Самая близкая звезда к земле

Сириус (8,6 световых года)

Что происходило в начале 2012 года, когда свет Сириуса, который мы видим сейчас, начал свой путь к Земле? А ведь он преодолел за это время 81,4 триллиона километров! Самое главное событие января 2012 года — это переименование российской милиции в полицию. Помните, как давно это было? Кажется, что с тех пор прошла целая вечность. Кажется, что и не было никогда в нашей стране продажной и коррумпированной милиции. А всегда стояли на страже нашего покоя честные, подтянутые и улыбчивые полицаи работники полиции.‍

Что же еще из прекрасных событий того времени отложилось в памяти людей? Конечно же! Как я мог забыть! Ведь в Венгрии вступила в силу новая конституция!

Поллукс (34 световых года)

Свет улетел от Поллукса в мае 1987 года. Именно в это время в СССР (да, он тогда еще существовал) состоялся первый успешный пуск уникальной сверхмощной ракеты «Энергия». Этот пуск стал символическим апофеозом советской системы. Он в очередной раз показал всему миру всю мощь Советского Союза. Который, к сожалению, вскоре после этого события перестал существовать. Кое-кто утверждает, что эти события связаны. Ну, мол, не потянули. Надорвались. Да нет, друзья. Дело тут не в этом. Просто любители джинсов и жвачек победили скромных строителей социализма. Которые оказались слабее, чем пришедшие к власти хапуги.

Да, было и еще одно интересное событие. Атомный ледокол «Сибирь» добрался до Северного полюса. Ура, товарищи! Слава советским морякам!

Характеристики

Яркость и спектральные характеристики

Проксима Центавра является красная карликовая звезда типа , поскольку он расположен на главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга-Рассела и его спектральный тип является M5.5 Ve. Его абсолютная величина — 15.48. Его общая светимость равна 0,17% от светимости Солнца, но в диапазоне длин волн, принадлежащих видимому свету, его светимость составляет всего 0,0056% от светимости Солнца. Фактически, 85% излучаемого им света находится в инфракрасном диапазоне длин волн .

Его видимая величина (11,05) очень мала, что типично для красных карликов, которые слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.

Расстояние и диаметр

На основании параллакса от 772.33 ± 2,42 дуговых миллисекунд ( MAS ) , измеренных с помощью Гиппаркос спутника , значение уменьшается до 768,5 ± 0,2  мас в издании 2 данных Gaia, Проксима Центавра находится на расстоянии около 4244 световых лет ( др ) от Солнечная система , или 270 000  астрономических единиц ( а.е. ). Для сравнения, Плутон в его афелии находится в 49  а.е. от Солнца.

Сравнение размеров разных звезд (слева направо: Солнце, α Центавра A, α Центавра B и Проксима Центавра).

В 2002 году VLT использовал интерферометрию для измерения углового диаметра Проксимы Центавра: приблизительно 1,02 ± 0,08 миллисекунды. Как мы знаем , его расстояние, поэтому мы можем определить его реальный диаметр: около 1/7 тыс , что Солнца или в 1,5 раза , что от Юпитера , или ~ 200000  км .

Масса

Используя соотношение масса-светимость , масса Проксимы Центавра оценивается примерно на 12,3% от массы Солнца или в 129 раз больше массы Юпитера. Однако эта оценка косвенная. Прямая оценка серьезной массы звезды опубликована А. Зурло и его сотрудниками виюль 2018после изучения двух событий с гравитационной линзой, линзой из которых была Проксима. Тогда масса оценивается в 0,150+0,062 -0,051 солнечная масса.

Плотность и структура

Мы пришли к выводу, что средняя плотность составляет 56 800  кг / м 3 (плотность 56,8), что явно больше, чем 1,409  кг / м 3 (плотность 1,409) Солнца. Из-за малой массы внутренняя часть звезды полностью конвективна. Таким образом, энергия, производимая внутри него, передается наружу за счет физических движений плазмы, а не радиации. Следовательно, гелий, образующийся при термоядерном синтезе , не накапливается в центре звезды, а циркулирует внутри нее. В то время как Солнце израсходует только 10% своих запасов водорода, когда покинет главную последовательность , Проксима Центавра потребит большую долю до того, как закончится ядерный синтез водорода.

Это явление конвекции создает постоянное магнитное поле. Магнитная энергия, генерируемая этим полем, высвобождается в виде звездных вспышек, подобных солнечным, которые значительно увеличивают общую светимость звезды. Эти вспышки могут достигать размеров звезды и повышать температуру плазмы на 1–5 миллионов Кельвинов , чего достаточно для возникновения рентгеновского излучения .

Хромосфера этой звезды активен и его спектр показывает сильную линию ионизированного магния на длине волны 280 нм . Около 80% поверхности Проксимы Центавра является активным, этот показатель намного выше, чем у поверхности Солнца даже во время пика его солнечного цикла . Даже в периоды низкой активности температура его короны поднимается до 3,5 миллионов Кельвинов против 2 миллионов у Солнца. Однако активность этой звезды относительно невысока по сравнению с активностью других красных карликов. Но это согласуется с большим возрастом Проксимы Центавра, который оценивается в несколько миллиардов лет, что приводит к постепенному снижению скорости вращения звезды.

У Проксимы Центавра относительно слабый звездный ветер , вызывающий потерю массы со скоростью 20% от массы Солнца. Но учитывая тот факт, что он меньше, потеря массы на единицу площади примерно в 8 раз больше, чем у Солнца.

Будущее развитие

Проксима Центавра, как красный карлик , исходя из своей массы, как ожидается, останется на своей основной полосе в течение как минимум 1000 миллиардов лет, если не почти в четыре раза больше этого времени. По мере того, как доля гелия в звезде увеличивается из-за синтеза водорода, она становится меньше и горячее, а ее цвет постепенно меняется с красного на синий. В конце этого периода Проксима Центавра станет заметно ярче, и ее светимость достигнет 2,5% от светимости Солнца, что будет значительно нагревать ее планетную систему за миллиарды лет до его окончания. Как только весь водород будет израсходован, звезда превратится в белого карлика, но не пройдет фазу красного гиганта .

Будущее исследование

Вид на Солнце из системы Альфа Центавра с использованием Селестии

Из-за близости звезды к Земле Проксима Центавра была предложена в качестве пункта назначения для межзвездных путешествий . Проксима Центавра в настоящее время движется к Земле со скоростью 22,2 км / с. (Барицентр системы сближаются, в то время как вращение вокруг АВ от Солнца, то есть Prograde ). Через 26 700 лет, когда он окажется на расстоянии 3,11 световых лет, он начнет удаляться дальше.

Если будут использоваться неядерные, традиционные двигательные технологии, полет космического корабля к Проксиме Центавра и ее планетам, вероятно, потребует тысяч лет. Например, « Вояджер-1» , который сейчас движется со скоростью 17 км / с (38 000 миль в час) относительно Солнца, достиг бы Проксимы Центавра за 73775 лет, если бы космический корабль двигался в направлении этой звезды. У медленно движущегося зонда было бы всего несколько десятков тысяч лет, чтобы поймать Проксиму Центавра вблизи ее ближайшего приближения, и он мог бы наблюдать, как она удаляется вдаль.

Ядерная импульсная тяга могла бы сделать возможным такое межзвездное путешествие с временным интервалом в столетие, что послужило вдохновением для нескольких исследований, таких как Project Orion , Project Daedalus и Project Longshot .

Проект Breakthrough Starshot направлен на достижение системы Альфа Центавра в первой половине 21-го века с микрозондами, движущимися со скоростью 20% от скорости света, которые приводятся в движение примерно 100 гигаваттами земных лазеров. Зонды совершат облет Проксимы Центавра, чтобы сделать фотографии и собрать данные об атмосферном составе ее планет. Собранная информация будет отправлена ​​на Землю через 4,25 года.

С Проксимы Центавра Солнце будет выглядеть как яркая звезда с величиной 0,4 в созвездии Кассиопеи , похожая на Ахернар с Земли .

В декабре 2020 года кандидатный радиосигнал SETI BLC-1 был объявлен как потенциально исходящий от звезды.

Как измеряется расстояние до звезд и что такое световой год?

Расстояния между звездами настолько велики, что измерять их километрами или милями – занятие с бесконечными нолями. Привычную систему измерений применяют для обозначения расстояний в одной системе. К примеру называют, что минимальное расстояние от Земли до Марса – 55,76 миллионов километров. Со звездами всё сложнее, и здесь обычно используют понятия светового года и парсека.

Астрономическая единица – принятая в астрономии единица измерения объектов Солнечной системы и ближайших к ней объектов Вселенной. Астрономическая единица равна 149 598 100 км (+- ~750 км), что приблизительно равняется среднему расстоянию Земли от Солнца. Современные наблюдения зафиксировали постепенно увеличение значения на 15 см ежегодно, что объясняется, возможной потерей Солнцем массы, последствия солнечного ветра.

Световой год – расстояние, которое свет проходит за один год, в метрах это 9 460 730 472 580 800. На самом деле свет звезд, который мы видим в безоблачную ночь, шёл до нашей планеты многие столетия, а некоторые из них вообще больше не существуют.

Парсек, он же «параллакс угловой секунды» – это расстояние, с которого средний радиус орбиты Земли (перпендикулярный лучу зрения), виден под углом в одну секунду угловую. Если совсем просто, то парсек = 3,26 световым годам.

Интересно то, что в научно-популярной и фантастической литературе принято использовать понятие светового года, а парсеками обычно пользуются только в профессиональных трудах и исследованиях.

Ближайшая к нам звезда – это Альфа Центавра, которая находится от Земли на расстоянии в 4,37 световых лет. А вот до самой удалённой галактики (по состоянию на декабрь 2012 года) от Земли целых 13,3 миллиардов световых лет!. Получается, когда солнце этой самой галактики (известной под индексом UDFj-39546284) потухнет, человечество об этом узнает еще не скоро.

Расстояния в цифрах

  • Меркурий– ближайшая к Солнцу планета, среднее расстояние от Солнца 0,387 а. е (58 млн. км), а расстояние до Земли колеблется от 82 до 217 млн. км. Меркурий движется вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом 7°.
  • Венера– вторая по удаленности от Солнца планета, среднее расстояние от Солнца 0,72 а.е. (108,2 млн. км). Средний радиус планеты составляет 6051 км, масса – 4,9 на 10 в 24 степени кг (0,82 массы Земли), средняя плотность 5,24 г/см3.
  • Земля– третья от Солнца планета Солнечной системы, среднее расстояние от Солнца 1 а.е. (149,6 млн. км), средний радиус 6371,160 км (экваториальный 6378, 160 км, полярный 6356,777 км), масса – 6 на 10 в 24 степени кг.
  • Марс– четвертая планета от Солнца, среднее расстояние от Солнца составляет 1,5 а.е. (227,9 млн. км). Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55,75 млн. км, максимальное – около 401 млн. км.
  • Юпитер– пятая по счету от Солнца, а также крупнейшая планета Солнечной системы, среднее расстояние от Солнца 5,2 а.е.(778 млн. км), экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, полярный – около 67 тысяч км, масса 1,9 на 10 в 27 степени кг (317,8 массы Земли), средняя скорость обращения вокруг Солнца – 13,06 км/с.
  • Сатурн– шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Среднее расстояние Сатурна от Солнца 9,54 а.е. (1,427 млрд. км), средний экваториальный радиус около 60,3 тысяч км, полярный – около 54 тысяч км, масса 5,68 на 10 в 26 степени кг (95,1 массы Земли).
  • Уран– седьмая от Солнца планета Солнечной системы. Планета была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем и названа в честь греческого бога неба Урана. Среднее расстояние от Солнца 19,18 а.е. (2871 млн. км), средний радиус 25560 км, масса 8,69 на 10 в 25 степени (14,54 массы Земли), средняя плотность – 1,27 г/см3.
  • Нептун– восьмая планета от Солнца и четвертая по размеру среди планет. Нептун открыт в Берлинской обсерватории 23 сентября 1846 года немецким астрономом Иоганном Галле на основании предсказаний, сделанных независимо математиком Джоном Адамсом в Англии и астрономом Урбеном Леверрье во Франции. Среднее расстояние планеты Нептун от Солнца 30,1 а.е. (4497 млн. км), средний радиус около 25 тысяч км, масса 1,02 на 10 в 26 степени кг (17,2 массы Земли), плотность 1,64 г/см3.
  • Плутоном– в честь древнеримского бога подземного царства. В тот момент предполагали, что его масса сравнима с массой Земли, но позже было установлено, что масса Плутона почти в 500 раз меньше земной, даже меньше массы Луны. Масса Плутона 1,2 на 10 в22 степени кг (0,22 массы Земли). Среднее расстояние Плутона от Солнца 39,44 а.е. (5,9 на 10 в12 степени км), радиус около 1,65 тысяч км.

«Звезды -двойники»

Астрономы из Великобритании разработали очень простую и остроумную методику для измерения расстояний между звездами и Землей, позволяющую определять дистанцию до нашей планеты для любой звезды Млечного Пути при помощи ее «двойника», обладающего идентичными размерами и спектром.

Британские астрономы создали новую методику измерения расстояний в космосе, которая позволяет очень точно вычислять дистанцию от Земли до далеких от нас звезды при помощи ее «двойника», обладающего идентичными размерами и спектром, говорится в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Наша идея очень проста, удивительно, что до нее никто не додумался раньше. Чем дальше от нас расположена звезда, тем более тусклой она будет нам казаться на ночном небе. Если эта звезда и какое-то другое светило обладают абсолютно идентичным спектром, то тогда мы можем использовать разницу в яркости между ними для вычисления расстояния до одной из них, зная дистанцию до другой звезды», – объясняет Джофре Пфайль (Jofre Pfeil) из Кембриджского университета.

Как объясняют Пфайль и его коллеги, сегодня астрономы вычисляют расстояние до далеких от нас светил при помощи так называемого параллакса – того, насколько интересующая их звезда смещается относительно расположенных за ней объектов по мере того, как Земля вращается вокруг Солнца и движется по орбите.

Подобная методика очень точна, однако она работает только для относительно близких к нам светил, расположенных на расстоянии примерно в 1-2 тысячи световых лет от Земли. По этой причине астрономы знают точное расстояние только для 100 тысяч из 100 миллиардов звезд Млечного Пути.

Измерение расстояний до более далеких светил возможно, однако все существующие методики, по мнению Пфайля, опираются на различные статистические модели и допущения о температуре звезды или ее химическом составе, что может вносить существенные искажения в замеры.

Пытаясь уменьшить эти возможные погрешности и разбросы в значениях, группа Пфайля натолкнулась на революционную и при этом простую идею – находить спектральных  «двойников» звезд из числа тех, параллакс которых был точно измерен, и измерять расстояние до них по разнице в их яркости.

Ученые проверили работоспособность своей методики на 175 парах светил с идентичным спектром, одно из которых было расположено на большом расстоянии от Земли, а второе – в пределах 1-2 тысяч световых лет. Вычисленные расстояния до более далеких «двойников» почти полностью совпали с результатами других методик, что подтвердило возможность использования этой техники для определения дистанций до далеких светил.

В ближайшее время Пфайль и его коллеги планируют составить каталог пар звезд-двойников, а также попытаются вычислить точные размеры Галактики, от одного ее края и до противоположной стороны.

Видео

Источники

  • https://ria.ru/science/20090313/164726855.htmlhttps://thealphacentauri.net/how-far-that-star-is/http://spacegid.com/rasstoyaniya-v-kosmose.htmlhttps://сезоны-года.рф/световой%20год.htmlhttp://galspace.spb.ru/indvop.file/48.htmlhttps://ria.ru/science/20150906/1229632478.html

Ракеты на ядерном синтезе

Другая возможность использования ядерной энергии заключается в термоядерных реакциях для получения тяги. В рамках этой концепции, энергия должна создаваться во время воспламенения гранул смеси дейтерия и гелия-3 в реакционной камере инерционным удержанием с использованием электронных лучей (подобно тому, что делают в Национальном комплексе зажигания в Калифорнии). Такой термоядерный реактор взрывал бы 250 гранул в секунду, создавая высокоэнергетическую плазму, которая затем перенаправлялась бы в сопло, создавая тягу.

Проект «Дедал» так и не увидел свет

Подобно ракете, которая полагается на ядерный реактор, эта концепция обладает преимуществами с точки зрения эффективности топлива и удельного импульса. По оценке, скорость должна достигать 10 600 км/ч, что намного превышает пределы скорости обычных ракет. Более того, эта технология активно изучалась в течение последних нескольких десятилетий, и было сделано много предложений.

Например, между 1973 и 1978 годами Британское межпланетное общество провело исследование возможности проекта «Дедал». Опираясь на современные знания и технологии термоядерного синтеза, ученые призвали к строительству двухступенчатого беспилотного научного зонда, который смог бы добраться до звезды Барнарда (5,9 светового года от Земли) за срок человеческой жизни.

Первая ступень, крупнейшая из двух, работала бы в течение 2,05 года и разогнать аппарат до 7,1% скорости света. Затем эта ступень отбрасывается, зажигается вторая, и аппарат разгоняется до 12% скорости света за 1,8 года. Потом двигатель второй ступени отключается, и корабль летит в течение 46 лет.

Согласитесь, выглядит очень красиво!

По оценкам проекта «Дедал», миссии потребовалось бы 50 лет, чтобы достичь звезды Барнарда. Если к Проксиме Центавра, то же судно доберется за 36 лет. Но, конечно, проект включает массу нерешенных вопросов, в частности неразрешимых с использованием современных технологий — и большинство из них до сих пор не решены.

К примеру, на Земле практически нет гелия-3, а значит, его придется добывать в другом месте (вероятнее всего, на Луне). Во-вторых, реакция, которая движет аппарат, требует, чтобы испускаемая энергия значительно превышала энергию, затраченную на запуск реакции. И хотя эксперименты на Земле уже превзошли «точку безубыточности», мы еще далеки от тех объемов энергии, что смогут питать межзвездный аппарат.

В-третьих, остается вопрос стоимости такого судна. Даже по скромным стандартам беспилотного аппарата проекта «Дедал», полностью оборудованный аппарат будет весить 60 000 тонн. Чтобы вы понимали, вес брутто NASA SLS чуть выше 30 метрических тонн, и один только запуск обойдется в 5 миллиардов долларов (по оценкам 2013 года).

Короче говоря, ракету на ядерном синтезе будет не только слишком дорого строить, но и потребуется уровень термоядерного реактора, намного превышающий наши возможности. Icarus Interstellar, международная организация гражданских ученых (некоторые из которых работали в NASA или ЕКА), пытается оживить концепцию с проектом «Икар». Собранная в 2009 году группа надеется сделать движение на синтезе (и другое) возможным в обозримом будущем.

Процион (11,4 световых года)

Фотоны, которые поглотились сетчаткой Ваших глаз прошлой ночью, когда на даче Вы смотрели в ночное небо, вырвались из горячих недр Проциона примерно в феврале 2010 года. В эти весьма отдаленные времена биткоин стоил около 3 рублей. И если оказаться сейчас в окрестностях Проциона, и посмотреть на Землю в достаточно мощный телескоп, то можно увидеть, как люди тыкают пальцем на дурачков, скупающих эти самые биткоины. И ухахатываются от этого, держась за животы.

С космодрома Байконур (да, тогда это было еще вполне возможно) с помощью ракеты-носителя «Протон» в космос отправился американский (о ужас) спутник связи  «Intelsat-16».

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.


Ракета с ядерным электрическим приводом включает тот же реактор, преобразующий тепло и энергию в электроэнергию, которая затем питает электродвигатель. В обоих случаях ракета будет полагаться на ядерный синтез или ядерное деление для создания тяги, а не на химическое топливо, на котором работают все современные космические агентства.

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.

Читайте дальше: Как долго лететь к ближайшей звезде? Часть вторая: теоретические методы

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.

Двигатель на антиматерии

Любители научной фантастики хорошо знают, что такое антиматерия. Но если вы забыли, антиматерия — это вещество, состоящее из частиц, которые имеют такую же массу, как и обычные частицы, но противоположный заряд. Двигатель на антиматерии — это гипотетический двигатель, в основе которого лежат взаимодействия между материей и антиматерией для генерации энергии, или создания тяги.

Гипотетический двигатель на антиматерии

Короче говоря, двигатель на антиматерии использует сталкивающиеся между собой частицы водорода и антиводорода. Испущенная в процессе аннигиляции энергия сравнима по объемам с энергией взрыва термоядерной бомбы в сопровождении потока субатомных частиц — пионов и мюонов. Эти частицы, которые движутся со скоростью одной третьей от скорости света, перенаправляются в магнитное сопло и вырабатывают тягу.

Преимущество такого класса ракет в том, что большую часть массы смеси материи/антиматерии можно преобразовать в энергию, что обеспечивает высокую плотность энергии и удельный импульс, превосходящий любую другую ракету. Более того, реакция аннигиляции может разогнать ракету до половины скорости света.

Такой класс ракет будет самым быстрым и самым энергоэффективным из возможных (или невозможных, но предлагаемых). Если обычные химические ракеты требуют тонны топлива, чтобы продвигать космический корабль к месту назначения, двигатель на антиматерии будет делать ту же работу за счет нескольких миллиграмов топлива. Взаимное уничтожение полукилограмма частиц водорода и антиводорода высвобождает больше энергии, чем 10-мегатонная водородная бомба.

Именно по этой причине Институт перспективных концепций NASA исследует эту технологию как возможную для будущих миссий на Марс. К сожалению, если рассматривать миссии к ближайшим звездным системам, сумма необходимого топлива растет в геометрической прогрессии, и расходы становятся астрономическими (и это не каламбур).

Как выглядит аннигиляция?

Согласно отчету, подготовленному к 39-й конференции AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference и Exhibit, двухступенчатая ракета на антивеществе потребует больше 815 000 метрических тонн топлива, чтобы добраться до Проксимы Центавра за 40 лет. Это относительно быстро. Но цена…

Хотя один грамм антивещества производит невероятное количество энергии, производство одного только грамма потребует 25 миллионов миллиардов киловатт-часов энергии и выльется в триллион долларов. В настоящее время общее количество антивещества, которое было создано людьми, составляет меньше 20 нанограммов.

И даже если бы мы могли задешево производить антиматерию, нам потребовался бы массивный корабль, который смог бы удерживать необходимое количество топлива. Согласно докладу доктора Даррела Смита и Джонатана Вебби из Авиационного университета Эмбри-Риддл в штате Аризона, межзвездный корабль с двигателем на антивеществе мог бы набрать скорость в 0,5 световой и достичь Проксимы Центавра чуть больше чем за 8 лет. Тем не менее сам корабль весил бы 400 тонн и потребовал бы 170 тонн топлива из антивещества.

Возможный способ обойти это — создать судно, которое будет создавать антивещество с последующим его использованием в качестве топлива. Эта концепция, известная как Vacuum to Antimatter Rocket Interstellar Explorer System (VARIES), была предложена Ричардом Обаузи из Icarus Interstellar. Опираясь на идею переработки на месте, корабль VARIES должен использовать крупные лазеры (запитанные огромными солнечными батареями), создающие частицы антивещества при выстреле в пустой космос.

Подобно концепции с термоядерным ПВРД, это предложение решает проблему перевозки топлива за счет его добычи прямо из космоса. Но опять же, стоимость такого корабля будет чрезвычайно высокой, если строить его нашими современными методами. Мы просто не в силах создавать антивещество в огромных масштабах. А еще нужно решить проблему с радиацией, поскольку аннигиляция материи и антиматерии производит вспышки высокоэнергетических гамма-лучей.

Они не только представляют опасность для экипажа, но и для двигателя, чтобы те не развалились на субатомные частицы под воздействием всей этой радиации. Короче говоря, двигатель на антивеществе совершенно непрактичен с учетом наших современных технологий.

Ракета с ядерным двигателем

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.

Ракеты я ядерным двигателем

Ракета с ядерным электрическим приводом включает тот же реактор, преобразующий тепло и энергию в электроэнергию, которая затем питает электродвигатель. В обоих случаях ракета будет полагаться на ядерный синтез или ядерное деление для создания тяги, а не на химическое топливо, на котором работают все современные космические агентства.

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.

Небесные объекты невообразимо далеко

Небесные объекты находятся от нас невообразимо далеко. Исключением является лишь наше Солнце, которое расположено ближе, чем остальные звезды в миллионы раз. И все же весьма трудно представить себе дистанцию от Земли до Солнца, не говоря уже о расстоянии до звезд. Тем не менее, астрономы научились измерять и рассчитывать эти степени удалённости объектов друг от друга.

Измеренные дистанции, с точки зрения человека, столь огромны, что необходимо было ввести совсем новую единицу измерения – световой год. Представить себе световой год просто невозможно, ибо это за пределами человеческого опыта.

За время, которое вы потратите на то, чтобы произнести слова «двадцать один»-это примерно секунда, свет способен обежать семь раз вокруг Земли или пролететь расстояние десять биллионов километров – это расстояние и называют световым годом.

3,26 светового года составляют единицу, названную парсек. Нередко для измерения недостаточно и парсеков, в таком случае употребляется мегапарсек, который в миллион раз больше парсека и равен, таким образом, 3260000 световых лет.

Планетная система Альфы Центавра

Планеты в ближайшей звездной системе Альфа Центавра долгое время не были обнаружено,
хотя у любого из трех компонентов кратной звездной системы их наличие не исключено.

Но вот в 2016 году промелькнуло сообщение об обнаружении астрономами ESO первой планеты этой звёздной системы

Самое важное и интересное — что это самая маломассивная (1,13 масс Земли) из всех экзопланет,
обнаруженных у звезд, похожих на Солнце

Планета Проксима B

Неожиданно близкая экзопланета вращается вокруг α Центавра B — спутника α Центавра A.
Однако, радиус её орбиты слишком близок к материнской звезде — шести миллионов километров, что в 10 раз меньше,
чем в Солнечной системе от Меркурия до Солнца, и в 25 раз меньше, чем среднее расстояние от Земли до Солнца .

Если радиус планеты составляет 0,9 от земного, то она будет похожа на Меркурий –
недра плотные, значительная часть массы – металлическое ядро. Но при этом 0,05% от массы планеты может составлять вода –
на Земле ее примерно столько же.

Если же радиус Проксимы Центавра b составляет 1,4 от земного, то ее недра, наоборот, неплотные.
Тогда это планета-океан, половина массы которой – вода, другая половина – каменное ядро.
В этом случае глубина океана на Проксиме Центавра b составляет около 200 км.

Удивительно, но эта планета открыта не космическим телескопом Kepler — знаменитым охотником за экзопланетами,
а с помощью установленного на 3,6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили (Ла-Силья)
спектрографа HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher),
который предназначен для поиска и исследования планет методом высокоточного измерения лучевых скоростей.

Методом лучевых скоростей, который лежит в основе работы спектрографа HARPS, астрономы могут оценить только минимальную массу планеты,
так как оценка массы зависит также от неизвестного наклона плоскости орбиты планеты к лучу зрения.
Однако со статистической точки зрения эта минимальная масса часто оказывается близка к реальной массе планеты.

В 2018 году ученые планируют осуществить проект поиска «второй Земли» в системе Альфы Центавра.
Для этого специальный телескоп будет работать на орбите Земли, куда его доставят на космическом корабле.
За следующие два года ожидается получить изображение планеты, похожей на Землю,
если, конечно, таковая существует в системе Альфы Центавра.
Также есть вероятность найти инопланетную жизнь, в случае обнаружения кислорода на поверхности.

Параметры Proxima b оказались очень близки к земным. Масса — в 1,3 раза больше, чем у нашей планеты, радиус — примерно в 1,1 раза.
Особый энтузиазм вызвал тот факт, что планета находится в зоне обитаемости —
то есть условия на ней близки к земным и допускают существование воды в жидком виде.

Однако, основную проблему для жизни создает высокая активность Проксимы Центавра —
экзопланета получает примерно в 240 раз больше рентгеновских лучей, чем Земля, и примерно в 30 раз больше высокоэнергетического излучения.