"Междузвездна. Науката зад кулисите "- една книга за тези, които са малко по-филм
Книги / / December 19, 2019
междузвезден полет
На първото заседание, професор Марка казва Купър за експедициите на програмата "Лазар", предназначена да намери нов дом на човечеството. Купър казва: "В нашата слънчева система не съществува обитаеми планети, звезди и най-близките хиляда години по пътя. Това е, меко казано, безсмислено. Е, къде взехте да ги изгони, професоре? "Защо е безсмислено (ако ръката не е дупка), ясно е, ако се замислите колко голяма от разстоянието до най-близките звезди.
Разстояние до най-близките звезди
Най-близкото (с изключение на Слънцето) звезда в системата, която може да се намери планета, подходяща за живот - това е Тау Кит. Това е 11,9 светлинни години от Земята; това е, пътуващи скоростта на светлината, преди да може да се стигне за 11,9 години. Може да бъде теоретично обитаеми планети, които са по-близо до нас, но не с много.
За да изчислите колко далеч на Тау Сети, прибягват до аналогии в много по-малък мащаб. Представете си, че разстоянието от Ню Йорк до Пърт в Австралия - приблизително половината от обиколката на Земята. Най-близкото до нас звезда (отново без да се броят на Слънцето) - Проксима Центавър, 4.24 светлинни години от Земята, но няма доказателства, че нейната страна може да е подходяща за живот на планетата. Ако разстоянието до Тау Кит - разстоянието Ню Йорк - Пърт, тогава разстоянието до Проксима Кентавър - е Ню Йорк - Берлин. Малко по-близо от Тау Кит! От всички безпилотни космически кораби започнали хора в космоса, а след това просто имам "Вояджър 1", която сега е в 18-те светлинни часа път от Земята. Неговото пътуване е продължило 37 години. Ако разстоянието до Тау Кит - разстоянието Ню Йорк - Пърт, а след това от Земята до "Вояджър 1", само на три километра: както от Емпайър Стейт Билдинг в южния край на Гринуич Вилидж. Това е много по-малко, отколкото от Ню Йорк до Пърт.
От Земята към Сатурн по-близо - на 200 метра, две пресечки от Емпайър Стейт Билдинг на Парк Авеню в. От Земята до Марс - 20 метра, а от Земята до Луната (най-голямо разстояние, на което все още пътува души) - само седем сантиметра! Сравнете седем сантиметра и половина околосветско пътешествие! Сега разбирам, какво да се случи скок в технологичното развитие на човечеството, за да завладее планетата извън Слънчевата система?
Скоростта на полет в XXI век
"Voyager-1" (диспергира чрез гравитационно примка около Saturn и Jupiter) се отдалечава от слънчевата система при скорост от 17 km в секунда. В "Междузвездна" космически кораб "Endyurans" пътува от Земята до Сатурн в продължение на две години, със средна скорост от около 20 километра в секунда. Максимална скорост постижима в XXI век, с помощта на ракетни двигатели в комбинация с гравитационни прашки, ще бъде, по мое мнение, на около 300 километра в секунда. Ако отидем до Проксима Кентавър, със скорост от 300 километра в секунда, пътуването ще отнеме 5000 година, както и полетът до Тау Кит - 13 000 години. Нещо dolgovato. За да се получи това много по-бързо, имате нужда от нещо като дупка в технологията на XXI век.
Технология на далечното бъдеще
Гениални учени и инженери, поставени много усилия, развитие на принципите на бъдещите технологии, които биха направили лети със скорост близка реалност. Тук ще намерите достатъчно информация за тези проекти в Интернет. Но се страхувам, ще бъде домакин на повече от сто години, преди хората ще могат да ги приведе към живота. Въпреки това, те са, по мое мнение, са убедени, че за прекомерно развити цивилизации пътуват със скорост между една десета от скоростта на светлината и по-горе, са напълно възможно.
Ето три варианта за транспорт до почти скоростта на светлината, което мисля, че са особено интересни. *
* Не може да си тръгне без внимание и двигатели, които се използват като гориво елементарни частици със скорост близка до скоростта на светлината. Множество от такива частици (например, гама лъчи или пи-мезони) се образуват в процеса на унищожение на частиците - античастица (например, електрон - позитрон). Използването на тази технология, според някои учени, ще позволи да се достигне скорост от около ⅔s. За съжаление, антиматерия унищожение процеси за производство на твърде много време и технически трудно. Прибл. научен. Ед.
ядрен синтез
Ядреният синтез - най-популярният от трите опции. Научно-изследователска дейност по създаването на електроцентрали на базата на контролирания термоядрен синтез е започнало през 1950 г., както и пълен успех на тези проекти ще бъде коронясан до 2050. Един век на научни изследвания!
Той казва нещо за мащаба на трудностите. Да предположим, че до 2050 г. в света ще бъде електроцентрала синтез, но какво да кажем за космически полети на термоядрения синтез, теглена? Двигатели от най-успешните проекти ще бъдат в състояние да осигури скорост от около 100 километра в секунда, а до края на този век и вероятно до 300 километра в секунда. Въпреки това, почти скоростта на светлината, ще трябва изцяло нов принцип на използване на термоядрени реакции. Възможността за синтез може да се оцени чрез използване на прости изчисления. Когато две атомна деутерий (тежка водород) се сливат, образувайки хелий атом, около 0.0064 теглото си (в груб закръгляване един процент) се преобразува в енергия. Ако го преобразува в кинетична енергия (енергия на движение) на хелий атом, че атом ще се сдобие със скоростта на една десета от скоростта на светлината. **
** Формулата за кинетична енергия: Mv² / 2, където М - е масата на хелий атом, и V - скорост. Формула енергия освобождава: 0,0064 Mc², където с - скоростта на светлината. (Тук използвам известния принцип на Айнщайн, който гласи, че, ако конвертирате маса в енергия, количеството енергия, ще бъде равна на. Маса, умножена по квадрата на скоростта на светлината) се равнява на един друг, ние получаваме: v² = 2 х 0,0064c², което означава, че V е приблизително равна на в / 10. Прибл. автор.
Затова, ако се превърне цялата енергия, получени посредством синтез на гориво (деутерий) в посока на движение на кораба, той ще достигне скорост от около C / 10, и ако да бъде умен - и няколко повече. През 1968 г., Фрийман Дайсън, голям физик, описани и проучени примитивна структура на космическия кораб на синтез теглен в състояние - в ръцете достатъчно напреднала цивилизация - за предоставяне на такава скорост ред. Слети бомби ( "водород" бомба) взривяване полусферична непосредствено зад клапа, чийто диаметър - 20 км. Експлозии тласкат кораба напред, го шофиране в най-смелите Дайсън Изчислено е, че до една тридесета от скоростта на светлината. Подобрен дизайн, може да бъде в състояние да направи повече. През 1968 г. Dyson стигна до извода, че използването на този тип двигател ще бъде възможно не по-рано от края на XXII век, 150 години от сега. Вярвам, че тази прогноза е твърде оптимистична.
[…]
Без значение колко привлекателна те може да изглежда цялата технология на бъдещето, думата "бъдеще" е ключът тук. С технологията на XXI век, ние сме в състояние да достигне до други звездни системи за по-малко от хиляда години по пътя. Единствената ни, призрачна надежда за междузвезден полет - една дупка в "Междузвездна" или дори някакъв вид ограничаване форма на кривината на пространство - време.
хартиени книгиелектронна книга