Işık yılı nedir ve neye eşittir? Bir ışık yılı neye eşittir? Yıldız 20 ışık yılı uzaklıkta.
Gökbilimciler, güneş sistemi dışında potansiyel olarak yaşanabilir ilk gezegeni keşfettiler.
Bu sonucun nedeni, Amerikan "ötegezegen avcılarının" çalışmasıyla sağlanır (ötegezegenler, Güneş'in etrafında değil, diğer yıldızların etrafında dönenlerdir).
Astrofizik Dergisi tarafından yayınlanmaktadır. Yayın, arXiv.org adresinde bulunabilir.
Dünya'dan bakıldığında Terazi takımyıldızında 20.5 ışıkyılı uzaklıkta bulunan kırmızı cüce Gliese-581 (bir ışıkyılı = ışığın yılda 300 bin km/sn hızla kat ettiği mesafe. ), Uzun zamandır "ötegezegen avcılarının" dikkatini çekti.
Şimdiye kadar keşfedilen ötegezegenler arasında çoğunun çok büyük olduğu ve Jüpiter'e benzediği biliniyor - bulunmaları daha kolay.
Geçen yıl Nisan ayında, Gliese-581 sisteminde, o zamanlar bilinen en hafif sistem haline gelen bir gezegen bulundu. güneş gezegenleri Güneş sisteminin dışında, güneşe benzer parametrelerde yörüngede dönen yıldızlar.
Gezegen Gliese-581e (bu sistemdeki dördüncü), Dünya'dan sadece 1,9 kat daha büyüktü.
Bu gezegen yıldızının etrafında sadece 3 (Dünya) gün ve 4 saatte döner.
Şimdi bilim adamları bu yıldız sisteminde iki gezegenin daha keşfedildiğini bildiriyorlar. En çok ilgi çeken keşfedilen altıncı gezegen - Gliese-581g.
Yaşam için ilk uyumu arayanlar onun gökbilimcileridir.
Temeline dayanan Keck teleskopundan kendi ve arşiv verilerini kullanarak Hawaii Adaları, araştırmacılar bu gezegenin parametrelerini ölçtüler ve sıvı halde bir atmosfer ve su olabileceği sonucuna vardılar.
Böylece bilim adamları, bu gezegenin Dünya'nın yarıçapının 1,2 ila 1,5'i arasında bir yarıçapa, 3,1 ila 4,3 Dünya kütlesi kütlesine ve yıldızının etrafında 36.6 Dünya günü olan bir devrim periyoduna sahip olduğunu buldular. Bu gezegenin eliptik yörüngesinin yarı ana ekseni yaklaşık 0.146 astronomik birimdir (1 astronomik birim, Dünya ile Güneş arasındaki ortalama mesafedir ve yaklaşık olarak 146,9 milyon km'ye eşittir).
Bu gezegenin yüzeyindeki yerçekimi ivmesi, Dünya için benzer parametreyi 1.1-1.7 kat aşıyor.
Gliese-581g'nin yüzeyindeki sıcaklık rejimine gelince, bilim adamlarına göre -31 ila -12 santigrat derece arasında değişiyor.
Basit bir meslekten olmayan kişi için bu aralığa ayazdan başka bir şey denilemezse de, Dünya'da yaşam, Antarktika'da -70'den mikroorganizmaların yaşadığı jeotermal kaynaklarda 113 santigrat dereceye kadar çok daha geniş bir aralıkta bulunur.
Gezegen yıldızına yeterince yakın olduğu için, gelgit kuvvetleri nedeniyle Gliese-581g'nin, tıpkı Ay'ın her zaman Dünya'ya "bakması" gibi, her zaman bir tarafı ile yıldızına dönmesi olasılığı yüksektir. yarım küresinden sadece biri ile.
20 yıldan daha kısa bir süre içinde gökbilimcilerin diğer yıldızlardaki ilk gezegenin keşfinden potansiyel olarak yaşanabilir gezegenlere geçmiş olmaları, sansasyonel çalışmanın yazarlarına göre, daha önce düşünülenden çok daha fazla bu tür gezegenler olduğunu kanıtlıyor.
Ve hatta bizim galaksimiz Samanyolu potansiyel olarak yaşanabilir gezegenlerle dolu olabilir.
Bu gezegeni bulmak için, örneğin 1,6 m / s'lik bir doğrulukla 200'den fazla ölçüm aldı.
Galaksimizde yüz milyarlarca yıldız barındığı için, bilim adamları on milyarlarcasının potansiyel olarak yaşanabilir gezegenlere sahip olduğu sonucuna varıyor.
Kategori: Etiketler:Basit bir örnek kullanarak paralaks ilkesi.
Görünür yer değiştirme açısını (paralaks) ölçerek yıldızlara olan mesafeyi belirleme yöntemi.
Thomas Henderson, Vasily Yakovlevich Struve ve Friedrich Bessel, paralaks yöntemini kullanarak yıldızlara olan mesafeleri ölçen ilk kişilerdi.
Güneş'ten 14 ışıkyılı yarıçapındaki yıldızların düzeni. Güneş de dahil olmak üzere bu bölge bilinen 32 yıldız sistemini içerir (Inductiveload / wikipedia.org).
Bir sonraki keşif (XIX yüzyılın 30'ları) yıldız paralakslarının belirlenmesidir. Bilim adamları uzun zamandır yıldızların uzak güneşler gibi görünebileceğinden şüpheleniyorlardı. Ancak yine de bir hipotezdi ve diyebilirim ki, o zamana kadar pratikte hiçbir şeye dayanmıyordu. Yıldızlara olan mesafeyi doğrudan ölçmeyi öğrenmek önemliydi. Bunun nasıl yapılacağı, insanlar uzun süre anladı. Dünya güneşin etrafında dönüyor ve örneğin bugün doğru bir çizim yaparsak yıldızlı gökyüzü(19. yüzyılda fotoğraf çekmek hala imkansızdı), altı ay bekleyin ve gökyüzünü yeniden çizin, bazı yıldızların diğer uzak nesnelere göre kaydığını görebilirsiniz. Nedeni basit - şimdi yıldızlara dünyanın yörüngesinin karşı ucundan bakıyoruz. Uzak nesnelerin arka planına karşı yakın nesnelerin yer değiştirmesi var. Parmağa önce bir gözle sonra diğeriyle bakmamız gibidir. Parmağın uzaktaki nesnelerin arka planına göre yer değiştirdiğini fark edeceğiz (veya hangi referans çerçevesini seçtiğimize bağlı olarak uzaktaki nesnelerin parmağa göre yer değiştirdiğini). Teleskop öncesi dönemin en iyi astronom-gözlemcisi olan Tycho Brahe, bu paralaksları ölçmeye çalıştı ancak bulamadı. Aslında, o sadece yıldızlara olan uzaklığın alt sınırını verdi. Yıldızların en azından yaklaşık bir ışık ayından daha uzak olduğunu söyledi (o zamanlar elbette böyle bir terim olamazdı). 1930'larda teleskopik gözlem teknolojisinin gelişmesi, yıldızlara olan mesafeleri daha doğru bir şekilde ölçmeyi mümkün kıldı. Ve dünyanın farklı yerlerinde aynı anda üç kişinin üç farklı yıldız için bu tür gözlemler yapması şaşırtıcı değil.
Yıldızlara olan mesafeyi resmi olarak doğru bir şekilde ölçen ilk kişi Thomas Henderson'dı. Güney Yarımküre'de Alpha Centauri'yi gözlemledi. Şanslıydı, neredeyse yanlışlıkla en çok seçti yakın yıldız görünenlerden çıplak göz Güney Yarımküre'de. Ancak Henderson, doğru değeri almasına rağmen, gözlemlerin doğruluğundan yoksun olduğuna inanıyordu. Ona göre hatalar büyüktü ve sonucunu hemen yayınlamadı. Vasily Yakovlevich Struve Avrupa'da gözlemlendi ve parlak bir yıldız seçti kuzey gökyüzü- Vega. Ayrıca şanslıydı - örneğin çok daha ileri olan Arcturus'u seçebilirdi. Struve, Vega'ya olan mesafeyi belirledi ve hatta sonucu yayınladı (daha sonra ortaya çıktığı gibi, gerçeğe çok yakındı). Bununla birlikte, birkaç kez netleştirdi, değiştirdi ve bu nedenle çoğu, yazarın kendisi sürekli olarak değiştirdiği için bu sonuca inanmanın imkansız olduğunu hissetti. Friedrich Bessel farklı davrandı. Parlak bir yıldız değil, gökyüzünde hızla hareket eden bir yıldız seçti - 61 Kuğu (adın kendisi, muhtemelen çok parlak olmadığını söylüyor). Yıldızlar birbirine göre biraz hareket eder ve doğal olarak yıldızlar bize ne kadar yakınsa bu etki o kadar belirgindir. Tıpkı bir trende olduğu gibi, yol kenarındaki direkler pencerenin dışında çok hızlı titreşiyor, orman sadece yavaşça hareket ediyor ve Güneş aslında hareketsiz duruyor. 1838'de 61 Cygnus'un çok güvenilir paralaksını yayınladı ve mesafeyi doğru bir şekilde ölçtü. Bu ölçümler ilk kez yıldızların uzak güneşler olduğunu kanıtladı ve tüm bu nesnelerin parlaklıklarının güneş değerlerine karşılık geldiği ortaya çıktı. İlk onlarca yıldız için paralaksların belirlenmesi, güneş çevrelerinin üç boyutlu bir haritasını oluşturmayı mümkün kıldı. Sonuçta, bir kişinin haritalar yapması her zaman çok önemli olmuştur. Bu, dünyayı biraz daha kontrol edilebilir hale getirdi. İşte bir harita ve zaten yabancı bir bölge o kadar gizemli görünmüyor, muhtemelen orada ejderhalar yaşamıyor, sadece bir tür karanlık orman. Yıldızlara olan mesafelerin ölçülmesinin ortaya çıkışı, gerçekten de birkaç ışıkyılı uzaklıktaki en yakın güneş mahallesini daha dostane hale getirdi.
Konunun materyali, astrofizikçi, fizik ve matematik bilimleri doktoru, profesör olan Sergey Borisovich Popov tarafından nazikçe sağlandı. Rus Akademisi Sci., Devlet Astronomi Enstitüsü'nün Önde Gelen Araştırmacısı Moskova Sternberg Devlet Üniversitesi, bilim ve eğitim alanında birçok prestijli ödülün sahibi. Konuyla tanışmanın hem okul çocukları hem de ebeveynler ve öğretmenler için yararlı olacağını umuyoruz - özellikle şimdi, astronomi zorunlu okul dersleri listesine tekrar dahil edildiğinde (7 Haziran 2017 tarihli Eğitim ve Bilim Bakanlığı'nın 506 sayılı kararı) ).
"En ilginç hakkında kısaca ve net bir şekilde" hayır projemiz tarafından yayınlanan tüm duvar gazeteleri k-ya.rf web sitesinde sizi bekliyor. Ayrıca orada
Kozmik mesafeler, sıradan metre ve kilometrelerle pek ölçülemez, bu nedenle gökbilimciler çalışmalarında diğer fiziksel birimleri kullanırlar. Bunlardan birine ışık yılı denir.
Çoğu bilimkurgu meraklısı, filmlerde ve kitaplarda sıklıkla bulunduğu için bu konsepte aşinadır. Ancak herkes ışık yılının ne olduğunu bilmiyor ve hatta bazıları bunun olağan yıllık zaman hesaplamasına benzediğini düşünüyor.
Işık yılı nedir?
Gerçekte, bir ışık yılı beklendiği gibi bir zaman birimi değil, astronomide kullanılan bir uzunluk birimidir. Işığın bir yılda kat ettiği mesafe olarak anlaşılır.
Güneş sistemi içindeki uzunlukları belirlemek için astronomik ders kitaplarında veya bilim kurguda yaygın olarak kullanılır. Daha doğru matematiksel hesaplamalar veya Evrendeki mesafeleri ölçmek için başka bir birim temel alınır -.
ortaya çıkış ışık yılı astronomide yıldız bilimlerinin gelişimi ve kozmosun ölçeğiyle karşılaştırılabilir parametreleri kullanma ihtiyacı ile ilişkiliydi. Konsept, 1838'de Güneş'ten yıldız 61 Cygnus'a olan mesafenin ilk başarılı ölçümünden birkaç yıl sonra tanıtıldı. 
Başlangıçta, bir ışık yılı, ışığın bir tropikal yılda, yani değişen mevsimlerin tam döngüsüne eşit bir süre boyunca kat ettiği mesafe olarak adlandırıldı. Bununla birlikte, 1984'ten beri, Jülyen yılını (365.25 gün) temel almaya başladılar ve bunun sonucunda ölçümler daha doğru hale geldi.
Işık hızı nasıl belirlenir?
Bir ışık yılını hesaplamak için araştırmacıların önce ışığın hızını belirlemesi gerekiyordu. Gökbilimciler, ışınların uzayda yayılmasının anında gerçekleştiğine inandıklarında, ancak 17. yüzyılda böyle bir sonuç şüphe uyandırmaya başladı.
İlk hesaplama denemeleri, ışığın 8 km yol kat etmesi için gereken süreyi hesaplamaya karar veren Galileo Gallilei tarafından yapılmıştır. Araştırması başarısız oldu. Hızın değerini 301 bin km/s olarak belirleyen James Bradley, 1728 yılında yaklaşık değeri hesaplamayı başardı.
Işık hızı nedir?
Bradley'in oldukça doğru hesaplamalar yapmasına rağmen, modern lazer teknolojilerini kullanarak sadece 20. yüzyılda kesin hızı belirleyebildiler. Mükemmel ekipman, ışınların kırılma indisi için düzeltilmiş hesaplamalar yapmayı mümkün kıldı, bunun sonucunda bu değer saniyede 299 792.458 kilometre oldu. 
Gökbilimciler bugüne kadar bu rakamlarla çalışıyorlar. Gelecekte, basit hesaplamalar, ışınların yörünge etrafında uçması için gereken süreyi doğru bir şekilde belirlemeye yardımcı oldu. Dünya yerçekimi alanlarının etkisi olmadan.
Işık hızı, karasal mesafelerle kıyaslanamaz olsa da, hesaplamalarda kullanılması, insanların “karasal” kategorilerde düşünmeye alışkın olmaları ile açıklanmaktadır.
Işık yılı nedir?
Bir ışık saniyesinin 299 792 458 metreye eşit olduğunu hesaba katarsak, ışığın dakikada 17 987 547 480 metre yol aldığını hesaplamak kolaydır. Kural olarak, bu veriler astrofizikçiler tarafından gezegen sistemleri içindeki mesafeleri ölçmek için kullanılır.
Çalışmak için gök cisimleri Evren ölçeğinde, 9.460 trilyon kilometreye veya 0.306 parsek'e eşit olan bir ışık yılını temel almak çok daha uygundur. Kozmik cisimleri gözlemlemek, bir kişinin geçmişi kendi gözleriyle görebildiği tek durumdur.
Uzak bir yıldızdan gelen ışığın Dünya'ya ulaşması uzun yıllar alır. Bu nedenle uzay nesnelerini gözlemlerken onları oldukları gibi görmezsiniz. şu an ve ışığın yayıldığı anda ne olduklarını.
Işık yıllarında uzaklık örnekleri
Işınların hareket hızını hesaplayabilme yeteneği sayesinde, gökbilimciler birçok gök cismine olan mesafeyi ışık yılı cinsinden hesaplayabildiler. Yani, gezegenimizden Ay'a olan mesafe 1.3 ışık saniyesi, Proxima Centauri'ye - 4.2 ışıkyılı, Andromeda bulutsusu - 2.5 milyon ışıkyılı. 
Işınlar, Güneş ile galaksimizin merkezi arasındaki mesafeyi yaklaşık 26 bin ışıkyılı ve Güneş ile Plüton gezegeni arasındaki mesafeyi 5 ışık saatinde kat eder.
Öyle ya da böyle, onun Gündelik Yaşam mesafeleri ölçüyoruz: en yakın süpermarkete, başka bir şehirdeki akrabaların evine vb. Ancak iş sonsuz uzaylara geldiğinde kilometre gibi tanıdık değerleri kullanmanın son derece mantıksız olduğu ortaya çıkıyor. Ve buradaki mesele, sadece ortaya çıkan devasa değerlerin algılanmasının karmaşıklığında değil, aynı zamanda bunların içindeki sayıların sayısındadır. Bu kadar çok sıfır yazmak bile sorun olacak. Örneğin, Mars'tan Dünya'ya en kısa mesafe 55.7 milyon kilometredir. Altı sıfır! Ancak kızıl gezegen, gökyüzündeki en yakın komşularımızdan biridir. En yakın yıldızlara bile mesafeyi hesaplarken elde edilecek hantal sayıları nasıl kullanabiliriz? Ve şimdi ışık yılı gibi bir değere ihtiyacımız var. O ne kadar? Şimdi çözelim.
Işık yılı kavramı, Newton mekaniğinin varsayımlarının çöktüğü 20. yüzyılın başında, uzay ve zamanın yakın bir bağlantısının ve karşılıklı bağımlılığının kurulduğu göreli fizikle de yakından ilgilidir. Bu mesafe değerinden önce sistemdeki daha büyük ölçek birimleri
oldukça basit bir şekilde oluşturuldu: sonraki her biri daha küçük bir düzende (santimetre, metre, kilometre vb.) Bir ışık yılı durumunda, mesafe zamana bağlıydı. Modern bilim Işığın boşlukta yayılma hızının sabit olduğu bilinmektedir. Ayrıca, modern görelilik fiziğinde kabul edilen doğadaki maksimum hızdır. Yeni anlamın temelini atan bu fikirlerdi. Bir ışık yılı, bir dünya takvim yılında bir ışık huzmesinin kat ettiği mesafeye eşittir. Kilometre olarak bu yaklaşık 9.46*10 15 kilometredir. Fotonun en yakın Ay'a olan mesafeyi 1,3 saniyede alması ilginçtir. Güneş yaklaşık sekiz dakika uzaklıktadır. Ama bir sonraki en yakın yıldız olan Alpha, şimdiden yaklaşık dört ışıkyılı uzaklıkta.
Mesafe harika. Astrofizikte daha da büyük bir uzay ölçüsü vardır. Bir ışık yılı, bir parsekin yaklaşık üçte birine eşittir, bu daha da büyük bir yıldızlararası mesafe birimidir.
Farklı koşullar altında ışık hızı
Bu arada fotonların farklı ortamlarda farklı hızlarda yayılabilmesi gibi bir özellik de var. Bir boşlukta ne kadar hızlı uçtuklarını zaten biliyoruz. Ve bir ışık yılı, ışığın bir yılda kat ettiği mesafeye eşittir dedikleri zaman, tam olarak boş demek istiyorlar. Uzay... Bununla birlikte, diğer koşullar altında ışık hızının daha düşük olabileceğini belirtmek ilginçtir. Örneğin, havada fotonlar, vakumdakinden biraz daha düşük bir hızda saçılır. Hangisi - atmosferin belirli durumuna bağlıdır. Bu nedenle, gazla dolu bir ortamda, bir ışık yılı biraz daha küçük bir değere eşit olacaktır. Ancak, kabul edilenden önemsiz derecede farklı olacaktır.
Hayatımızın bir noktasında her birimiz şu soruyu sorduk: yıldızlara uçmak ne kadar sürer? Böyle bir uçuşu bir arada yapmak mümkün mü? insan hayatı, bu tür uçuşlar günlük bir rutin haline gelebilir mi? Kimin sorduğuna bağlı olarak bu zor sorunun birçok cevabı var. Bazıları basit, diğerleri daha zor. Kesin bir cevap bulmak için dikkate alınması gereken çok fazla şey var.
Ne yazık ki, böyle bir cevap bulmaya yardımcı olacak gerçek bir tahmin yok ve bu, fütüristler ve yıldızlararası seyahat meraklıları için sinir bozucu. Beğensek de beğenmesek de alan çok büyük (ve karmaşık) ve teknolojimiz hala sınırlı. Ama eğer "ev yuvamızdan" ayrılmaya karar verirsek, en yakındaki yuvaya ulaşmanın birkaç yolu olacaktır. Yıldız sistemi bizim galaksimizde.
Dünyamıza en yakın yıldız, Hertzsprung-Russell "ana dizi" şemasına göre oldukça "ortalama" bir yıldız olan Güneş'tir. Bu, yıldızın çok kararlı olduğu ve yeterli Güneş ışığı böylece gezegenimizde yaşam gelişir. Güneş sistemimize yakın yıldızların etrafında dönen başka gezegenler olduğunu biliyoruz ve bu yıldızların çoğu bizimkine benziyor.
Gelecekte, insanlık güneş sisteminden ayrılmak isterse, ulaşabileceğimiz çok sayıda yıldıza sahip olacağız ve birçoğu yaşam için uygun koşullara sahip olabilir. Ama nereye gidiyoruz ve oraya varmamız ne kadar sürer? Bunların hepsinin spekülasyon olduğunu ve şu anda yıldızlararası seyahat için herhangi bir yer işareti olmadığını unutmayın. Pekala, Gagarin'in dediği gibi, gidelim!
Yıldıza ulaşmak
Daha önce de belirtildiği gibi, bize en yakın yıldız Güneş Sistemi- bu Proxima Centauri ve bu nedenle onunla yıldızlararası bir görev planlamaya başlamak çok mantıklı. Alpha Centauri üçlü yıldız sisteminin bir parçası olan Proxima, Dünya'dan 4.24 ışıkyılı (1.3 parsek) uzaklıktadır. Alpha Centauri, Dünya'dan 4,37 ışıkyılı uzaklıkta yakın bir ikili sistemin parçası olan sistemdeki üç yıldız arasında esasen en parlak yıldızdır - Proxima Centauri ise (üçün en silik olanı) 0,13 ışıkyılı uzaklıkta izole edilmiş bir kırmızı cücedir. .
Ve yıldızlararası seyahatle ilgili konuşmalar her türlü seyahatin düşüncelerini uyandırmasına rağmen " daha hızlı hafif "(BSS), çözgü hızlarından ve solucan deliklerinden altuzay motorlarına kadar, bu tür teoriler ya en yüksek derece kurgusaldır (Alcubierre motoru gibi) veya yalnızca bilimkurguda bulunur. Derin uzaya yapılacak herhangi bir görev, nesiller boyunca uzayacaktır.
Peki, uzay yolculuğunun en yavaş biçimlerinden biriyle başlayarak, Proxima Centauri'ye gitmek ne kadar sürer?
Modern yöntemler
Güneş sistemimizdeki mevcut teknolojiler ve bedenler dahil edilirse, uzayda seyahat süresini tahmin etmek çok daha kolaydır. Örneğin, Yeni Ufuklar misyonunun kullandığı teknolojiyi, 16 hidrazin monoyakıt motorunu kullanarak, Ay'a sadece 8 saat 35 dakikada ulaşabilirsiniz.
Ayrıca Avrupa Uzay Ajansı'nın iyon itme kullanarak aya doğru itilen SMART-1 görevi de var. Dawn uzay sondasının da Vesta'ya ulaşmak için kullandığı bu devrim niteliğindeki teknolojiyle, SMART-1 görevinin aya ulaşması bir yıl, bir ay ve iki hafta sürdü.
Hızlı bir roket uzay aracından ekonomik bir iyon sürücüsüne kadar, yerel uzayda gezinmek için birkaç seçeneğimiz var - ayrıca Jüpiter veya Satürn'ü dev bir yerçekimi sapan olarak kullanabilirsiniz. Bununla birlikte, biraz daha ilerlemeyi planlıyorsak, teknolojinin gücünü geliştirmemiz ve yeni olasılıkları keşfetmemiz gerekecek.
Olası yöntemlerden bahsettiğimizde, mevcut teknolojileri içeren veya henüz var olmayan ancak teknik olarak uygulanabilir olanlardan bahsediyoruz. Bazıları, göreceğiniz gibi, zaman içinde test edildi ve onaylandı, diğerleri ise hala sorgulanıyor. Kısacası, en yakın yıldıza bile olası, ancak çok zaman alan ve maliyetli bir seyahat senaryosunu temsil ediyorlar.
iyonik hareket
Şu anda en yavaş ve en ekonomik motor şekli iyon motorudur. Birkaç on yıl önce, iyon tahriki bilim kurgu konusu olarak kabul edildi. Ama içinde son yıllar iyon tahrik destek teknolojileri teoriden pratiğe geçti ve büyük bir başarı ile. Avrupa Uzay Ajansı'nın SMART-1 görevi, Dünya'dan 13 aylık spiral harekette Ay'a başarılı bir görev örneğidir.
SMART-1, elektriğin toplandığı güneş enerjili iyon iticileri kullandı Solar paneller ve Hall etkisi motorlarına güç sağlamak için kullanıldı. SMART-1'i aya götürmek için sadece 82 kilogram ksenon yakıtı kullanıldı. 1 kilogram ksenon yakıt 45 m/s delta-V sağlar. Bu son derece etkili bir hareket şeklidir, ancak en hızlısı olmaktan uzaktır.
İyon tahrik teknolojisini kullanan ilk görevlerden biri, 1998'de Comet Borrelli'ye yapılan Deep Space 1 göreviydi. DS1 ayrıca bir xenon iyon motoru kullandı ve 81,5 kg yakıt tüketti. 20 aylık itme için DS1, kuyruklu yıldızın geçişi sırasında 56.000 km / s hız geliştirdi.
İyon motorları roket teknolojilerinden daha ekonomiktir çünkü itici maddenin birim kütlesi (özgül itki) başına itme güçleri çok daha yüksektir. Ancak iyon iticilerin bir uzay aracını önemli hızlara ulaştırması uzun zaman alır ve en yüksek hız yakıt desteğine ve güç üretimine bağlıdır.
Bu nedenle, Proxima Centauri'ye yapılan bir görevde iyon tahriki kullanılıyorsa, motorların güçlü bir enerji kaynağına (nükleer enerji) ve büyük rezervler yakıt (geleneksel roketlerden daha az olmasına rağmen). Ancak 81,5 kg ksenon yakıtın 56.000 km/s'ye dönüştüğü (ve başka hareket biçimleri olmayacağı) varsayımından yola çıkarsak, hesaplamalar yapılabilir.
En yüksek hızı 56.000 km/s olan Deep Space 1'in Dünya ile Proxima Centauri arasında 4,24 ışıkyılı seyahat etmesi 81.000 yıl alacaktı. Zamanla, bu yaklaşık 2700 nesil insandır. Gezegenler arası bir iyon sürüşünün insanlı bir yıldızlararası görev için çok yavaş olacağını söylemek güvenli.
Ancak iyon iticileri daha büyük ve daha güçlüyse (yani, iyonların çıkış hızı önemli ölçüde daha yüksek olacaktır), tüm 4.24 ışıkyılı için yeterli olan yeterli roket yakıtı varsa, seyahat süresi önemli ölçüde azalacaktır. . Ama hepsi aynı, insan ömrünün süresinden çok daha uzun olacak.
yerçekimi manevrası
Uzayda seyahat etmenin en hızlı yolu yerçekimi yardımını kullanmaktır. Bu yöntem, yörüngesini ve hızını değiştirmek için gezegenin göreceli hareketini (yani yörünge) ve yerçekimini kullanan uzay aracını içerir. Yerçekimi manevraları son derece faydalı bir tekniktir. uzay uçuşlarıözellikle Dünya'yı veya başka bir büyük gezegeni kullanırken (gibi gaz devi) hızlandırmak için.
Mariner 10 uzay aracı, Şubat 1974'te Merkür'e doğru hızlanmak için Venüs'ün yerçekimsel çekimini kullanarak bu yöntemi kullanan ilk kişi oldu. 1980'lerde, Voyager 1 sondası, yerçekimi manevraları ve 60.000 km / s'ye hızlanma için Satürn ve Jüpiter'i kullandı ve ardından yıldızlararası uzaya çıktı.
1976'da başlayan ve 0.3 AU arasındaki gezegenler arası ortamı keşfetmesi beklenen Helios 2 görevi. e. ve 1 a. Yani, Güneş'ten, bir yerçekimi yardım manevrası kullanılarak geliştirilen en yüksek hız rekorunu elinde tutuyor. O zaman, Helios 1 (1974'te fırlatıldı) ve Helios 2, Güneş'e en yakın yaklaşma rekorunu elinde tutuyordu. Helios 2, geleneksel bir roket tarafından fırlatıldı ve oldukça uzun bir yörüngeye yerleştirildi.
190 günlük güneş yörüngesinin büyük eksantrikliği (0,54) nedeniyle, günberi Helios 2'de maksimum 240.000 km / s hıza ulaşmayı başardı. Bu yörünge hızı, yalnızca Güneş'in yerçekimsel çekimi ile geliştirildi. Teknik olarak, Helios 2'nin günberi hızı yerçekimi manevrasının sonucu değil, maksimum yörünge hızıydı, ancak cihaz hala en hızlı yapay nesne rekorunu elinde tutuyor.
Voyager 1, kırmızı cüce Proxima Centauri'ye doğru 60.000 km / s sabit hızla ilerliyorsa, bu mesafeyi kat etmesi 76.000 yıl (veya 2.500'den fazla nesil) alacaktı. Ancak sonda, Helios 2'nin rekor hızına ulaşacak olsaydı - 240.000 km / s sabit hız - 4.243 ışıkyılı seyahat etmek 19.000 yıl (veya 600'den fazla nesil) alacaktı. Neredeyse pratik olmasa da çok daha iyi.
Elektromanyetik motor EM Sürücü
Yıldızlararası seyahat için önerilen diğer bir yöntem, EM Drive olarak da bilinen bir rezonans boşluklu radyo frekans motorudur. 2001 yılında, projeyi uygulamak için Satellite Propulsion Research Ltd'yi (SPR) kuran İngiliz bilim adamı Roger Scheuer tarafından önerilen motor, elektromanyetik mikrodalga boşluklarının elektriği doğrudan itme kuvvetine dönüştürebileceği fikrine dayanıyor.
Geleneksel elektromanyetik motorlar belirli bir kütleyi (örneğin, iyonize parçacıklar), bu özel motor sistemi, kütlenin reaksiyonuna bağlı değildir ve yönlü radyasyon yaymaz. Genel olarak, bu motor, büyük ölçüde, sistemin momentumunun sabit kaldığı ve yaratılamayacağı veya yok edilemeyeceği, ancak yalnızca kuvvet etkisi altında değiştirilebileceği momentumun korunumu yasasını ihlal ettiği için makul miktarda şüphecilikle karşılandı.
Bununla birlikte, bu teknoloji ile yapılan son deneyler açıkça olumlu sonuçlara yol açmıştır. Temmuz 2014'te Cleveland, Ohio'daki 50. AIAA / ASME / SAE / ASEE Ortak Tahrik Konferansında, NASA'nın ileri düzey jet bilim adamları yeni bir elektromanyetik motor tasarımını başarıyla test ettiklerini açıkladılar.
Nisan 2015'te NASA Eagleworks'teki (Johnson Uzay Merkezi'nin bir parçası) bilim adamları, motoru bir boşlukta başarıyla test ettiklerini ve bunun uzayda olası bir kullanımı gösterebileceğini söyledi. Aynı yılın Temmuz ayında, Dresden'in uzay sistemleri bölümünden bir grup bilim insanı teknoloji üniversitesi motorun kendi versiyonunu geliştirdim ve somut itiş gücü gözlemledim.
2010 yılında, Çin, Xi'an'daki Northwestern Polytechnic Üniversitesi'nden Profesör Zhuang Yang, EM Drive teknolojisi üzerine yaptığı araştırma hakkında bir dizi makale yayınlamaya başladı. 2012 yılında, yüksek giriş gücü (2,5 kW) ve 720 mn sabit itme gücü bildirdi. 2014 yılında ayrıca, dahili termokupllarla dahili sıcaklık ölçümleri de dahil olmak üzere, sistemin çalıştığını gösteren kapsamlı testler gerçekleştirdi.
NASA prototipine (0.4 N / kilovatlık bir güç derecesi verildi) dayalı hesaplamalara göre, elektromanyetik güçle çalışan bir uzay aracı, 18 aydan daha kısa bir sürede Plüton'a yolculuk yapabilir. Bu, 58.000 km / s hızla hareket eden Yeni Ufuklar sondasının gerektirdiğinden altı kat daha az.
Kulağa etkileyici geliyor. Ancak bu durumda bile elektromanyetik motorlara sahip gemi 13.000 yıl boyunca Proxima Centauri'ye uçacak. Kapat, ama yine de yeterli değil. Ayrıca bu teknolojide tüm noktalar üzerine gelininceye kadar kullanımından bahsetmek için henüz çok erken.
Nükleer termal ve nükleer elektrik tahriki
Yıldızlararası uçuş gerçekleştirmenin bir başka yolu da nükleer motorlarla donatılmış bir uzay aracı kullanmaktır. NASA, onlarca yıldır bu tür seçenekleri inceledi. Bir nükleer rokette termal hareket uranyum veya döteryum reaktörleri, reaktördeki hidrojeni ısıtmak, onu iyonize gaza (hidrojen plazması) dönüştürmek için kullanılabilir, bu gaz daha sonra roket nozülüne yönlendirilecek ve itme üretilecektir.
Nükleer güçle çalışan bir roket, ısı ve enerjiyi elektriğe dönüştüren ve daha sonra elektrik motoruna güç sağlayan aynı reaktörü içerir. Her iki durumda da roket, nükleer füzyon veya tüm modern uzay ajanslarının üzerinde çalıştığı kimyasal yakıt yerine, itme yaratmak için nükleer fisyon.
Kimyasal motorlarla karşılaştırıldığında, nükleer motorların yadsınamaz avantajları vardır. Birincisi, roket yakıtına kıyasla pratik olarak sınırsız enerji yoğunluğudur. Ayrıca nükleer motor, kullanılan yakıt miktarına göre güçlü bir itiş gücü de üretecektir. Bu, gereken yakıt miktarını ve aynı zamanda belirli bir aparatın ağırlığını ve maliyetini azaltacaktır.
Termik nükleer güç motorları henüz uzaya girmemiş olsa da, prototipleri oluşturuldu ve test edildi ve hatta daha fazlası önerildi.
Ve yine de, yakıt ekonomisindeki ve özgül itkideki avantajlara rağmen, önerilen nükleer termik motor konseptlerinin en iyisi 5000 saniyelik (50 kN · s / kg) maksimum özgül itme gücüne sahiptir. tarafından desteklenen nükleer motorların kullanılması nükleer fisyon veya füzyon, NASA bilim adamları, Kızıl Gezegen Dünya'dan 55.000.000 kilometre uzaktaysa, sadece 90 gün içinde Mars'a bir uzay aracı teslim edebilirler.
Ancak iş Proxima Centauri'ye seyahat etmeye gelince, bir nükleer roketin ışık hızının önemli bir kısmına hızlanması yüzyıllar alacaktır. O zaman, birkaç on yıl sürecek ve onlardan sonra, hedefe giden yolda daha birçok yüzyıllık engelleme olacak. Hedefimizden hala 1000 yıl uzaktayız. Gezegenler arası görevler için iyi olan şey, yıldızlararası görevler için pek iyi değil.