Pozicioni jo sistemik. Sa kohë duhet për të fluturuar në yllin më të afërt? Sa larg është ylli më i afërt në vite dritë?

Që nga kohërat e lashta, njeriu e ka kthyer shikimin drejt qiellit, ku ka parë mijëra yje. Ata e magjepsën dhe e bënë të mendojë. Me kalimin e shekujve, njohuritë rreth tyre u grumbulluan dhe u sistemuan. Dhe kur u bë e qartë se yjet nuk janë vetëm pika të ndritshme, por objekte të vërteta kozmike me përmasa të mëdha, një person kishte një ëndërr - të fluturonte drejt tyre. Por fillimisht duhej të përcaktonim sa larg ishin.

Ylli më i afërt me Tokën

Duke përdorur teleskopët dhe formulat matematikore shkencëtarët arritën të llogarisin distancat me fqinjët tanë kozmikë (me përjashtim të objekteve të sistemit diellor). Pra, cili yll është më afër Tokës? Doli të ishte e vogla Proxima Centauri. Është pjesë e një sistemi të trefishtë i vendosur në një distancë prej afërsisht pak më shumë se katër vite dritë nga Sistemi Diellor (vlen të përmendet se astronomët përdorin më shpesh një njësi tjetër matëse - parsekun). Ajo u emërua proxima, që do të thotë "më e afërta" në latinisht. Për Universin, kjo distancë duket e parëndësishme, por me nivelin aktual të ndërtimit të anijeve hapësinore, do të duhet më shumë se një brez njerëzish për ta arritur atë.

Proxima Centauri

Në qiell ky yll mund të shihet vetëm përmes një teleskopi. Shkëlqen rreth njëqind e pesëdhjetë herë më dobët se Dielli. Ajo është gjithashtu dukshëm më e vogël në madhësi se kjo e fundit dhe temperatura e sipërfaqes së saj është dy herë më e ulët. Astronomët e konsiderojnë këtë yll dhe ekzistencën e planetëve rreth tij si të pamundur. Dhe për këtë arsye nuk ka kuptim të fluturosh atje. Edhe pse vetë sistemi i trefishtë meriton vëmendje - objekte të tilla nuk janë shumë të zakonshme në Univers. Yjet në to rrotullohen rreth njëri-tjetrit në orbita të çuditshme, dhe ndonjëherë ata "gllabërojnë" fqinjin e tyre.

Hapësirë e thellë

Le të themi disa fjalë për objektin më të largët të zbuluar deri më tani në Univers. Nga ato që shihen pa përdorimin e pajisjeve speciale optike, kjo është, pa dyshim, Mjegullnaja Andromeda. Shkëlqimi i tij është afërsisht një e katërta e madhësisë. Dhe ylli më i afërt me Tokën në këtë galaktikë ndodhet nga ne, sipas astronomëve, në një distancë prej dy milionë vitesh dritë. Madhësi marramendëse! Në fund të fundit, ne e shohim atë siç ishte dy milion vjet më parë - ja sa e lehtë është të shikosh në të kaluarën! Por le të kthehemi te “fqinjët”. Galaktika më e afërt me ne është një galaktikë xhuxh, e cila mund të vërehet në yjësinë e Shigjetarit. Ajo është aq afër nesh sa praktikisht e thith atë! Vërtetë, do të duhen ende tetëdhjetë mijë vjet dritë për të fluturuar drejt tij. Këto janë distancat në hapësirë! Për Renë e Magelanit nuk ia vlen të flitet. Ky satelit rruga e Qumështitështë pothuajse 170 milionë vite dritë pas nesh.

Yjet më të afërt me Tokën

Janë pesëdhjetë e një relativisht afër Diellit, por ne do të rendisim vetëm tetë. Pra, takoheni:

Proxima Centauri, e përmendur tashmë më lart. Distanca - katër vite dritë, klasa M5.5 (xhuxh i kuq ose kafe).
Yjet Alpha Centauri A dhe B. Ata janë 4.3 vite dritë larg nesh. Objekte të klasës D2 dhe K1 përkatësisht. Alpha Centauri është gjithashtu ylli më i afërt me Tokën, i ngjashëm në temperaturë me Diellin tonë.
Ylli i Barnardit - quhet edhe "Fluturues" sepse lëviz me shpejtësi të madhe (në krahasim me objektet e tjera hapësinore). Ndodhet në një distancë prej 6 vitesh dritë nga Dielli. Klasa e objektit M3.8. Në qiell mund të gjendet në yjësinë Ophiuchus.
Wolf 359 ndodhet 7,7 vite dritë larg. Objekti me magnitudë të 16-të në yjësinë Draco. Klasa M5.8.
Lalande 1185 është 8,2 vite dritë larg nga sistemi ynë. Ndodhet në klasën e objektit M2.1. Magnituda - 10.
Tau Ceti ndodhet 8,4 vite dritë larg. Yll i klasit M5,6.
Sistemi Sirius A dhe B është tetë vite e gjysmë dritë larg. Yjet e klasës A1 dhe DA.
Ross 154 në yjësinë e Shigjetarit. Ndodhet në një distancë prej 9.4 vite dritë nga Dielli. Ylli i klasit M 3.6.

Këtu përmenden vetëm objektet hapësinore të vendosura brenda një rrezeje prej dhjetë vitesh dritë nga ne.

dielli

Megjithatë, duke parë qiellin, harrojmë se ylli më i afërt me Tokën është ende Dielli. Kjo është qendra e sistemit tonë. Pa të, jeta në Tokë do të ishte e pamundur dhe planeti ynë u formua së bashku me këtë yll. Kjo është arsyeja pse ajo meriton vëmendje të veçantë. Pak për të. Ashtu si të gjithë yjet, Dielli është i përbërë kryesisht nga hidrogjeni dhe helium. Për më tepër, i pari shndërrohet vazhdimisht në të fundit. Si rezultat, formohen edhe elementë më të rëndë. Dhe sa më i vjetër të jetë ylli, aq më shumë grumbullohen.

Për sa i përket moshës, ylli më i afërt me Tokën nuk është më i ri, ai është rreth pesë miliardë vjeç. është ~2,10 33 g, diametri - 1,392,000 kilometra. Temperatura në sipërfaqe arrin 6000 K. Në mes të yllit ngrihet. Atmosfera e Diellit përbëhet nga tre pjesë: korona, kromosfera dhe fotosfera.

Aktiviteti diellor ndikon ndjeshëm në jetën në Tokë. Argumentohet se klima, moti dhe gjendja e biosferës varen prej saj. Dihet për periodicitetin njëmbëdhjetëvjeçar të aktivitetit diellor.

Duke përdorur teleskopë nga Observatori Jugor Evropian (ESO), astronomët arritën të bënin një tjetër zbulim mahnitës. Këtë herë ata zbuluan prova përfundimtare të ekzistencës së një ekzoplaneti që rrotullohet rreth yllit më të afërt me Tokën, Proxima Centauri. Bota, e quajtur Proxima Centauri b, është kërkuar prej kohësh nga shkencëtarët në të gjithë Tokën. Tani, falë zbulimit të tij, është vërtetuar se periudha e orbitës së tij rreth yllit të tij vendas (një vit) është 11 ditë tokësore dhe temperatura e sipërfaqes së këtij ekzoplaneti është e përshtatshme për mundësinë e gjetjes së ujit të lëngshëm. Vetë kjo botë prej guri është pak më e madhe se Toka dhe, si ylli, është bërë më e afërta me ne nga të gjitha objektet e tilla hapësinore. Përveç kësaj, ky nuk është vetëm ekzoplaneti më i afërt me Tokën, por është edhe bota më e afërt e përshtatshme për ekzistencën e jetës.

Proxima Centauri është një yll xhuxh i kuq dhe ndodhet në një distancë prej 4,25 vite dritë nga ne. Ylli mori emrin e tij për një arsye - ky është një tjetër konfirmim i afërsisë së tij me Tokën, pasi proxima përkthehet nga latinishtja si "më e afërta". Ky yll ndodhet në konstelacionin Centauri, dhe shkëlqimi i tij është aq i dobët sa është krejtësisht e pamundur të vërehet me sy të lirë, dhe përveç kësaj, është mjaft afër çiftit shumë më të ndritshëm të yjeve α Centauri AB.

Gjatë gjysmës së parë të vitit 2016, Proxima Centauri u studiua rregullisht duke përdorur spektrografin HARPS të montuar në teleskopin 3.6 metra në Kili, si dhe njëkohësisht me teleskopë të tjerë nga e gjithë bota. Ylli u studiua si pjesë e fushatës Pale Red Dot, gjatë së cilës shkencëtarët nga Universiteti i Londrës studiuan dridhjet e yllit të shkaktuara nga prania e një ekzoplaneti të paidentifikuar në orbitën e tij. Emri i këtij programi është një referencë e drejtpërdrejtë për imazhin e famshëm të Tokës nga shtrirja e largët e Sistemit Diellor. Pastaj Carl Sagan e quajti këtë foto (njollë blu). Meqenëse Proxima Centauri është një xhuxh i kuq, emri i programit u rregullua.

Meqenëse kjo temë e kërkimit të ekzoplaneteve krijoi interes të gjerë publik, përparimi i shkencëtarëve në këtë punë u publikua vazhdimisht publikisht nga mesi i janarit deri në prill 2016 në faqen e internetit të programit dhe përmes mediave sociale. Këto raporte u shoqëruan me artikuj të shumtë të shkruar nga ekspertë nga e gjithë bota.

“Ne morëm aludimet e para për mundësinë e ekzistencës së një ekzoplaneti këtu, por të dhënat tona më pas rezultuan të papërfunduara. Që atëherë, ne kemi punuar shumë për të përmirësuar vëzhgimet tona me ndihmën e Observatorit Evropian dhe organizatave të tjera. Për shembull, planifikimi i kësaj fushate zgjati afërsisht dy vjet,” Guilhem Anglada-Escudé, kreu i ekipit kërkimor.

Të dhënat nga fushata Pale Red Dot, të kombinuara me vëzhgimet e mëparshme nga ESO dhe observatorë të tjerë, treguan një sinjal të qartë të pranisë së një ekzoplaneti. Është vërtetuar shumë saktë se herë pas here Proxima Centauri i afrohet Tokës me një shpejtësi prej 5 kilometrash në orë, që është e barabartë me shpejtësinë normale të njeriut, dhe më pas largohet me të njëjtën shpejtësi. Ky cikël i rregullt i ndryshimeve në shpejtësitë radiale përsëritet me një periudhë prej 11.2 ditësh. Analiza e kujdesshme e zhvendosjeve rezultuese të Doppler-it tregoi praninë e një planeti me një masë të paktën 1.3 herë më të madhe se ajo e Tokës në një distancë prej 7 milionë kilometrash nga Proxima Centauri, vetëm 5 për qind e distancës nga Toka në Diell. Në përgjithësi, një zbulim i tillë është bërë teknikisht i mundur vetëm në 10 vitet e fundit. Por, në fakt, sinjale me amplituda edhe më të vogla janë zbuluar më parë. Megjithatë, yjet nuk janë topa të lëmuar gazi, dhe Proxima Centauri është një yll shumë aktiv. Prandaj, zbulimi i saktë i Proxima Centauri b ishte i mundur vetëm pas marrjes së një përshkrimi të detajuar se si ndryshon ylli në shkallët kohore që variojnë nga minuta në dekada dhe monitorimit të shkëlqimit të tij me teleskopë matëse të dritës.

“Ne vazhduam të kontrollonim të dhënat për t'u siguruar që sinjali që morëm nuk binte në kundërshtim me atë që kishim zbuluar. Kjo bëhej çdo ditë për 60 ditë të tjera. Pas dhjetë ditëve të para patëm besim, pas 20 ditësh kuptuam që sinjali ynë ishte ashtu siç pritej dhe pas 30 ditësh të gjitha të dhënat pretendonin kategorikisht zbulimin e ekzoplanetit Proxima Centauri b, kështu që filluam të përgatisim artikuj për këtë ngjarje.”

Xhuxhët e kuq si Proxima Centauri janë yje aktivë dhe kanë shumë truke në mëngët e tyre për të qenë në gjendje të imitojnë praninë e një ekzoplaneti në orbitat e tyre. Për të eliminuar këtë gabim, studiuesit monitoruan ndryshimet në shkëlqimin e yllit duke përdorur teleskopin ASH2 në Observatorin San Pedro de Atacami në Kili dhe rrjetin e teleskopit të Observatorit Las Cumbres. Informacioni mbi shpejtësitë radiale me rritjen e shkëlqimit të yllit u përjashtua nga analiza përfundimtare.

Përkundër faktit se Proxima Centauri b rrotullohet shumë më afër yllit të tij sesa Merkuri rreth Diellit, vetë Proxima Centauri është shumë më i zbehtë se ylli ynë. Si rezultat, ekzoplaneti i zbuluar ndodhet pikërisht në rajonin rreth yllit të përshtatshëm për ekzistencën e jetës siç e njohim ne, dhe temperatura e vlerësuar e sipërfaqes së tij lejon praninë e ujit të lëngshëm. Pavarësisht nga kjo orbitë e moderuar, kushtet në sipërfaqen e saj mund të ndikohen shumë nga rrezatimi ultravjollcë dhe rrezet X nga ylli, të cilat janë shumë më intensive se efektet që ka Dielli në Tokë.

Aftësia aktuale e këtij lloji planeti për të mbështetur ujë të lëngshëm dhe për të pasur jetë të ngjashme me Tokën është një çështje debati intensiv, por kryesisht teorik. Argumentet kryesore kundër pranisë së jetës lidhen me afërsinë e Proxima Centauri. Për shembull, në Proxima Centauri b mund të krijohen kushte në të cilat njëra anë është gjithmonë përballë yllit, duke shkaktuar natë të përjetshme në njërën gjysmë dhe ditë të përjetshme në anën tjetër. Atmosfera e planetit gjithashtu mund të avullojë ngadalë ose të ketë kimi më komplekse se ajo e Tokës për shkak të ultravjollcës së fortë dhe rrezatimi me rreze x, veçanërisht gjatë miliardë viteve të para të jetës së një ylli. Sidoqoftë, deri më tani asnjë argument i vetëm nuk është vërtetuar përfundimisht dhe nuk ka gjasa që ato të eliminohen pa prova të drejtpërdrejta vëzhguese dhe pa marrë karakteristika të sakta të atmosferës së planetit.

Dy punime individuale iu kushtuan banueshmërisë së Proxima Centauri b dhe klimës së saj. Është vërtetuar se sot nuk mund ta përjashtojmë ekzistencën ujë të lëngshëm në planet, në të cilin rast ai mund të jetë i pranishëm në sipërfaqen e planetit vetëm në rajonet më me diell, ose në rajonin e hemisferës së planetit gjithmonë përballë yllit (rotacion sinkron), ose në zonën tropikale (rezonant 3:2 rrotullimi). Lëvizja e shpejtë e Proxima Centauri b rreth yllit, rrezatimi intensiv i Proxima Centauri dhe historia e formimit të planetit e kanë bërë klimën e tij krejtësisht të ndryshme nga ajo e Tokës, dhe nuk ka gjasa që Proxima Centauri b të ketë fare stinë.

Në një mënyrë apo tjetër, ky zbulim do të jetë fillimi i vëzhgimeve të mëtejshme në shkallë të gjerë, si me instrumentet aktuale ashtu edhe me gjeneratën e mëvonshme të teleskopëve gjigantë, siç është European Extremely. Teleskopi i madh(E-ELT). Në vitet në vijim, Proxima Centauri b do të bëhet qëllimi kryesor për të kërkuar jetën diku tjetër në Univers. Kjo është mjaft simbolike, pasi sistemi Alpha Centauri u zgjodh gjithashtu si objektivi i përpjekjes së parë të njerëzimit për të kaluar në një sistem tjetër yjor. Projekti Breakthrough Starshot është një projekt kërkimor dhe inxhinierik në kuadër të programit Breakthrough Initiatives për të zhvilluar një koncept për një flotë anijesh kozmike me vela të lehta të quajtur StarChip. Kjo lloj anije kozmike do të jetë në gjendje të udhëtojë drejt sistemit yjor Alpha Centauri, 4.37 vite dritë nga Toka, me 20 deri në 15 për qind të shpejtësisë së dritës, përkatësisht 20 deri në 30 vjet, dhe rreth 4 vjet të tjera për të njoftuar Tokën. të mbërritjes me sukses.

Si përfundim, do të doja të theksoja se shumë metoda të sakta për kërkimin e ekzoplaneteve bazohen në analizën e kalimit të tij nëpër diskun e një ylli dhe dritën e yjeve nëpër atmosferën e tij. Aktualisht nuk ka asnjë provë që Proxima Centauri b po kalon nëpër diskun e yllit të saj mëmë dhe mundësitë për të parë ngjarjen janë aktualisht të papërfillshme. Megjithatë, shkencëtarët shpresojnë se efikasiteti i instrumenteve të vëzhgimit do të rritet në të ardhmen.

Në një moment në jetën tonë, secili prej nesh bëri këtë pyetje: sa kohë duhet për të fluturuar drejt yjeve? A është e mundur të bëhet një fluturim i tillë në jetën e një njeriu, a mund të bëhen fluturime të tilla normë e jetës së përditshme? Ka shumë përgjigje për këtë pyetje komplekse, varësisht se kush e pyet. Disa janë të thjeshta, të tjerat janë më komplekse. Ka shumë për të marrë parasysh për të gjetur një përgjigje të plotë.

Përgjigja për këtë pyetje nuk është aq e thjeshtë

Fatkeqësisht, jo vlerësime reale Nuk ka zgjidhje që mund të ndihmojnë në gjetjen e një përgjigjeje të tillë, dhe kjo i frustron futuristët dhe entuziastët e udhëtimeve ndëryjore. Duam apo jo, hapësira është shumë e madhe (dhe komplekse) dhe teknologjia jonë është ende e kufizuar. Por nëse ndonjëherë vendosim të largohemi nga "foleja", do të kemi disa mënyra për të arritur në sistemin më të afërt të yjeve në galaktikën tonë.

Ylli më i afërt me Tokën tonë është një yll mjaft "mesatar" sipas skemës së "sekuencës kryesore" Hertzsprung-Russell. Kjo do të thotë që ylli është shumë i qëndrueshëm dhe ofron mjaftueshëm rrezet e diellit në mënyrë që jeta të zhvillohet në planetin tonë. Ne e dimë se ka planetë të tjerë që rrotullohen rreth yjeve pranë sistemit tonë diellor dhe shumë prej këtyre yjeve janë të ngjashëm me tonin.

Botë të mundshme të banueshme në Univers

Në të ardhmen, nëse njerëzimi dëshiron të largohet nga sistemi diellor, ne do të kemi një zgjedhje të madhe yjesh për të shkuar, dhe shumë prej tyre mund të kenë kushte të favorshme për jetën. Por ku do të shkojmë dhe sa kohë do të na duhet për të arritur atje? Mbani në mend se të gjitha këto janë vetëm spekulime dhe nuk ka udhëzime për udhëtimin ndëryjor në këtë kohë. Epo, siç tha Gagarin, le të shkojmë!

Siç u përmend tashmë, ylli më i afërt me tonin sistem diellorështë Proxima Centauri, dhe për këtë arsye ka shumë kuptim të filloni të planifikoni një mision ndëryjor me të. Pjesë e sistemit të trefishtë të yjeve Alpha Centauri, Proxima është 4,24 vite dritë (1,3 parsek) nga Toka. Alpha Centauri është në thelb ylli më i ndritshëm i të treve në sistem, pjesë e një sistemi binar të ngushtë 4,37 vite dritë nga Toka - ndërsa Proxima Centauri (më i dobëti nga të tre) është një xhuxh i kuq i izoluar në 0,13 vite dritë nga dyfishi sistemi.

Dhe megjithëse bisedat rreth udhëtimit ndëryjor sjellin në mendje të gjitha llojet e udhëtimeve "më të shpejta se shpejtësia e dritës" (FSL), duke filluar nga shpejtësia e shtrembërimit dhe vrimat e krimbave deri te motorët në hapësirë, teori të tilla janë ose shkallën më të lartë janë fiktive (si ), ose ekzistojnë vetëm në fantashkencë. Çdo mision në hapësirën e thellë do të zgjasë me breza.

Pra, duke filluar me një nga format më të ngadalta të udhëtimit në hapësirë, sa kohë do të duhet për të arritur në Proxima Centauri?

Metodat moderne

Çështja e vlerësimit të kohëzgjatjes së udhëtimit në hapësirë është shumë më e thjeshtë nëse përfshin teknologjitë dhe trupat ekzistues në Sistemin tonë Diellor. Për shembull, duke përdorur teknologjinë e përdorur nga 16 motorë monopropelantë hidrazine, është e mundur të arrish në Hënë në vetëm 8 orë e 35 minuta.

Ekziston edhe misioni SMART-1 i Agjencisë Evropiane të Hapësirës, i cili u shty drejt Hënës duke përdorur shtytje jonike. Me këtë teknologji revolucionare, një version i së cilës u përdor edhe nga sonda hapësinore Dawn për të arritur në Vesta, misionit SMART-1 iu desh një vit, një muaj e dy javë për të arritur në Hënë.

Shtytës i joneve

Nga anijet kozmike me raketa të shpejta deri te shtytja jonike me efikasitet të karburantit, ne kemi disa opsione për të kaluar nëpër hapësirën lokale - plus ju mund të përdorni Jupiterin ose Saturnin si një llastiqe të madhe gravitacionale. Megjithatë, nëse planifikojmë të shkojmë pak më tej, do të duhet të rrisim fuqinë e teknologjisë dhe të eksplorojmë mundësi të reja.

Kur flasim për metoda të mundshme, po flasim për ato që përfshijnë teknologjitë ekzistuese, ose ato që nuk ekzistojnë ende, por janë teknikisht të realizueshme. Disa prej tyre, siç do ta shihni, janë të testuara dhe të konfirmuara me kohë, ndërsa të tjerat mbeten ende në pikëpyetje. Me pak fjalë, ata paraqesin një skenar të mundshëm, por shumë kohë dhe financiarisht të shtrenjtë për të udhëtuar edhe në yllin më të afërt.

Lëvizja jonike

Aktualisht, forma më e ngadaltë dhe më ekonomike e shtytjes është shtytja jonike. Disa dekada më parë, shtytja jonike konsiderohej si lëndë e fantashkencës. Por në vitet e fundit Teknologjitë e mbështetjes së motorëve jonikë kanë kaluar nga teoria në praktikë dhe me shumë sukses. Misioni SMART-1 i Agjencisë Evropiane të Hapësirës është një shembull i një misioni të suksesshëm në Hënë në një spirale 13-mujore nga Toka.

SMART-1 përdorte motorë jonikë me energji diellore, në të cilët energjia elektrike mblidhej nga panelet diellore dhe përdorej për të fuqizuar motorët me efekt Hall. Për të dërguar SMART-1 në Hënë, nevojiteshin vetëm 82 kilogramë karburant ksenon. 1 kilogram karburant ksenon siguron një delta-V prej 45 m/s. Kjo është një formë jashtëzakonisht efikase e lëvizjes, por është larg nga më e shpejta.

Një nga misionet e para që përdori teknologjinë e shtytjes jonike ishte misioni Deep Space 1 në kometën Borrelli në 1998. DS1 përdori gjithashtu një motor jonik ksenon dhe konsumoi 81.5 kg karburant. Pas 20 muajsh shtytje, DS1 arriti shpejtësinë 56,000 km/h në kohën e fluturimit të kometës.

Motorët jonikë janë më ekonomikë se teknologjia e raketave, sepse shtytja e tyre për njësi masë të lëndës djegëse (impulsi specifik) është shumë më i lartë. Por motorëve jonikë u duhet një kohë e gjatë për t'u përshpejtuar anije kozmike me shpejtësi të konsiderueshme, dhe shpejtësia maksimale varet nga mbështetja e karburantit dhe vëllimet e prodhimit të energjisë.

Prandaj, nëse shtytja jonike do të përdorej në një mision në Proxima Centauri, motorët do të duhej të kishin një burim të fuqishëm energjie (fuqi bërthamore) dhe rezerva të mëdha karburanti (megjithëse më pak se raketat konvencionale). Por nëse nisemi nga supozimi se 81.5 kg karburant ksenon përkthehet në 56,000 km/h (dhe nuk do të ketë forma të tjera lëvizjeje), mund të bëhen llogaritjet.

Me një shpejtësi maksimale prej 56,000 km/h, Deep Space do t'i duheshin 1 81,000 vjet për të udhëtuar 4,24 vite dritë midis Tokës dhe Proxima Centauri. Me kalimin e kohës, bëhet fjalë për rreth 2700 breza njerëzish. Është e sigurt të thuhet se shtytja e joneve ndërplanetare do të jetë shumë e ngadaltë për një mision ndëryjor të drejtuar.

Por nëse motorët jonikë janë më të mëdhenj dhe më të fuqishëm (d.m.th., shkalla e daljes së joneve do të jetë shumë më e lartë), nëse ka karburant të mjaftueshëm për raketa për të qëndruar të gjithë 4,24 vite dritë, koha e udhëtimit do të reduktohet ndjeshëm. Por do të ketë ende shumë më shumë jetë njerëzore.

Manovra e gravitetit

Mënyra më e shpejtë për të udhëtuar në hapësirë është përdorimi i ndihmës së gravitetit. Kjo teknikë përfshin anijen kozmike duke përdorur lëvizjen relative (d.m.th., orbitën) dhe gravitetin e planetit për të ndryshuar rrugën dhe shpejtësinë e tij. Manovrat e gravitetit janë një teknikë jashtëzakonisht e dobishme fluturimi në hapësirë, veçanërisht kur përdoret Toka ose një planet tjetër masiv (si një gjigant gazi) për përshpejtim.

Anija kozmike Mariner 10 ishte e para që përdori këtë metodë, duke përdorur tërheqjen gravitacionale të Venusit për t'u shtyrë drejt Mërkurit në shkurt 1974. Në vitet 1980, sonda Voyager 1 përdori Saturnin dhe Jupiterin për manovra graviteti dhe përshpejtim në 60,000 km/h përpara se të hynte në hapësirën ndëryjore.

Misioni Helios 2, i cili filloi në 1976 dhe kishte për qëllim të eksploronte mediumin ndërplanetar midis 0.3 AU. e. dhe 1 a. e. nga Dielli, mban rekordin për shpejtësinë më të lartë të zhvilluar duke përdorur një manovër gravitacionale. Në atë kohë, Helios 1 (lançuar në 1974) dhe Helios 2 mbanin rekordin për afrimin më të afërt me Diellin. Helios 2 u lëshua nga një raketë konvencionale dhe u vendos në një orbitë shumë të zgjatur.

Misioni Helios

Për shkak të ekscentricitetit të lartë (0.54) të orbitës diellore 190-ditore, në perihelion Helios 2 ishte në gjendje të arrinte një shpejtësi maksimale prej mbi 240,000 km/h. Kjo shpejtësi orbitale u zhvillua vetëm për shkak të tërheqjes gravitacionale të Diellit. Teknikisht, shpejtësia e perihelionit të Helios 2 nuk ishte rezultat i një manovre gravitacionale, por shpejtësia e tij maksimale orbitale, por ende mban rekordin për objektin më të shpejtë të krijuar nga njeriu.

Nëse Voyager 1 do të lëvizte drejt yllit xhuxh të kuq Proxima Centauri me një shpejtësi konstante prej 60,000 km/h, do të duheshin 76,000 vjet (ose më shumë se 2,500 breza) për të mbuluar këtë distancë. Por nëse sonda arrin shpejtësinë rekord të Helios 2 - një shpejtësi e qëndrueshme prej 240,000 km/h - do të duheshin 19,000 vjet (ose më shumë se 600 breza) për të udhëtuar 4,243 vite dritë. Shumë më mirë, edhe pse jo pothuajse praktike.

Motor elektromagnetik EM Drive

Një metodë tjetër e propozuar për udhëtimin ndëryjor është EM Drive. I propozuar në vitin 2001 nga Roger Scheuer, një shkencëtar britanik i cili krijoi Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) për të zbatuar projektin, motori bazohet në idenë se zgavrat e mikrovalës elektromagnetike mund të konvertojnë drejtpërdrejt energjinë elektrike në shtytje.

EM Drive - motor rezonant me zgavër

Ndërsa motorët elektromagnetikë tradicionalë janë krijuar për të shtyrë një masë specifike (të tilla si grimcat jonizuese), ky sistem i veçantë shtytës është i pavarur nga reagimi i masës dhe nuk lëshon rrezatim të drejtuar. Në përgjithësi, ky motor u prit me një sasi të mjaftueshme skepticizmi, kryesisht sepse shkel ligjin e ruajtjes së momentit, sipas të cilit momenti i sistemit mbetet konstant dhe nuk mund të krijohet ose shkatërrohet, por ndryshohet vetëm nën ndikimin e forcës. .

Megjithatë, eksperimentet e fundit me këtë teknologji me sa duket kanë çuar në rezultate pozitive. Në korrik 2014, në Konferencën e Përbashkët të Propulsionit të 50-të AIAA/ASME/SAE/ASEE në Cleveland, Ohio, shkencëtarët e avancuar të shtytjes së NASA-s njoftuan se kishin testuar me sukses një dizajn të ri shtytës elektromagnetik.

Në prill 2015, shkencëtarët e NASA Eagleworks (pjesë e Qendrës Hapësinore Johnson) thanë se kishin testuar me sukses motorin në një vakum, gjë që mund të tregonte aplikime të mundshme hapësinore. Në korrik të të njëjtit vit, një grup shkencëtarësh nga departamenti i sistemeve hapësinore të Dresdenit Universiteti i Teknologjisë zhvilloi versionin e saj të motorit dhe vuri re një shtytje të dukshme.

Në vitin 2010, profesor Zhuang Yang nga Northwestern Universiteti Politeknik në Xi'an, Kinë, ka filluar të botojë një seri artikujsh rreth kërkimit të saj në teknologjinë EM Drive. Në vitin 2012, ajo raportoi fuqi të lartë hyrëse (2.5 kW) dhe një shtytje të regjistruar prej 720 mN. Ai gjithashtu kreu testime të gjera në 2014, duke përfshirë matjet e brendshme të temperaturës me termoçift të integruar, të cilat treguan se sistemi funksiononte.

Bazuar në llogaritjet e bazuara në prototipin e NASA-s (i cili vlerësohej të kishte një vlerësim të fuqisë prej 0.4 N/kilovat), një anije kozmike me energji elektromagnetike mund të udhëtonte drejt Plutonit në më pak se 18 muaj. Kjo është gjashtë herë më pak se ajo që kërkohej nga sonda New Horizons, e cila lëvizte me një shpejtësi prej 58,000 km/h.

Tingëllon mbresëlënëse. Por edhe në këtë rast, anija me motorë elektromagnetikë do të fluturojë në Proxima Centauri për 13,000 vjet. Mbylle, por ende jo mjaftueshëm. Për më tepër, derisa të gjitha i-të të jenë të pikëzuara në këtë teknologji, është shumë herët të flasim për përdorimin e saj.

Lëvizja elektrike bërthamore termike dhe bërthamore

Një mundësi tjetër për fluturimin ndëryjor është përdorimi i një anije kozmike të pajisur me motorë bërthamorë. NASA ka studiuar opsione të tilla për dekada. Një raketë shtytëse termike bërthamore mund të përdorë reaktorët e uraniumit ose deuteriumit për të ngrohur hidrogjenin në reaktor, duke e kthyer atë në gaz të jonizuar (plazma hidrogjeni), i cili më pas do të drejtohej në grykën e raketës, duke gjeneruar shtytje.

Unë jam një raketë me energji bërthamore

Një raketë me energji bërthamore përdor të njëjtin reaktor për të kthyer nxehtësinë dhe energjinë në energji elektrike, e cila më pas fuqizon një motor elektrik. Në të dyja rastet, raketa do të mbështetej në shkrirjen ose ndarjen bërthamore për të gjeneruar shtytje, në vend të karburantit kimik që përdorin të gjitha agjencitë moderne të hapësirës.

Krahasuar me motorët kimikë, motorët bërthamorë kanë përparësi të pamohueshme. Së pari, ka një densitet të energjisë praktikisht të pakufizuar në krahasim me karburantin e raketave. Përveç kësaj, një motor bërthamor do të prodhojë gjithashtu një shtytje të fuqishme në lidhje me sasinë e karburantit të përdorur. Kjo do të zvogëlojë vëllimin e karburantit të kërkuar, dhe në të njëjtën kohë peshën dhe koston e një pajisjeje të veçantë.

Megjithëse motorët bërthamorë termikë nuk janë lëshuar ende në hapësirë, janë krijuar dhe testuar prototipe, madje janë propozuar edhe më shumë.

Megjithatë, pavarësisht nga avantazhet në ekonominë e karburantit dhe impulsin specifik, koncepti më i mirë i propozuar i motorit termik bërthamor ka një impuls specifik maksimal prej 5000 sekondash (50 kN s/kg). Duke përdorur motorë bërthamorë të fuqizuar nga ndarja ose shkrirja, shkencëtarët e NASA-s mund të dërgojnë një anije kozmike në Mars në vetëm 90 ditë nëse Planeti i Kuq është 55,000,000 kilometra nga Toka.

Por kur bëhet fjalë për udhëtimin në Proxima Centauri, do të duheshin shekuj që një raketë bërthamore të arrijë një pjesë të konsiderueshme të shpejtësisë së dritës. Pastaj do të duhen disa dekada udhëtime, të ndjekura nga shumë shekuj të tjerë ngadalësimi në rrugën drejt qëllimit. Jemi ende 1000 vjet nga destinacioni ynë. Ajo që është e mirë për misionet ndërplanetare nuk është aq e mirë për ato ndëryjore.

Lëvizja bërthamore

Propulsioni bërthamor është një "motor" i mundshëm teorikisht për udhëtime të shpejta në hapësirë. Koncepti u propozua fillimisht nga Stanislaw Ulam në 1946, një matematikan polako-amerikan i përfshirë në , dhe llogaritjet paraprake u bënë nga F. Reines dhe Ulam në 1947. Projekti Orion u lançua në vitin 1958 dhe zgjati deri në vitin 1963.

I udhëhequr nga Ted Taylor i General Atomics dhe fizikani Freeman Dyson i Institutit për Studime të Avancuara në Princeton, Orioni do të shfrytëzonte fuqinë e shpërthimeve bërthamore pulsuese për të ofruar një shtytje të madhe me një impuls specifik shumë të lartë.

Orioni supozohej të përdorte fuqinë e shpërthimeve bërthamore pulsuese

Me pak fjalë, Projekti Orion përfshin një anije kozmike të madhe që fiton shpejtësi duke mbështetur koka luftarake termonukleare, duke nxjerrë bomba nga pas dhe duke përshpejtuar nga një valë shpërthimi që shkon në një "shtytës" të montuar prapa, një panel shtytës. Pas çdo shtytjeje, forca e shpërthimit absorbohet nga ky panel dhe shndërrohet në lëvizje përpara.

Megjithëse ky dizajn nuk është aspak elegant sipas standardeve moderne, avantazhi i konceptit është se ai siguron shtytje të lartë specifike - domethënë, nxjerr sasinë maksimale të energjisë nga burimi i karburantit (në në këtë rast bombat bërthamore) me kosto minimale. Për më tepër, ky koncept teorikisht mund të arrijë shpejtësi shumë të larta, disa vlerësojnë deri në 5% të shpejtësisë së dritës (5.4 x 107 km/h).

Sigurisht, ky projekt ka disavantazhe të pashmangshme. Nga njëra anë, një anije e kësaj madhësie do të jetë jashtëzakonisht e shtrenjtë për t'u ndërtuar. Dyson vlerësoi në vitin 1968 se anija kozmike Orion bomba me hidrogjen do të kishte peshuar midis 400,000 dhe 4,000,000 tonë metrikë. Dhe të paktën tre të katërtat e kësaj peshe do të vinte nga bomba bërthamore, secila me peshë rreth një ton.

Llogaritjet konservatore të Dyson treguan se kostoja totale e ndërtimit të Orionit do të ishte 367 miliardë dollarë. E rregulluar për inflacionin, kjo shumë del në 2.5 trilion dollarë, që është shumë. Edhe me vlerësimet më konservatore, pajisja do të jetë jashtëzakonisht e shtrenjtë për t'u prodhuar.

Ekziston edhe një problem i vogël i rrezatimit që do të lëshojë, për të mos përmendur mbetjet bërthamore. Besohet se kjo është arsyeja pse projekti u anulua si pjesë e traktatit të ndalimit të pjesshëm të provave të vitit 1963, kur qeveritë botërore u përpoqën të kufizonin testimet bërthamore dhe të ndalonin lëshimin e tepërt të rrymës radioaktive në atmosferën e planetit.

Raketat e shkrirjes

Një mundësi tjetër e përdorimit të energjisë bërthamore është përmes reaksioneve termonukleare për të prodhuar shtytje. Në këtë koncept, energjia do të krijohej nga ndezja e fishekëve të një përzierjeje deuteriumi dhe helium-3 në një dhomë reaksioni me anë të mbylljes inerciale duke përdorur rreze elektronike (të ngjashme me atë që bëhet në Instalimin Kombëtar të Ndezjes në Kaliforni). Pra termo reaktor bërthamor do të shpërthente 250 fishekë në sekondë, duke krijuar një plazmë me energji të lartë që më pas do të ridrejtohej në grykë, duke krijuar shtytje.

Projekti Daedalus nuk e pa kurrë dritën e ditës

Ashtu si një raketë që mbështetet në një reaktor bërthamor, ky koncept ka përparësi në drejtim të efikasitetit të karburantit dhe impulsit specifik. Shpejtësia vlerësohet të arrijë në 10,600 km/h, duke tejkaluar shumë shpejtësinë e shpejtësisë së raketave konvencionale. Për më tepër, kjo teknologji është studiuar gjerësisht gjatë dekadave të fundit dhe janë bërë shumë propozime.

Për shembull, midis 1973 dhe 1978, Shoqëria Ndërplanetare Britanike kreu një studim mbi fizibilitetin e Projektit Daedalus. Duke u mbështetur në njohuritë moderne dhe teknologjinë e shkrirjes, shkencëtarët kanë bërë thirrje për ndërtimin e një sonde shkencore pa pilot me dy faza që mund të arrijë Yllin e Barnard-it (5.9 vite dritë nga Toka) brenda një jete njerëzore.

Faza e parë, më e madhja nga të dyja, do të funksiononte për 2.05 vjet dhe do të përshpejtonte anijen në 7.1% të shpejtësisë së dritës. Pastaj kjo fazë hidhet, e dyta ndizet dhe pajisja përshpejtohet në 12% të shpejtësisë së dritës në 1.8 vjet. Pastaj motori i fazës së dytë fiket dhe anija fluturon për 46 vjet.

Dakord, duket shumë bukur!

Projekti Daedalus vlerëson se misionit do t'i duheshin 50 vjet për të arritur në Yllin e Barnardit. Nëse në Proxima Centauri, e njëjta anije do të arrijë atje pas 36 vjetësh. Por, sigurisht, projekti përfshin shumë çështje të pazgjidhura, veçanërisht të pazgjidhshme duke përdorur teknologjinë moderne - dhe shumica e tyre ende nuk janë zgjidhur.

Për shembull, praktikisht nuk ka helium-3 në Tokë, që do të thotë se do të duhet të minohet diku tjetër (me shumë mundësi në Hënë). Së dyti, reaksioni që drejton aparatin kërkon që energjia e emetuar të tejkalojë ndjeshëm energjinë e shpenzuar për të filluar reaksionin. Dhe megjithëse eksperimentet në Tokë tashmë e kanë tejkaluar "pikën e barazimit", ne jemi ende larg vëllimeve të energjisë që mund të fuqizojnë një anije kozmike ndëryjore.

Së treti, çështja e kostos së një anijeje të tillë mbetet. Edhe sipas standardeve modeste të mjetit pa pilot të Projektit Daedalus, një mjet i pajisur plotësisht do të peshonte 60,000 tonë. Për t'ju dhënë një ide, pesha bruto e NASA SLS është pak më shumë se 30 tonë metrikë dhe vetëm lëshimi do të kushtojë 5 miliardë dollarë (vlerësimet e 2013).

Me pak fjalë, raketa është ndezur fuzion bërthamor Jo vetëm që do të ishte shumë e shtrenjtë për t'u ndërtuar, por do të kërkonte gjithashtu një nivel të reaktorit të shkrirjes shumë përtej aftësive tona. Icarus Interstellar, një organizatë ndërkombëtare e shkencëtarëve qytetarë (disa prej të cilëve kanë punuar për NASA ose ESA), po përpiqet të ringjallë konceptin me Projektin Icarus. I formuar në vitin 2009, grupi shpreson të bëjë të mundur lëvizjen e shkrirjes (dhe më shumë) për të ardhmen e parashikueshme.

Fusion ramjet

I njohur gjithashtu si ramjet Bussard, motori u propozua për herë të parë nga fizikani Robert Bussard në 1960. Në thelb, është një përmirësim në raketën standarde termonukleare, e cila përdor fusha magnetike për të kompresuar karburantin e hidrogjenit në pikën e shkrirjes së shkrirjes. Por në rastin e një ramjet, një gyp i madh elektromagnetik thith hidrogjenin nga mediumi ndëryjor dhe e hedh atë në reaktor si lëndë djegëse.

Ndërsa automjeti fiton shpejtësi, masa reaktive hyn në një fushë magnetike të kufizuar, e cila e ngjesh atë derisa të fillojë shkrirja termonukleare. Fusha magnetike më pas drejton energjinë në grykën e raketës, duke përshpejtuar anijen. Meqenëse asnjë rezervuar karburanti nuk do ta ngadalësojë atë, një ramjet me shkrirje mund të arrijë shpejtësi në rendin e 4% të shpejtësisë së dritës dhe të udhëtojë kudo në galaktikë.

Megjithatë, ka shumë dobësi të mundshme për këtë mision. Për shembull, problemi i fërkimit. Anija kozmike mbështetet në një shkallë të lartë të grumbullimit të karburantit, por gjithashtu do të ndeshet me sasi të mëdha hidrogjeni ndëryjor dhe do të humbasë shpejtësinë - veçanërisht në rajone të dendura të galaktikës. Së dyti, ka pak deuterium dhe tritium (të cilët përdoren në reaktorët në Tokë) në hapësirë dhe sinteza e hidrogjenit të zakonshëm, i cili është i bollshëm në hapësirë, nuk është ende nën kontrollin tonë.

Sidoqoftë, fantashkenca ra në dashuri me këtë koncept. Më së shumti shembull i famshëmështë ndoshta ekskluziviteti i Star Trek që përdor "Bussard Collectors". Në realitet, kuptimi ynë i reaktorëve të shkrirjes nuk është aq i mirë sa do të donim.

Vela me lazer

Velat diellore janë konsideruar prej kohësh mënyrë efektive pushtimi i sistemit diellor. Përveç faktit se ato janë relativisht të thjeshta dhe të lira për t'u prodhuar, ato kanë një avantazh të madh: nuk kërkojnë karburant. Në vend të përdorimit të raketave që kanë nevojë për karburant, vela përdor presionin e rrezatimit nga yjet për të çuar pasqyrat ultra të holla drejt shpejtësive të larta.

Megjithatë, në rastin e udhëtimit ndëryjor, një vela e tillë do të duhej të shtyhej nga rrezet e përqendruara të energjisë (lazer ose mikrovalë) për ta përshpejtuar atë në shpejtësinë afër dritës. Koncepti u propozua për herë të parë nga Robert Forward në 1984, një fizikant në Laboratorin e Avionëve Hughes.

Çfarë ka shumë në hapësirë? Kjo është e drejtë - rrezet e diellit

Ideja e tij ruan avantazhet e një vela diellore në atë që nuk kërkon karburant në bord, dhe gjithashtu që energjia lazer nuk shpërndahet në një distancë në të njëjtën mënyrë si rrezatimi diellor. Kështu, edhe pse lundrimit lazer do t'i duhet pak kohë për t'u përshpejtuar në shpejtësinë afër dritës, ajo më pas do të kufizohet vetëm nga shpejtësia e vetë dritës.

Sipas një studimi të vitit 2000 nga Robert Frisby, drejtor i kërkimit të koncepteve të avancuara të shtytjes në Laboratorin Jet Propulsion të NASA-s, një vela lazer do të përshpejtohej në gjysmën e shpejtësisë së dritës në më pak se një dekadë. Ai gjithashtu llogariti se një vela me një diametër prej 320 kilometrash mund të arrijë në Proxima Centauri në 12 vjet. Ndërkohë, vela me diametër 965 kilometra do të mbërrijë për vetëm 9 vjet.

Sidoqoftë, një vela e tillë do të duhet të ndërtohet nga materiale të përparuara të përbëra për të shmangur shkrirjen. E cila do të jetë veçanërisht e vështirë duke pasur parasysh madhësinë e velit. Kostot janë edhe më të këqija. Sipas Frisby, lazerët do të kërkonin një rrjedhë të qëndrueshme prej 17,000 teravat energjie, e cila është afërsisht ajo që e gjithë bota konsumon në një ditë.

Motori antimateries

Adhuruesit e fantashkencës e dinë mirë se çfarë është antimateria. Por në rast se keni harruar, antimateria është një substancë e përbërë nga grimca që kanë të njëjtën masë si grimcat e rregullta, por ngarkesë të kundërt. Një motor antimateries është një motor hipotetik që mbështetet në ndërveprimet midis materies dhe antimateries për të gjeneruar energji ose shtytje.

Motori hipotetik antimateries

Me pak fjalë, një motor antimateries përdor grimcat e hidrogjenit dhe antihidrogjenit që përplasen me njëra-tjetrën. Energjia e emetuar gjatë procesit të asgjësimit është e krahasueshme në vëllim me energjinë e shpërthimit të një bombe termonukleare të shoqëruar nga një rrjedhë e grimcave nënatomike - pioneve dhe muoneve. Këto grimca, të cilat udhëtojnë me një të tretën e shpejtësisë së dritës, ridrejtohen në një grykë magnetike dhe gjenerojnë shtytje.

Avantazhi i kësaj klase rakete është se pjesa më e madhe e masës së përzierjes së lëndës/antimmateries mund të shndërrohet në energji, duke rezultuar në një densitet të lartë energjie dhe impuls specifik më të lartë se çdo raketë tjetër. Për më tepër, reaksioni i asgjësimit mund ta përshpejtojë raketën në gjysmën e shpejtësisë së dritës.

Kjo klasë raketash do të jetë më e shpejta dhe më efiçente në energji e mundshme (ose e pamundur, por e propozuar). Ndërsa raketat kimike konvencionale kërkojnë tonelata karburant për të çuar një anije kozmike në destinacionin e saj, një motor antimateries do të bëjë të njëjtën punë me vetëm disa miligramë karburant. Shkatërrimi i ndërsjellë i gjysmë kilogrami grimca hidrogjeni dhe antihidrogjeni çliron më shumë energji sesa një bombë me hidrogjen 10 megaton.

Është për këtë arsye që Instituti i Koncepteve të Avancuara të NASA-s po e hulumton këtë teknologji si një mundësi për misionet e ardhshme në Mars. Fatkeqësisht, kur shqyrtohen misionet në sistemet e yjeve të afërta, sasia e karburantit të kërkuar rritet në mënyrë eksponenciale dhe kostot bëhen astronomike (pa qëllim).

Si duket asgjësimi?

Sipas një raporti të përgatitur për Konferencën dhe Ekspozitën e Përbashkët të Propulsionit të 39-të AIAA/ASME/SAE/ASEE, një raketë me dy faza kundër lëndës do të kërkonte më shumë se 815,000 tonë metrikë shtytës për të arritur në Proxima Centauri në 40 vjet. Është relativisht i shpejtë. Por çmimi...

Edhe pse një gram antimaterie prodhon një sasi të jashtëzakonshme energjie, prodhimi i vetëm një gram do të kërkonte 25 milionë miliardë kilovat-orë energji dhe do të kushtonte një trilion dollarë. Aktualisht, sasia totale e antimateries që është krijuar nga njerëzit është më pak se 20 nanogram.

Dhe edhe sikur të mund të prodhonim antimaterie me çmim të ulët, do të na duhej një anije masive që mund të mbante sasinë e nevojshme të karburantit. Sipas një raporti të Dr. Darrell Smith dhe Jonathan Webby të Universitetit Aeronautik Embry-Riddle në Arizona, një anije kozmike ndëryjore e fuqizuar nga antimateria mund të arrijë shpejtësinë 0.5 herë më të madhe se shpejtësia e dritës dhe të arrijë Proxima Centauri në pak më shumë se 8 vjet. Megjithatë, vetë anija do të peshonte 400 tonë dhe do të kërkonte 170 ton lëndë djegëse kundër lëndës.

Një mënyrë e mundshme kundër kësaj do të ishte krijimi i një anijeje që do të krijonte antimaterie dhe më pas do ta përdorte atë si lëndë djegëse. Ky koncept, i njohur si Sistemi i Eksploruesit Ndëryjor të Raketave Vakum në Antimateria (VARIES), u propozua nga Richard Aubauzi i Icarus Interstellar. Bazuar në idenë e riciklimit in-situ, automjeti VARIES do të përdorte lazer të mëdhenj (të mundësuar nga panele të mëdha diellore) për të krijuar grimca antimateries kur shkrepeshin në hapësirën boshe.

Ngjashëm me konceptin fusion ramjet, ky propozim zgjidh problemin e transportit të karburantit duke e nxjerrë atë drejtpërdrejt nga hapësira. Por përsëri, kostoja e një anijeje të tillë do të jetë jashtëzakonisht e lartë nëse do të ndërtohet nga ne metoda moderne. Ne thjesht nuk mund të krijojmë antimateries në një shkallë të madhe. Ekziston gjithashtu një problem i rrezatimit për t'u zgjidhur, pasi asgjësimi i materies dhe antimateries prodhon shpërthime të rrezeve gama me energji të lartë.

Ato përbëjnë rrezik jo vetëm për ekuipazhin, por edhe për motorin, në mënyrë që të mos shpërbëhen në grimca nënatomike nën ndikimin e gjithë atij rrezatimi. Me pak fjalë, një motor kundër lëndës është krejtësisht jopraktik duke pasur parasysh teknologjinë tonë aktuale.

Alcubierre Warp Drive

Adhuruesit e fantashkencës janë pa dyshim të njohur me konceptin e warp drive (ose Alcubierre drive). Propozuar nga fizikani meksikan Miguel Alcubierre në 1994, ideja ishte një përpjekje për të imagjinuar lëvizjen e menjëhershme në hapësirë pa shkelur teorinë e relativitetit special të Ajnshtajnit. Shkurtimisht, ky koncept përfshin shtrirjen e strukturës së hapësirë-kohës në një valë, e cila teorikisht do të shkaktonte tkurrjen e hapësirës përpara një objekti dhe zgjerimin e hapësirës pas tij.

Një objekt brenda kësaj valë (anija jonë) do të jetë në gjendje ta kalërojë këtë valë, duke qenë në një "flluskë deformuese", me një shpejtësi shumë më të madhe se ajo relativiste. Meqenëse anija nuk lëviz në vetë flluskë, por bartet prej saj, ligjet e relativitetit dhe hapësirë-kohës nuk do të shkelen. Në thelb, kjo metodë nuk përfshin lëvizjen më të shpejtë se shpejtësia e dritës në kuptimin lokal.

Është "më e shpejtë se drita" vetëm në kuptimin që anija mund të arrijë në destinacionin e saj më shpejt se një rreze drite që udhëton jashtë flluskës së deformimit. Duke supozuar se anija kozmike është e pajisur me sistemin Alcubierre, ajo do të arrijë në Proxima Centauri në më pak se 4 vjet. Prandaj, kur bëhet fjalë për udhëtimin teorik ndëryjor në hapësirë, kjo është teknologjia më premtuese për sa i përket shpejtësisë.

Sigurisht, i gjithë ky koncept është jashtëzakonisht i diskutueshëm. Ndër argumentet kundër, për shembull, është se ai nuk merr parasysh mekanikën kuantike dhe mund të hidhet poshtë (si graviteti kuantik i ciklit). Llogaritjet e sasisë së kërkuar të energjisë treguan gjithashtu se lëvizja e deformimit do të ishte tepër e pangopur. Pasiguri të tjera përfshijnë sigurinë e një sistemi të tillë, efektet e hapësirë-kohës në destinacion dhe shkeljet e shkakësisë.

Sidoqoftë, në vitin 2012, shkencëtari i NASA-s Harold White njoftoi se, së bashku me kolegët e tij, motori Alcubierre. White deklaroi se ata kishin ndërtuar një interferometër që do të kapte shtrembërimet hapësinore të prodhuara nga zgjerimi dhe tkurrja e hapësirë-kohës në metrikën Alcubierre.

Në vitin 2013, Laboratori Jet Propulsion publikoi rezultatet e testeve në terren të deformimit të kryera në kushte vakum. Për fat të keq, rezultatet u konsideruan "jo përfundimtare". Në terma afatgjatë, mund të zbulojmë se metrika Alcubierre shkel një ose më shumë ligje themelore të natyrës. Dhe edhe nëse fizika e tij rezulton e saktë, nuk ka asnjë garanci që sistemi Alcubierre mund të përdoret për fluturim.

Në përgjithësi, gjithçka është si zakonisht: keni lindur shumë herët për të udhëtuar drejt yllit më të afërt. Megjithatë, nëse njerëzimi ndjen nevojën për të ndërtuar një "arkë ndëryjore" që do të përmbajë një vetë-qëndrueshmëri shoqëria njerëzore, do të duhen rreth njëqind vjet për të arritur në Proxima Centauri. Nëse, sigurisht, duam të investojmë në një ngjarje të tillë.

Për sa i përket kohës, të gjitha metodat e disponueshme duken të jenë jashtëzakonisht të kufizuara. Dhe ndërsa kalimi i qindra mijëra viteve duke udhëtuar drejt yllit më të afërt mund të jetë me pak interes për ne kur mbijetesa jonë është në rrezik, ndërsa teknologjia hapësinore përparon, metodat do të mbeten jashtëzakonisht jopraktike. Në kohën kur arka jonë të arrijë yllin më të afërt, teknologjia e saj do të vjetërohet dhe vetë njerëzimi mund të mos ekzistojë më.

Pra, nëse nuk bëjmë një përparim të madh në teknologjinë e shkrirjes, antimateries ose lazerit, do të jemi të kënaqur me eksplorimin e sistemit tonë diellor.

Sa është distanca nga Toka në yllin më të afërt, Proxy Centauri?

Konsideroni - 3,87 vite dritë * për 365 ditë * 86400 (numri i sekondave në ditë) * 300,000 (shpejtësia e dritës km/s) = (afërsisht) si Vladimir Ustinov, dhe Dielli ynë është vetëm 150 milion km
Ndoshta ka yje më afër (dielli nuk llogaritet), por ata janë shumë të vegjël (një xhuxh i bardhë, për shembull), por ende nuk janë zbuluar. 4 vite dritë janë ende shumë larg ((((((
Ylli më i afërt nga Dielli, Proxima Centauri. Diametri i tij është shtatë herë më i vogël se ai i diellit dhe e njëjta gjë vlen edhe për masën e tij. Shkëlqimi i tij është 0,17% e shkëlqimit të Diellit, ose vetëm 0,0056% në spektrin e dukshëm për syrin e njeriut. Kjo shpjegon faktin se nuk mund të shihet me sy të lirë, dhe faktin se u zbulua vetëm në shekullin e 20-të. Distanca nga Dielli në këtë yll është 4.22 vite dritë. E cila sipas standardeve kozmike është pothuajse afër. Në fund të fundit, edhe graviteti i Diellit tonë shtrihet afërsisht në gjysmën e kësaj distance! Megjithatë, për njerëzimin, kjo distancë është vërtet e madhe. Distancat në shkallët planetare maten në vite dritë. Sa larg do të udhëtojë drita në vakum për 365 ditë? Kjo vlerë është 9,640 miliardë kilometra. Për të kuptuar distancat, këtu janë disa shembuj. Distanca nga Toka në Hënë është 1.28 sekonda dritë, dhe me teknologji moderne udhëtimi zgjat 3 ditë. Midis planetëve të sistemit tonë diellor, distancat variojnë nga 2.3 minuta dritë deri në 5.3 orë dritë. Me fjalë të tjera, udhëtimi më i gjatë do të zgjasë pak më shumë se 10 vjet në një anije kozmike pa pilot. Tani le të shqyrtojmë se sa kohë na duhet për të fluturuar në Proxima Centauri. Kampioni aktual në shpejtësi është anija kozmike pa pilot Helios 2. Shpejtësia e saj është 253,000 km/h ose 0,02334% e shpejtësisë së dritës. Pasi kemi llogaritur, zbulojmë se do të na duhen 18,000 vjet për të arritur te ylli më i afërt. Në nivelin aktual të zhvillimit të teknologjisë, ne mund të sigurojmë funksionimin e një anije kozmike vetëm për 50 vjet.
Është e vështirë të imagjinohet distanca duke përdorur numra. Nëse dielli ynë zvogëlohet në madhësinë e një koke shkrepse, atëherë distanca nga ylli më i afërt do të jetë afërsisht 1 kilometër.
Proxima Centauri është afërsisht 40,000,000,000,000 km larg... 4,22 vite dritë.. Alfa Centauri është 4,37 vite dritë larg. i vitit…
4 vite dritë (afërsisht 37,843,200,000,000 km)
Po ngatërroni diçka i dashur koleg. Ylli më i afërt është Dielli. 8 minuta dhe pak pa ndezur asnjë dritë :)
Në Proxima: 4,22 (+- 0,01) vite dritë. Ose 1,295 (+-0,004) parsek. Marrë nga këtu.
në Proxima Centauri 4,2 vite dritë është 41,734,219,479,449,6 km, nëse 1 vit drite është 9,460,528,447,488 km
4,5 vite dritë (1 parsek?)
Ka yje në Univers që janë aq larg nga ne, saqë nuk kemi mundësi as të dimë distancën e tyre apo të përcaktojmë numrin e tyre. Por sa larg është ylli më i afërt nga Toka?
Distanca nga Toka në Diell është 150,000,000 kilometra. Duke qenë se drita udhëton me 300,000 km/sek, nga Dielli në Tokë duhen 8 minuta.
Yjet më të afërt me ne janë Proxima Centauri dhe Alpha Centauri. Distanca prej tyre në Tokë është 270,000 herë më e madhe se distanca nga Dielli në Tokë. Kjo do të thotë, distanca nga ne në këto yje është 270,000 herë më shumë se 150,000,000 kilometra! Dritës së tyre i duhen 4.5 vjet për të arritur në Tokë.
Distanca nga yjet është aq e madhe sa ishte e nevojshme të krijohej një njësi për matjen e kësaj distance. Quhet vit drite. Kjo është distanca që përshkon drita në një vit. Kjo është afërsisht 10 trilion kilometra (10,000,000,000,000 km). Distanca nga ylli më i afërt e tejkalon këtë distancë me 4.5 herë.
Nga të gjithë yjet në qiell, vetëm 6000 mund të shihen pa teleskop, me sy të lirë. Jo të gjithë këta yje janë të dukshëm nga Britania e Madhe.
Në fakt, duke parë qiellin dhe duke vëzhguar yjet, ka pak më shumë se një mijë prej tyre. Dhe me një teleskop të fuqishëm mund të zbuloni shumë, shumë herë më shumë.

> > Sa kohë do të duhet për të udhëtuar drejt yllit më të afërt?

Zbulojeni, sa kohë të fluturojë në yllin më të afërt: ylli më i afërt me Tokën pas Diellit, distanca nga Proxima Centauri, përshkrimi i lëshimeve, teknologjitë e reja.

Njerëzimi modern shpenzon përpjekje për të eksploruar sistemin e tij diellor vendas. Por a mund të shkojmë në zbulim te një yll fqinj? Dhe sa shumë Sa kohë do të duhet për të udhëtuar drejt yllit më të afërt?? Kjo mund të përgjigjet shumë thjesht, ose mund të futeni më thellë në fushën e fantashkencës.

Duke folur nga perspektiva e teknologjisë së sotme, numrat realë do të trembin entuziastët dhe ëndërrimtarët. Të mos harrojmë se distancat në hapësirë janë tepër të mëdha dhe burimet tona janë ende të kufizuara.

Ylli më i afërt me planetin Tokë është . Ky është përfaqësuesi i mesëm i sekuencës kryesore. Por ka shumë fqinjë të përqendruar rreth nesh, kështu që tani është e mundur të krijohet një hartë e tërë rrugësh. Por sa kohë duhet për të arritur atje?

Cili yll është më i afërti

Ylli më i afërt me Tokën është Proxima Centauri, kështu që tani për tani duhet t'i bazoni llogaritjet tuaja në karakteristikat e tij. Është pjesë e sistemit të trefishtë Alpha Centauri dhe është larg nesh në një distancë prej 4,24 vite dritë. Është një xhuxh i kuq i izoluar që ndodhet 0,13 vite dritë nga ylli binar.

Sapo shfaqet tema e udhëtimit ndëryjor, të gjithë mendojnë menjëherë për shpejtësinë e deformimit dhe kërcimin në vrimat e krimbave. Por të gjitha janë ose të paarritshme ose absolutisht të pamundura. Fatkeqësisht, çdo mision në distanca të gjata do të marrë më shumë se një brez. Le të fillojmë analizën me metodat më të ngadalta.

Sa kohë do të duhet për të udhëtuar te ylli më i afërt sot?

Është e lehtë për të bërë llogaritjet bazuar në pajisjet ekzistuese dhe kufijtë e sistemit tonë. Për shembull, misioni New Horizons përdori 16 motorë që punonin me monopropelant hidrazin. U deshën 8 orë 35 minuta për të arritur. Por misioni SMART-1 bazohej në motorë jonikë dhe iu deshën 13 muaj e dy javë për të arritur në satelitin e tokës.

Pra, ne kemi disa opsione automjeti. Përveç kësaj, mund të përdoret si një llastiqe gjigante gravitacionale. Por nëse planifikojmë të udhëtojmë kaq larg, duhet të kontrollojmë të gjitha opsionet e mundshme.

Tani ne po flasim jo vetëm për teknologjitë ekzistuese, por edhe për ato që në teori mund të krijohen. Disa prej tyre tashmë janë testuar në misione, ndërsa të tjerat janë vetëm në formën e vizatimeve.

Forca jonike

Kjo është metoda më e ngadaltë, por ekonomike. Vetëm disa dekada më parë, motori jonik u konsiderua fantastik. Por tani përdoret në shumë pajisje. Për shembull, misioni SMART-1 arriti në Hënë me ndihmën e tij. Në këtë rast është përdorur opsioni me panele diellore. Kështu, ai shpenzoi vetëm 82 kg karburant ksenon. Këtu fitojmë në efikasitet, por definitivisht jo në shpejtësi.

Për herë të parë, motori jonik u përdor për Deep Space 1, duke fluturuar në (1998). Pajisja përdori të njëjtin lloj motori si SMART-1, duke përdorur vetëm 81.5 kg shtytës. Gjatë 20 muajve të udhëtimit, ai arriti të përshpejtojë në 56,000 km/h.

Lloji i joneve konsiderohet shumë më ekonomik se teknologjia e raketave, sepse shtytja për njësi të masës së eksplozivit është shumë më e lartë. Por duhet shumë kohë për të shpejtuar. Nëse do të planifikoheshin të përdoreshin për të udhëtuar nga Toka në Proxima Centauri, do të nevojitej shumë karburant raketash. Edhe pse mund të merrni si bazë treguesit e mëparshëm. Pra, nëse pajisja lëviz me një shpejtësi prej 56,000 km/h, atëherë ajo do të mbulojë një distancë prej 4,24 vite dritë në 2,700 breza njerëzor. Pra, nuk ka gjasa të përdoret për një mision fluturimi të drejtuar.

Sigurisht, nëse e mbushni me një sasi të madhe karburanti, mund të rrisni shpejtësinë. Por koha e mbërritjes do të marrë ende një jetë standarde njerëzore.

Ndihmë nga graviteti

Kjo është një metodë popullore pasi ju lejon të përdorni orbitën dhe gravitetin planetar për të ndryshuar rrugën dhe shpejtësinë. Shpesh përdoret për të udhëtuar drejt gjigantëve të gazit për të rritur shpejtësinë. Mariner 10 e provoi këtë për herë të parë. Ai u mbështet në gravitetin e Venusit për të arritur (shkurt 1974). Në vitet 1980, Voyager 1 përdori hënat e Saturnit dhe Jupiterit për të përshpejtuar në 60,000 km/h dhe për të hyrë në hapësirën ndëryjore.

Por mbajtësi i rekordit për shpejtësinë e arritur duke përdorur gravitetin ishte misioni Helios-2, i cili u nis për të studiuar mediumin ndërplanetar në 1976.

Për shkak të ekscentricitetit të lartë të orbitës 190-ditore, pajisja ishte në gjendje të përshpejtohej në 240,000 km/h. Për këtë qëllim është përdorur ekskluzivisht graviteti diellor.

Epo, nëse dërgojmë Voyager 1 me 60,000 km/h, do të duhet të presim 76,000 vjet. Për Helios 2, kjo do të kishte marrë 19,000 vjet. Është më i shpejtë, por jo mjaftueshëm i shpejtë.

Makinë elektromagnetike

Ekziston një mënyrë tjetër - motori rezonant i frekuencës së radios (EmDrive), i propozuar nga Roger Shavir në 2001. Ajo bazohet në faktin se rezonatorët elektromagnetikë të mikrovalës mund të shndërrojnë energjinë elektrike në shtytje.

Ndërsa motorët elektromagnetikë konvencionalë janë projektuar për të lëvizur një lloj të caktuar mase, ky nuk përdor masë reaksioni dhe nuk prodhon rrezatim të drejtuar. Ky lloj është pritur me një sasi të madhe skepticizmi sepse shkel ligjin e ruajtjes së momentit: një sistem i momentit brenda një sistemi mbetet konstant dhe ndryshon vetëm nën ndikimin e forcës.

Por eksperimentet e fundit po fitojnë ngadalë mbi mbështetësit. Në prill 2015, studiuesit njoftuan se kishin testuar me sukses diskun në një vakum (që do të thotë se mund të funksionojë në hapësirë). Në korrik ata kishin ndërtuar tashmë versionin e tyre të motorit dhe zbuluan një shtytje të dukshme.

Në vitin 2010, Huang Yang filloi një seri artikujsh. Ajo përfundoi punën përfundimtare në vitin 2012, ku raportoi fuqi më të madhe hyrëse (2,5 kW) dhe testoi kushtet e shtytjes (720 mN). Në vitin 2014, ajo shtoi gjithashtu disa detaje në lidhje me përdorimin e ndryshimeve të brendshme të temperaturës që konfirmuan funksionalitetin e sistemit.

Sipas llogaritjeve, një pajisje me një motor të tillë mund të fluturojë në Pluton në 18 muaj. Këto janë rezultate të rëndësishme, sepse përfaqësojnë 1/6 e kohës që ka shpenzuar New Horizons. Tingëllon mirë, por edhe kështu, udhëtimi në Proxima Centauri do të zgjaste 13,000 vjet. Për më tepër, ne ende nuk kemi besim 100% në efektivitetin e tij, kështu që nuk ka kuptim të fillojmë zhvillimin.

Pajisjet bërthamore termike dhe elektrike

NASA ka hulumtuar për shtytje bërthamore për dekada tani. Reaktorët përdorin uranium ose deuterium për të ngrohur hidrogjenin e lëngshëm, duke e shndërruar atë në gaz hidrogjeni të jonizuar (plazmë). Më pas dërgohet përmes grykës së raketës për të gjeneruar shtytje.

Një termocentral i raketave bërthamore strehon të njëjtin reaktor origjinal, i cili transformon nxehtësinë dhe energjinë në energji elektrike. Në të dyja rastet, raketa mbështetet në ndarjen ose shkrirjen bërthamore për të gjeneruar shtytje.

Kur krahasojmë me motorët kimikë, marrim një sërë avantazhesh. Le të fillojmë me densitetin e pakufizuar të energjisë. Për më tepër, tërheqja më e lartë është e garantuar. Kjo do të reduktonte konsumin e karburantit, gjë që do të reduktonte masën e nisjes dhe kostot e misionit.

Deri më tani nuk ka pasur asnjë motor termik bërthamor të lëshuar. Por ka shumë koncepte. Ato variojnë nga modelet tradicionale të ngurta deri tek ato të bazuara në një bërthamë të lëngshme ose gazi. Pavarësisht të gjitha këtyre avantazheve, koncepti më kompleks arrin një impuls specifik maksimal prej 5000 sekondash. Nëse përdorni një motor të tillë për të udhëtuar kur planeti është 55,000,000 km larg (pozicioni "opozitë"), do të duhen 90 ditë.

Por nëse e dërgojmë në Proxima Centauri, do të duhen shekuj që të përshpejtohet për të arritur shpejtësinë e dritës. Pas kësaj, do të duheshin disa dekada për të udhëtuar dhe shekuj të tjerë për të ngadalësuar. Në përgjithësi, periudha është reduktuar në një mijë vjet. E shkëlqyeshme për udhëtimet ndërplanetare, por ende jo e mirë për udhëtimet ndëryjore.

Në teori

Ju ndoshta tashmë e keni kuptuar këtë teknologjive moderne mjaft i ngadalshëm për të mbuluar distanca kaq të gjata. Nëse duam ta arrijmë këtë në një brez, atëherë duhet të dalim me diçka përparim. Dhe nëse krimbat po mbledhin ende pluhur në faqe libra me fantazi, atëherë kemi disa ide reale.

Lëvizja e impulsit bërthamor

Stanislav Ulam u përfshi në këtë ide në vitin 1946. Projekti filloi në vitin 1958 dhe vazhdoi deri në vitin 1963 me emrin Orion.

Orion planifikoi të përdorte fuqinë e shpërthimeve bërthamore impulsive për të krijuar një goditje të fortë me një impuls specifik të lartë. Kjo do të thotë, ne kemi një anije kozmike të madhe me një furnizim të madh të kokave të luftës termonukleare. Gjatë rënies, ne përdorim një valë shpërthimi në platformën e pasme ("shtytës"). Pas çdo shpërthimi, jastëku shtytës thith forcën dhe e shndërron shtytjen në impuls.

Natyrisht, në bota moderne Metoda është e lirë nga hiri, por garanton impulsin e nevojshëm. Sipas vlerësimeve paraprake, në këtë rast është e mundur të arrihet 5% e shpejtësisë së dritës (5.4 x 10 7 km/h). Por dizajni vuan nga mangësi. Le të fillojmë me faktin se një anije e tillë do të ishte shumë e shtrenjtë, dhe do të peshonte 400,000-4000,000 ton. Për më tepër, ¾ e peshës përfaqësohet nga bomba bërthamore (secila prej tyre arrin 1 ton metrikë).

Kostoja totale e nisjes do të ishte rritur në atë kohë në 367 miliardë dollarë (sot - 2.5 trilion dollarë). Ekziston edhe problemi i rrezatimit dhe mbetjeve bërthamore të krijuara. Besohet se ishte për shkak të kësaj që projekti u ndërpre në 1963.

Fusion bërthamor

Këtu përdoren reaksione termonukleare, për shkak të të cilave krijohet shtytje. Energjia prodhohet kur peletat e deuterium/helium-3 ndizen në ndarjen e reaksionit përmes mbylljes inerciale duke përdorur rreze elektronike. Një reaktor i tillë do të shpërthente 250 fishekë në sekondë, duke krijuar një plazmë me energji të lartë.

Ky zhvillim kursen karburant dhe krijon një nxitje të veçantë. Shpejtësia e arritshme është 10,600 km (shumë më e shpejtë se raketat standarde). Kohët e fundit, gjithnjë e më shumë njerëz janë të interesuar për këtë teknologji.

Në vitet 1973-1978. Shoqëria Ndërplanetare Britanike krijoi një studim fizibiliteti, Projekti Daedalus. Ajo bazohej në njohuri moderne teknologjia e shkrirjes dhe prania e një sonde pa pilot me dy faza që mund të arrinte yllin e Barnard (5.9 vite dritë) në një jetë.

Faza e parë do të funksionojë për 2.05 vjet dhe do të përshpejtojë anijen në 7.1% të shpejtësisë së dritës. Pastaj do të rivendoset dhe motori do të fillojë, duke rritur shpejtësinë në 12% në 1.8 vjet. Pas kësaj, motori i fazës së dytë do të ndalojë dhe anija do të udhëtojë për 46 vjet.

Në përgjithësi, anija do të arrijë yllin në 50 vjet. Nëse e dërgoni në Proxima Centauri, koha do të reduktohet në 36 vjet. Por kjo teknologji u përball edhe me pengesa. Le të fillojmë me faktin se helium-3 do të duhet të minohet në Hënë. Dhe reagimi që fuqizon anijen kërkon që energjia e lëshuar të kalojë energjinë e përdorur për ta nisur atë. Dhe megjithëse testimi shkoi mirë, ne ende nuk kemi llojin e nevojshëm të energjisë që mund të fuqizojë një anije kozmike ndëryjore.

Epo, të mos harrojmë paratë. Një lëshim i vetëm i një rakete prej 30 megatonësh i kushton NASA-s 5 miliardë dollarë. Pra, projekti Daedalus do të peshonte 60,000 megaton. Përveç kësaj, do të nevojitet një lloj i ri i reaktorit termonuklear, i cili gjithashtu nuk përshtatet në buxhet.

Motori Ramjet

Kjo ide u propozua nga Robert Bussard në vitin 1960. Kjo mund të konsiderohet një formë e përmirësuar e shkrirjes bërthamore. Ai përdor fusha magnetike për të kompresuar karburantin e hidrogjenit derisa të aktivizohet shkrirja. Por këtu krijohet një gyp i madh elektromagnetik, i cili "shqyen" hidrogjenin nga mediumi ndëryjor dhe e hedh atë në reaktor si lëndë djegëse.

Anija do të fitojë shpejtësi dhe do të detyrojë fushën magnetike të ngjeshur të arrijë procesin e shkrirjes termonukleare. Më pas do të ridrejtojë energjinë në formën e gazrave të shkarkimit përmes injektorit të motorit dhe do të përshpejtojë lëvizjen. Pa përdorur karburant tjetër, ju mund të arrini 4% të shpejtësisë së dritës dhe të udhëtoni kudo në galaktikë.

Por kjo skemë ka një numër të madh mangësish. Problemi i rezistencës lind menjëherë. Anija duhet të rrisë shpejtësinë për të grumbulluar karburant. Por ai has në sasi të mëdha hidrogjeni, kështu që mund të ngadalësohet, veçanërisht kur godet rajone të dendura. Përveç kësaj, është shumë e vështirë të gjesh deuterium dhe tritium në hapësirë. Por ky koncept përdoret shpesh në fantashkencë. Shembulli më i njohur është Star Trek.

Vela me lazer

Për të kursyer para, velat diellore janë përdorur për një kohë shumë të gjatë për të lëvizur automjetet rreth sistemit diellor. Ato janë të lehta dhe të lira dhe nuk kërkojnë karburant. Vela përdor presionin e rrezatimit nga yjet.

Por për të përdorur një dizajn të tillë për udhëtimin ndëryjor, ai duhet të kontrollohet nga rrezet e fokusuara të energjisë (lazerët dhe mikrovalët). Kjo është mënyra e vetme për ta përshpejtuar atë në një pikë afër shpejtësisë së dritës. Ky koncept u zhvillua nga Robert Ford në 1984.

Në fund të fundit është se të gjitha përfitimet e një vela diellore mbeten. Dhe megjithëse lazerit do t'i duhet kohë për t'u përshpejtuar, kufiri është vetëm shpejtësia e dritës. Një studim i vitit 2000 tregoi se një vela me lazer mund të përshpejtohej në gjysmën e shpejtësisë së dritës në më pak se 10 vjet. Nëse madhësia e velit është 320 km, atëherë ajo do të arrijë në destinacionin e saj në 12 vjet. Dhe nëse e rritni atë në 954 km, atëherë në 9 vjet.

Por prodhimi i tij kërkon përdorimin e përbërjeve të avancuara për të shmangur shkrirjen. Mos harroni se duhet të arrijë përmasa të mëdha, kështu që çmimi do të jetë i lartë. Përveç kësaj, do t'ju duhet të shpenzoni para për të krijuar një lazer të fuqishëm që mund të sigurojë kontroll me shpejtësi kaq të larta. Lazeri konsumon një rrymë konstante prej 17,000 teravat. Pra e kuptoni, kjo është sasia e energjisë që konsumon i gjithë planeti në një ditë.

Antimateria

Ky është një material i përfaqësuar nga antigrimca që arrijnë të njëjtën masë si ato të zakonshme, por kanë ngarkesë të kundërt. Një mekanizëm i tillë do të përdorte ndërveprimin midis materies dhe antimateries për të gjeneruar energji dhe për të krijuar shtytje.

Në përgjithësi, një motor i tillë përdor grimcat e hidrogjenit dhe antihidrogjenit. Për më tepër, në një reagim të tillë lëshohet e njëjta sasi energjie si në një bombë termonukleare, si dhe një valë grimcash nënatomike që lëvizin me 1/3 e shpejtësisë së dritës.

Avantazhi i kësaj teknologjie është se pjesa më e madhe e masës shndërrohet në energji, e cila do të krijojë densitet më të lartë energjie dhe impuls specifik. Si rezultat, ne do të marrim anijen më të shpejtë dhe më ekonomike. Nëse një raketë konvencionale përdor tonelata karburant kimik, atëherë një motor me antimaterie shpenzon vetëm disa miligramë për të njëjtat veprime. Kjo teknologji do të ishte e shkëlqyeshme për një udhëtim në Mars, por nuk mund të aplikohet në një yll tjetër, sepse sasia e karburantit rritet në mënyrë eksponenciale (së bashku me kostot).

Një raketë me dy faza kundër lëndës do të kërkonte 900,000 tonë karburant për një fluturim 40-vjeçar. Vështirësia është se për të nxjerrë 1 gram antimaterie do të nevojiten 25 milionë kilovat-orë energji dhe më shumë se një trilion dollarë. Për momentin kemi vetëm 20 nanogramë. Por një anije e tillë është e aftë të përshpejtojë deri në gjysmën e shpejtësisë së dritës dhe të fluturojë drejt yllit Proxima Centauri në yjësinë Centaurus në 8 vjet. Por peshon 400 Mt dhe konsumon 170 ton antimaterie.

Si zgjidhje për problemin, ata propozuan zhvillimin e një "Sistemi të Kërkimit Ndëryjor të Raketave Antimateriale vakum". Kjo mund të përdorë lazer të mëdhenj që krijojnë grimca të antimateries kur gjuhen në hapësirën boshe.

Ideja bazohet gjithashtu në përdorimin e karburantit nga hapësira. Por sërish lind momenti i kostos së lartë. Përveç kësaj, njerëzimi thjesht nuk mund të krijojë një sasi të tillë të antimateries. Ekziston gjithashtu një rrezik rrezatimi, pasi asgjësimi i materies-antimmateries mund të krijojë shpërthime të rrezeve gama me energji të lartë. Do të jetë e nevojshme jo vetëm për të mbrojtur ekuipazhin me ekrane speciale, por edhe për të pajisur motorët. Prandaj, produkti është inferior në praktikë.

Flluskë Alcubierre

Në vitin 1994, u propozua nga fizikani meksikan Miguel Alcubierre. Ai donte të krijonte një mjet që nuk do të shkelte teorinë speciale të relativitetit. Ai sugjeron shtrirjen e strukturës së hapësirë-kohës në një valë. Teorikisht, kjo do të bëjë që distanca para objektit të zvogëlohet dhe distanca pas tij të zgjerohet.

Një anije e kapur brenda një valë do të jetë në gjendje të lëvizë përtej shpejtësive relativiste. Vetë anija nuk do të lëvizë në "flluskën e shtrembër", kështu që rregullat e hapësirës-kohës nuk zbatohen.

Nëse flasim për shpejtësinë, atëherë kjo është "më e shpejtë se drita", por në kuptimin që anija do të arrijë në destinacionin e saj më shpejt se një rreze drite që lë flluskën. Llogaritjet tregojnë se ai do të arrijë në destinacion pas 4 vitesh. Nëse e mendojmë në teori, kjo është metoda më e shpejtë.

Por kjo skemë nuk merr parasysh mekanikën kuantike dhe anulohet teknikisht nga Teoria e Gjithçkaje. Llogaritjet e sasisë së energjisë së kërkuar treguan gjithashtu se do të kërkohej fuqi jashtëzakonisht e madhe. Dhe ne nuk kemi prekur ende sigurinë.

Megjithatë, në vitin 2012 u fol se kjo metodë po testohej. Shkencëtarët pretenduan se kishin ndërtuar një interferometër që mund të zbulonte shtrembërimet në hapësirë. Në vitin 2013, Laboratori i Propulsionit Jet kreu një eksperiment në kushte vakum. Si përfundim, rezultatet dukeshin jo përfundimtare. Nëse shikoni më thellë, mund të kuptoni se kjo skemë shkel një ose më shumë ligje themelore të natyrës.

Çfarë rrjedh nga kjo? Nëse shpresonit të bënit një udhëtim vajtje-ardhje drejt yllit, shanset janë tepër të ulëta. Por nëse njerëzimi vendosi të ndërtojë një arkë hapësinore dhe t'i dërgojë njerëzit në një udhëtim shekullor, atëherë gjithçka është e mundur. Sigurisht, kjo është vetëm një bisedë për momentin. Por shkencëtarët do të ishin më aktivë në teknologji të tilla nëse planeti apo sistemi ynë do të ishte në rrezik real. Pastaj një udhëtim në një yll tjetër do të ishte çështje mbijetese.

Tani për tani, ne vetëm mund të shfletojmë dhe eksplorojmë hapësirat e sistemit tonë vendas, duke shpresuar se në të ardhmen do të ketë rruge e re, e cila bëri të mundur zbatimin e tranziteve ndëryjore.