Am 22. Februar 2017 gab die NASA bekannt, dass 7 Exoplaneten um den Einzelstern TRAPPIST-1 gefunden wurden. Drei von ihnen liegen in dem Entfernungsbereich vom Stern, den der Planet haben kann flüssiges Wasser und Wasser ist der Schlüssel zum Leben. Es wird auch berichtet, dass sich dieses Sternensystem in einer Entfernung von 40 Lichtjahren von der Erde befindet.

Diese Nachricht machte viel Lärm in den Medien, manche hatten sogar den Eindruck, die Menschheit sei nur einen Schritt davon entfernt, in der Nähe neue Siedlungen zu errichten neuer Stern, aber das ist nicht so. Aber 40 Lichtjahre sind viel, es ist viel, es sind zu viele Kilometer, das heißt, das ist eine ungeheuer kolossale Entfernung!

Aus dem Gang der Physik ist die dritte kosmische Geschwindigkeit bekannt – das ist die Geschwindigkeit, die ein Körper an der Erdoberfläche haben muss, um darüber hinauszugehen Sonnensystem. Der Wert dieser Geschwindigkeit beträgt 16,65 km/s. Gewöhnliche Raumfahrzeuge im Orbit starten mit einer Geschwindigkeit von 7,9 km / s und kreisen um die Erde. Im Prinzip ist eine Geschwindigkeit von 16-20 km/s für moderne irdische Technologien durchaus erschwinglich, aber nicht mehr!

Die Menschheit hat noch nicht gelernt, Raumschiffe schneller als 20 km/sec zu beschleunigen.

Lassen Sie uns berechnen, wie viele Jahre ein Raumschiff mit einer Geschwindigkeit von 20 km/s braucht, um 40 Lichtjahre zu überwinden und den Stern TRAPPIST-1 zu erreichen.
Ein Lichtjahr ist die Entfernung, die ein Lichtstrahl im Vakuum zurücklegt, und die Lichtgeschwindigkeit beträgt ungefähr 300.000 km/s.

Ein von Menschenhand geschaffenes Raumschiff fliegt mit einer Geschwindigkeit von 20 km/s, also 15.000-mal langsamer als die Lichtgeschwindigkeit. Ein solches Schiff überwindet 40 Lichtjahre in einer Zeit von 40*15000=600000 Jahren!

Ein Erdschiff (mit dem heutigen Stand der Technik) wird in etwa 600.000 Jahren zum Stern TRAPPIST-1 fliegen! Homo sapiens existiert auf der Erde (laut Wissenschaftlern) nur 35-40.000 Jahre und hier bis zu 600.000 Jahre!

In naher Zukunft wird die Technologie es einer Person nicht erlauben, den Stern TRAPPIST-1 zu erreichen. Selbst vielversprechende Triebwerke (Ionen-, Photonen-, Raumsegel usw.), die es in der irdischen Realität nicht gibt, beschleunigen das Schiff schätzungsweise auf eine Geschwindigkeit von 10.000 km / s, was die Flugzeit zum TRAPPIST-1-System bedeutet wird auf 120 Jahre verkürzt. Dies ist bereits eine mehr oder weniger akzeptable Zeit für das Fliegen mit Hilfe von schwebenden Animationen oder für mehrere Generationen von Migranten, aber heute sind alle diese Motoren fantastisch.

Selbst die nächsten Sterne sind noch zu weit von Menschen entfernt, zu weit, ganz zu schweigen von den Sternen unserer Galaxie oder anderer Galaxien.

Der Durchmesser unserer Galaxie die Milchstrasse beträgt ungefähr 100.000 Lichtjahre, dh der Weg von einem Ende zum anderen für ein modernes irdisches Schiff wird 1,5 Milliarden Jahre betragen! Die Wissenschaft geht davon aus, dass unsere Erde 4,5 Milliarden Jahre alt ist und das vielzellige Leben etwa 2 Milliarden Jahre alt ist. Die Entfernung zur uns am nächsten gelegenen Galaxie – dem Andromeda-Nebel – beträgt 2,5 Millionen Lichtjahre von der Erde – was für ungeheure Entfernungen!

Wie Sie sehen können, wird von allen heute lebenden Menschen niemand jemals einen Fuß auf die Erde eines Planeten in der Nähe eines anderen Sterns setzen.

Irgendwann in unserem Leben hat sich jeder von uns diese Frage gestellt: Wie lange dauert es, zu den Sternen zu fliegen? Ist ein solcher Flug in einem Menschenleben möglich, können solche Flüge zur Normalität des Alltags werden? Auf diese komplexe Frage gibt es viele Antworten, je nachdem, wer fragt. Einige sind einfach, andere sind schwieriger. Um eine umfassende Antwort zu finden, gibt es zu viele Dinge zu beachten.

Leider gibt es keine wirklichen Schätzungen, um eine solche Antwort zu finden, und das ist frustrierend für Zukunftsforscher und interstellare Reisebegeisterte. Ob es uns gefällt oder nicht, der Weltraum ist sehr groß (und komplex) und unsere Technologie ist immer noch begrenzt. Aber wenn wir uns jemals dazu entschließen, unser „Nest“ zu verlassen, werden wir mehrere Möglichkeiten haben, zum nächsten Sternensystem in unserer Galaxie zu gelangen.

Der unserer Erde nächste Stern ist die Sonne, ein ziemlich „durchschnittlicher“ Stern nach dem Schema „ Hauptsequenz»Hertzsprung – Russell. Das bedeutet, dass der Stern sehr stabil ist und genügend Sonnenlicht liefert, damit sich Leben auf unserem Planeten entwickeln kann. Wir wissen, dass es andere Planeten gibt, die Sterne in der Nähe unseres Sonnensystems umkreisen, und viele dieser Sterne ähneln unseren eigenen.

Wenn die Menschheit in Zukunft das Sonnensystem verlassen möchte, werden wir eine riesige Auswahl an Sternen haben, zu denen wir gehen könnten, und viele von ihnen könnten durchaus günstige Lebensbedingungen haben. Aber wohin gehen wir und wie lange werden wir brauchen, um dorthin zu gelangen? Vergessen Sie nicht, dass dies alles nur Spekulationen sind und es derzeit keine Richtlinien für interstellare Reisen gibt. Nun, wie Gagarin sagte, auf geht's!

Greifen Sie nach dem Stern
Wie bereits erwähnt, ist der Stern, der unserem Sonnensystem am nächsten liegt, Proxima Centauri und hat daher einen Stern großartiger Sinn Beginnen Sie von dort aus mit der Planung einer interstellaren Mission. Als Teil des Dreifachsternsystems Alpha Centauri liegt Proxima 4,24 Lichtjahre (1,3 Parsec) von der Erde entfernt. Alpha Centauri ist tatsächlich der hellste der drei Sterne im System, Teil eines engen Doppelsternsystems, das 4,37 Lichtjahre von der Erde entfernt ist – während Proxima Centauri (der dunkelste der drei) ein isolierter Roter Zwerg ist, der 0,13 Lichtjahre entfernt ist aus einem dualen System.

Und obwohl Gespräche über interstellare Reisen Gedanken an alle Arten von "schneller-als-Licht" (FSL)-Reisen hervorrufen, die von Warp-Geschwindigkeiten und Wurmlöchern bis hin zu Subraumantrieben reichen, sind solche Theorien entweder in der höchste Grad fiktiv (wie der Alcubierre-Motor) oder nur in Science-Fiction existieren. Jede Mission in den Weltraum wird sich über Generationen von Menschen erstrecken.

Also, wenn Sie mit einer der langsamsten Formen beginnen Raumfahrt Wie lange dauert es, bis ich nach Proxima Centauri komme?

Moderne Methoden

Die Frage der Abschätzung der Reisedauer im Weltraum ist viel einfacher, wenn vorhandene Technologien und Körper in unserem Sonnensystem daran beteiligt sind. Mit der von der Mission New Horizons verwendeten Technologie können beispielsweise 16 Hydrazin-Monotreibstoff-Triebwerke den Mond in nur 8 Stunden und 35 Minuten erreichen.

Hinzu kommt die SMART-1-Mission der Europäischen Weltraumorganisation, die sich mit Ionenantrieb zum Mond bewegte. Mit dieser revolutionären Technologie, von der eine Variante auch von der Raumsonde Dawn verwendet wurde, um Vesta zu erreichen, brauchte die SMART-1-Mission ein Jahr, einen Monat und zwei Wochen, um zum Mond zu gelangen.

Von schnellen Raketen-Raumfahrzeugen bis hin zu sparsamen Ionenantrieben haben wir ein paar Optionen, um uns im lokalen Weltraum fortzubewegen – außerdem können Sie Jupiter oder Saturn als riesige Gravitationsschleuder verwenden. Wenn wir jedoch vorhaben, ein wenig weiter zu gehen, müssen wir die Leistungsfähigkeit der Technologie erhöhen und neue Möglichkeiten erkunden.

Wenn wir von möglichen Methoden sprechen, dann meinen wir solche, die bestehende Technologien einbeziehen oder solche, die noch nicht existieren, aber technisch machbar sind. Einige von ihnen sind, wie Sie sehen werden, erprobt und bestätigt, während andere fraglich bleiben. Kurz gesagt, sie stellen ein mögliches, aber sehr zeitaufwändiges und finanziell teures Szenario dar, um selbst zum nächsten Stern zu reisen.

Ionische Bewegung

Die langsamste und wirtschaftlichste Antriebsform ist nun der Ionenantrieb. Vor einigen Jahrzehnten galt die Ionenbewegung als Science-Fiction-Thema. Aber in den letzten Jahren Technologien zur Unterstützung von Ionenstrahlrudern sind von der Theorie in die Praxis übergegangen, und das mit großem Erfolg. Die SMART-1-Mission der Europäischen Weltraumorganisation ist ein Beispiel für eine erfolgreiche Mission zum Mond in 13 Monaten spiralförmiger Bewegung von der Erde.

SMART-1 verwendete Ionentriebwerke an Solarenergie, in dem Strom von Sonnenkollektoren gesammelt und zum Antrieb von Hall-Effekt-Motoren verwendet wurde. Es brauchte nur 82 Kilogramm Xenon-Treibstoff, um SMART-1 zum Mond zu bringen. 1 Kilogramm Xenon-Kraftstoff liefert ein Delta-V von 45 m/s. Dies ist eine äußerst effiziente Bewegungsform, aber bei weitem nicht die schnellste.

Eine der ersten Missionen, die Ionentriebwerkstechnologie einsetzte, war die Deep Space 1-Mission zum Kometen Borrelli im Jahr 1998. Der DS1 verwendete ebenfalls einen Xenon-Ionen-Motor und verbrauchte 81,5 kg Kraftstoff. In 20 Monaten Schub erreichte die DS1 zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs des Kometen Geschwindigkeiten von 56.000 km/h.

Ionentriebwerke sind wirtschaftlicher als Raketentechnologien, da ihr Schub pro Masseneinheit des Treibmittels (spezifischer Impuls) viel höher ist. Aber Ionentriebwerke brauchen lange, um ein Raumschiff auf beträchtliche Geschwindigkeiten zu beschleunigen, und die Höchstgeschwindigkeiten hängen von der Treibstoffunterstützung und der Stromerzeugung ab.

Wenn also bei einer Mission nach Proxima Centauri ein Ionenantrieb zum Einsatz kommt, müssen die Triebwerke über eine starke Energiequelle (Kernenergie) und große Treibstoffreserven (wenn auch weniger als herkömmliche Raketen) verfügen. Aber wenn Sie davon ausgehen, dass 81,5 kg Xenon-Kraftstoff 56.000 km / h entsprechen (und es keine anderen Bewegungsformen gibt), können Sie Berechnungen anstellen.

Auf der Höchstgeschwindigkeit Bei 56.000 km/h würde Deep Space 1 81.000 Jahre brauchen, um die 4,24 Lichtjahre zwischen der Erde und Proxima Centauri zurückzulegen. Im Laufe der Zeit sind dies etwa 2700 Generationen von Menschen. Man kann mit Sicherheit sagen, dass ein interplanetarer Ionenantrieb für eine bemannte interstellare Mission zu langsam wäre.

Aber wenn die Ionentriebwerke größer und leistungsstärker sind (d. h. die Ionenausflussrate viel schneller ist), wenn genug Raketentreibstoff für die gesamten 4,24 Lichtjahre vorhanden ist, wird die Reisezeit erheblich verkürzt. Aber es wird immer noch viel mehr als eine menschliche Lebensspanne geben.

Gravitationsmanöver

Die meisten der schnelle Weg Raumfahrt ist die Verwendung der Schwerkraftunterstützung. Bei dieser Methode verwendet das Raumfahrzeug Relativbewegung(d. h. Umlaufbahn) und die Schwerkraft des Planeten, um Weg und Geschwindigkeit zu ändern. Schwerkraftmanöver sind eine äußerst nützliche Technik. Raumflüge, insbesondere wenn die Erde oder ein anderer massiver Planet (wie ein Gasriese) zur Beschleunigung verwendet wird.

Die Raumsonde Mariner 10 war die erste, die diese Methode verwendete, indem sie die Anziehungskraft der Venus nutzte, um im Februar 1974 in Richtung Merkur zu beschleunigen. In den 1980er Jahren nutzte die Sonde Voyager 1 Saturn und Jupiter für Gravitationsmanöver und Beschleunigung auf 60.000 km/h, gefolgt von einem Austritt in den interstellaren Raum.

Die Mission Helios 2, die 1976 begann und das interplanetare Medium zwischen 0,3 AE erkunden sollte. E. und 1 a. B. von der Sonne, hält den Rekord für die höchste Geschwindigkeit, die mit Hilfe eines Gravitationsmanövers entwickelt wurde. Damals hielten Helios 1 (gestartet 1974) und Helios 2 den Rekord für die engste Annäherung an die Sonne. Helios 2 wurde von einer konventionellen Rakete gestartet und in eine stark verlängerte Umlaufbahn gebracht.

Aufgrund der großen Exzentrizität (0,54) der 190-tägigen Sonnenumlaufbahn erreichte Helios 2 im Perihel eine Höchstgeschwindigkeit von über 240.000 km/h. Diese Umlaufgeschwindigkeit wurde nur aufgrund der Anziehungskraft der Sonne entwickelt. Technisch gesehen war die Perihelgeschwindigkeit von Helios 2 nicht das Ergebnis einer Schwerkraftunterstützung, sondern ein Maximum Umlaufgeschwindigkeit, aber das Gerät hält immer noch den Rekord für das schnellste künstliche Objekt.

Wenn sich Voyager 1 mit einer konstanten Geschwindigkeit von 60.000 km/h auf den Roten Zwerg Proxima Centauri zubewegen würde, würde es 76.000 Jahre (oder mehr als 2.500 Generationen) dauern, um diese Strecke zurückzulegen. Aber wenn die Sonde die Rekordgeschwindigkeit von Helios 2 erreichen würde – eine konstante Geschwindigkeit von 240.000 km/h –, würde sie 19.000 Jahre (oder mehr als 600 Generationen) brauchen, um 4.243 Lichtjahre zurückzulegen. Wesentlich besser, wenn auch nicht annähernd praktikabel.

Elektromagnetischer EM-Antriebsmotor

Eine weitere vorgeschlagene Methode für interstellare Reisen ist der RF Resonant Cavity Drive, auch bekannt als EM Drive. Der Motor wurde bereits 2001 von Roger Scheuer, dem britischen Wissenschaftler, der Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) zur Durchführung des Projekts gründete, vorgeschlagen und basiert auf der Idee, dass elektromagnetische Mikrowellenhohlräume elektrische Energie direkt in Schub umwandeln können.

Während herkömmliche elektromagnetische Triebwerke dafür ausgelegt sind, eine bestimmte Masse (wie ionisierte Teilchen) anzutreiben, ist dieses spezielle Antriebssystem unabhängig von der Massenreaktion und emittiert keine gerichtete Strahlung. Im Allgemeinen stieß dieser Motor auf ziemliche Skepsis, vor allem, weil er gegen das Gesetz der Impulserhaltung verstößt, wonach der Impuls des Systems konstant bleibt und nicht erzeugt oder zerstört, sondern nur gewaltsam geändert werden kann.

Jüngste Experimente mit dieser Technologie haben jedoch offensichtlich zu positiven Ergebnissen geführt. Im Juli 2014 gaben fortgeschrittene Jet-Wissenschaftler der NASA auf der 50. AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference in Cleveland, Ohio, bekannt, dass sie ein neues elektromagnetisches Antriebsdesign erfolgreich getestet haben.

Im April 2015 gaben Wissenschaftler der NASA Eagleworks (Teil des Johnson Space Center) bekannt, dass sie diesen Motor erfolgreich im Vakuum getestet haben, was auf eine mögliche Anwendung im Weltraum hindeuten könnte. Im Juli desselben Jahres eine Gruppe von Wissenschaftlern aus der Abteilung Raumfahrtsysteme Dresden Technische Universität entwickelte ihre eigene Version des Motors und beobachtete spürbaren Schub.

Im Jahr 2010 begann Professorin Zhuang Yang von der Northwestern Polytechnic University in Xi'an, China, eine Reihe von Artikeln über ihre Forschung zur EM-Antriebstechnologie zu veröffentlichen. 2012 meldete sie eine hohe Leistungsaufnahme (2,5 kW) und einen aufgezeichneten Schub von 720 mn. Es führte 2014 auch umfangreiche Tests durch, einschließlich interner Temperaturmessungen mit eingebauten Thermoelementen, die zeigten, dass das System funktionierte.

Der Prototyp der NASA (der eine Leistungsschätzung von 0,4 N/Kilowatt erhielt) berechnete, dass ein elektromagnetisch angetriebenes Raumschiff in weniger als 18 Monaten eine Reise zum Pluto machen könnte. Das ist sechsmal weniger, als die Sonde New Horizons, die sich mit einer Geschwindigkeit von 58.000 km/h bewegte, benötigte.

Klingt beeindruckend. Aber selbst in diesem Fall wird das Schiff mit elektromagnetischen Motoren 13.000 Jahre lang nach Proxima Centauri fliegen. Knapp, aber noch nicht genug. Darüber hinaus ist es zu früh, um über ihre Verwendung zu sprechen, bis das ganze e in dieser Technologie gepunktet ist.

Kernthermischer und nuklearelektrischer Antrieb

Eine andere Möglichkeit, einen interstellaren Flug durchzuführen, ist die Verwendung eines Raumfahrzeugs, das mit Atommotoren ausgestattet ist. Die NASA untersucht solche Optionen seit Jahrzehnten. Eine nukleare thermische Antriebsrakete könnte Uran- oder Deuteriumreaktoren verwenden, um den Wasserstoff im Reaktor zu erhitzen und ihn in ionisiertes Gas (Wasserstoffplasma) umzuwandeln, das dann in die Raketendüse geleitet würde und Schub erzeugt.

Eine nuklearelektrisch angetriebene Rakete enthält denselben Reaktor, der Wärme und Energie in Elektrizität umwandelt, die dann einen Elektromotor antreibt. In beiden Fällen verlässt sich die Rakete für den Schub eher auf Fusion oder Spaltung als auf chemischer Brennstoff, auf dem alle modernen Raumfahrtagenturen operieren.

Im Vergleich zu chemischen Motoren haben Atommotoren unbestreitbare Vorteile. Erstens hat es im Vergleich zu Treibgas eine praktisch unbegrenzte Energiedichte. Darüber hinaus erzeugt ein Atommotor im Vergleich zur verbrauchten Brennstoffmenge auch einen starken Schub. Dies reduziert die erforderliche Kraftstoffmenge und gleichzeitig das Gewicht und die Kosten eines bestimmten Geräts.

Obwohl thermische nuklearbetriebene Motoren noch nicht in den Weltraum gegangen sind, wurden ihre Prototypen entwickelt und getestet, und es wurden sogar noch mehr vorgeschlagen.

Und doch hat das beste vorgeschlagene Konzept einer nuklearen Wärmekraftmaschine trotz der Vorteile bei der Kraftstoffeinsparung und dem spezifischen Impuls einen maximalen spezifischen Impuls von 5000 Sekunden (50 kN·s/kg). Mit Atommotoren, die durch Kernspaltung oder Kernfusion angetrieben werden, könnten NASA-Wissenschaftler ein Raumschiff in nur 90 Tagen zum Mars bringen, wenn der Rote Planet 55.000.000 Kilometer von der Erde entfernt wäre.

Aber wenn wir über die Reise nach Proxima Centauri sprechen, würde es Jahrhunderte dauern, bis eine Atomrakete auf einen erheblichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Dann braucht es mehrere Jahrzehnte des Reisens und danach noch viele Jahrhunderte der Entschleunigung auf dem Weg zum Ziel. Wir sind noch 1000 Jahre von unserem Ziel entfernt. Was für interplanetare Missionen gut ist, ist für interstellare Missionen nicht so gut.

Proxima Centauri.

Hier ist eine klassische Backfill-Frage. Frage deine Freunde Welche ist uns am nächsten?" und dann schau dir die Liste an nächsten Sterne. Vielleicht Sirius? Alpha etwas da? Beteigeuze? Die Antwort ist offensichtlich - es ist; ein massiver Plasmaball, der sich etwa 150 Millionen Kilometer von der Erde entfernt befindet. Lassen Sie uns die Frage klären. Welcher stern ist der sonne am nächsten?

nächsten Stern

Das haben Sie wahrscheinlich schon gehört - der dritthellste Stern am Himmel in einer Entfernung von nur 4,37 Lichtjahren. Aber Alpha Centauri kein einzelner Stern, es ist ein System von drei Sternen. Erstens, Doppelstern(Doppelstern) mit einem gemeinsamen Schwerpunkt und einer Umlaufzeit von 80 Jahren. Alpha Centauri A ist nur geringfügig massereicher und heller als die Sonne, während Alpha Centauri B etwas weniger massereich als die Sonne ist. Es gibt noch eine dritte Komponente in diesem System, einen schwachen Roten Zwerg Proxima Centauri (Proxima Centauri).

Proxima Centauri- Das ist es nächster Stern zu unserer Sonne, befindet sich in einer Entfernung von nur 4,24 Lichtjahren.

Proxima Centauri.

Mehrsternsystem Alpha Centauri befindet sich im Sternbild Centaurus, das nur auf der Südhalbkugel sichtbar ist. Selbst wenn Sie dieses System sehen, können Sie es leider nicht sehen Proxima Centauri. Dieser Stern ist so schwach, dass Sie ein Teleskop benötigen, das stark genug ist, um ihn zu sehen.

Lassen Sie uns herausfinden, wie weit Proxima Centauri von uns. Nachdenken über. bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von knapp 60.000 km/h am schnellsten in. Diesen Weg hat er 2015 für 9 Jahre gemeistert. Reisen so schnell, um dorthin zu gelangen Proxima Centauri, New Horizons wird 78.000 Lichtjahre benötigen.

Proxima Centauri ist der nächste Sternüber 32.000 Lichtjahre und wird diesen Rekord für weitere 33.000 Jahre halten. Er wird sich der Sonne in etwa 26.700 Jahren am nächsten nähern, wenn die Entfernung von diesem Stern zur Erde nur noch 3,11 Lichtjahre beträgt. In 33.000 Jahren wird der nächste Stern sein Roß 248.

Was ist mit der Nordhalbkugel?

Für diejenigen von uns, die auf der Nordhalbkugel leben, ist der nächste sichtbare Stern Barnards Stern, ein weiterer Roter Zwerg im Sternbild Ophiuchus (Ophiuchus). Leider ist Barnards Stern wie Proxima Centauri zu dunkel, um mit bloßem Auge gesehen zu werden.

Barnards Stern.

nächsten Stern, die man auf der Nordhalbkugel mit bloßem Auge sehen kann, ist Sirius (alpha Großer Hund) . Sirius zweimal mehr Sonne in Größe und Masse und der hellste Stern am Himmel. 8,6 Lichtjahre entfernt im Sternbild Großer Hund gelegen, ist dies der berühmteste Stern, der im Winter Orion am Nachthimmel jagt.

Wie haben Astronomen die Entfernung zu Sternen gemessen?

Sie verwenden eine Methode namens . Machen wir ein kleines Experiment. Halten Sie einen Arm lang ausgestreckt und platzieren Sie Ihren Finger so, dass ein entfernter Gegenstand in der Nähe ist. Öffnen und schließen Sie nun abwechselnd jedes Auge. Beachten Sie, wie Ihr Finger hin und her zu springen scheint, wenn Sie ihn mit anderen Augen betrachten. Dies ist die Parallaxenmethode.

Parallaxe.

Um die Entfernung zu den Sternen zu messen, können Sie den Winkel zum Stern in Bezug darauf messen, wann sich die Erde auf einer Seite der Umlaufbahn befindet, sagen wir im Sommer, und dann 6 Monate später, wenn sich die Erde auf die gegenüberliegende Seite der Umlaufbahn bewegt , und messen Sie dann den Winkel zu dem Stern im Vergleich zu einem entfernten Objekt. Befindet sich der Stern in unserer Nähe, kann dieser Winkel gemessen und die Entfernung berechnet werden.

Sie können auf diese Weise wirklich die Entfernung messen Sterne in der Nähe, aber diese Methode funktioniert nur bis zu 100.000 Lichtjahren.

20 nächste Sterne

Hier ist eine Liste der 20 nächstgelegenen Sternensysteme und ihrer Entfernungen in Lichtjahren. Einige von ihnen haben mehrere Sterne, aber sie sind Teil desselben Systems.

Laut NASA gibt es 45 Sterne in einem Umkreis von 17 Lichtjahren um die Sonne. Es gibt über 200 Milliarden Sterne im Universum. Einige von ihnen sind so dunkel, dass sie kaum zu erkennen sind. Vielleicht werden Wissenschaftler mit neuen Technologien Sterne noch näher an uns finden.

Der Titel des Artikels, den Sie gelesen haben "Nächster Stern zur Sonne".

Sicherlich, nachdem man in irgendeinem fantastischen Actionfilm den Ausdruck a la „20 to Tatooine“ gehört hat Lichtjahre“, stellten viele berechtigte Fragen. Ich nenne einige davon:

Ist ein Jahr nicht eine Zeit?

Was ist dann Lichtjahr?

Wie viele Kilometer hat es?

Wie lange wird es dauern Lichtjahr Raumschiff mit Erde?

Ich habe mich entschieden, den heutigen Artikel der Erklärung der Bedeutung dieser Maßeinheit zu widmen, sie mit unseren üblichen Kilometern zu vergleichen und die Skalen dafür zu demonstrieren Universum.

Virtueller Rennfahrer.

Stellen Sie sich eine Person vor, die gegen alle Regeln verstößt und mit einer Geschwindigkeit von 250 km / h über die Autobahn rast. In zwei Stunden wird er 500 km überwinden und in vier - bis zu 1000. Es sei denn natürlich, er stürzt dabei ab ...

Es scheint, dass dies die Geschwindigkeit ist! Aber um den gesamten Globus (≈ 40.000 km) zu umrunden, benötigt unser Fahrer 40-mal mehr Zeit. Und das sind schon 4 x 40 = 160 Stunden. Oder fast ganze Woche Dauerfahrt!

Am Ende werden wir aber nicht sagen, dass er 40.000.000 Meter zurückgelegt hat. Denn die Faulheit hat uns immer gezwungen, kürzere alternative Maßeinheiten zu erfinden und zu verwenden.

Grenze.

Aus Schulkurs Physik sollte jeder wissen, dass der schnellste Fahrer in Universum- hell. Sein Strahl legt in einer Sekunde eine Strecke von etwa 300.000 km zurück, umrundet die Erde also in 0,134 Sekunden. Das ist 4.298.507 mal schneller als unser virtueller Racer!

Aus Erde Vor Mond Licht erreicht im Durchschnitt in 1,25 s, bis zu Sonne sein Strahl wird in etwas mehr als 8 Minuten rauschen.

Kolossal, oder? Aber die Existenz von Geschwindigkeiten, die größer als die Lichtgeschwindigkeit sind, wurde noch nicht bewiesen. So Akademie entschieden, dass es logisch wäre, kosmische Skalen in Einheiten zu messen, die eine Radiowelle in bestimmten Zeitintervallen durchläuft (was insbesondere Licht ist).

Entfernungen.

Auf diese Weise, Lichtjahr- nichts weiter als die Entfernung, die ein Lichtstrahl in einem Jahr überwindet. Auf interstellaren Maßstäben macht die Verwendung kleinerer Entfernungseinheiten nicht viel Sinn. Und doch sind sie es. Hier sind ihre ungefähren Werte:

1 Lichtsekunde ≈ 300.000 km;

1 Lichtminute ≈ 18.000.000 km;

1 Lichtstunde ≈ 1.080.000.000 km;

1 Lichttag ≈ 26.000.000.000 km;

1 Lichtwoche ≈ 181.000.000.000 km;

1 Lichtmonat ≈ 790.000.000.000 km.

Und jetzt, damit Sie verstehen, woher die Zahlen kommen, lassen Sie uns berechnen, was eins gleich ist Lichtjahr.

Ein Jahr hat 365 Tage, ein Tag 24 Stunden, eine Stunde 60 Minuten und eine Minute 60 Sekunden. Somit besteht ein Jahr aus 365 x 24 x 60 x 60 = 31.536.000 Sekunden. Licht legt in einer Sekunde 300.000 km zurück. Folglich legt sein Strahl in einem Jahr eine Entfernung von 31.536.000 x 300.000 = 9.460.800.000.000 km zurück.

Diese Nummer liest sich wie folgt: Neun Billionen, vierhundertsechzig Milliarden und achthundert Millionen Kilometer.

Natürlich der genaue Wert Lichtjahr etwas anders als wir berechnet haben. Aber bei der Beschreibung von Entfernungen zu Sternen in populärwissenschaftlichen Artikeln ist im Prinzip nicht die höchste Genauigkeit gefragt, und hundert oder zwei Millionen Kilometer werden hier keine besondere Rolle spielen.

Nun lasst uns unsere Gedankenexperimente fortsetzen...

Waage.

Nehmen wir an, modern Raumschiff Blätter Sonnensystem ab dem dritten Raumgeschwindigkeit(≈ 16,7 km/s). Zuerst Lichtjahr er wird in 18.000 Jahren überwinden!

4,36 Lichtjahre zu unserem nächsten Sternensystem ( Alpha Centauri, siehe Bild am Anfang) wird es in etwa 78.000 Jahren überwinden!

Unser die Milchstraße, mit einem Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahre, wird es in 1 Milliarde 780 Millionen Jahren überqueren.

Astronomen haben den ersten potenziell bewohnbaren Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckt.

Der Grund für diese Schlussfolgerung ist die Arbeit amerikanischer „Exoplanetenjäger“ (Exoplaneten sind solche, die um andere Sterne kreisen, nicht um die Sonne).

Es wird vom Astrophysical Journal veröffentlicht. Die Veröffentlichung ist unter arXiv.org zu finden.

Der rote Zwerg Gliese-581, der sich von der Erde aus gesehen im Sternbild Waage in einer Entfernung von 20,5 Lichtjahren befindet (ein Lichtjahr = die Entfernung, die das Licht in einem Jahr mit einer Geschwindigkeit von 300.000 km / s zurücklegt. ), hat lange die Aufmerksamkeit von "Exoplanetenjägern" auf sich gezogen.

Es ist bekannt, dass unter den bisher entdeckten Exoplaneten die meisten sehr massereich und dem Jupiter ähnlich sind – sie sind leichter zu finden.

Im vergangenen April wurde im Gliese-581-System ein Planet gefunden, der damals der leichteste bekannte Planet war. Sonnenplaneten außerhalb des Sonnensystems, die sich um Sterne drehen, deren Parameter der Sonne ähneln.

Der Planet Gliese-581e (der vierte in diesem System) erwies sich als nur 1,9-mal massereicher als die Erde.

Dieser Planet dreht sich in nur 3 (Erd-)Tagen und 4 Stunden um seinen Stern.

Nun berichten Wissenschaftler von der Entdeckung zweier weiterer Planeten in diesem Sternensystem. Von größtem Interesse ist der entdeckte sechste Planet - Gliese-581g.

Es sind ihre Astronomen, die die ersten bewohnbar nennen.

Anhand ihrer eigenen und archivierten Daten des Keck-Teleskops, das auf den Hawaii-Inseln stationiert ist, maßen die Forscher die Parameter dieses Planeten und kamen zu dem Schluss, dass es möglicherweise eine Atmosphäre und Wasser in flüssiger Form gibt.

So haben Wissenschaftler herausgefunden, dass dieser Planet einen Radius von 1,2 bis 1,5 Erdradien, eine Masse von 3,1 bis 4,3 Erdmassen und eine Umlaufzeit um seinen Stern von 36,6 Erdtagen hat. Hauptachse elliptische Umlaufbahn Dieser Planet hat ungefähr 0,146 astronomische Einheiten (1 astronomische Einheit ist die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne, die ungefähr 146,9 Millionen km entspricht).

Die Beschleunigung des freien Falls auf der Oberfläche dieses Planeten übersteigt einen ähnlichen Parameter für die Erde um das 1,1-1,7-fache.

Das Temperaturregime auf der Oberfläche von Gliese-581g liegt laut Wissenschaftlern zwischen -31 und -12 Grad Celsius.

Und obwohl dieser Bereich für einen einfachen Laien nur als frostig bezeichnet werden kann, existiert das Leben auf der Erde in einem viel größeren Bereich von -70 in der Antarktis bis zu 113 Grad Celsius in geothermischen Quellen, in denen Mikroorganismen leben.

Da der Planet nahe genug an seinem Stern steht, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass Gliese-581g aufgrund der Gezeitenkräfte immer einseitig zu seinem Leuchtkörper gedreht wird, so wie der Mond die ganze Zeit nur mit der Erde „blickt“. eine seiner Hemisphären.

Die Tatsache, dass Astronomen in weniger als 20 Jahren von der Entdeckung des ersten Planeten um andere Sterne zu potenziell bewohnbaren Planeten übergegangen sind, deutet laut den Autoren der sensationellen Arbeit darauf hin, dass es viel mehr solcher Planeten gibt als bisher angenommen.

Und sogar in unserer Milchstraße wimmelt es möglicherweise von potenziell bewohnbaren Planeten.

Es waren mehr als 200 Messungen erforderlich, um diesen Planeten mit einer Genauigkeit von beispielsweise einer Geschwindigkeit von 1,6 m / s zu erfassen.

Da Hunderte Milliarden Sterne in unserer Galaxie Schutz suchen, schließen Wissenschaftler daraus, dass Zehnmilliarden von ihnen potenziell bewohnbare Planeten haben.