Proxima Centauri je zvijezda najbliža Zemlji. Ime je dobio po latinskoj riječi proxima, što znači "najbliži". Udaljenost od njega do Sunca je 4,22 svjetlosne godine. No, unatoč činjenici da nam je zvijezda bliža od Sunca, može se vidjeti samo kroz teleskop. Toliko je malen da se o njegovom postojanju ništa nije znalo sve do 1915. godine. Pronalazač zvijezde bio je Robert Innes, škotski astronom.

Alpha Centauri

Proxima je dio sustava, također uključuje još dvije zvijezde: Alpha Centauri A i Alpha Centauri B. One su puno svjetlije i vidljivije od Proxime. Dakle, zvijezda A, najsjajnija u ovom zviježđu, nalazi se na udaljenosti od 4,33 svjetlosne godine od Sunca. Zove se Rigel Centauri, što se prevodi kao "Kentaurova noga". Ova zvijezda pomalo podsjeća na naše Sunce. Vjerojatno zbog svoje svjetline. Za razliku od Proxime Centauri, poznata je od davnina, jer je vrlo vidljiva na noćnom nebu.

Alpha Centauri B također nije niža od svoje "sestre" u svjetlini. Zajedno su uski binarni sustav. Proxima Centauri je dosta daleko od njih. Između zvijezda postoji udaljenost od trinaest tisuća astronomskih jedinica (to je četiri stotine puta dalje nego od Sunca do planeta Neptuna!).

Sve zvijezde sustava Centauri kruže oko zajedničkog središta mase. Samo se Proxima kreće vrlo sporo: njezino orbitalno razdoblje traje milijune godina. Stoga će ova zvijezda ostati najbliža Zemlji jako dugo.

Vrlo mala

Zvijezda Proxima Centauri nije samo nama najbliža zvijezda u sazviježđu, već je i najmanja. Njegova je masa toliko mala da je jedva dovoljna za održavanje procesa stvaranja helija iz vodika potrebnog za postojanje. Zvijezda jako slabo svijetli. Proxima je mnogo lakša od Sunca, oko sedam puta. A temperatura na njegovoj površini znatno je niža: "samo" tri tisuće stupnjeva. Proxima je sto pedeset puta svjetlija od Sunca.

Crveni patuljci

Mala zvijezda Proxima pripada spektralnom razredu M s vrlo niskim sjajem. Još jedno široko poznato ime za nebeska tijela ove klase su crveni patuljci. Zvijezde s tako malom masom zanimljivi su objekti. Njihova unutarnja struktura donekle je slična strukturi divovskih planeta poput Jupitera. Supstanca crvenih patuljaka je u egzotičnom stanju. Osim toga, postoje prijedlozi da bi planeti smješteni u blizini takvih zvijezda mogli biti pogodni za život.

Crveni patuljci žive jako dugo, puno duže od bilo koje druge zvijezde. Razvijaju se vrlo sporo. Sve nuklearne reakcije unutar njih počinju se događati tek nekoliko milijardi godina nakon njihova nastanka. Životni vijek crvenog patuljka duži je od života cijelog Svemira! Dakle, u dalekoj, dalekoj budućnosti, kada se više od jedne zvijezde poput Sunca ugasi, crveni patuljak Proxima Centauri i dalje će slabo sjati u tami svemira.

Općenito, crveni patuljci su najčešće zvijezde u našoj galaksiji. Od njih se sastoji više od 80% svih zvjezdanih tijela. I evo paradoksa: potpuno su nevidljivi! Nijedno od njih nećete primijetiti golim okom.

Mjerenje

Do sada jednostavno nije bilo moguće točno izmjeriti veličinu malih zvijezda poput crvenih patuljaka zbog njihovog slabog sjaja. Ali danas je ovaj problem riješen pomoću posebnog VLT interferometra (VLT je skraćenica za Very Large Telescope). Ovaj uređaj radi na temelju dva velika 8,2-metarska VLT teleskopa smještena u Astronomskom opservatoriju Paranal (ESO). Ova dva ogromna teleskopa, međusobno udaljena 102,4 metra, omogućuju mjerenja s takvom preciznošću koju drugi uređaji jednostavno ne mogu. Tako su astronomi ženevske zvjezdarnice prvi put dobili točne dimenzije tako male zvijezde.

Promjenjivi Centauri

Po svojoj veličini Proxima Centauri graniči između prave zvijezde, planeta i A ipak je zvijezda. Njegova masa i promjer su jedna sedmina njegove mase, i također respektivno. Zvijezda je stotinu i pedeset puta masivnija od planeta Jupitera, ali teži jedan i pol puta manje. Da je Proxima Centauri težila čak i manje, onda jednostavno ne bi mogla postati zvijezda: u njezinim dubinama ne bi bilo dovoljno vodika za emitiranje svjetlosti. U ovom slučaju to bi bio obični smeđi patuljak (tj. mrtav), a ne prava zvijezda.

Sama Proxima je vrlo mutna nebesko tijelo. U normalnom stanju, njegov sjaj ne doseže više od 11 m. Čini se svijetlo samo na fotografijama snimljenim velikim teleskopima, poput Hubblea. Međutim, ponekad se sjaj zvijezde naglo i značajno poveća. Znanstvenici ovu činjenicu objašnjavaju činjenicom da Proxima Centauri pripada klasi takozvanih promjenjivih, odnosno rasplamsanih zvijezda. To je uzrokovano jakim bakljama na njegovoj površini, koje su rezultat snažnih konvekcijskih procesa. Donekle su slični onima koji se javljaju na površini Sunca, samo puno jači, što čak dovodi do promjene sjaja zvijezde.

Još uvijek samo dijete

Ovi nasilni procesi i izbijanja pokazuju da se nuklearne reakcije koje se događaju u dubinama Proxima Centauri još nisu stabilizirale. Zaključci znanstvenika: ovo je još uvijek vrlo mlada zvijezda prema kozmičkim standardima. Iako je njegova starost sasvim usporediva sa starošću našeg Sunca. Ali Proxima je crveni patuljak pa se ne mogu ni uspoređivati. Uostalom, kao i druga "crvena braća", svoje će nuklearno gorivo sagorijevati vrlo sporo i štedljivo, i stoga će svijetliti jako, jako dugo - otprilike tri stotine puta duže od cijelog našeg Svemira! Što reći o Suncu...

Mnogi pisci znanstvene fantastike vjeruju da je Proxima Centauri najprikladnija zvijezda za istraživanje svemira i avanturu. Neki vjeruju da u njezinom Svemiru postoje skriveni planeti na kojima se mogu pronaći druge civilizacije. Možda je tako, ali udaljenost od Zemlje do Proxime Centauri je više od četiri svjetlosne godine. Dakle, iako je najbliže, ipak je dosta daleko.

Kolika je udaljenost od Zemlje do najbliže zvijezde, Proxy Centauri?

1. Uzmite u obzir - 3,87 svjetlosnih godina * za 365 dana * 86400 (broj sekundi u danu) * 300 000 (brzina svjetlosti km/s) = (otprilike) kao Vladimir Ustinov, a naše Sunce udaljeno je samo 150 milijuna km
2. Možda postoje zvijezde bliže (sunce se ne računa), ali su vrlo male (bijeli patuljak, na primjer), ali još nisu otkrivene. 4 svjetlosne godine su još uvijek jako daleko(((((
3. Najbliža zvijezda od Sunca, Proxima Centauri. Promjer mu je sedam puta manji od promjera Sunca, a isto vrijedi i za njegovu masu. Njegov luminozitet iznosi 0,17% luminoziteta Sunca, odnosno samo 0,0056% u spektru vidljivom ljudskom oku. To objašnjava činjenicu da se ne može vidjeti golim okom te da je otkrivena tek u 20. stoljeću. Udaljenost od Sunca do ove zvijezde je 4,22 svjetlosne godine. Što je po kozmičkim standardima gotovo blizu. Uostalom, čak se i gravitacija našeg Sunca proteže do otprilike polovice te udaljenosti! Međutim, za čovječanstvo ta je udaljenost uistinu ogromna. Udaljenosti na planetarnim ljestvicama mjere se svjetlosnim godinama. Koliko će svjetlost prijeći u vakuumu za 365 dana? Ova vrijednost iznosi 9,640 milijardi kilometara. Da biste razumjeli udaljenosti, evo nekoliko primjera. Udaljenost od Zemlje do Mjeseca iznosi 1,28 svjetlosnih sekundi, a uz modernu tehnologiju putovanje traje 3 dana. Udaljenosti između planeta našeg sunčevog sustava variraju od 2,3 svjetlosne minute do 5,3 svjetlosnih sati. Drugim riječima, najdulje putovanje će trajati nešto više od 10 godina na bespilotnoj letjelici. Sada razmislimo koliko nam vremena treba da letimo do Proxime Centauri. Trenutno je prvak u brzini bespilotni svemirska letjelica Helios 2. Brzina mu je 253 000 km/h ili 0,02334% brzine svjetlosti. Nakon izračuna saznajemo da će nam trebati 18.000 godina da dođemo do najbliže zvijezde. Na moderna razina Razvojem tehnologije možemo osigurati rad letjelice samo 50 godina.
4. Teško je zamisliti udaljenosti pomoću brojeva. Ako se naše sunce smanji na veličinu glave šibice, tada će udaljenost do najbliže zvijezde biti otprilike 1 kilometar.
5. Proxima Centauri udaljena je otprilike 40 000 000 000 000 km... 4,22 svjetlosne godine. Alpha Centauri udaljena je 4,37 svjetlosnih godina. godine...
6. 4 svjetlosne godine (približno 37 843 200 000 000 km)
7. Nešto brkate dragi kolega. Najbliža zvijezda je Sunce. 8 minuta i malo bez svjetla :)
8. Do Proksime: 4,22 (+- 0,01) svjetlosne godine. Ili 1,295 (+-0,004) parseka. Preuzeto odavde.
9. do Proxime Centauri 4,2 svjetlosne godine je 41,734,219,479,449.6 km, ako je 1 svjetlosna godina 9,460,528,447,488 km
10. 4,5 svjetlosnih godina (1 parsek?)
11. U Svemiru postoje zvijezde koje su toliko udaljene od nas da nemamo priliku ni znati njihovu udaljenost niti odrediti njihov broj. Ali koliko je najbliža zvijezda udaljena od Zemlje?

    Udaljenost od Zemlje do Sunca je 150.000.000 kilometara. Budući da svjetlost putuje brzinom od 300 000 km/s, potrebno je 8 minuta da putuje od Sunca do Zemlje.

    Nama najbliže zvijezde su Proxima Centauri i Alpha Centauri. Udaljenost od njih do Zemlje je 270.000 puta veća od udaljenosti od Sunca do Zemlje. Odnosno, udaljenost od nas do ovih zvijezda je 270.000 puta veća od 150.000.000 kilometara! Njihovoj svjetlosti treba 4,5 godine da stigne do Zemlje.

    Udaljenost do zvijezda je toliko velika da je bilo potrebno razviti jedinicu za mjerenje te udaljenosti. Zove se svjetlosna godina. To je udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj godini. To je otprilike 10 bilijuna kilometara (10 000 000 000 000 km). Udaljenost do najbliže zvijezde premašuje ovu udaljenost za 4,5 puta.

    Od svih zvijezda na nebu, samo 6000 se može vidjeti bez teleskopa, golim okom. Nisu sve ove zvijezde vidljive iz Ujedinjenog Kraljevstva.

    Naime, gledajući u nebo i promatrajući zvijezde, ima ih nešto više od tisuću. A sa snažnim teleskopom možete otkriti mnogo, mnogo puta više.

> Proxima Centauri

- crveni patuljak sazviježđa Kentaura i zvijezda najbliža Zemlji: opis i karakteristike s fotografijama, kako ga pronaći na nebu, udaljenost, činjenice.

(Alpha Centauri C) je Zemlji najbliža pojedinačna vanzemaljska zvijezda. Nalazi se u zviježđu Kentaur. Udaljenost od Sunčev sustav Proxima Centauri udaljena je 4.243 svjetlosne godine. S latinskog, "proxima" se prevodi kao "blizu/bliže". Udaljenost od zvjezdanog objekta C do sustava Alpha Centauri AB je 0,237 svjetlosnih godina.

Vjeruje se da je Proxima Centauri treći član sustava Alpha Centauri AB, ali njegov orbitalni period doseže 500 000 godina. Pred nama je crveni patuljak, koji je u smislu sjaja preslab da bi ga pronašli bez korištenja teleskopa. Magnituda zvijezde doseže 11.05. Pronašao ga je Robert Innes 1915.

Proxima Centauri je klasa plamtećih zvijezda—varijabli čiji sjaj nasumično raste zbog magnetske aktivnosti. To dovodi do stvaranja x-zrake. Masa zvijezde doseže 1/8 Sunca, a promjer - 1/7 Sunca.

Proxima Centauri polako oslobađa energiju pa će ostati na glavnoj sekvenci sljedećih 4 trilijuna godina, što je 300 puta više od trenutne starosti Svemira. Možete se diviti fotografijama zvijezde iz svemirskog teleskopa Hubble ili upotrijebiti našu zvjezdanu kartu da sami pronađete Proximu Centauri na nebu.

Teleskop Hubble uspio je uhvatiti sjajan sjaj najbliže zvijezde, Proxima Centauri. Nalazi se u zviježđu Kentaura na udaljenosti od 4 svjetlosne godine. Ovdje izgleda svijetlo, ali se ne može pronaći golim okom. Prosječna vidljivost je izuzetno niska, a njegova masivnost doseže tek 8. dio Sunca. Ali povremeno se sjaj zvijezde povećava. Proxima Centauri je klasificirana kao zvijezda koja plamti. To jest, procesi konvekcije unutar njega dovode do nasumičnih promjena u svjetlini. Ovo također ukazuje na dugo postojanje zvijezde. Znanstvenici vjeruju da će ostati na glavnoj sekvenci još 4 trilijuna godina, što je 300 puta više od trenutne starosti svemira. Promatranja su izvršena planetarnom kamerom 2 svemirskog teleskopa Hubble. Proxima Centauri ulazi u sustav s dva člana, A i B, koji nisu uključeni u okvir.

Vjeruje se da će se na kraju Proxima Centauri početi hladiti i smanjivati ​​u veličini, mijenjajući boju iz crvene u plavu. U ovom trenutku, svjetlina će se povećati na 2,5% solarne. Kada ponestane vodikovog goriva u zvjezdanoj jezgri, Proxima Centauri se pretvara u bijelog patuljka.

Zvijezdu mogu promatrati oni koji žive južno od 27° N. w. Za gledanje će vam trebati najmanje 3,1-inčni teleskop i idealni uvjeti za gledanje.

Proxima Centauri se 32 000 godina smatrala zvijezdom najbližom Suncu i ostat će na tom položaju još 33 000 godina. Tada će njegovo mjesto zauzeti zvijezda Ross 248, crveni patuljak koji se nalazi u sazviježđu Andromeda.

Stanovnicima sjevernih geografskih širina najbliža zvijezda Zemlji čini se Barnard - crveni patuljak u zviježđu Zmijonosca. Ako tražimo najbližu zvijezdu vidljivu golim okom, to je Sirius, udaljen 8,6 svjetlosnih godina.

Proxima Centauri je najbliža zvijezda Zemlji

Proxima Centauri udaljena je od nas 271.000 AJ. (4,22 svjetlosne godine). Nalazi se bliže sustavu Alpha Centauri AB, koji je od Sunčevog sustava udaljen 4,35 svjetlosnih godina.

Govorimo o ogromnim udaljenostima. Svemirska letjelica Voyager 1 kreće se brzinom od 17,3 km/s (brže od metka). Kad bi krenuo prema zvijezdi Proxima Centauri, trebalo bi mu 73.000 godina da putuje. Kad bi uspio ubrzati do brzine svjetlosti, trebale bi mu 4,22 godine.

Udaljenost od Sunčevog sustava do zvijezde Proxima Centauri izračunata je metodom paralakse. Znanstvenici su izmjerili položaj zvijezde u odnosu na druge zvijezde na nebu, a zatim su ponovili mjerenja 6 mjeseci kasnije, kada je Zemlja bila na drugoj strani orbite. Iako je Proxima Centauri najbliža, vjeruje se da još uvijek postoje neotkrivene između nas i zvijezde. smeđi patuljci.

Detaljno istraživanje sustava isključilo je superzemaljske planete i smeđe patuljke iz nastanjive zone. Proxima Centauri je plamen tip zvijezde, tako da možda uopće ne podržava život na potencijalnim planetima. Svi svjetovi u orbiti oko zvijezde mogu se pronaći pomoću teleskopa James Webb, čije je lansiranje planirano za 2021.

Činjenice o zvijezdi Proxima Centauri

Godine 1915. Robert Innes otkrio je zvijezdu Proxima Centauri. Primijetio je da ima zajedničko pravilno gibanje sa zvijezdom Alpha Centauri.

Godine 1917. John Voyut upotrijebio je trigonometrijsko mjerenje paralakse i utvrdio da se zvijezda nalazi na približno istoj udaljenosti od nas kao binarni sustav Alpha Centauri. Godine 1928. Harold Alden upotrijebio je istu metodu i shvatio da nam je Proxima Centauri bliža s paralaksom od 0,783''.

Blještavu prirodu zvijezde primijetio je Harlow Shapley 1951. Usporedimo li ga s arhivskim fotografijama, vidimo da mu je vrijednost porasla za 8%. To je pomoglo Proximi Centauri da postane najaktivnija zvijezda koja plamti.

Proxima Centauri pripada klasi M5.5 - crveni je patuljak s iznimno malom masom. Zbog toga je njezina unutrašnjost konvektivna, gdje helij cirkulira zvijezdom umjesto da se nakuplja u jezgri.

Zvjezdane baklje mogu biti velike poput same zvijezde, a temperatura se penje do 27 milijuna K. To je dovoljno za stvaranje X-zraka. Što se tiče sjaja, Proxima Centauri doseže samo 0,17% Sunca, u promjeru - 1/7 Sunca i oko 1,5 puta je veći od Jupitera.

Masivnost Proxime Centauri je 12,3% solarne, a površinska temperatura raste do 3500 K. Zvijezda će se približiti Suncu najbliže u 26.700 godina, smanjujući udaljenost na 3,11 svjetlosnih godina. Kad bismo Sunce gledali s položaja Proxima Centauri, vidjeli bismo sjajnu zvijezdu na području zviježđa Kasiopeje. Opažena magnituda zvijezde je 0,4.

Alpha Centauri C

Proxima Centauri dio je sustava Alpha Centauri AB i udaljena je 0,21 svjetlosnu godinu od zvijezda. U isto vrijeme, zvijezda provede 500.000 godina rotirajući u orbiti. Najvjerojatnije između njih postoji gravitacijska veza.

Trokomponentni sustav u zviježđu Kentaura nastaje kada zvijezdu male mase privuče masivniji binarni sustav unutar zvjezdanog skupa dok se ne rasprši. Alpha Centauri i Proxima Centauri dijele zajedničko pravilno gibanje s trostrukom, dvije dvostruke i šest pojedinačnih zvijezda. Ovo sugerira da su sve ove zvijezde sposobne formirati pokretnu zvjezdanu grupu.

Zvijezdu Alpha Centauri lako je pronaći s južnih geografskih širina jer je svjetlija od zvijezda koje označavaju asterizam Južnog križa. Sustav binarnih zvijezda može se razlučiti pomoću malog teleskopa. Ali Proxima Centauri je 2 stupnja južnije i za promatranje trebat će vam barem veliki amaterski teleskop.

Fizičke karakteristike i orbita zvijezde Proxima Centauri

• Zviježđe: Kentaur.
• Spektralna klasa M5.5 Ve.
• Koordinate: 14h 29m 42.9487s (rektascenzija), -62° 40" 46.141" (deklinacija).
• Udaljenost: 4.243 svjetlosne godine.
• Prividna magnituda (V): 11,05.
• Prividna magnituda (J): 5,35.
• Apsolutna vrijednost: 15,49.
• Svjetlina: 0,0017 solarna.
• Masivno: 0,123 solarno.
• Radijus: 0,141 solara.
• Temperaturna oznaka: 3042 K.
• Površinska gustoća: 5,20.
• Rotacija: 83,5 dana.
• Brzina vrtnje: 2,7 km/s.
• Imena: Proxima Centauri, Alpha Centauri C, CCDM J14396-6050C, GCTP 3278.00, GJ 551, HIP 70890, LFT 1110, LHS 49, LPM 526, LTT 5721, NLTT 37460, V645 Centauri.

Alpha Centauri je meta letova svemirskih brodova u mnogim djelima koja pripadaju žanru znanstvene fantastike. Ova nama najbliža zvijezda pripada nebeskom dizajnu koji utjelovljuje legendarnog kentaura Chirona, prema Grčka mitologija, bivši učitelj Herkula i Ahileja.

Suvremeni istraživači, poput pisaca, neumorno se vraćaju u mislima ovom zvjezdanom sustavu, budući da on nije samo prvi kandidat za dugoročnu svemirsku ekspediciju, već i mogući vlasnik naseljenog planeta.

Struktura

Zvjezdani sustav Alpha Centauri uključuje tri svemirska objekta: dvije zvijezde s istim imenom i oznakama A i B, a takve zvijezde karakterizira bliski položaj dviju komponenti i udaljenost treće. Proxima je upravo ovo drugo. Udaljenost do Alpha Centauri sa svim njegovim elementima je otprilike 4,3. Trenutno nema zvijezda bliže Zemlji. Istovremeno, najbrži je let do Proxime: dijeli nas samo 4,22 svjetlosne godine.

Solarni rođaci

Alpha Centauri A i B razlikuju se od svog suputnika ne samo po udaljenosti od Zemlje. Za razliku od Proxime, oni su u mnogočemu slični Suncu. Alpha Centauri A ili Rigel Centaurus (u prijevodu "noga Kentaura") je svjetlija komponenta para. Toliman A, kako se još naziva ova zvijezda, je žuti patuljak. Jasno je vidljiv sa Zemlje, jer ima magnitudu nula. Ovaj parametar čini ga četvrtim na popisu najsvjetlijih točaka na noćnom nebu. Veličina objekta je gotovo jednaka veličini sunca.

Zvijezda Alpha Centauri B je inferiorna našoj zvijezdi u masi (oko 0,9 odgovarajućeg parametra Sunca). Pripada objektima prve magnitude, a njegova je razina sjaja otprilike upola manja od glavna zvijezda naš komad Galaksije. Udaljenost između dva susjedna pratioca je 23 astronomske jedinice, što znači da su 23 puta udaljeniji nego što je Zemlja udaljena od Sunca. Toliman A i Toliman B zajedno rotiraju oko istog centra mase s periodom od 80 godina.

Nedavno otkriće

Znanstvenici, kao što je već spomenuto, polažu velike nade u otkrivanje života u blizini zvijezde Alpha Centauri. Planeti koji navodno postoje ovdje mogu nalikovati Zemlji na isti način na koji same komponente sustava nalikuju našoj zvijezdi. Sve do nedavno, međutim, u blizini zvijezde nisu otkrivena takva kozmička tijela. Udaljenost ne dopušta izravno promatranje planeta. Dobivanje dokaza o postojanju objekta nalik zemlji postalo je moguće tek s unapređenjem tehnologije.

Koristeći metodu radijalne brzine, znanstvenici su uspjeli otkriti vrlo male vibracije Tolimana B koje nastaju pod utjecajem gravitacijske sile planet koji kruži oko njega. Tako je dobiven dokaz o postojanju barem jednog takvog objekta u sustavu. Vibracije uzrokovane planetom pojavljuju se dok se kreće 51 cm u sekundi naprijed, a zatim natrag. U zemaljskim uvjetima takvo kretanje i najvećeg tijela bilo bi vrlo zamjetljivo. Međutim, na udaljenosti od 4,3 svjetlosne godine, otkrivanje takvog kolebanja čini se nemogućim. Ipak, registriran je.

Sestra Zemlje

Otkriveni planet obiđe Alpha Centauri B za 3,2 dana. Nalazi se vrlo blizu zvijezde: radijus orbite je deset puta manji od odgovarajućeg parametra karakterističnog za Merkur. Masa ovog svemirskog objekta približna je Zemljinoj i otprilike je 1,1 puta veća od mase Plavog planeta. Tu sličnost prestaje: bliska lokacija, prema znanstvenicima, sugerira da je nastanak života na planetu nemoguć. Energija svjetiljke koja dopire do njegove površine previše ga zagrijava.

Najbliži

Treća komponenta koja čini cijelu konstelaciju poznatom je Alpha Centauri C ili Proxima Centauri. Naziv kozmičkog tijela u prijevodu znači "najbliži". Proxima se nalazi na udaljenosti od 13 000 svjetlosnih godina od svojih pratilaca. Ovaj objekt je jedanaesti crveni patuljak, malen (oko 7 puta manji od Sunca) i vrlo slab. Nemoguće ga je vidjeti golim okom. Proximu karakterizira "nemirno" stanje: zvijezda je sposobna udvostručiti svoj sjaj u nekoliko minuta. Razlog ovakvog "ponašanja" je u unutarnjim procesima koji se odvijaju u crijevima patuljka.

Dvostruki položaj

Dugo se smatralo da je Proxima treći član sustava Alpha Centauri, koji kruži oko para A i B svakih 500 godina. Međutim, u u posljednje vrijeme Sve više jača mišljenje da crveni patuljak nema nikakve veze s njima, a međudjelovanje triju kozmičkih tijela privremena je pojava.

Razlog za sumnju bili su podaci koji govore da tijesno povezani par zvijezda nema dovoljnu gravitaciju da zadrži i Proksimu. Informacije dobivene početkom 90-ih godina prošlog stoljeća dugo su zahtijevale dodatnu potvrdu. Nedavna promatranja i izračuni znanstvenika nisu dali jasan odgovor. Prema pretpostavkama, Proxima bi još uvijek mogla biti dio trostrukog sustava i kretati se oko zajedničkog gravitacijskog središta. U tom bi slučaju njezina orbita trebala nalikovati izduženom ovalu, pri čemu bi najudaljenija točka od središta bila ona na kojoj se zvijezda sada promatra.

Projekti

Bilo kako bilo, na Proximu se planira prvo letjeti kada to bude moguće. Putovanje do Alpha Centauri, uz trenutnu razinu razvoja svemirske tehnologije, može trajati više od 1000 godina. Takvo vremensko razdoblje jednostavno je nezamislivo, zbog čega znanstvenici aktivno traže mogućnosti za njegovo smanjenje.

Skupina NASA-inih istraživača pod vodstvom Harolda Whitea razvija projekt Speed ​​koji bi trebao rezultirati novim motorom. Njegova će posebnost biti sposobnost prevladavanja brzine svjetlosti, zbog čega će let od Zemlje do najbliže zvijezde trajati samo dva tjedna. Takvo čudo tehnologije bit će pravo remek-djelo zajedničkog rada teorijskih fizičara i eksperimentatora. Za sada je, međutim, brod koji nadmašuje brzinu svjetlosti stvar budućnosti. Prema Marku Millisu, koji je nekoć radio u NASA-i, takve će tehnologije, s obzirom na trenutnu stopu napretka, postati stvarnost tek za dvjesto godina. Smanjenje razdoblja moguće je samo ako se dođe do otkrića koje može radikalno promijeniti postojeće ideje o svemirskim letovima.

Za sada, Proxima Centauri i njezini pratioci ostaju ambiciozan cilj, nedostižan u bliskoj budućnosti. Tehnologija se, međutim, neprestano usavršava, a nove informacije o karakteristikama zvjezdanog sustava jasan su dokaz tome. Znanstvenici već danas mogu mnoge stvari o kojima prije 40-50 godina nisu mogli ni sanjati.

Svatko od nas je u nekom trenutku života postavio ovo pitanje: koliko je potrebno da se leti do zvijezda? Je li moguće napraviti takav let u jednom ljudskom životu, mogu li takvi letovi postati norma svakodnevnog života? Mnogo je odgovora na ovo složeno pitanje, ovisno o tome tko postavlja. Neki su jednostavni, drugi su složeniji. Previše toga treba uzeti u obzir da bi se pronašao potpuni odgovor.

Odgovor na ovo pitanje nije tako jednostavan

Nažalost, nema pravih procjena koje bi pomogle pronaći takav odgovor, a to frustrira futuriste i ljubitelje međuzvjezdanih putovanja. Htjeli mi to ili ne, prostor je vrlo velik (i složen), a naša tehnologija još uvijek ograničena. Ali ako ikad odlučimo napustiti svoje "gnijezdo", imat ćemo nekoliko načina da dođemo do najbližeg zvjezdanog sustava u našoj galaksiji.

Najbliža zvijezda našoj Zemlji je , sasvim “prosječna” zvijezda prema Hertzsprung-Russell-ovoj shemi “glavnog niza”. To znači da je zvijezda vrlo stabilna i daje dovoljno sunčeve svjetlosti za razvoj života na našem planetu. Znamo da postoje drugi planeti koji kruže oko zvijezda blizu našeg sunčevog sustava, a mnoge od tih zvijezda slične su našim.

Mogući nastanjivi svjetovi u svemiru

U budućnosti, ako čovječanstvo bude željelo napustiti Sunčev sustav, imat ćemo veliki izbor zvijezda na koje ćemo otići, a mnoge od njih mogle bi imati uvjete pogodne za život. Ali kamo ćemo i koliko će nam vremena trebati da tamo stignemo? Imajte na umu da su ovo samo nagađanja i da u ovom trenutku nema smjernica za međuzvjezdana putovanja. Pa, kako reče Gagarin, idemo!

Kao što je navedeno, najbliža zvijezda našem Sunčevom sustavu je Proxima Centauri, pa ima smisla početi planirati međuzvjezdanu misiju tamo. Dio trostrukog zvjezdanog sustava Alpha Centauri, Proxima je 4,24 svjetlosne godine (1,3 parseka) od Zemlje. Alpha Centauri je, naime, najviše sjajna zvijezda od tri u sustavu, dio bliskog binarnog sustava 4,37 svjetlosnih godina od Zemlje - dok je Proxima Centauri (najslabija od tri) izolirani crveni patuljak 0,13 svjetlosnih godina od binarnog sustava.

I dok razgovor o međuzvjezdanom putovanju dovodi do razmišljanja o svim vrstama putovanja "bržim od brzine svjetlosti" (FSL), u rasponu od warp brzina i crvotočina do podsvemirskih pogona, takve teorije su ili vrlo izmišljene (poput ) ili postoje samo u znanosti fikcija. Bilo koja misija u dubokog svemira trajat će generacijama ljudi.

Dakle, počevši od jednog od najsporijih oblika svemirskog putovanja, koliko će vremena trebati da se stigne do Proxime Centauri?

Suvremene metode

Pitanje procjene trajanja putovanja u svemiru puno je jednostavnije ako uključuje postojeće tehnologije i tijela u našem Sunčevom sustavu. Na primjer, pomoću tehnologije koju koristi 16 hidrazin monopropelentnih motora, moguće je stići do Mjeseca za samo 8 sati i 35 minuta.

Tu je i misija SMART-1 Europske svemirske agencije, koja je prema Mjesecu krenula pomoću ionske propulzije. Uz ovu revolucionarnu tehnologiju, čiju je verziju koristila i svemirska sonda Dawn da stigne do Veste, misiji SMART-1 trebalo je godinu, mjesec i dva tjedna da stigne do Mjeseca.

Ionski potisnik

Od brzih raketnih svemirskih letjelica do ionskih pogona s učinkovitom potrošnjom goriva, imamo nekoliko opcija za kretanje po lokalnom svemiru - plus možete koristiti Jupiter ili Saturn kao ogromnu gravitacijsku praćku. No, ako planiramo ići malo dalje, morat ćemo povećati snagu tehnologije i istražiti nove mogućnosti.

Kada govorimo o mogućim metodama, govorimo o onima koje uključuju postojeće tehnologije ili one koje još ne postoje, ali su tehnički izvedive. Neki od njih su, kao što ćete vidjeti, vremenski testirani i potvrđeni, dok su drugi još uvijek upitni. Ukratko, predstavljaju mogući, ali vrlo dugotrajan i financijski skup scenarij putovanja čak i do najbliže zvijezde.

Jonsko kretanje

Trenutačno najsporiji i najekonomičniji oblik pogona je ionski pogon. Prije nekoliko desetljeća ionski pogon smatran je znanstvenom fantastikom. Ali u posljednjih godina Tehnologije podrške ionskim motorima prešle su iz teorije u praksu, i to vrlo uspješno. Misija SMART-1 Europske svemirske agencije primjer je uspješne misije na Mjesec u 13-mjesečnoj spirali sa Zemlje.

SMART-1 koristio je ionske motore na solarni pogon, u kojima je električna energija prikupljena pomoću solarnih panela i korištena za pogon motora s Hallovim efektom. Za isporuku SMART-1 na Mjesec bilo je potrebno samo 82 kilograma ksenonskog goriva. 1 kilogram ksenonskog goriva daje delta-V od 45 m/s. Ovo je iznimno učinkovit oblik kretanja, ali je daleko od najbržeg.

Jedna od prvih misija koja je koristila tehnologiju ionske propulzije bila je misija Deep Space 1 na komet Borrelli 1998. godine. DS1 je također koristio ksenonski ionski motor i trošio je 81,5 kg goriva. Nakon 20 mjeseci potiska, DS1 je u trenutku preleta kometa postigao brzinu od 56.000 km/h.

Ionski motori su ekonomičniji od raketne tehnologije jer im je potisak po jedinici mase pogonskog goriva (specifični impuls) puno veći. Ali ionskim motorima treba puno vremena da se ubrzaju svemirska letjelica do značajnih brzina, a maksimalna brzina ovisi o potpori goriva i količinama proizvodnje električne energije.

Stoga, ako bi se ionski pogon koristio u misiji na Proxima Centauri, motori bi morali imati snažan izvor energije (nuklearna energija) i velike rezerve goriva (iako manje od konvencionalnih raketa). Ali ako pođemo od pretpostavke da se 81,5 kg xenonskog goriva pretvara u 56.000 km/h (i neće biti drugih oblika kretanja), izračuni se mogu napraviti.

Pri najvećoj brzini od 56 000 km/h, Deep Space 1 bi trebalo 81 000 godina da prijeđe 4,24 svjetlosne godine između Zemlje i Proxime Centauri. U vremenu, to je oko 2700 generacija ljudi. Sa sigurnošću se može reći da će međuplanetarna ionska propulzija biti prespora za međuzvjezdanu misiju s posadom.

Ali ako su ionski motori veći i snažniji (tj. brzina istjecanja iona bit će mnogo veća), ako ima dovoljno raketnog goriva da izdrži cijelih 4,24 svjetlosnih godina, vrijeme putovanja bit će značajno smanjeno. Ali će ipak ostati znatno više ljudskih života.

Gravitacijski manevar

Većina brz način putovanje u svemir je korištenje manevra pomoći gravitacije. Ova tehnika uključuje svemirsku letjelicu koja koristi relativno kretanje (tj. orbitu) i gravitaciju planeta kako bi promijenila svoju putanju i brzinu. Gravitacijski manevri iznimno su korisna tehnika svemirskih letova, osobito kada se za ubrzanje koristi Zemlja ili drugi masivni planet (kao što je plinoviti div).

Svemirska letjelica Mariner 10 prva je upotrijebila ovu metodu, koristeći gravitacijsku silu Venere da se pomakne prema Merkuru u veljači 1974. godine. Osamdesetih godina prošlog stoljeća sonda Voyager 1 koristila je Saturn i Jupiter za gravitacijske manevre i ubrzanje do 60 000 km/h prije ulaska u međuzvjezdani prostor.

Misija Helios 2, koja je započela 1976. i bila je namijenjena istraživanju međuplanetarnog medija između 0,3 AJ. e. i 1 a. e. od Sunca, drži rekord za najveću brzinu razvijenu korištenjem gravitacijskog manevra. U to su vrijeme Helios 1 (lansiran 1974.) i Helios 2 držali rekord za najbliže približavanje Suncu. Helios 2 lansiran je konvencionalnom raketom i postavljen u vrlo izduženu orbitu.

Misija Helios

Zbog visokog ekscentriciteta (0,54) 190-dnevne solarne orbite, na perihelu je Helios 2 uspio postići maksimalnu brzinu od preko 240 000 km/h. Ova orbitalna brzina razvijena je samo zahvaljujući gravitacijskom privlačenju Sunca. Tehnički gledano, perihelijska brzina Heliosa 2 nije bila rezultat gravitacijskog manevra, već njegove maksimalne orbitalne brzine, ali još uvijek drži rekord za najbrži objekt koji je napravio čovjek.

Kad bi se Voyager 1 kretao prema crvenoj patuljastoj zvijezdi Proxima Centauri konstantnom brzinom od 60.000 km/h, trebalo bi mu 76.000 godina (ili više od 2.500 generacija) da prijeđe tu udaljenost. Ali kad bi sonda dosegla rekordnu brzinu Heliosa 2 - stalnu brzinu od 240.000 km/h - trebalo bi joj 19.000 godina (ili više od 600 generacija) da prijeđe 4.243 svjetlosne godine. Znatno bolje, iako ni približno praktično.

Elektromagnetski motor EM Drive

Druga predložena metoda za međuzvjezdana putovanja je EM Drive. Predložen još 2001. godine od strane Rogera Scheuera, britanskog znanstvenika koji je osnovao tvrtku Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) za provedbu projekta, motor se temelji na ideji da elektromagnetske mikrovalne šupljine mogu izravno pretvarati električnu energiju u potisak.

EM pogon - motor s rezonantnom šupljinom

Dok su tradicionalni elektromagnetski motori dizajnirani za pokretanje određene mase (kao što su ionizirane čestice), ovaj određeni pogonski sustav je neovisan o odzivu mase i ne emitira usmjereno zračenje. Općenito, ovaj je motor dočekan s priličnom dozom skepse, uglavnom zato što krši zakon očuvanja količine gibanja, prema kojem količina gibanja sustava ostaje konstantna i ne može se stvoriti ili uništiti, već samo mijenjati pod utjecajem sile .

Međutim, nedavni eksperimenti s ovom tehnologijom očito su doveli do pozitivnih rezultata. U srpnju 2014., na 50. konferenciji o zajedničkom pogonu AIAA/ASME/SAE/ASEE u Clevelandu, Ohio, NASA-ini napredni pogonski znanstvenici objavili su da su uspješno testirali novi dizajn elektromagnetske propulzije.

U travnju 2015. znanstvenici NASA Eagleworks (dio Johnson Space Center) rekli su da su uspješno testirali motor u vakuumu, što bi moglo ukazivati ​​na moguće svemirske primjene. U srpnju iste godine, skupina znanstvenika iz odjela za svemirske sustave Dresdena Tehnološko sveučilište razvila vlastitu verziju motora i primijetila zamjetan potisak.

Godine 2010. profesor Zhuang Yang iz Northwesterna Veleučilište u Xi'anu, Kina, počela je objavljivati ​​seriju članaka o svojim istraživanjima EM Drive tehnologije. Godine 2012. prijavila je veliku ulaznu snagu (2,5 kW) i zabilježeni potisak od 720 mn. Također je proveo opsežna testiranja 2014., uključujući mjerenja unutarnje temperature s ugrađenim termoparovima, koja su pokazala da sustav radi.

Na temelju proračuna temeljenih na NASA-inom prototipu (za koji je procijenjena snaga od 0,4 N/kilovatu), svemirska letjelica na elektromagnetski pogon mogla bi putovati do Plutona za manje od 18 mjeseci. To je šest puta manje od onoga što je zahtijevala sonda New Horizons koja se kretala brzinom od 58.000 km/h.

Zvuči impresivno. Ali čak iu ovom slučaju, brod na elektromagnetskim motorima će letjeti do Proxime Centauri 13.000 godina. Blizu, ali ipak nedovoljno. Osim toga, dok se ovoj tehnologiji ne stavi sve točka na i, prerano je govoriti o njezinoj upotrebi.

Nuklearno toplinsko i nuklearno električno gibanje

Druga mogućnost za međuzvjezdani let je korištenje svemirske letjelice opremljene nuklearnim motorima. NASA je desetljećima proučavala takve opcije. Raketa s nuklearnim toplinskim pogonom mogla bi koristiti reaktore s uranom ili deuterijem za zagrijavanje vodika u reaktoru, pretvarajući ga u ionizirani plin (vodikovu plazmu), koji bi zatim bio usmjeren u mlaznicu rakete, stvarajući potisak.

Ja sam raketa na nuklearni pogon

Raketa na nuklearno-električni pogon koristi isti reaktor za pretvaranje topline i energije u električnu energiju, koja potom pokreće električni motor. U oba slučaja, raketa bi se oslanjala na nuklearnu fuziju ili fisiju za stvaranje potiska, a ne na kemijsko gorivo na koje rade sve moderne svemirske agencije.

U usporedbi s kemijskim motorima, nuklearni motori imaju neosporne prednosti. Prvo, ima gotovo neograničenu gustoću energije u usporedbi s raketnim gorivom. Osim toga, nuklearni motor će također proizvesti snažan potisak u odnosu na količinu utrošenog goriva. Time će se smanjiti količina potrebnog goriva, a ujedno i težina i cijena pojedinog uređaja.

Iako termalni nuklearni motori još nisu lansirani u svemir, prototipovi su stvoreni i testirani, a predloženo ih je čak i više.

Ipak, unatoč prednostima u ekonomičnosti goriva i specifičnom impulsu, najbolji predloženi koncept nuklearnog termalnog motora ima maksimalni specifični impuls od 5000 sekundi (50 kN s/kg). Koristeći nuklearne motore pogonjene fisijom ili fuzijom, NASA-ini znanstvenici mogli bi dostaviti letjelicu na Mars za samo 90 dana ako je Crveni planet udaljen 55.000.000 kilometara od Zemlje.

Ali kada se radi o putovanju do Proxime Centauri, bila bi potrebna stoljeća da nuklearna raketa postigne značajan dio brzine svjetlosti. Zatim će biti potrebno nekoliko desetljeća putovanja, a nakon toga još mnoga stoljeća usporavanja na putu do cilja. Još smo 1000 godina od našeg odredišta. Ono što je dobro za međuplanetarne misije nije dobro za međuzvjezdane.

Nuklearni pogon

Nuklearni pogon je teoretski moguć "motor" za brza svemirska putovanja. Koncept je izvorno predložio Stanislaw Ulam 1946. godine, poljsko-američki matematičar uključen u , a preliminarne izračune napravili su F. Reines i Ulam 1947. godine. Projekt Orion pokrenut je 1958. godine i trajao je do 1963. godine.

Pod vodstvom Teda Taylora iz General Atomicsa i fizičara Freemana Dysona s Instituta za napredne studije na Princetonu, Orion bi iskoristio snagu pulsiranja nuklearne eksplozije osigurati ogroman potisak s vrlo visokim specifičnim impulsom.

Orion je trebao koristiti snagu pulsirajućih nuklearnih eksplozija

Ukratko, projekt Orion uključuje veliku svemirsku letjelicu koja dobiva na brzini podržavanjem termonuklearnih bojevih glava, izbacivanjem bombi iza sebe i ubrzavanjem kroz udarni val koji ulazi u stražnji "gurač", pogonsku ploču. Nakon svakog guranja, ova ploča apsorbira snagu eksplozije i pretvara je u kretanje prema naprijed.

Iako po modernim standardima ovaj se dizajn teško može nazvati elegantnim, prednost koncepta je u tome što pruža visok specifični potisak - odnosno izvlači maksimalna količina energije iz izvora goriva (u ovom slučaju nuklearne bombe) uz minimalne troškove. Osim toga, ovaj koncept teoretski može postići vrlo velike brzine, neke procjenjuju do 5% brzine svjetlosti (5,4 x 107 km/h).

Naravno, ovaj projekt ima neizbježne nedostatke. S jedne strane, brod ove veličine bit će izuzetno skup za izgradnju. Dyson je 1968. procijenio da svemirska letjelica Orion hidrogenske bombe bila bi teška između 400.000 i 4.000.000 metričkih tona. A najmanje tri četvrtine te težine dolazilo bi od nuklearnih bombi, svaka teška oko jedne tone.

Dysonovi konzervativni izračuni pokazali su da bi ukupna cijena izgradnje Oriona bila 367 milijardi dolara. Prilagođen inflaciji, ovaj iznos iznosi 2,5 trilijuna dolara, što je dosta. Čak i uz najkonzervativnije procjene, uređaj će biti izuzetno skup za proizvodnju.

Tu je i mali problem radijacije koju će emitirati, da ne spominjemo nuklearni otpad. Vjeruje se da je to razlog zašto je projekt odbačen kao dio sporazuma o djelomičnoj zabrani pokusa iz 1963. godine, kada su svjetske vlade nastojale ograničiti nuklearna pokusa i zaustaviti prekomjerno ispuštanje radioaktivnih padalina u atmosferu planeta.

Fuzijske rakete

Druga mogućnost korištenja nuklearne energije je kroz termonuklearne reakcije za stvaranje potiska. U ovom konceptu, energija bi se stvorila paljenjem kuglica mješavine deuterija i helija-3 u reakcijskoj komori inercijskim zatvaranjem pomoću elektronskih zraka (slično onome što se radi u National Ignition Facility u Kaliforniji). Takav fuzijski reaktor eksplodirao bi 250 kuglica u sekundi, stvarajući visokoenergetsku plazmu koja bi zatim bila preusmjerena u mlaznicu, stvarajući potisak.

Projekt Daedalus nikada nije ugledao svjetlo dana

Poput rakete koja se oslanja na nuklearni reaktor, ovaj koncept ima prednosti u smislu učinkovitosti goriva i specifičnog impulsa. Procjenjuje se da će brzina doseći 10 600 km/h, što daleko premašuje ograničenja brzine konvencionalnih raketa. Štoviše, ova je tehnologija opsežno proučavana tijekom posljednjih nekoliko desetljeća i dani su mnogi prijedlozi.

Na primjer, između 1973. i 1978., Britansko međuplanetarno društvo provelo je studiju o izvedivosti projekta Daedalus. Oslanjajući se na suvremeno znanje i tehnologiju fuzije, znanstvenici su pozvali na izgradnju dvostupanjske znanstvene sonde bez ljudske posade koja bi mogla dosegnuti Barnardovu zvijezdu (5,9 svjetlosnih godina od Zemlje) unutar ljudskog vijeka.

Prvi stupanj, najveći od dva, radio bi 2,05 godina i ubrzao bi letjelicu na 7,1% brzine svjetlosti. Tada se ovaj stupanj odbacuje, drugi se pali, a uređaj ubrzava do 12% brzine svjetlosti za 1,8 godina. Zatim se gasi motor drugog stupnja, a brod leti 46 godina.

Slažem se, izgleda vrlo lijepo!

Projekt Daedalus procjenjuje da bi misiji trebalo 50 godina da stigne do Barnardove zvijezde. Ako do Proxime Centauri, isti će brod tamo stići za 36 godina. Ali, naravno, projekt uključuje mnogo neriješenih problema, posebno onih koji se ne mogu riješiti pomoću moderne tehnologije- a većina ih još uvijek nije riješena.

Na primjer, na Zemlji praktički nema helija-3, što znači da će se morati eksploatirati negdje drugdje (najvjerojatnije na Mjesecu). Drugo, reakcija koja pokreće aparat zahtijeva da emitirana energija znatno premašuje energiju utrošenu za pokretanje reakcije. I premda su eksperimenti na Zemlji već premašili "točku rentabilnosti", još smo daleko od količine energije koja može pokretati međuzvjezdanu svemirsku letjelicu.

Treće, ostaje pitanje cijene takvog plovila. Čak i prema skromnim standardima bespilotnog vozila Project Daedalus, potpuno opremljeno vozilo težilo bi 60.000 tona. Da vam damo ideju, bruto težina NASA SLS-a je nešto više od 30 metričkih tona, a samo lansiranje koštat će 5 milijardi dolara (procjene iz 2013.).

Ukratko, ne samo da bi fuzijska raketa bila preskupa za izgradnju, već bi također zahtijevala razinu fuzijskog reaktora daleko iznad naših mogućnosti. Icarus Interstellar, međunarodna organizacija znanstvenici građani (od kojih su neki radili za NASA-u ili ESA-u) pokušavaju oživjeti koncept projektom Icarus. Osnovana 2009. godine, grupa se nada da će omogućiti pokret fuzije (i više od toga) u doglednoj budućnosti.

Fusion ramjet

Također poznat kao Bussard ramjet, motor je prvi predložio fizičar Robert Bussard 1960. godine. U svojoj srži, to je poboljšanje standardne termonuklearne rakete koja koristi magnetska polja za komprimiranje vodikovog goriva do točke okidanja fuzije. Ali u slučaju ramjeta, ogromni elektromagnetski lijevak usisava vodik iz međuzvjezdanog medija i ispušta ga u reaktor kao gorivo.

Kako vozilo dobiva na brzini, reaktivna masa ulazi u ograničavajuće magnetsko polje, koje je komprimira sve dok ne započne termonuklearna fuzija. Magnetsko polje zatim usmjerava energiju u mlaznicu rakete, ubrzavajući letjelicu. Budući da ga nikakvi spremnici goriva neće usporiti, fuzijski ramjet može doseći brzine reda veličine 4% brzine svjetlosti i putovati bilo gdje u galaksiji.

Međutim, postoji mnogo potencijalnih nedostataka ove misije. Na primjer, problem trenja. Svemirska letjelica se oslanja na visoku stopu skupljanja goriva, ali će također naići na velike količine međuzvjezdanog vodika i izgubiti na brzini - posebno u gustim područjima galaksije. Drugo, u svemiru ima malo deuterija i tricija (koji se koriste u reaktorima na Zemlji), a sinteza običnog vodika, kojeg svemir ima u izobilju, još nije pod našom kontrolom.

Međutim, znanstvena fantastika se zaljubila u ovaj koncept. Najpoznatiji primjer je možda franšiza Star Trek, koja koristi kolekcionare Bussard. U stvarnosti, naše razumijevanje fuzijskih reaktora nije ni približno onoliko dobro koliko bismo željeli.

Lasersko jedro

Dugo se razmišljalo o solarnim jedrima na učinkovit način osvajanje Sunčevog sustava. Osim što su relativno jednostavni i jeftini za izradu, imaju veliku prednost: ne zahtijevaju gorivo. Umjesto da koristi rakete koje trebaju gorivo, jedro koristi pritisak zračenja od zvijezda kako bi potjeralo ultratanka zrcala do velikih brzina.

Međutim, u slučaju međuzvjezdanog putovanja, takvo bi jedro moralo pokretati fokusirane zrake energije (laser ili mikrovalovi) kako bi se ubrzalo do brzine bliske svjetlosti. Koncept je prvi predložio Robert Forward 1984. godine, fizičar u Hughes Aircraft Laboratoryju.

Čega ima puno u svemiru? Tako je - sunčeva svjetlost

Njegova ideja zadržava prednosti solarnog jedra u tome što ne zahtijeva gorivo na brodu, a također i to što se laserska energija ne rasipa na udaljenost na isti način kao sunčevo zračenje. Dakle, iako će laserskom jedru trebati neko vrijeme da ubrza do brzine bliske svjetlosti, ono će naknadno biti ograničeno samo brzinom same svjetlosti.

Prema istraživanju Roberta Frisbyja iz 2000., direktora istraživanja za napredne motoričke koncepte u Laboratoriju mlazni pogon NASA, lasersko jedro će ubrzati do polovine brzine svjetlosti za manje od deset godina. Također je izračunao da bi jedro promjera 320 kilometara moglo stići do Proxime Centauri za 12 godina. U međuvremenu, jedro, promjera 965 kilometara, stići će za samo 9 godina.

Međutim, takvo će jedro morati biti izgrađeno od naprednih kompozitnih materijala kako bi se izbjeglo topljenje. Što će biti posebno teško s obzirom na veličinu jedra. Troškovi su još gori. Prema Frisbeeju, laseri bi zahtijevali stalan protok od 17.000 terawata energije, što je otprilike onoliko koliko cijeli svijet potroši u jednom danu.

Motor antimaterije

Ljubitelji znanstvene fantastike dobro znaju što je antimaterija. Ali ako ste zaboravili, antimaterija je tvar sastavljena od čestica koje imaju istu masu kao obične čestice, ali suprotnog naboja. Motor na antimateriju je hipotetski motor koji se oslanja na interakcije između materije i antimaterije za generiranje energije ili potiska.

Hipotetski motor antimaterije

Ukratko, motor antimaterije koristi čestice vodika i antivodika koje se međusobno sudaraju. Energija emitirana tijekom procesa anihilacije po volumenu je usporediva s energijom eksplozije termonuklearne bombe praćene protokom subatomskih čestica - piona i miona. Te se čestice, koje putuju jednom trećinom brzine svjetlosti, preusmjeravaju u magnetsku mlaznicu i stvaraju potisak.

Prednost ove klase raketa je u tome što se većina mase mješavine materije i antimaterije može pretvoriti u energiju, što rezultira visokom gustoćom energije i specifičnim impulsom superiornijim od bilo koje druge rakete. Štoviše, reakcija anihilacije može ubrzati raketu do polovine brzine svjetlosti.

Ova klasa raketa bit će najbrža i energetski najučinkovitija moguća (ili nemoguća, ali predložena). Dok konvencionalne kemijske rakete zahtijevaju tone goriva da potjeraju svemirsku letjelicu do odredišta, motor na antimateriju obavit će isti posao sa samo nekoliko miligrama goriva. Međusobno uništavanje pola kilograma čestica vodika i antivodika oslobađa više energije nego hidrogenska bomba od 10 megatona.

Iz tog razloga NASA-in Advanced Concepts Institute istražuje ovu tehnologiju kao mogućnost za buduće misije na Mars. Nažalost, kada se razmatraju misije do obližnjih zvjezdanih sustava, količina potrebnog goriva eksponencijalno raste, a troškovi postaju astronomski (bez namjere).

Kako izgleda anihilacija?

Prema izvješću pripremljenom za 39. AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, dvostupanjska raketa s antimaterijom zahtijevala bi više od 815.000 metričkih tona pogonskog goriva da stigne do Proxime Centauri za 40 godina. Relativno je brz. Ali cijena...

Iako jedan gram antimaterije proizvodi nevjerojatnu količinu energije, proizvodnja samo jednog grama zahtijevala bi 25 milijuna milijardi kilovat-sati energije i koštala trilijun dolara. Trenutno je ukupna količina antimaterije koju su stvorili ljudi manja od 20 nanograma.

Čak i kad bismo mogli proizvoditi antimateriju jeftino, trebao bi nam masivan brod koji bi mogao primiti potrebnu količinu goriva. Prema izvješću dr. Darrella Smitha i Jonathana Webbyja iz Zrakoplovno sveučilište Embry-Riddle, Arizona, međuzvjezdana letjelica pokretana antimaterijom mogla bi postići 0,5 puta veću brzinu svjetlosti i dosegnuti Proxima Centauri za nešto više od 8 godina. Međutim, sam brod bi bio težak 400 tona i zahtijevao bi 170 tona goriva antimaterije.

Mogući način da se to zaobiđe bilo bi stvaranje plovila koje bi stvaralo antimateriju i potom je koristilo kao gorivo. Ovaj koncept, poznat kao Vacuum to Antimatter Rocket Interstellar Explorer System (VARIES), predložio je Richard Aubauzi iz Icarus Interstellar. Na temelju ideje o recikliranju na licu mjesta, vozilo VARIES koristilo bi velike lasere (pokretane golemim solarnim panelima) za stvaranje čestica antimaterije kada bi se ispalile u prazan prostor.

Slično konceptu fusion ramjet, ovaj prijedlog rješava problem transporta goriva izvlačenjem izravno iz svemira. Ali opet, cijena takvog broda bit će iznimno visoka ako ga izgradimo s našim modernim metodama. Mi jednostavno ne možemo stvoriti antimateriju u ogromnim razmjerima. Tu je i problem zračenja koji treba riješiti, budući da anihilacija materije i antimaterije proizvodi izljeve visokoenergetskih gama zraka.

Ne predstavljaju opasnost samo za posadu, nego i za motor kako se ne bi raspali na subatomske čestice pod utjecajem svog tog zračenja. Ukratko, motor s antimaterijom potpuno je nepraktičan s obzirom na našu trenutnu tehnologiju.

Alcubierre Warp Drive

Ljubitelji znanstvene fantastike bez sumnje su upoznati s konceptom warp pogona (ili Alcubierreovog pogona). Predložio meksički fizičar Miguel Alcubierre 1994., ova je ideja bila pokušaj da se zamisli trenutno kretanje u svemiru bez prekida posebna teorija Einsteinova relativnost. Ukratko, ovaj koncept uključuje rastezanje tkanine prostorvremena u val, što bi teoretski uzrokovalo skupljanje prostora ispred objekta i širenje prostora iza njega.

Objekt unutar ovog vala (naš brod) moći će voziti ovaj val, budući da je u "warp mjehuru", brzinom puno većom od relativističke. Budući da se brod ne kreće u samom mjehuru, već ga on nosi, zakoni relativnosti i prostor-vremena neće biti povrijeđeni. U biti, ova metoda ne uključuje kretanje brže od brzine svjetlosti u lokalnom smislu.

On je “brži od svjetlosti” samo u smislu da brod može stići na odredište brže od grede svjetlost koja putuje izvan warp mjehurića. Pod pretpostavkom da je svemirska letjelica opremljena sustavom Alcubierre, doći će do Proxime Centauri za manje od 4 godine. Stoga, kada je riječ o teoretskom međuzvjezdanom svemirskom putovanju, ovo je daleko najperspektivnija tehnologija u smislu brzine.

Naravno, cijeli ovaj koncept je izuzetno kontroverzan. Među argumentima protiv, na primjer, je da ne uzima u obzir kvantnu mehaniku i da se može opovrgnuti (kao kvantna gravitacija u petlji). Izračuni potrebne količine energije također su pokazali da bi warp pogon bio pretjerano proždrljiv. Ostale neizvjesnosti uključuju sigurnost takvog sustava, prostorno-vremenske učinke na odredištu i kršenje uzročnosti.

Međutim, 2012. NASA-in znanstvenik Harold White objavio je da će zajedno sa svojim kolegama motor Alcubierre. White je izjavio da su izgradili interferometar koji bi uhvatio prostorne distorzije nastale širenjem i skupljanjem prostor-vremena u Alcubierreovoj metrici.

Laboratorij za mlazni pogon objavio je 2013. rezultate ispitivanja warp polja provedenih u uvjetima vakuuma. Nažalost, rezultati su smatrani "neuvjerljivima". Dugoročno, možemo otkriti da Alcubierreova metrika krši jedan ili više temeljnih zakona prirode. Čak i ako se njegova fizika pokaže točnom, nema jamstva da se sustav Alcubierre može koristiti za let.

Općenito, sve je kao i obično: rođeni ste prerano da biste putovali do najbliže zvijezde. Međutim, ako čovječanstvo osjeti potrebu za izgradnjom “međuzvjezdane arke” koja će prihvatiti samoodrživo ljudsko društvo, bit će moguće doći do Proxime Centauri za otprilike sto godina. Ako, naravno, želimo ulagati u takav događaj.

Što se tiče vremena, čini se da su sve dostupne metode krajnje ograničene. I dok nas provođenje stotina tisuća godina putujući do najbliže zvijezde može malo zanimati kada je naš vlastiti opstanak u pitanju, kako svemirska tehnologija napreduje, metode će ostati krajnje nepraktične. Dok naša arka stigne do najbliže zvijezde, njena će tehnologija zastarjeti, a čovječanstvo možda više neće postojati.

Dakle, osim ako ne napravimo veliki napredak u fuziji, antimateriji ili laserskoj tehnologiji, zadovoljit ćemo se istraživanjem vlastitog solarnog sustava.