До Гармонії - Разом!      Детальніше про сайт

​Вчені вибрали 5 зірок, до яких відправлять космічні кораблі під вітрилами

​Вчені вибрали 5 зірок, до яких відправлять космічні кораблі під вітрилами
Джерело матеріалу:

Вітрильники помчать до планет, схожих на Землю

На сьогоднішній день тільки вітрило здатне розігнати космічний корабель до прийнятних швидкостей.

Міжзоряна регата починається

Келвін Лонг (Kelvin Long) — відомий фізик, виконавчий директор організації «Ініціатива міжпланетних досліджень» (Initiative for Interstellar Studies), який представляє Управлінський і консультативний комітет проекту Breakthrough Starshot — вважає, що ідея дістатися до найближчих зірок не в якомусь віддаленому, а в доступному для огляду майбутньому, цілком здійсненна. Навіть при нинішньому рівні розвитку науки і техніки. Свої висновки він недавно обґрунтував в великій статті під назвою Interstellar Probes: The Benefits to Astronomy and Astrophysics.

Лонг, звичайно ж, агітує за проект Breakthrough Starshot, на здійснення якого російський мільярдер Юрій Мілнер виділив 100 мільйонів доларів. На думку фізика, він — проект — один з небагатьох, який можна реалізувати вже найближчим часом.

Задумано, що до зірок полетять мініатюрні кораблі, оснащені вітрилами. «Полотнище», що відбиває світло, наприклад, з графену, площею кілька квадратних метрів буде тягнути за собою крихітну капсулу — з квасолину або трохи більшу, напхану приладами, камерами, антенами і навіть телескопом.

«Світловим вітром» парус наповнять встановлені на Землі лазери сумарною потужністю в 100 гігават. За 10 хвилин вони розженуть корабель до 60 тисяч кілометрів на секунду — це 0,2 швидкості світла.

Космічне вітрило може бути таким.

Жоден земний апарат поки не рухається настільки швидко. А цей самий Breakthrough Starshot, як запевняють ентузіасти, стане настільки стрімким. Полине, передаючи дорогою інформацію про міжзоряний простір — зовсім ще незвіданий.

Розвідники далекого космосу Voyager-1 і Voyager-2, відправлені геть з Сонячної системи — що називається, «світ за очі», тільки-тільки вийшли за її межі. Але летять дуже повільно по міжзоряним мірками: трохи швидше 17 кілометрів на секунду. До того ж обидва апарати вичерпають свою енергію до 2025 року і стануть зовсім непридатними з наукової точки зору.

Долетівши до якоїсь планети біля іншої зірки, вітрильний корабель сфотографує її і передасть на Землю дані, які дозволять зробити висновок, чи є там життя. І яке. Дані полетять до нас вже зі швидкістю світла

І таким може бути вітрило, що тягне капсулу з обладнанням.

Так куди полетимо? Є 5 дуже привабливих місць.

Система Центавра

Перша мета проекту Breakthrough Starshot система Центавра — найближча до Сонця. Там біля зірки Проксима Центавра (Proxima Centauri) недавно була виявлена планета — Proxima Centauri b. До неї трохи більше 4 світлових років — «під вітрилом» близько 20 років ходу. «Вояджери» добиралися б десятки тисяч років.

Сподіватися на те, що на цій самій планеті господарюють брати по розуму, було б, звичайно, легковажно. Але шанси підтримувати хоч якесь життя у Proxima Centauri b начебто є. До такого висновку прийшли фахівці NASA з Інституту космічних досліджень Годдарда (Goddard Institute for Space Studies)) і вчені з Колумбійського університету (Columbia University), що приєдналися до них.

А в Національному центрі наукових досліджень Франції (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS) — конкретно в астрофізичній лабораторії в Марселі (Marseille Astrophysics Laboratory) визначили, що Proxima Centauri b грунтовно залита водою. Вони вирахували, що радіус Proxima Centauri b становить від 0,9 до 1,4 земного. У першому випадку води на ній 0,05 відсотка від маси — майже в два рази більше, ніж на Землі, де води 0,02 відсотка.

У другому випадку — при радіусі 8920 кілометрів і менш щільних надрах — частка води зростає аж до 50 відсотків. Що відповідають її суцільному шару в 200 кілометрів. Тобто, може статися, що Proxima Centauri b виявиться планетою-океаном. Як Соляріс у Станіслава Лема.

Proxima Centauri b знаходиться в зоні життя.

Вчені вважають: обидві, «обчислені» ними планети — і та, що більша, і та, що менша — мають атмосферу, яку можна порівняти за товщиною з земною. А це підвищує шанси на те, що на Proxima Centauri b є хоч якесь життя.

Proxima b обертається по круговій орбіті, роблячи один оберт за 11,2 земних діб. Планета така стрімка в своєму бігу по орбіті, тому що розташована дуже близько до своєї зірки — приблизно в 20 разів ближче, ніж Земля до Сонця. При цьому Proxima b знаходиться в зоні придатній для життя — тобто, розташовується на такій відстані від своєї зірки, де не дуже жарко, і не зовсім вже холодно. І де вода може бути присутня в рідкому вигляді.

Сама зірка Проксима Центавра (α Centauri C, GL 551, HIP 70890) — червоний карлик, діаметр якого трохи більше, ніж у нашого Юпітера. Світла ця зірка дає всього 0,15 відсотка від сонячного. Важить приблизно в 10 разів менше, ніж Сонце. Але Proxima b знаходиться дуже близько до свого Червоного карлика — всього в 7,5 мільйона кілометрів від нього. Тому тепла, яке планета отримує від карлика — це 66 відсотків від того, що дає нам наше Сонце, цілком вистачає, щоб грітися, але не перегріватися.

Зірка Барнарда

За 30 років «вітрильник» дістався б до зірки Барнарда — другої по близькості до нас. До неї 6 світлових років.

Біля зірки Барнарда є планета — кам'яниста, масивніша від Землі в 3,2 рази — така собі Супер-Земля (Super-Earth), за науковою термінологією. Про її існування оголосили астрономи з американського Університету Вілланова (Villanova University).

Планету назвали Barnard's Star b. Як повідомив керівник дослідницького колективу Едвард Гуйнан (Edward Guinan), на ній, схоже, досить прохолодно — до мінус 150 градусів за Цельсієм. Як на Європі, супутнику Юпітера. Швидше за все, Barnard's Star b, як і Європа, покрита крижаною кіркою. І під нею теж знаходиться океан рідкої води — свій, але більш великий. Саме він і здатний підтримувати якусь життєдіяльність, нагріваючись за рахунок приливних сил і тепла ядра планети, яке, як вважають дослідники, складається з заліза і нікелю. Як у Землі.

Європа вважається досить перспективною для пошуків позаземних істот. І Barnard's Star b тепер теж.

Зірка Барнарда — найближча до Сонця одиночна зірка;

Зірка Барнарда червоний карлик. Гріє слабо. Планета отримує всього 2 відсотки того тепла, яке Сонце дає Землі, хоча знаходиться в два рази ближче до свого світила. Рік на Barnard's Star b триває 233 земних дні.

Зірка Барнарда і її планета приблизно в 2 рази старші за Сонячну систему. Часу на те, щоб там завелася хоч якась, живність вистачало з надлишком.

Зірка Ross 128

За зіркою Ross 128 — червоним карликом в сузір'ї Діви — європейські астрономи, що працювали під керівництвом доктора Ксав'є Бонфілcа (Dr Xavier Bonfils) з Університету Гренобля (Université Grenoble in France), спостерігали 12 років. Вірили, що поруч з нею є хоча б одна планета. І ось нещодавно переконалися: планета є. Вона схожа на Землю і лише на третину важча за неї.

Планету назвали Ross 128b. Астрономи прикинули: температура на ній коливається в межах від мінус 60 градусів за Цельсієм до плюс 20. Майже як у нас де-небудь на Чукотці. А там, як ми знаємо, є життя — місцями навіть розумне. Чому б йому не бути і на Ross 128b?

До речі, одного разу — ще до того, як біля зірки Ross 128 була виявлена планета, радіотелескоп в обсерваторії Аресібо зафіксував дивні сигнали, які надходили звідкись звідти. Вони відрізнялися від усіх відомих настільки, що деякі астрономи не посоромилися припустити, що сигналили представники позаземних цивілізацій. Це дає надію.

З планети біля зірки Зірка Ross 128 хтось сигналив.

Тау Кита

«На Тау Кита живуть в красі, живуть, між іншим, по-різному, товариші наші по розуму" — співав у 60-ті роки минулого століття Володимир Висоцький. У 2013 році астрономи великої міжнародної групи підтримали його, оголосивши про існування тут кількох планет. Їх позначили літерами — b, c, d, e, f.

У наступні роки вдалося зібрати нові дані і уточнити попередні. Вчені, ведені доктором Фабо Фенгом (Dr Fabo Feng) з Університету Хартфордшира (University of Hertfordshire), впевнилися: планети в системі Тау Кіта дійсно є. Але схоже, що їх не 5, а чотири.

Наявність планет, позначених b, c і d, не підтвердилося. Знайшлися планети e і f, а крім них — ще g і h.

Планети g і h трохи важчі за Землю, але великого інтересу — в сенсі пошуків позаземного життя — не виказують. На них дуже жарко — спекотніше, ніж на нашому Меркурії. А ось e і f потрапляють в так звану зону життя.

Спочатку вчені вважали планети e і f газовими гігантами. Але тепер прийшли до висновку, що вони кам'янисті. Тобто, подібні до Землі, тільки більші і приблизно в 4 рази важчі.

У системі зірки Тау Кита знаходяться дві Супер-Землі. Планети крупніші від нашої.

Клімат планети f швидше за все схожий на марсіанський — там може бути прохолодно, особливо у високих широтах. На планеті е тепліше, умови, можливо навіть, курортні.

Зірка Тау Кита подібна до нашого Сонця — одного з ним зоряного класу G. Але приблизно на 55 відсотків менш потужна. Тому вона навряд чи перегріває свою третю планету — е.

До Тау Кита 12 світлових років — відстань, яку «вітрильник» покрив би за 60 років. Аж ніяк не вічність. Ті ж «Вояджери» подорожують вже понад 40 років.

Зоряна система TRAPPIST-1

Як мінімум дві планети з семи, наявних в зоряній системі TRAPPIST-1, придатні для життя — нашого, людського життя. У цьому майже не сумнівається Емі Барр (Dr Amy Barr) з Інституту планетарних наук в Арізоні (Planetary Science Institute in Tucson, Arizona). Разом зі своїми угорськими колегами вона побудувала математичну модель руху всіх семи планет системи, яка дозволила визначити, наскільки на них тепло чи холодно. В результаті вчені з'ясували: вода — в тому чи іншому вигляді — присутня на шести планетах — за винятком самої крайньої, позначеної буквою «с». А на планетах «d» і «e» умови взагалі земні.

За словами Барр, середня температура на «d» — 15 градусів Цельсія. Тут навіть трохи тепліше, ніж на Землі, де середня температура 14,8 градуси. На «e» холодніше — приблизно, як в наших арктичних районах. На обох планетах є океани. На «d» вони схожі до наших, на «e» — покриті льодом.

За кількістю планет зоряна система TRAPPIST-1 нагадує Сонячну.

До планет системи TRAPPIST-1 39 світлових років — 195 років під «вітрилом». Але і туди можна дістатися, як вважають астрономи.

Червоний карлик TRAPPIST -1 в 2000 разів тьмяніший за наше Сонце і в два рази холодніший від нього. Важить в 12 разів менше Сонця, а за розміром трохи більший за наш Юпітер.

Планети в системі TRAPPIST -1 розташовані дуже близько до свого — не дуже гарячого — світила. Найближча, наприклад, робить один оберт навколо нього всього за півтора земних дня.

Планети TRAPPIST -1 розташовані ще й близько одна до одної. У НАСА запевнили: аборигени, що знаходяться на одній планеті, бачили б сусідні в подробицях, а своє сонце — величезною жовто-помаранчевою кулею.

З планет, розташованих біля червоних карликів, відкривається приголомшливий вид на світило.

ДО РЕЧІ

Гальмуй!

До великих недоліків проекту Breakthrough Starshot скептики відносять те, що «вітрильник» не зможе гальмувати. Тобто, навіть досягнувши мети, він пронесеться повз неї на шаленій швидкості. Чи встигне зібрати корисні дані?

Можливо, вітрильник оснастять гальмом. Його на всякий випадок винайшов німецький фізик-теоретик Клаудіус Грос (Claudius Gros) з Університету Франкфурта (University of Frankfurt).

Грос назвав своє гальмо магнітним вітрилом. Але не в силу зовнішньої схожості, а за принципом дії — протилежним тому, за рахунок якого «вітрильник» прискорювався. Парус німця — це тонкий багатокілометровий надпровідник. По суті найтонша нитка. Рухаючись, вона буде генерувати магнітне поле. Воно — взаємодіяти з міжзоряним середовищем і гальмувати.

Гальмівну нитку треба буде прив'язати до «вітрильника» і в потрібний момент випустити. Грос запевняє, що вона швидко знизить швидкість зонда приблизно до тисячі кілометрів за секунду.

+3
126
RSS
Ну, що, поїхали? — як казав кались Гагарін.
Слова цієї пісні колись чи то в 1979, чи то в 1980 році надиктував мені Микола Анастасьєвич — мій репетитор-фізик, з яким я тоді займався «про всяк випадок». Бо ніхто ж не знав, чи вдасться мені вибороти золоту медаль за школу… а якщо вдасться — то чи здам я на вступному в КПІ першу письмову математику на «5». Отож мама про всяк випадок найняла мені ще й репетитора-фізика.
_добре
Не згодилося. Однак в перерві між заняттями «В далеком созвездии Тау-Кита...» репетитор на моє прохання таки продиктував…
02:56
+2
Почитайте мою позаторішню публікацію:
«Крихітки» штурмують космос
_сміюсь _сміюсь _сміюсь

Лонг, звичайно ж, агітує за проект Breakthrough Starshot, на здійснення якого російський мільярдер Юрій Мілнер виділив 100 мільйонів доларів. На думку фізика, він — проект — один з небагатьох, який можна реалізувати вже найближчим часом.
Задумано, що до зірок полетять мініатюрні кораблі, оснащені вітрилами. «Полотнище», що відбиває світло, наприклад, з графену, площею кілька квадратних метрів буде тягнути за собою крихітну капсулу — з квасолину або трохи більшу, напхану приладами, камерами, антенами і навіть телескопом.
«Світловим вітром» парус наповнять встановлені на Землі лазери сумарною потужністю в 100 гігават. За 10 хвилин вони розженуть корабель до 60 тисяч кілометрів на секунду — це 0,2 швидкості світла.

Зоряний вітрильник
Щось мені сумнівно, щоб за 10 хвилин міжзоряний вітрильник розігнався до 60'000 км/с… Окрім того, на 20% світлової швидкості космічний вакуум не буде аж таким вакуумом… Вітрильник почне гальмувати. Отже, його треба буле підганяти лазерами з Землі… Інакше він втратить швидкість. А це створює проблему «прицілювання» лазерами з Землі — про що, власне, і йшлося в моїй статті.
_соромлюсь

Окрім того, якщо «російський мільярдер Юрій Мілнер» тільки ще «виділив 100 мільйонів доларів», то американці ще позаторік вже вивели свій мініатюрний вітрильник на орбіту Землі!

Щодо космічного апарату «Sprite», то він важить всього лише 4 грами і нагадує «солоний крекер». Він був створений у рамках підготовки польоту аналогічних пристроїв до зоряної системи α Центавра — найближчої до нашої Сонячної системи, відстань до якої сягає 4,36 світлового року. Як зазначає Зак Манчестер, створення «Sprite» стало можливим завдяки розвитку напівпровідникових технологій, оскільки переважна більшість його функцій забезпечується однією-єдиною інтегральною схемою.
Варто зазначити також, що запуск мініатюрного космічного апарату в межах зазначеної програми є далеко не першим. Дослідження почалися ще в 2014 році, але тоді апарат зійшов з орбіти і згорів в атмосфері Землі. Окрім того, декілька подібних до «Sprite» апаратів були відправлені в космічний політ 23 червня, однак вони не мали пристроїв для передавання сигналу з орбіти, а отже, не могли налагодити зв'язок з центром управління польотом. На відміну від усіх попередників, новий апарат був обладнаний відповідним чином і передав на Землю стандартний сигнал.

Отже, американці попереду, а росіяни пасуть задніх… Ну що ж, я не проти. Нехай виділяють хоч $100 млн, хоч в сто разів більше! Тим менше на їхню «оборонку» залишиться…
09:24 (відредаговано)
+2
Ох, Зірко, навряд, що «поїдуть». Написано, що лазери мають бути загальною потужністю 100 гігават. Переведемо це у зрозумілі кіловати:
100 гігават: 1000 = 100 мільярдів кіловат!
Пройшла інформація, що США за рік оснастять війська бойовими лазерами (одного):
потужність — 30 кіловат
Маса — до 150 кг
Об'єм — до 1 м куб.
09:30
+2
Умови і відстані у Космосі такі, що подорожі між зірками у тілесній формі здаються неможливими. А так, як літає Душа — можливо!
Летіти можна й кілька поколінь, якщо корабель достатньо великий.
Летіти можна з комфортом — цілою зіркою з планетою разом!

Випадкові Дописи