html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Побег с Проксима Центавра b

ProximaDuCentaure02.jpg

Все космические корабли, с самого начала запусков и до последнего времени, для вывода полезного груза на орбиту используют реактивную тягу. Принцип тут достаточно прост и использовался еще в средневековом Китае: при сгорании топлива в небольшом пространстве (камере сгорания) образуются его сжатые пары, которые равномерно давят на все стенки камеры. И если в одной из стенок есть отверстие — сопло — то газ устремится в него, поэтому давление на противоположную стенку окажется не уравновешенным, из-за закона сохранения импульса ракета полетит в противоположную вырывающимся из сопла газам сторону. Конечно, на практике современные ракетные двигатели устроены сложнее, но основной принцип не менялся уже много лет. 

Но зачем такие сложности? Все просто — чтобы оказаться на стабильной круговой орбите вокруг Земли, нужно набрать так называемую первую космическую скорость — порядка 8 км/с. В теории, тело, летящее на такой скорости, никогда обратно на Землю не упадет — на практике, увы, этому мешает сопротивление воздуха. Но нам же мало круговой орбиты, верно? Для того, чтобы вырваться из притяжения Земли, нам нужна уже вторая космическая скорость — 11.2 км/с. И если мы полетим с такой скоростью или большей, мы сможем спокойно бороздить просторы Солнечной системы. Но мы хотим лететь дальше, не так ли? Для того, чтобы улететь из Солнечной системы, стартуя при этом с Земли, нам понадобится скорость уже в 16.6 км/с, а если считать относительно Солнца — уже 47 км/с!

Казалось бы — да, скорости крайне велики, но ведь в теории при движении ракеты никаких ограничений в скорости нет — единственным пределом является скорость света, но на в 10000 раз больше и нам на данный момент абсолютно не мешает. Но, увы, и тут есть немаловажный ограничитель — это масса. Воспользуемся формулой Циолковского, которая показывает соотношение между конечной скоростью (V) летательного аппарата и массами до (M1) и после старта (M2):
Снимок.PNG
Не пугайтесь, мы на ней долго останавливаться не будем. Параметр I — удельный импульс (отношение тяги к расходу топлива) — нас сейчас мало интересует: нам интересно узнать, насколько больше нужно взять топлива, чтобы покинуть Солнечную систему, чем для того, чтобы просто вывести корабль на круговую орбиту. Скорости в данном случае различаются в почти 6 раз — значит, отношение масс различается уже в e6 раз, или почти в 400 раз.

Думаю, многие видели, как стартуют ракеты — произведения высотой с многоэтажный дом, при старте которых трясется земля. А теперь представьте, что для того, чтобы отправить ту же полезную нагрузку за пределы Солнечной системы, нужно объединить несколько сотен таких ракет вместе. Нереально? Еще бы.

К счастью, на практике дела обстоят сильно лучше. Во-первых, тут нам помогает сама Земля — она движется вокруг Солнца со скоростью в 30 км/с, поэтому если подгадать момент и отправить ракету по движению планеты, то можно уменьшить нужную скорость вылета из Солнечной системы на 30 км/с.

Во-вторых, можно использовать гравитационные маневры: используя гравитацию других планет и точно рассчитав траекторию полета, можно как ускорить, так и замедлить космический аппарат. Так, Вояджер-1, совершив гравитационный маневр вокруг Юпитера, потратил совсем немного топлива, но увеличил при этом свою скорость на 4 км/с — достаточно внушительная величина.

Voyager1Distance.jpg

Поэтому если мы будем считать скорость старта с Земли «по минимуму», учитывая движение самой планеты и гравитационные маневры, то можно обойтись скоростью, несильно выше второй космической — а это вполне достижимая величина: это доказывают множество лунных, марсианских и иных инопланетных миссий, да и те же Вояджеры, которые смогли покинуть гелиосферу Солнца (то есть область, где солнечный ветер сдерживает космическое излучение), отличное тому подтверждение.

С Землей разобрались — а что насчет других планет? Ведь с помощью телескопа Кеплер и иных способов мы обнаружили достаточно много экзопланет, находящихся в обитаемой зоне своих звезд — как там обстоят дела с возможностью отправки в межзвездное пространство?

Увы — не очень хорошо. Из-за несовершенства наших приборов мы можем определять лишь некоторые классы планет: это или гиганты по типу Юпитера или Сатурна, где не может быть жизни, схожей с нашей, или различные типы планет, расположенные очень близко к своей звезде. И чтобы на последних могла существовать жидкая вода, их звезды должны быть достаточно слабыми — и лучше всего на эту роль подходят красные карлики.

Эти звезды сильно распространены во вселенной — так, 20 из 30 ближайших к нам звезд именно такие. Они обычно имеют массу в десяток процентов от солнечной, и их светимость на несколько порядков ниже, поэтому планеты, находящиеся в непосредственной близости к ним, не превращаются в «филиалы ада», как тот же Меркурий, а имеют вполне комфортные температуры.

По счастливой случайности, одна из ближайших к нам звезд — Проксима Центавра — как раз является красным карликом и имеет в зоне обитаемости землеподобную планету, названную Проксима b. И ученым, разумеется, было интересно рассчитать, какая нужна скорость, чтобы улететь от нее в межзвездное пространство.

scale_1200.jpg
В масштабе — красный карлик, Солнце, голубые гиганты.

И результат, увы, не порадовал: хотя масса Проксимы Центавра составляет всего 12% солнечной, из-за того, что планета в 20 раз ближе к ней, чем Земля к Солнцу, скорость получается 65 км/с — на 40% выше, чем для Земли. Казалось бы — все, улететь от этой планеты будет практически нереальной задачей.

Но, как я уже писал выше, 65 км/с — это гарантированная скорость, с которой можно улететь из системы Проксимы Центавра, двигаясь в любом направлении. А что если мы воспользуемся собственной скоростью планеты? Зная, что радиус орбиты составляет 5% от земного (это 7.5 млн км), а один оборот вокруг звезды планета совершает за 11.2 суток, легко определить, что ее скорость вращения составляет 48 км/с. То есть в лучшем случае при помощи планеты третью космическую скорость можно снизить до 65 - 48 = 17 км/с — то есть до почти такой же, как и для Земли. 

Правда, стоит учитывать, что гравитационный маневр в системе Проксима Центавра совершить не удастся — там нет планет-гигантов, так что еще больше снизить скорость с 17 км/с не получится. Давайте посчитаем, насколько больше нам придется потратить топлива.

Orbits_of_2014_MU69,_Pluto,_Neptune,_and_New_Horizons.png
Траектория межпланетной космической станции «Новые горизонты».

Самый быстрый космический аппарат — Новые горизонты — покинет Солнечную систему со скоростью в 14 км/с. То есть отношение скоростей составляет 17/14 = 1.2, а значит отношение масс по формуле Циолковского будет больше уже в 3.3 раза — конечно, разница существенная, но вполне достижимая с современными технологиями.

Так что хоть и не без труда, но улететь от ближайшей к нам планете в межзвездное пространство все же можно. И хотя наша планета из-за достаточно большой удаленности от Солнца все же экономит нам часть топлива — как видно, это является лишь приятным бонусом, и нисколько не ограничивает возможные космические путешествия с других планет.
Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с iguides.ru

4

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • iguides
          • домен iguides.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции