Цивилизация, намираща се в обитаемата зона на звезда-джудже, като например Проксима Кентавър, може сериозно да се затрудни да излезе в междузвездното пространство с помощта на конвенционални ракети.

Всички ракети, предназначени да извеждат полезен товар в космоса, от самото начало до наши дни, използват реактивна тяга.

Принципът на тяхната работа не е сложен и се е използва още във времената на древния Китай: при изгарянето на горивото в тясно пространство (в горивната камера) се образуват газове под налягане, които равномерно се притискат към вътрешната повърхност на горивната камера. И ако някъде в горивната камера има отверстие – сопло, то газът се устремява към него и налягането спрямо противоположната страна става неуравновесено. Поради действието на закона за съхранението на импулса, ракетата полита в противоположното на соплото направление. Разбира се, съвременните ракетни двигатели са много по-сложни, но този основен принцип не е променен през изтеклите години.

Всичко при тези полети на пръв поглед изглежда лесно. За да се излети на стабилна кръгова орбита около Земята е необходимо да се достигне така наречената Първа космическа скорост – около 8 км/с. Теоретично, тяло с тази начална скорост, никога няма да падне на Земята. На практика, уви, действа съпротивлението на въздуха. Но нас кръговата орбита не ни устройва, нали? Ние искаме да летим много по-далече. За да се откъснем от земното притегляне, ще ни е необходима Втора космическа скорост – 11,2 км/с. И ако полетим с подобна или по-голяма скорост, можем спокойно да бродим из просторите на Слънчевата система. А ако искаме да отидем още по-далече? За да напуснем пределите на Слънчевата система ни е необходимa скорост вече от 47 км/с относително Слънцето. Но ако използваме скоростта на въртене на Земята в наша полза – около 30 км/с, то минималната Трета космическа скорост ще бъде 47-30 = 17 км/с.

Тези скорости изглеждат много големи, но теоретично, при движението на ракетите няма ограничения в скоростта. Единственият предел е скоростта на светлината, но тя е 10000 пъти по-висока и в този случай не е толкова важна. Но уви, тук има едно много важно ограничение – това е масата. Да хвърлим поглед върху уравнението на Циолковски, показваща съотношението между крайната скорост (V) на летателния апарат и масите преди (M1) и след старта (M2), когато част от горивото е изразходвана.

Изобщо няма да се бавим тук. Накратко, в тази формула „I“ е специфичният импулс на ракетния двигател или отношението на тягата към секундното изразходване на ракетното гориво. Всъщност, това не ни интересува особено: интересно е да разберем, колко гориво ще ни е нужно, за да напуснем Слънчевата система, а не просто да изведем космическия кораб в кръгова орбита. Ако съобразим, че скоростите се различават почти 6 пъти (47/8), съотношението на масите се различава e6 пъти или почти 400 пъти.

Мисля, че всички са виждали как излитат ракетите. Това е една многоетажна сграда, при изстрелването на която земята се тресе. А сега си представете, че за да изпратим подобен полезен товар извън пределите на Слънчевата система, ще трябва да обединим няколко стотици подобни ракети в една обща ракета. Доста нереално.

За щастие, на практика нещата са далеч по-добре. Първо, можем да използваме въртенето на Земята около Слънцето в наша полза. Земята се движи около Слънцето със скорост от около 30 км/с и ако уцелим момента и изстреляме ракетата по посока на движението на планетата, можем да намалим скоростта на излитане от Слънчевата система с въпросните 30 км/с.

Второ, можем да използваме гравитационни маневри. Използвайки гравитацията на другите планети и точно пресмятайки траекторията на полета, може да ускорим или забавим космическия апарат. Точно този метод използва Вояджър 1, който направи гравитационна маневра около Юпитер, използва съвсем малко гориво, но увеличи скоростта си с 4 км/с – достатъчно внушителна величина.

Ето защо, ако използваме минимално възможната скорост за изстрелване от Земята, отчитайки нейното въртене, както и гравитационните маневри, ще можем да минем със скорост, малко по-голяма от втората космическа. А това е съвсем достижимо, което многократно бе доказано от големият брой лунни, марсиански и други подобни космически мисии.

Относно Земята стана ясно, а какво да кажем за другите планети? Космическият телескоп Кеплер и с помощта на съвременната наука бяха открити редица екзопланети, намиращи се в обитаемата зона на своите звезди. Как стои при тях въпросът относно полетите в космическото пространство?

Не много добре. Днешната апаратура може да определи само някои класове планети: това са или гиганти като Юпитер и Сатурн, където не може да има живот като нашия, или различни типове планети, намиращи се много близо до своите звезди. И за да може на тях да има течна вода, техните звезди трябва да са доста слаби. За тази роля са най-подходящи червените джуджета.

Тези звезди са много разпространени във Вселената – 20 от 30-те най близки до нас звезди са именно такива. Тяхната маса е по-малка от слънчевата, светимостта им е хиляди пъти по-ниска и близките до тях планети не се превръщат във „филиали на ада“, като нашия Меркурий и имат съвсем комфортни температури.

Една от най-близките до нас звезди – Проксима Кентавър е именно червено джудже и в обитаемата си зона има планета, наречена Проксима b. Естествено, на учените им бе интересно да пресметнат, каква скорост е необходима при тази планета, за излитане в междузвездното пространство.

И да, резултатът не е особено обнадеждаващ. Въпреки че масата на Проксима Кентавър е едва 12% от слънчевата, поради това, че планетата е 20 пъти по-близо до нея, отколкото Земята до Слънцето, скоростта се получава 65 км/с, което е с 40% повече, отколкото за Земята. На пръв поглед изглежда, че излитането от тази планета е непосилна задача.

Но 65 км/с е гарантираната скорост, с която може да се избяга от системата Проксима Кентавър, движейки се в произволно направление. А какво ще стане, ако се използва собствената скорост на планетата? Знаем, че радиусът на орбитата е 5% от земния (това са 7,5 милиона километра), а един оборот около звездата се извършва за 11,2 денонощия. Това е достатъчно за да пресметнем, че скоростта на въртенето на планетата е 48 км/с. Тоест, в най-добрия случай третата космическа скорост за Проксима Кентавър b е 65-48 = 17 км/с – почти същата като при Земята.

Само че, в системата Проксима Кентавър не могат да се правят гравитационни маневри – там няма планети-гиганти и не можем да намалим тази скорост. Но колко все пак гориво ще е необходимо за да се откъснем от тази звездна система?

Най-бързият космически апарат – New Horizons ще напусне Слънчевата система със скорост 14 км/с. Тоест, съотношението на скоростите е 17/14 = 1,2. А това означава, че съотношението на масите според формулата на Циолковски ще бъде 3,3 пъти – разликата е съществена, но съвсем достижима при съвременните технологии.

Така че, да се напусне планетата Проксима Кентавър b и да се избяга от звездната система Проксима Кентавър макар и трудно, е напълно възможно. Гравитационните маневри в нашата Слънчева система са просто един приятен бонус, който не е задължителен за космическите пътешествия от другите планети.

Основен източник: Escape from Proxima b

14
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
5 Коментари
9 Отговори на коментарите
3 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
ngc-bg
ngc-bg

Чудесна статия, браво! Посочен е и източника – бонус точки :). Благодаря!

Nikolai
Nikolai

Айде БГ конспираторите, тука сте вие. Кажете на целия свят истината за извънземните.

Nikolai
Nikolai

а ти си обикновен капут, анонимник смотан

Анонимен
Анонимен

NO ?? NO.

Чарлз :
? = Niko лай

Azhen
Azhen

Извънземни няма ? Колко ограничен трябва да си че да си мислиш че хората са единствените разумни същества във вселената ? Или си тотално тъп или си религиозен.

Мангалата
Мангалата

Шанса е 50/50, така че ти си също толкова тъп. Освен това може да потърсиш съжденията на Енрико Ферми по темата, швестер!

Конспиратор
Конспиратор

Ето го мнението на бившия канадски министър на отбраната Paul Hellyer (22 април 1963 – 18 септември 1967) по въпроса, има и видео:

Former Canadian defence minister Paul Hellyer says aliens will help humans if we stop wars
https://ca.news.yahoo.com/blogs/dailybrew/former-canadian-defence-minister-paul-hellyer-says-aliens-205829262.html?guccounter=1

Иначе по темата. Съгласен с това, което казва г-н Хелиър, че преди да тръгнем към съседните планети и звезди първо трябва да решим проблемите, които сме създали на собствената си планета. Изглежда доста логично.

Azhen
Azhen

На Вселенната сцена ние сме на ниво барбаризъм все още , ако някой е гледал Стар Трек то там има много добро и логично обяснение защо нямаме първи контакт все още.

hasan
hasan

Виждал съм , но няма.

Кольо
Кольо

Е така Ви искам! Качеството, е близо до отлично!

aleks
aleks

пълна глупост……..кандидатставай авторчето за някоя награда за фантастичен разказ…………пък другите „възхитени: от тоя памфлет лекичко прочете поне еднижка на Хокинг , дебили

ngc-bg
ngc-bg

Научи се да пишеш, хейтърче. Поне да те разберат хората какво си искал да изразиш, чрез тази непонятна за теб форма на изказване – писмената! Памфлет…дори не знаеш какво е това. Неуважението, отрицанието, грубостите са зле прикрити комплекси и завист. Търсиш внимание и жадуваш за одобрение. Как не те е срам?!

Мангалата
Мангалата

Пасквил повече ли ти харесва, ушанка?!

Име
Име

?

?? ?