Сколько лететь до Солнца от Земли

Как долго лететь к ближайшей звезде? Часть первая: современные методы

В какой-то момент жизни каждый из нас задавал этот вопрос: как долго лететь к звездам? Можно ли осуществить такой перелет за одну человеческую жизнь, могут ли такие полеты стать нормой повседневности? На этот сложный вопрос очень много ответов, в зависимости от того, кто спрашивает. Некоторые простые, другие сложнее. Чтобы найти исчерпывающий ответ, слишком многое нужно принять во внимание.

К сожалению, никаких реальных оценок, которые помогли бы найти такой ответ, не существует, и это расстраивает футурологов и энтузиастов межзвездных путешествий. Нравится нам это или нет, космос очень большой (и сложный), и наши технологии все еще ограничены. Но если мы когда-нибудь решимся покинуть «родное гнездышко», у нас будет несколько способов добраться до ближайшей звездной системы в нашей галактике.

Ближайшей звездой к нашей Земле является Солнце, вполне себе «средняя» звезда по схеме «главной последовательности» Герцшпрунга – Рассела. Это означает, что звезда весьма стабильна и обеспечивает достаточно солнечного света, чтобы на нашей планете развивалась жизнь. Мы знаем, что вокруг звезд рядом с нашей Солнечной системой вращаются и другие планеты, и многие из этих звезд похожи на нашу собственную.

Возможные пригодные для жизни миры во Вселенной

В будущем, если человечество желает покинуть Солнечную систему, у нас будет огромный выбор звезд, на которые мы могли бы отправиться, и многие из них вполне могут располагать благоприятными для жизни условиями. Но куда мы отправимся и сколько времени у нас займет дорога туда? Не забывайте, что все это всего лишь домыслы, и нет никаких ориентиров для межзвездных путешествий в настоящее время. Ну, как говорил Гагарин, поехали!

Дотянуться до звезды

Как уже отмечалось, ближайшая звезда к нашей Солнечной системе — это Проксима Центавра, и поэтому имеет большой смысл начать планирование межзвездной миссии именно с нее. Будучи частью тройной звездной системы Альфа Центавра, Проксима находится в 4,24 светового года (1,3 парсека) от Земли. Альфа Центавра — это, по сути, самая яркая звезда из трех в системе, часть тесной бинарной системы в 4,37 светового года от Земли — тогда как Проксима Центавра (самая тусклая из трех) представляет собой изолированный красный карлик в 0,13 световых лет от двойной системы.

И хотя беседы о межзвездных путешествиях навевают мысли о всевозможных путешествиях «быстрее скорости света» (БСС), начиная от варп-скоростей и червоточины до подпространственных двигателей, такие теории либо в высшей степени вымышлены (вроде двигателя Алькубьерре), либо существуют лишь в научной фантастике. Любая миссия в глубокий космос растянется на поколения людей.

Итак, если начинать с одной из самых медленных форм космических путешествий, сколько времени потребуется, чтобы добраться до Проксимы Центавра?

Современные методы

Вопрос оценки длительности перемещения в космосе куда проще, если в нем замешаны существующие технологии и тела в нашей Солнечной системе. К примеру, используя технологию, используемую миссией «Новых горизонтов», 16 двигателей на гидразиновом монотопливе, можно добраться до Луны всего за 8 часов и 35 минут.

Есть также миссия SMART-1 Европейского космического агентства, которая двигалась к Луне с помощью ионной тяги. С этой революционной технологией, вариант которой использовал также космический зонд Dawn, чтобы достичь Весты, миссии SMART-1 потребовался год, месяц и две недели, чтобы добраться до Луны.

Когда мы говорим о возможных методах, мы говорим о тех, что вовлекают существующие технологии, или о тех, которых пока не существуют, но которые технически осуществимы. Некоторые из них, как вы увидите, проверены временем и подтверждены, а другие пока остаются под вопросом. Вкратце, они представляют возможный, но очень затратный по времени и финансам сценарий путешествия даже к ближайшей звезде.

Ионное движение

Сейчас самой медленной и самой экономичной формой двигателя является ионный двигатель. Несколько десятилетий назад ионное движение считалось предметом научной фантастики. Но в последние года технологии поддержки ионных двигателей перешли от теории к практике, и весьма успешно. Миссия SMART-1 Европейского космического агентства — пример успешно проведенной миссии к Луне за 13 месяцев спирального движения от Земли.

Одной из первых миссий, использовавших технологию ионного двигателя, была миссия Deep Space 1 к комете Боррелли в 1998 году. DS1 тоже использовал ксеноновый ионный двигатель и потратил 81,5 кг топлива. За 20 месяцев тяги DS1 развил скорости в 56 000 км/ч на момент пролета кометы.

Ионные двигатели более экономичны, чем ракетные технологии, поскольку их тяга на единицу массы ракетного топлива (удельный импульс) намного выше. Но ионным двигателям нужно много времени, чтобы разогнать космический аппарат до существенных скоростей, и максимальная скорость зависит от топливной поддержки и объемов выработки электроэнергии.

Поэтому, если использовать ионное движение в миссии к Проксиме Центавра, двигатели должны иметь мощный источник энергии (ядерная энергия) и большие запасы топлива (хотя и меньше, чем обычные ракеты). Но если отталкиваться от допущения, что 81,5 кг ксенонового топлива переводится в 56 000 км/ч (и не будет никаких других форм движения), можно произвести расчеты.

На максимальной скорости в 56 000 км/ч Deep Space 1 потребовалось бы 81 000 лет, чтобы преодолеть 4,24 светового года между Землей и Проксимой Центавра. По времени это порядка 2700 поколений людей. Можно с уверенность сказать, что межпланетный ионный двигатель будет слишком медленным для пилотируемой межзвездной миссии.

Но если ионные двигатели будут крупнее и мощнее (то есть скорость исхода ионов будет значительно выше), если будет достаточно ракетного топлива, которого хватит на все 4,24 светового года, время путешествия значительно сократится. Но все равно останется значительно больше срока человеческой жизни.

Гравитационный маневр

Самый быстрый способ космических путешествий — это использование гравитационного маневра. Этот метод включает использование космическим аппаратом относительного движения (то есть орбиту) и гравитации планеты для изменения пути и скорости. Гравитационные маневры являются крайне полезной техникой космических полетов, особенно при использовании Земли или другой массивной планеты (вроде газового гиганта) для ускорения.

Космический аппарат Mariner 10 первым использовал этот метод, используя гравитационную тягу Венеры для разгона в сторону Меркурия в феврале 1974 года. В 1980-х зонд «Вояджер-1» использовал Сатурн и Юпитер для гравитационных маневров и разгона до 60 000 км/ч с последующим выходом в межзвездное пространство.

Миссии Helios 2, которая началась в 1976 году и должна была исследовать межпланетную среду между 0,3 а. е. и 1 а. е. от Солнца, принадлежит рекорд самой высокой скорости, развитой с помощью гравитационного маневра. На тот момент Helios 1 (запущенному в 1974 году) и Helios 2 принадлежал рекорд самого близкого подхода к Солнцу. Helios 2 был запущен обычной ракетой и выведен на сильно вытянутую орбиту.

Если бы «Вояджер-1» двигался в направлении красного карлика Проксимы Центавра с постоянной скорость в 60 000 км/ч, ему потребовалось бы 76 000 лет (или более 2500 поколений), чтобы преодолеть это расстояние. Но если бы зонд развил рекордную скорость Helios 2 — постоянную скорость в 240 000 км/ч — ему потребовалось бы 19 000 лет (или более 600 поколений), чтобы преодолеть 4,243 светового года. Существенно лучше, хотя и близко не практично.

Электромагнитный двигатель EM Drive

Другой предложенный метод межзвездных путешествий — это радиочастотный двигатель с резонансной полостью, известный также как EM Drive. У предложенного еще в 2001 году Роджером Шойером, британским ученым, который создал Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) для реализации проекта, двигателя в основе лежит идея того, что электромагнитные микроволновые полости позволяют напрямую преобразовывать электроэнергию в тягу.

Тем не менее последние эксперименты с этой технологией очевидно привели к положительным результатам. В июле 2014 года, на 50-й конференции AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference в Кливленде, штат Огайо, ученые NASA, занимающиеся передовыми реактивными разработками, заявили, что успешно испытали новую конструкцию электромагнитного двигателя.

В 2010 году профессор Чжуан Янг из Северо-Западного политехнического университета в Сиань, Китай, начала публиковать серию статей о своих исследованиях технологии EM Drive. В 2012 году она сообщила о высокой входной мощности (2,5 кВт) и зафиксированной тяге в 720 мн. В 2014 году она также провела обширные испытания, включая замеры внутренней температуры со встроенными термопарами, которые показали, что система работает.

По расчетам на базе прототипа NASA (которому дали оценку мощности в 0,4 Н/киловатт), космический аппарат на электромагнитном двигателе может осуществить поездку к Плутону менее чем за 18 месяцев. Это в шесть раз меньше, чем потребовалось зонду «Новые горизонты», который двигался на скорости 58 000 км/ч.

Звучит впечатляюще. Но даже в таком случае корабль на электромагнитных двигателях будет лететь к Проксиме Центавра 13 000 лет. Близко, но все еще недостаточно. Кроме того, пока в этой технологии не будут расставлены все точки над ё, рано говорить о ее использовании.

Ядерное тепловое и ядерное электрическое движение

Еще одна возможность осуществить межзвездный перелет — использовать космический аппарат, оснащенный ядерными двигателями. NASA десятилетиями изучало такие варианты. В ракете на ядерном тепловом движении можно было бы использовать урановые или дейтериевые реакторы, чтобы нагревать водород в реакторе, превращая его в ионизированный газ (плазму водорода), который затем будет направляться в сопло ракеты, генерируя тягу.

По сравнению с химическими двигателями, у ядерных есть неоспоримые преимущества. Во-первых, это практически неограниченная энергетическая плотность по сравнению с ракетным топливом. Кроме того, ядерный двигатель также будет вырабатывать мощную тягу по сравнению с используемым объемом топлива. Это позволит сократить объемы необходимого топлива, а вместе с тем вес и стоимость конкретного аппарата.

Хотя двигатели на тепловой ядерной энергии пока в космос не выходили, их прототипы создавались и испытывались, а предлагалось их еще больше.

И все же, несмотря на преимущества в экономии топлива и удельном импульсе, самая лучшая из предложенных концепций ядерного теплового двигателя имеет максимальный удельный импульс в 5000 секунд (50 кН·c/кг). Используя ядерные двигатели, работающие на ядерном делении или синтезе, ученые NASA могли бы доставить космический аппарат на Марс всего за 90 дней, если Красная планета будет в 55 000 000 километрах от Земли.

Но если говорить о путешествии к Проксиме Центавра, ядерной ракете потребуются столетия, чтобы разогнаться до существенной доли скорости света. Потом потребуются несколько десятилетий пути, а за ними еще много веков торможения на пути к цели. Мы все еще в 1000 годах от пункта назначения. Что хорошо для межпланетных миссий, не так хорошо для межзвездных.

Сколько по времени лететь до ближайших звезд и планет.

Доброго времени суток, дорогие читатели. Космос имеет практически безграничное пространство, существует ли край вселенной? Это до сих пор неизвестно. Астрономы с помощью самых мощных телескопов смогли заглянуть на миллиарды световых лет в прошлое. Но этого недостаточно, чтобы ответить на все интересующие вопросы о космосе. Сегодня мы постараемся разобраться – насколько большие расстояния в космическом пространстве в переводе на привычные нам временные интервалы.

Самая большая скорость, которую удалось достичь космическому аппарату созданному человеком – это 61 000 км/ч или 17 м/с. (третья космическая скорость), эту скорость сумел развить американский автоматический зонд “Вояджер-1”, который уже больше 42 лет отдаляется от нашей планеты. С такой скоростью можно добраться от Москвы до Санкт-Петербурга всего за 37 секунд, только представьте. Теперь мы попробуем разобраться – сколько придется лететь на этой скорости до самых близких к нашей планете звезд. Кстати, именно третью космическую скорость придется развить любому аппарату, чтобы покинуть пределы нашей солнечной системы, преодолев силу притяжения нашей звезды.

Солнце, самая яркая для нас звезда, она и самая близкая. Смотря на него – мы видим, каким оно было 8 минут назад, поскольку свет преодолевает это расстояние за 8 минут. Напомню, что скорость света – это пока самая быстрая величина. Даже с этой скоростью сигнал от Земли до зонда “Вояджер-1” доходит лишь спустя 19 часов. Но двигаться со скоростью света мы пока не научились, поэтому двигаясь 17 км/с, расстояние от Земли до Солнца мы преодолеем за 102 дня.

Следующая по удаленности от нас звезда это Альфа Центавра , расстояние до которой в масштабах космоса очень маленькое, всего 4,4 световых года. На третьей космической мы долетим до звезды за 77 638 земных лет. Такие цифры даже в голове не укладываются. И это только ближайшая звезда. А в отдной только нашей галактике “Млечный Путь” находится до 400 млрд. звезд.

Расстояние до некоторых планет

Думаю дальше не стоит даже засматриваться, единственный выход это изобретать космические корабли, которые смогут развивать скорость света. Ну а пока разберемся сколько лететь до некоторых планет нашей солнечной системы. Например до Марса (в момент нахождения Земли точно между Солнцем и Красной планетой) долетим всего за 38 дней. До Сатурна сумеем долететь уже за 814 дней.

Также читайте мою статью: “Как открывают новую 9 планету” . Ну а я благодарю вас за внимание, если вам понравилась статья, то ставьте палец вверх и подписывайтесь на канал.

Сколько лететь до Солнца

Вопрос «сколько лететь до Солнца» можно ставить только гипотетически, но не практически. Человечество еще не создало материал, который бы выдержал чудовищную температуру при приближении к светилу. И все-таки – какое время потребуется, чтобы пролететь от Земли до Солнца?

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.

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:

• 1859 год, «Кэррингтона». Телеграф в Северной Америке и Европе перестал работать, появилось северное сияние на всей планете.
• 13.03.1989 года, «квебекская». Произошли масштабные сбои в обеспечении электроэнергией Квебека. Нарушилась высокочастотная связь по всему миру. Северное сияние было видно в Мексике и Симферополе.
• 23.07. 2012 года, по силе приравнивается к «Кэррингтону»

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:

• 1957 г. Советский «Спутник-2» проводил исследования с помощью металлических и органических фильтров.
• 1959 г. Аппараты «Луна 1» и «Луна 2» доказали опытным путем существование солнечного ветра.
• 1960-1968 гг. аппараты «Пионеры 5-9» HASA измерили параметры солнечного ветра.
• 1970-е гг. Спутники «Гелиос 1» и «Гелиос 2» вращались вокруг Солнца на расстоянии 40 млн. км от него и получили расширенные сведения о солнечном ветре.
• 1973 г. Космическая обсерватория Apollo Telescope Mount исследовала солнечную корону, что позволило открыть корональные дыры и корональные выбросы.
• 1980-1984 гг. Работа космического американского зонда SolarMax по изучению солнечных излучений в период активности.
• 1990 г. Запущенный космический зонд «Улисс» совершил гравитационный маневр у Юпитера и приступил к изучению полярных областей светила.
• 1991 г. Японский спутник «Yohkoh» исследовал Солнца в диапазоне рентгеновских лучей.
• 1995 г. Начало работы совместной (NASA и Европейское космическое агентство) программы SOHO.
• 2004 г. Возвращение на Землю космического зонда Genesis, задачей которого было добыть сведения о составе.
• 2006 г. Выведение на орбиту Земли японской солнечной обсерватории Hinode. Она оборудована оптическим солнечным и рентгеновским телескопами, ультрафиолетовым спектрометром для изучения процессов, происходящих в солнечной короне.
• 2009 г. Выведение на орбиту Земли российского спутника «Коронас-Фотон», оборудованного космическими телескопами «Тесис», коронографом. Целью запуска является наблюдение за солнечной активностью и прогнозирование геомагнитных бурь.
• 2010 г. США вывели на околоземную орбиту солнечную обсерваторию SDO.

Интересные факты

• Светило, как и все живое, однажды родилось, просуществует отведенное ему время, и в свое время умрет. Сейчас ему 4,5 млрд. лет.
• Его масса составляет 98% от массы всей Солнечной системы.
• Несмотря на то, что его именую «желтым карликом», в солнечный шар можно поместить 1 млн. таких планет, как Земля.

Глобальное потепление

Даже без метеорологических наблюдений на бытовом уровне в пределах жизни 1-2 поколений заметны климатические изменения. В средних широтах еще в ХХ веке не было таких теплых зим и аномальной жары до 40С летом.

Ученые пришли к выводу, что активность Солнца в указанный период не изменилась, и погодные изменения на планете – результат деятельности человека.

Вопрос «сколько лететь до Солнца» становится актуальным как никогда.

Источники:

http://hi-news.ru/technology/kak-dolgo-letet-k-blizhajshej-zvezde-chast-pervaya-sovremennye-metody.html
http://zen.yandex.com/media/number_one/skolko-po-vremeni-letet-do-blijaishih-zvezd-i-planet-5decfe59ec575b00b206bde8?from=feed&rid=552307128.617.1576398962386.80470&integration=site_desktop&place=layout
http://spaceworlds.ru/solnechnaya-sistema/solnce/skolko-letet-do-solntsa.html