«Ограничение на скорость передвижения — закон природы, имеющий примерно такой же статус, как и тот, что не позволяет выдернуть себя за волосы из болота»

Борис Евгеньевич Штерн

Полезные ссылки:

• Wiki: Список ближайших звёзд и субзвёзд

• Wiki: Список ближайших экзопланет земного типа

У меня есть мечта. Та самая, ради которой и умереть не жалко. Неосуществимая, но реальная. А если мечта неосуществимая и реальная — то эта та самая мечта, к которой стоит стремиться!

Я хочу увидеть любую из ближайших звезд. C близкого расстояния. Увидеть её планеты. Узнать её строение. Мне не важно, какая это звезда. Важно только, чтобы вокруг неё обращалась хотя бы одна планета, а лучше несколько.

Если мы откроем список ближайших звёзд, то увидим, что ближе всего к нам расположена звездная система сразу из трех звезд:

• α Центавра A;

• α Центавра B;

• Проксима Центавра.

Расстояние до них всего 4.2-4.3 световых года. Кроме того, нам чрезвычайно повезло, так как возле Проксима Центавра вращается одна землеподобная экзопланета. Она чуть-чуть тяжелее нашей Земли, вероятно немного больше неё в размерах, только обращается вокруг своей звезды за 11 с небольшим земных дней. Потому что расположена очень близко к звезде Проксима Центавра.

Сама Проксима Центавра является красным карликом — более холодная, в сравнении с Солнцем, звезда. В результате чего на этой планете не чертовски жарко, как можно предположить, а должно быть довольно холодно. Согласно современным данным, температура на её поверхности около -39 ℃.

И так, мы имеем ближайшую звезду на расстоянии немногим больше 4х световых лет, как минимум с одной планетой. Давайте попробуем посчитать, сколько времени потребуется, чтобы туда долететь и сфотографировать.

Цель статьи

По образованию я радиоинженер и работаю по специальности. У меня пока нет глубоких познаний в областях по астрономии и проектированию ракетных двигателей или космических аппаратов. Все цифры, которые здесь будут приведены, взяты “с потолка” и могут отличаться от реальных возможностей в любую сторону.

Цели статьи:

• оценить возможные временные затраты на перелет до другой звезды;

• просто поделиться с читателями своими мыслями.

Сколько времени может занять полет?

По солнечной системе почти все межпланетные автоматические станции двигаются с использованием тяги химических реактивных двигателей. Это значит, что аппарат сначала очень быстро разгоняют, затем наступает фаза свободного полета. Далее возможно несколько гравитационных маневров, в том числе в сочетании с эффектом Оберта, позволяющих существенно увеличить скорость аппарата, но эти возможности весьма ограничены.

Например, наиболее быстрый из существующих аппаратов Вояджер 1, улетевший за пределы солнечной системы, движется сейчас со скоростью 16,999 км/с (по состоянию на конец мая 2024 года). Текущее состояние Вояджера 1, в том числе скорость, можно посмотреть на сайте NASA. Чтобы добраться до звезды Проксима Центавра со скоростью 16.999 км/с межзвездному автоматическому зонду потребуется 74 тысячи лет — совсем не тот результат, который нам нужен. Это значительно дольше, чем существует человеческая цивилизация.

Другой способ — использовать маленькую, но постоянно действующую тягу. На протяжении всего полета. Для этого можно использовать любой из известных электрических ракетных двигателей, например, ионный. Если наш межзвездный автоматический зонд (МЗ) сможет разгоняться с ускорением всего 1 мм/с2, то уже через 196.8 дней он достигнет текущей скорости Вояджера 1. Через 7,5 лет он догонит Вояджер 1, который был запущен 46 лет назад. А чтобы достигнуть Проксима Центавра ему будет достаточно 390 лет! И это при условии, что половину пути наш зонд разгоняется, а вторую половину тормозит. Максимальная скорость, которую при этом достигнет зонд, будет 6149 км/с (2.1% от скорости света).

Можно ли долететь быстрее?

Не знаю. Сейчас у меня нет никаких данных, чтобы хоть как-то обоснованно посчитать время, необходимое на полет до звезды Проксима Центавра. Все зависит от тяги, которую может развить реальный двигатель и от массы полезной нагрузки, которую нужно будет перебросить к другой звезде. Чем меньше полезная нагрузка, тем больше будет ускорение и меньше время полета. Но в любом случае, 390 лет звучит существенно лучше, чем 74 тысячи лет.

Чтобы ответить на вопрос, можно ли долететь быстрее, нужно проработать состав полезной нагрузки, которую нужно отправить, выбрать тип двигателя, рассчитать необходимое количество топлива. Пока минимальная полезная нагрузка представляется следующим образом:

• Камера — чтобы провести фотосъемку по прибытии. Фотография другой звездной системы — все только ради этого!

• Система связи — чтобы передать данные обратно на Землю. Можно долететь и сделать фото, но если мы не сможем передать полученные данные на Землю, то и лететь туда незачем;

• Система ориентации — чтобы направить камеру или систему связи;

• Энергетическая установка — чтобы обеспечить электроэнергией все системы;

• Радиаторы и система охлаждения — если есть энергия, согреться в космосе не проблема, а избавиться от излишков тепла, произведенных энергетической установкой, гораздо сложнее;

• Двигательная установка с топливом — чтобы долететь до соседней звезды;

• Прочие датчики, чтобы собрать по пути максимум информации об окружающей среде и передать эти данные на Землю. Если они мало весят и потребляют, то почему бы и нет?

Данный список минимальный, но, вероятно, не окончательный. Я сейчас в самом начале пути и пока что много не знаю. Не знаю, например, запустит ли кто-либо подобный аппарат при моей жизни или нет. Не знаю, возможно ли вообще осуществить этот проект на базе существующих технологий или есть принципиально неразрешимая проблема, которая поставит крест на всех усилиях. Есть уверенность только в двух вещах:

1. Будем реалистами и честны перед собой:если не случится чудо, то я точно не увижу фотографию, присланную из соседней звезды!

2. Если ничего не делать, то точно ничего не будет, а раз так, то за дело!

Заключение

Для жизни обычного человека даже ближайшая звезда удалена от нас “навсегда”! Это значит, что даже если все человечество объединит усилия и построит космический аппарат, способный преодолеть в исправном состоянии 4 световых года, скорее всего никто из ныне живущих не доживет до момента его прибытия в эту звездную систему.

Тем не менее, это не повод отказываться от мечты увидеть другую звезду и её планеты с близкого расстояния. А если есть мечта, значит нам есть к чему стремиться.