии повысило бы эффективность ещё в 3 раза (то есть до 10% скорости света), путешествие до ближайшей звезды заняло бы около 50 лет.
Следующим по удельной эффективности процессом, видимо, является аннигиляция вещества и антивещества, но это вопрос совсем уж теоретический, так как пока нет возможности получать или добывать и хранить антивещество в сколь-нибудь значимом количестве.
5) про межпланетные путешествия
Допустим, людям всё же удастся создать космический корабль с ядерным двигателем, который будет ускоряться с ускорением g и достигать пиковой скорости 3% от скорости света. Сколько тогда займут полёты до различных тел Солнечной Системы (схема полёта: половину времени разгоняемся, половину тормозим):
Луна — 450 000 км (на существующем корабле — 80 часов ("Аполлон-15"), на "ядерном" — 4 часа, максимальная скорость — 66 км/с, 0,02% от скорости света)
Марс — от 50 до 800 млн км (на существующем корабле можно лететь только не по самой короткой траектории и это займёт около 6 месяцев (примерно так), на "ядерном" — от 2 до 7 суток с пиковой скоростью от 700 до 2 800 км/с, то есть от 0,2% до 0,9% скорости света)
Венера — от 40 до 500 млн км (на существующем корабле можно лететь только не по самой короткой траектории и это займёт около 6 месяцев ("Венера-экспресс"), на "ядерном" — от 1,5 до 5 суток с пиковой скоростью от 600 до 2 100 км/с, то есть от 0,2% до 0,7% скорости света)
Юпитер — 800 млн км (на существующем корабле — 1 год ("Новые горизонты"), на "ядерном" — 7 суток, максимальная скорость — 2 800 км/с, 0,9% от скорости света)
Плутон — 7 200 млн км (на существующем корабле — 9 лет ("Новые горизонты"), на "ядерном" — 20 суток, максимальная скорость — 8 400 км/с, 2,8% от скорости света)
То есть на потенциальном двигателе с ядерной тягой можно будет исследовать и колонизировать Солнечную Систему. Если удастся продвинуться в термоядерных реакциях, то, хоть и за очень длительное время (40-100 лет) можно будет добраться до ближайших звёзд. Создание двигателя на аннигиляции вещества и антивещества сделает возможными путешествия к ближайшим звёздам в радиусе 100 световых лет. Таких звёзд не так уж мало — например, в НАСА'вской БД Nstars в радиусе 80 световых лет таких звёзд больше 2 500 тысяч. По земному летосчислению полёт в одну сторону до этих планет будет длиться немного дольше, чем расстояние до звезды в световых годах.
И никаких путешествий по нашей галактике и уж тем более до ближайшей галактики не будет, пока человечество принципиально не продвинется в фундаментальной физике (если это вообще возможно).
Вот такая фантастика.
Источник: cafard.livejournal.com