พร็อกซิมา เซนทอรี ระยะห่างจากโลก ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด นักดาราศาสตร์วัดระยะทางถึงดวงดาวอย่างไร

ระยะทางจากโลกถึงดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดคือ Proxy Centauri คืออะไร?

1. พิจารณา - 3.87 ปีแสง * เป็นเวลา 365 วัน * 86400 (จำนวนวินาทีในหนึ่งวัน) * 300,000 (ความเร็วแสง km/s) = (โดยประมาณ) เช่น Vladimir Ustinov และดวงอาทิตย์ของเราอยู่ห่างเพียง 150 ล้านกิโลเมตร
2. บางทีอาจมีดวงดาวอยู่ใกล้ๆ กัน (ไม่นับดวงอาทิตย์) แต่พวกมันมีขนาดเล็กมาก (เช่น ดาวแคระขาว) แต่ยังไม่ถูกค้นพบ 4 ปีแสงยังอีกไกลมาก((((((
3. ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดจากดวงอาทิตย์ พรอกซิมา เซนทอรี เส้นผ่านศูนย์กลางของมันเล็กกว่าดวงอาทิตย์ถึงเจ็ดเท่า และมวลก็เช่นเดียวกัน ความส่องสว่างอยู่ที่ 0.17% ของความสว่างของดวงอาทิตย์ หรือเพียง 0.0056% ในสเปกตรัมที่ตามนุษย์มองเห็นได้ สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และความจริงที่ว่ามันถูกค้นพบในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น ระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงดาวดวงนี้คือ 4.22 ปีแสง ซึ่งตามมาตรฐานจักรวาลก็เกือบจะใกล้เคียงกัน ท้ายที่สุดแล้ว แม้แต่แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ของเราก็ยังขยายไปถึงประมาณครึ่งหนึ่งของระยะนี้! อย่างไรก็ตาม สำหรับมนุษยชาติ ระยะห่างนี้ยิ่งใหญ่มากจริงๆ ระยะทางตามมาตราส่วนของดาวเคราะห์วัดเป็นปีแสง แสงจะเดินทางในสุญญากาศได้ไกลแค่ไหนใน 365 วัน? มูลค่านี้คือ 9,640 พันล้านกิโลเมตร เพื่อให้เข้าใจถึงระยะทาง ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างบางส่วน ระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์อยู่ที่ 1.28 วินาทีแสง และด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ การเดินทางใช้เวลา 3 วัน ระหว่างดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรา ระยะทางแตกต่างกันไปตั้งแต่ 2.3 นาทีแสงถึง 5.3 ชั่วโมงแสง กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเดินทางที่ยาวที่สุดจะใช้เวลาเพียง 10 ปีกว่าบนยานอวกาศไร้คนขับ ทีนี้ลองพิจารณาว่าเราต้องบินไป Proxima Centauri นานแค่ไหน ปัจจุบันแชมป์ในด้านความเร็วคือไร้คนขับ ยานอวกาศ Helios 2 มีความเร็ว 253,000 กม./ชม. หรือ 0.02334% ของความเร็วแสง เมื่อคำนวณแล้ว เราพบว่าเราต้องใช้เวลา 18,000 ปีจึงจะไปถึงดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด ในระดับการพัฒนาเทคโนโลยีปัจจุบัน เราสามารถรับประกันการทำงานของยานอวกาศได้เพียง 50 ปีเท่านั้น
4. เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงระยะทางโดยใช้ตัวเลข หากดวงอาทิตย์ของเราลดขนาดลงเหลือเท่าหัวไม้ขีด ระยะทางถึงดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดจะอยู่ที่ประมาณ 1 กิโลเมตร
5. Proxima Centauri อยู่ห่างออกไปประมาณ 40,000,000,000,000 กม.... 4.22 ปีแสง.. Alpha Centauri อยู่ห่างออกไป 4.37 ปีแสง ของปี…
6. 4 ปีแสง (ประมาณ 37,843,200,000,000 กิโลเมตร)
7. คุณกำลังสับสนบางอย่างเพื่อนร่วมงานที่รัก ดาวที่ใกล้ที่สุดคือดวงอาทิตย์ 8 นาทีและอีกนิดโดยไม่มีไฟมา :)
8. ถึงพร็อกซิมา: 4.22 (+- 0.01) ปีแสง หรือ 1.295 (+-0.004) พาร์เซก นำมาจากที่นี่
9. ถึง Proxima Centauri 4.2 ปีแสงเท่ากับ 41,734,219,479,449.6 กม. ถ้า 1 ปีแสงเท่ากับ 9,460,528,447,488 กม.
10. 4.5 ปีแสง (1 พาร์เซก?)
11. มีดวงดาวในจักรวาลที่อยู่ไกลจากเรามากจนเราไม่มีโอกาสรู้ระยะทางหรือกำหนดจำนวนด้วยซ้ำ แต่ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดจากโลกอยู่ห่างจากโลกแค่ไหน?

    ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์คือ 150,000,000 กิโลเมตร เนื่องจากแสงเดินทางด้วยความเร็ว 300,000 กม./วินาที จึงใช้เวลา 8 นาทีในการเดินทางจากดวงอาทิตย์มายังโลก

    ดาวที่อยู่ใกล้เรามากที่สุดคือ พร็อกซิมาเซนทอรี และอัลฟ่าเซนทอรี ระยะทางจากพวกมันถึงโลกนั้นมากกว่าระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงโลกถึง 270,000 เท่า นั่นคือระยะทางจากเราถึงดวงดาวเหล่านี้คือ 270,000 เท่ามากกว่า 150,000,000 กิโลเมตร! แสงของพวกเขาใช้เวลา 4.5 ปีในการมาถึงโลก

    ระยะทางถึงดวงดาวนั้นไกลมากจนจำเป็นต้องพัฒนาหน่วยวัดระยะทางนี้ เรียกว่าปีแสง นี่คือระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปี เป็นระยะทางประมาณ 10 ล้านล้านกิโลเมตร (10,000,000,000,000 กม.) ระยะทางไปยังดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดเกินระยะนี้ 4.5 เท่า

    ในบรรดาดวงดาวทุกดวงบนท้องฟ้า มีเพียง 6,000 ดวงเท่านั้นที่สามารถมองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ด้วยตาเปล่า ดาวเหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้จากสหราชอาณาจักรทั้งหมด

    ที่จริงแล้วการมองดูท้องฟ้าและชมดาวนั้นมีมากกว่าพันดวงเล็กน้อย และด้วยกล้องโทรทรรศน์อันทรงพลัง คุณสามารถตรวจจับได้มากขึ้นหลายเท่า

Alpha Centauri เป็นเป้าหมายของการบินยานอวกาศในผลงานหลายชิ้นที่เป็นแนวนิยายวิทยาศาสตร์ ดาวที่อยู่ใกล้เรามากที่สุดดวงนี้เป็นของการออกแบบท้องฟ้าที่รวบรวมเซนทอร์ Chiron ในตำนานไว้ ตำนานเทพเจ้ากรีกซึ่งเป็นอาจารย์ของเฮอร์คิวลีสและอคิลลีส

นักวิจัยยุคใหม่เช่นนักเขียนกลับหวนคิดถึงระบบดาวนี้อย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยเนื่องจากไม่ได้เป็นเพียงผู้สมัครคนแรกสำหรับการสำรวจอวกาศระยะยาว แต่ยังเป็นเจ้าของดาวเคราะห์ที่มีคนอาศัยอยู่ด้วย

โครงสร้าง

ระบบดาวอัลฟ่าเซนทอรีประกอบด้วยวัตถุอวกาศสามดวง ได้แก่ ดาวสองดวงที่มีชื่อและชื่อเดียวกันคือ A และ B และดาวดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะคือตำแหน่งที่ใกล้ขององค์ประกอบทั้งสองและตำแหน่งที่ห่างไกลขององค์ประกอบที่สาม Proxima เป็นเพียงอย่างหลัง ระยะทางถึงอัลฟ่าเซ็นทอรีพร้อมองค์ประกอบทั้งหมดประมาณ 4.3 ปัจจุบันไม่มีดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากนัก ในขณะเดียวกัน เที่ยวบินที่เร็วที่สุดคือไปพร็อกซิมา ซึ่งเราอยู่ห่างจากกันเพียง 4.22 ปีแสงเท่านั้น

ญาติแสงอาทิตย์

Alpha Centauri A และ B แตกต่างจากสหายของพวกเขาไม่เพียงแต่ในระยะห่างจากโลกเท่านั้น ต่างจาก Proxima พวกมันมีความคล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์หลายประการ Alpha Centauri A หรือ Rigel Centaurus (แปลว่า "ขาของ Centaur") เป็นองค์ประกอบที่สว่างกว่าของทั้งคู่ โทลิมาน เอ หรือที่เรียกกันว่าดาวดวงนี้คือดาวแคระเหลือง มองเห็นได้จากโลกอย่างชัดเจน เนื่องจากมีขนาดเป็นศูนย์ พารามิเตอร์นี้ทำให้เป็นจุดสว่างที่สุดอันดับที่สี่ในท้องฟ้ายามค่ำคืน ขนาดของวัตถุเกือบจะเท่ากับขนาดของดวงอาทิตย์

ดาวอัลฟ่าเซ็นทอรี บี มีมวลน้อยกว่าดาวฤกษ์ของเราในด้านมวล (ประมาณ 0.9 ของค่าพารามิเตอร์ที่สอดคล้องกันของดวงอาทิตย์) มันเป็นวัตถุที่มีขนาดแรก และระดับความสว่างของมันอยู่ที่ประมาณครึ่งหนึ่งของดาวฤกษ์หลักในกาแลคซีของเรา ระยะห่างระหว่างดาวข้างเคียงทั้งสองคือ 23 หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งหมายความว่าพวกมันอยู่ห่างจากโลกจากดวงอาทิตย์ถึง 23 เท่า โทลิมาน A และโทลิมาน B หมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลเดียวกันด้วยคาบเวลา 80 ปี

การค้นพบล่าสุด

นักวิทยาศาสตร์ดังที่ได้กล่าวไปแล้วมีความหวังสูงที่จะค้นพบสิ่งมีชีวิตในบริเวณใกล้กับดาวอัลฟ่าเซ็นทอรี ดาวเคราะห์ที่คาดคะเนว่าอยู่ที่นี่อาจมีลักษณะคล้ายโลกในลักษณะเดียวกับที่ส่วนประกอบของระบบเองก็มีลักษณะคล้ายกับดาวฤกษ์ของเรา อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ไม่มีการค้นพบวัตถุในจักรวาลดังกล่าวใกล้กับดาวฤกษ์ ระยะทางไม่อนุญาตให้สังเกตดาวเคราะห์โดยตรง การได้รับหลักฐานการมีอยู่ของวัตถุคล้ายโลกนั้นเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีการปรับปรุงเทคโนโลยีเท่านั้น

เมื่อใช้วิธีการความเร็วแนวรัศมี นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับการสั่นสะเทือนเล็กๆ ของโทลิมาน บี ซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบมัน ดังนั้นจึงได้รับหลักฐานของการมีอยู่ของวัตถุดังกล่าวอย่างน้อยหนึ่งรายการในระบบ การสั่นสะเทือนที่เกิดจากดาวเคราะห์จะปรากฏขึ้นในขณะที่มันเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลัง 51 ซม. ต่อวินาที ภายใต้สภาวะของโลก การเคลื่อนไหวของแม้แต่วัตถุที่ใหญ่ที่สุดดังกล่าวก็ยังเห็นได้ชัดเจนมาก อย่างไรก็ตาม ที่ระยะ 4.3 ปีแสง การตรวจจับการโยกเยกดังกล่าวดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้ อย่างไรก็ตาม ได้มีการจดทะเบียนแล้ว

น้องสาวของแผ่นดิน

ดาวเคราะห์ที่ค้นพบโคจรรอบ Alpha Centauri B ใน 3.2 วัน มันตั้งอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์มาก: รัศมีวงโคจรเล็กกว่าค่าพารามิเตอร์ที่สอดคล้องกันของดาวพุธถึงสิบเท่า มวลของวัตถุอวกาศนี้ใกล้เคียงกับมวลของโลกและมีมวลประมาณ 1.1 เท่าของมวลดาวเคราะห์สีน้ำเงิน นี่คือจุดที่ความคล้ายคลึงสิ้นสุดลง: ตำแหน่งใกล้เคียงตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้เป็นไปไม่ได้ พลังงานของแสงสว่างที่ส่องถึงพื้นผิวทำให้เกิดความร้อนมากเกินไป

ใกล้ที่สุด

องค์ประกอบที่สามที่ทำให้กลุ่มดาวทั้งกลุ่มมีชื่อเสียงคือ Alpha Centauri C หรือ Proxima Centauri ชื่อของร่างกายจักรวาลแปลว่า "ใกล้ที่สุด" พร็อกซิมาอยู่ห่างจากดาวบริวารของมัน 13,000 ปีแสง วัตถุนี้เป็นดาวแคระแดงดวงที่ 11 มีขนาดเล็ก (เล็กกว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 7 เท่า) และสลัวมาก เป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นมันด้วยตาเปล่า Proxima มีลักษณะเป็นสภาวะ "กระสับกระส่าย": ดาวดวงนี้สามารถเพิ่มความสว่างเป็นสองเท่าในเวลาไม่กี่นาที สาเหตุของ "พฤติกรรม" นี้อยู่ในกระบวนการภายในที่เกิดขึ้นในลำไส้ของคนแคระ

ตำแหน่งคู่

เชื่อกันว่าพร็อกซิมาเป็นสมาชิกลำดับที่สามของระบบอัลฟ่าเซนทอรี ซึ่งโคจรรอบคู่ A และ B ทุก ๆ 500 ปีโดยประมาณ อย่างไรก็ตามใน เมื่อเร็วๆ นี้ความคิดเห็นกำลังได้รับความเข้มแข็งว่าดาวแคระแดงไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับพวกมัน และปฏิสัมพันธ์ของวัตถุทั้งสามในจักรวาลนั้นเป็นปรากฏการณ์ชั่วคราว

เหตุผลที่น่าสงสัยคือข้อมูลที่บอกว่าดาวฤกษ์คู่ที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันไม่มีแรงโน้มถ่วงเพียงพอที่จะยึดพร็อกซิมาเช่นกัน ข้อมูลที่ได้รับในช่วงต้นทศวรรษที่ 90 ของศตวรรษที่ผ่านมาจำเป็นต้องมีการยืนยันเพิ่มเติมมาเป็นเวลานาน การสังเกตและการคำนวณล่าสุดโดยนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ให้คำตอบที่ชัดเจน ตามสมมติฐาน พร็อกซิมาอาจยังคงเป็นส่วนหนึ่งของระบบสามดวงและเคลื่อนที่ไปรอบจุดศูนย์โน้มถ่วงทั่วไป ในกรณีนี้ วงโคจรของมันควรมีลักษณะคล้ายวงรียาว โดยจุดที่อยู่ห่างจากศูนย์กลางมากที่สุดคือจุดที่สังเกตดาวฤกษ์อยู่ในขณะนี้

โครงการ

อาจเป็นไปได้ว่า Proxima มีแผนจะบินก่อนเมื่อสิ่งนี้เป็นไปได้ การเดินทางสู่ Alpha Centauri ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศในระดับปัจจุบัน อาจยาวนานกว่า 1,000 ปี ช่วงเวลาดังกล่าวเป็นเรื่องที่คิดไม่ถึง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมนักวิทยาศาสตร์จึงพยายามค้นหาทางเลือกในการลดช่วงเวลาดังกล่าว

กลุ่มนักวิจัยของ NASA นำโดย Harold White กำลังพัฒนา Project Speed ​​ซึ่งน่าจะส่งผลให้มีเครื่องยนต์ใหม่ ลักษณะเฉพาะของมันคือความสามารถในการเอาชนะความเร็วแสงเนื่องจากการบินจากโลกไปยังดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดจะใช้เวลาเพียงสองสัปดาห์ ปาฏิหาริย์ของเทคโนโลยีดังกล่าวจะเป็นผลงานชิ้นเอกที่แท้จริงของการทำงานร่วมกันของนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและนักทดลอง อย่างไรก็ตาม สำหรับตอนนี้ เรือที่สามารถเอาชนะความเร็วแสงได้นั้นเป็นเรื่องของอนาคต ตามที่ Mark Millis ซึ่งครั้งหนึ่งเคยทำงานที่ NASA เทคโนโลยีดังกล่าวเมื่อพิจารณาจากอัตราความก้าวหน้าในปัจจุบันจะกลายเป็นความจริงไม่ช้ากว่าสองร้อยปี การลดระยะเวลาสามารถทำได้ก็ต่อเมื่อมีการค้นพบที่สามารถเปลี่ยนแนวคิดที่มีอยู่เกี่ยวกับการบินในอวกาศได้อย่างรุนแรง

ในตอนนี้ Proxima Centauri และพันธมิตรยังคงเป็นเป้าหมายที่ทะเยอทะยาน ซึ่งไม่สามารถบรรลุได้ในอนาคตอันใกล้นี้ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และข้อมูลใหม่เกี่ยวกับคุณลักษณะของระบบดาวก็เป็นหลักฐานที่ชัดเจนในเรื่องนี้ ในปัจจุบันนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถทำหลายสิ่งหลายอย่างที่พวกเขาไม่อาจจินตนาการได้เมื่อ 40-50 ปีที่แล้วด้วยซ้ำ

> > ใช้เวลานานแค่ไหนในการเดินทางไปยังดาวที่ใกล้ที่สุด?

หา, นานแค่ไหนที่จะบินไปยังดาวที่ใกล้ที่สุด: ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดหลังดวงอาทิตย์ ระยะทางถึงพร็อกซิมาเซนทอรี คำอธิบายการปล่อยจรวด เทคโนโลยีใหม่

มนุษยชาติยุคใหม่ใช้ความพยายามในการเรียนรู้ชนพื้นเมืองของตน ระบบสุริยะ. แต่เราจะสำรวจดาวเพื่อนบ้านต่อไปได้ไหม? และจำนวนเท่าใด ใช้เวลานานแค่ไหนในการเดินทางไปยังดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด?? สิ่งนี้สามารถตอบได้ง่ายๆ หรือคุณจะเจาะลึกเข้าไปในขอบเขตของนิยายวิทยาศาสตร์ก็ได้

หากพูดจากมุมมองของเทคโนโลยีในปัจจุบัน ตัวเลขจริงจะทำให้ผู้ที่ชื่นชอบและนักฝันกลัว อย่าลืมว่าระยะทางในอวกาศนั้นกว้างใหญ่อย่างไม่น่าเชื่อและทรัพยากรของเรายังมีจำกัด

ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดคือ นี่คือตัวแทนตรงกลางของลำดับหลัก แต่มีเพื่อนบ้านจำนวนมากกระจุกตัวอยู่รอบตัวเรา ดังนั้นตอนนี้คุณจึงสามารถสร้างแผนที่เส้นทางทั้งหมดได้ แต่ต้องใช้เวลานานเท่าใดจึงจะไปถึงที่นั่น?

ดาวดวงใดอยู่ใกล้ที่สุด

ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดคือพร็อกซิมาเซนทอรี ดังนั้นในตอนนี้คุณควรคำนวณตามคุณลักษณะของมัน มันเป็นส่วนหนึ่งของระบบสามระบบ Alpha Centauri และอยู่ห่างจากเราที่ระยะทาง 4.24 ปีแสง มันเป็นดาวแคระแดงที่อยู่โดดเดี่ยว ซึ่งอยู่ห่างจากดาวฤกษ์คู่ 0.13 ปีแสง

ทันทีที่หัวข้อการเดินทางระหว่างดวงดาวเกิดขึ้น ทุกคนก็นึกถึงความเร็ววาร์ปและกระโดดเข้าไปในรูหนอนทันที แต่ทั้งหมดนั้นไม่สามารถบรรลุได้หรือเป็นไปไม่ได้เลย น่าเสียดายที่ภารกิจระยะไกลใดๆ ก็ตามจะใช้เวลามากกว่าหนึ่งชั่วอายุคน มาเริ่มการวิเคราะห์ด้วยวิธีที่ช้าที่สุดกัน

วันนี้จะเดินทางไปยังดาวที่ใกล้ที่สุดใช้เวลานานแค่ไหน?

การคำนวณโดยอิงจากอุปกรณ์ที่มีอยู่และขีดจำกัดของระบบของเราเป็นเรื่องง่าย ตัวอย่างเช่น ภารกิจนิวฮอริซอนส์ใช้เครื่องยนต์ 16 เครื่องที่ทำงานด้วยเชื้อเพลิงไฮดราซีนโมโนโพรเพลแลนท์ ใช้เวลาเดินทาง 8 ชั่วโมง 35 นาที แต่ภารกิจ SMART-1 นั้นใช้เครื่องยนต์ไอออนและใช้เวลา 13 เดือน 2 สัปดาห์ในการเข้าถึงดาวเทียมของโลก

ซึ่งหมายความว่าเรามียานพาหนะให้เลือกหลายแบบ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นหนังสติ๊กโน้มถ่วงขนาดยักษ์ได้ แต่ถ้าเราวางแผนจะเดินทางไกลขนาดนั้นเราก็ต้องตรวจสอบทางเลือกที่เป็นไปได้ทั้งหมด

ตอนนี้เรากำลังพูดถึงไม่เพียง แต่เกี่ยวกับเทคโนโลยีที่มีอยู่ แต่ยังเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่สามารถสร้างได้ในทางทฤษฎีด้วย บางส่วนได้รับการทดสอบในภารกิจแล้ว ในขณะที่บางส่วนเป็นเพียงภาพวาดเท่านั้น

ความแรงของไอออนิก

นี่เป็นวิธีที่ช้าที่สุดแต่ประหยัด เมื่อไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เครื่องยนต์ไอออนถือว่ามหัศจรรย์มาก แต่ตอนนี้มันถูกใช้ในอุปกรณ์มากมาย ตัวอย่างเช่น ภารกิจ SMART-1 ไปถึงดวงจันทร์ด้วยความช่วยเหลือ ในกรณีนี้มีการใช้ตัวเลือกที่มีแผงโซลาร์เซลล์ ดังนั้นเขาจึงใช้เชื้อเพลิงซีนอนเพียง 82 กิโลกรัม ที่นี่เราชนะด้วยประสิทธิภาพ แต่ไม่ใช่ด้วยความเร็วอย่างแน่นอน

เป็นครั้งแรกที่มีการใช้เครื่องยนต์ไอออนสำหรับ Deep Space 1 ซึ่งบินไป (1998) อุปกรณ์ใช้เครื่องยนต์ประเภทเดียวกับ SMART-1 ใช้จรวดเพียง 81.5 กิโลกรัม ตลอดการเดินทาง 20 เดือน เขาเร่งความเร็วได้ถึง 56,000 กม./ชม.

ประเภทของไอออนถือว่าประหยัดกว่าเทคโนโลยีจรวดมาก เนื่องจากแรงขับต่อหน่วยมวลของวัตถุระเบิดนั้นสูงกว่ามาก แต่ต้องใช้เวลามากในการเร่งความเร็ว หากพวกมันถูกวางแผนไว้เพื่อใช้เดินทางจากโลกไปยังพรอกซิมา เซนทอรี ก็จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงจรวดจำนวนมาก แม้ว่าคุณสามารถใช้ตัวบ่งชี้ก่อนหน้านี้เป็นพื้นฐานได้ ดังนั้น หากอุปกรณ์เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 56,000 กม./ชม. ก็จะครอบคลุมระยะทาง 4.24 ปีแสงใน 2,700 รุ่นของมนุษย์ ดังนั้นจึงไม่น่าจะถูกนำมาใช้ในภารกิจการบินแบบมีคนขับ

แน่นอนว่าหากคุณเติมน้ำมันเชื้อเพลิงปริมาณมหาศาล คุณสามารถเพิ่มความเร็วได้ แต่เวลาที่มาถึงจะยังคงใช้ชีวิตมนุษย์มาตรฐาน

ความช่วยเหลือจากแรงโน้มถ่วง

นี่เป็นวิธีการยอดนิยมเนื่องจากช่วยให้คุณใช้วงโคจรและแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์เพื่อเปลี่ยนเส้นทางและความเร็วได้ มักใช้เดินทางไปยังก๊าซยักษ์เพื่อเพิ่มความเร็ว Mariner 10 ลองทำสิ่งนี้เป็นครั้งแรก เขาอาศัยแรงโน้มถ่วงของดาวศุกร์ที่จะไปถึง (กุมภาพันธ์ 2517) ในช่วงทศวรรษ 1980 ยานโวเอเจอร์ 1 ใช้ดวงจันทร์ของดาวเสาร์และดาวพฤหัสบดีเพื่อเร่งความเร็วเป็น 60,000 กม./ชม. และเข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาว

แต่เจ้าของสถิติความเร็วที่ทำได้โดยใช้แรงโน้มถ่วงคือภารกิจเฮลิออส-2 ซึ่งออกเดินทางเพื่อศึกษามวลสารระหว่างดาวเคราะห์ในปี 1976

เนื่องจากความเยื้องศูนย์ของวงโคจร 190 วัน อุปกรณ์จึงสามารถเร่งความเร็วได้ถึง 240,000 กม./ชม. เพื่อจุดประสงค์นี้จึงใช้แรงโน้มถ่วงจากแสงอาทิตย์เท่านั้น

ถ้าเราส่งยานโวเอเจอร์ 1 ด้วยความเร็ว 60,000 กม./ชม. เราก็ต้องรอไปอีก 76,000 ปี สำหรับ Helios 2 อาจใช้เวลาถึง 19,000 ปี มันเร็วกว่าแต่ไม่เร็วพอ

ไดรฟ์แม่เหล็กไฟฟ้า

มีวิธีอื่น - มอเตอร์เรโซแนนซ์ความถี่วิทยุ (EmDrive) เสนอโดย Roger Shavir ในปี 2544 ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าตัวสะท้อนคลื่นไมโครเวฟแบบแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นแรงผลักดันได้

แม้ว่ามอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าแบบทั่วไปได้รับการออกแบบให้เคลื่อนย้ายมวลบางประเภท แต่มอเตอร์ชนิดนี้ไม่ได้ใช้มวลปฏิกิริยาและไม่ก่อให้เกิดรังสีโดยตรง ประเภทนี้ต้องเผชิญกับความสงสัยมากมายเนื่องจากเป็นการฝ่าฝืนกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม: ระบบโมเมนตัมภายในระบบยังคงที่และเปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของแรงเท่านั้น

แต่การทดลองล่าสุดกำลังเอาชนะผู้สนับสนุนอย่างช้าๆ ในเดือนเมษายน 2558 นักวิจัยประกาศว่าพวกเขาทดสอบดิสก์ในสุญญากาศได้สำเร็จ (ซึ่งหมายความว่าดิสก์สามารถทำงานได้ในอวกาศ) ในเดือนกรกฎาคม พวกเขาได้สร้างเครื่องยนต์เวอร์ชันของตนเองแล้วและค้นพบแรงผลักดันที่เห็นได้ชัดเจน

ในปี 2010 Huang Yang ได้เริ่มบทความชุดหนึ่ง เธอทำงานขั้นสุดท้ายเสร็จเรียบร้อยในปี 2012 โดยเธอรายงานกำลังไฟฟ้าเข้าที่สูงขึ้น (2.5 kW) และสภาวะแรงขับที่ทดสอบ (720 mN) ในปี 2014 เธอยังได้เพิ่มรายละเอียดบางอย่างเกี่ยวกับการใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิภายในที่ยืนยันการทำงานของระบบ

จากการคำนวณอุปกรณ์ที่มีเครื่องยนต์ดังกล่าวสามารถบินไปดาวพลูโตได้ภายใน 18 เดือน สิ่งเหล่านี้เป็นผลลัพธ์ที่สำคัญ เนื่องจากคิดเป็น 1/6 ของเวลาที่ New Horizons ใช้ไป ฟังดูดี แต่ถึงอย่างนั้น การเดินทางไปยังพร็อกซิมาเซนทอรีอาจต้องใช้เวลาถึง 13,000 ปี ยิ่งไปกว่านั้น เรายังไม่มีความมั่นใจในประสิทธิภาพของมัน 100% ดังนั้นจึงไม่มีประเด็นที่จะเริ่มการพัฒนา

อุปกรณ์ความร้อนและไฟฟ้านิวเคลียร์

NASA ค้นคว้าเกี่ยวกับการขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์มานานหลายทศวรรษแล้ว เครื่องปฏิกรณ์ใช้ยูเรเนียมหรือดิวทีเรียมในการให้ความร้อนไฮโดรเจนเหลว โดยเปลี่ยนให้เป็นก๊าซไฮโดรเจนแตกตัวเป็นไอออน (พลาสมา) จากนั้นจะถูกส่งผ่านหัวฉีดจรวดเพื่อสร้างแรงผลักดัน

โรงไฟฟ้าจรวดนิวเคลียร์มีเครื่องปฏิกรณ์ดั้งเดิมเครื่องเดียวกัน ซึ่งเปลี่ยนความร้อนและพลังงานเป็นพลังงานไฟฟ้า ในทั้งสองกรณี จรวดอาศัยนิวเคลียร์ฟิชชันหรือฟิวชันเพื่อสร้างแรงขับ

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์เคมี เราจะได้ข้อดีหลายประการ เริ่มจากความหนาแน่นของพลังงานที่ไม่จำกัด นอกจากนี้ยังรับประกันการยึดเกาะที่สูงขึ้น สิ่งนี้จะช่วยลดการใช้เชื้อเพลิง ซึ่งจะลดต้นทุนมวลและภารกิจในการปล่อย

จนถึงขณะนี้ยังไม่มีเครื่องยนต์ความร้อนนิวเคลียร์เปิดตัวแม้แต่ครั้งเดียว แต่มีแนวคิดมากมาย มีตั้งแต่การออกแบบที่เป็นของแข็งแบบดั้งเดิมไปจนถึงการออกแบบโดยใช้แกนของเหลวหรือก๊าซ แม้จะมีข้อดีทั้งหมดนี้ แต่แนวคิดที่ซับซ้อนที่สุดก็สามารถบรรลุแรงกระตุ้นจำเพาะสูงสุดที่ 5,000 วินาที หากคุณใช้เครื่องยนต์ดังกล่าวเพื่อเดินทางไปเมื่อดาวเคราะห์อยู่ห่างออกไป 55,000,000 กม. (ตำแหน่ง "ฝ่ายตรงข้าม") จะใช้เวลา 90 วัน

แต่ถ้าเราส่งมันไปที่พรอกซิมา เซนทอรี จะต้องใช้เวลานานหลายศตวรรษกว่าจะเร่งความเร็วให้ถึงความเร็วแสง หลังจากนั้นจะต้องใช้เวลาหลายทศวรรษในการเดินทางและอีกหลายร้อยปีจึงจะช้าลง โดยทั่วไประยะเวลาจะลดลงเหลือหนึ่งพันปี เหมาะสำหรับการเดินทางข้ามดาวเคราะห์ แต่ก็ยังไม่ดีสำหรับการเดินทางระหว่างดวงดาว

ในทางทฤษฎี

คุณคงตระหนักได้แล้วว่า เทคโนโลยีที่ทันสมัยค่อนข้างช้าที่จะครอบคลุมระยะทางไกลเช่นนี้ หากเราต้องการบรรลุเป้าหมายนี้ในรุ่นเดียว เราก็ต้องพบกับสิ่งที่ก้าวหน้า และหากรูหนอนยังคงสะสมฝุ่นบนหน้าหนังสือนิยายวิทยาศาสตร์ เราก็มีแนวคิดที่แท้จริงหลายประการ

การเคลื่อนที่ของแรงกระตุ้นนิวเคลียร์

Stanislav Ulam มีส่วนร่วมในแนวคิดนี้เมื่อปี 1946 โครงการนี้เริ่มต้นในปี พ.ศ. 2501 และดำเนินต่อไปจนถึงปี พ.ศ. 2506 ภายใต้ชื่อกลุ่มดาวนายพราน

กลุ่มดาวนายพรานวางแผนที่จะใช้พลังของการระเบิดนิวเคลียร์แบบหุนหันพลันแล่นเพื่อสร้างแรงกระแทกที่รุนแรงด้วยแรงกระตุ้นที่มีความจำเพาะสูง นั่นคือเรามียานอวกาศขนาดใหญ่ที่มีหัวรบแสนสาหัสจำนวนมหาศาล ในระหว่างการดรอป เราใช้คลื่นระเบิดที่แท่นด้านหลัง ("ตัวดัน") หลังจากการระเบิดแต่ละครั้ง แผ่นดันจะดูดซับแรงและแปลงแรงผลักดันให้เป็นแรงกระตุ้น

โดยธรรมชาติแล้วใน โลกสมัยใหม่วิธีการนี้ปราศจากพระคุณ แต่รับประกันแรงกระตุ้นที่จำเป็น โดย การประมาณการเบื้องต้นในกรณีนี้เป็นไปได้ที่จะบรรลุความเร็วแสงได้ 5% (5.4 x 10 7 กม./ชม.) แต่การออกแบบมีข้อบกพร่อง เริ่มจากข้อเท็จจริงที่ว่าเรือลำนี้จะมีราคาแพงมากและจะมีน้ำหนัก 400,000-4000,000 ตัน นอกจากนี้น้ำหนัก 3/4 ของน้ำหนักยังแสดงด้วยระเบิดนิวเคลียร์ (แต่ละลูกมีน้ำหนักถึง 1 เมตริกตัน)

ต้นทุนรวมของการเปิดตัวในขณะนั้นจะเพิ่มขึ้นเป็น 367 พันล้านดอลลาร์ (วันนี้ - 2.5 ล้านล้านดอลลาร์) นอกจากนี้ยังมีปัญหาการแผ่รังสีและกากนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น เชื่อกันว่าเป็นเพราะเหตุนี้โครงการจึงหยุดลงในปี พ.ศ. 2506

นิวเคลียร์ฟิวชั่น

ที่นี่มีการใช้ปฏิกิริยาแสนสาหัสเนื่องจากแรงผลักดันที่ถูกสร้างขึ้น พลังงานจะเกิดขึ้นเมื่อเม็ดดิวทีเรียม/ฮีเลียม-3 ถูกจุดไฟในห้องปฏิกิริยาผ่านการจำกัดแรงเฉื่อยโดยใช้ลำอิเล็กตรอน เครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวจะระเบิด 250 เม็ดต่อวินาที ทำให้เกิดพลาสมาพลังงานสูง

การพัฒนานี้ช่วยประหยัดเชื้อเพลิงและสร้างการเพิ่มประสิทธิภาพพิเศษ ความเร็วที่ทำได้คือ 10,600 กม. (เร็วกว่าจรวดมาตรฐานมาก) ช่วงนี้มีคนสนใจเทคโนโลยีนี้มากขึ้นเรื่อยๆ

ในปี พ.ศ. 2516-2521 British Interplanetary Society ได้สร้างการศึกษาความเป็นไปได้ Project Daedalus ขึ้นอยู่กับความรู้ในปัจจุบันเกี่ยวกับเทคโนโลยีฟิวชันและความพร้อมของยานสำรวจไร้คนขับสองขั้นตอนที่สามารถเข้าถึงดาวฤกษ์บาร์นาร์ด (5.9 ปีแสง) ในช่วงชีวิตเดียว

ระยะแรกจะดำเนินการเป็นเวลา 2.05 ปี และจะเร่งเรือให้เป็น 7.1% ของความเร็วแสง จากนั้นจะรีเซ็ตและสตาร์ทเครื่องยนต์เพิ่มความเร็วเป็น 12% ใน 1.8 ปี หลังจากนี้เครื่องยนต์ขั้นที่ 2 จะหยุดทำงาน และเรือจะเดินทางต่อไปอีก 46 ปี

โดยทั่วไปเรือจะถึงดาวฤกษ์ในอีก 50 ปีข้างหน้า หากส่งไปที่ Proxima Centauri เวลาจะลดลงเหลือ 36 ปี แต่เทคโนโลยีนี้ก็ต้องเผชิญกับอุปสรรคเช่นกัน เริ่มจากข้อเท็จจริงที่ว่าจะต้องขุดฮีเลียม-3 บนดวงจันทร์ และปฏิกิริยาที่ให้พลังงานกับยานอวกาศนั้นต้องการพลังงานที่ปล่อยออกมามากกว่าพลังงานที่ใช้ในการปล่อยยานอวกาศ แม้ว่าการทดสอบจะเป็นไปด้วยดี แต่เรายังไม่มี ประเภทที่ต้องการพลังงานที่สามารถขับเคลื่อนยานอวกาศระหว่างดวงดาวได้

อย่าลืมเรื่องเงินด้วย การปล่อยจรวดขนาด 30 เมกะตันเพียงครั้งเดียวทำให้ NASA มีมูลค่า 5 พันล้านดอลลาร์ ดังนั้นโครงการเดดาลัสจะมีน้ำหนัก 60,000 เมกะตัน นอกจากนี้คุณจะต้อง ชนิดใหม่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แสนสาหัสซึ่งไม่เหมาะกับงบประมาณด้วย

เครื่องยนต์แรมเจ็ท

แนวคิดนี้เสนอโดย Robert Bussard ในปี 1960 นี่ถือได้ว่าเป็นรูปแบบนิวเคลียร์ฟิวชันที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น มันใช้สนามแม่เหล็กเพื่อบีบอัดเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจนกระทั่งเกิดปฏิกิริยาฟิวชัน แต่ที่นี่มีการสร้างกรวยแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งจะ "ดึง" ไฮโดรเจนออกจากตัวกลางระหว่างดวงดาวและเทลงในเครื่องปฏิกรณ์เป็นเชื้อเพลิง

เรือจะรับความเร็วและทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่ถูกบีบอัดเพื่อให้บรรลุกระบวนการ ฟิวชั่นแสนสาหัส. จากนั้นจะเปลี่ยนเส้นทางพลังงานในรูปของก๊าซไอเสียผ่านหัวฉีดของเครื่องยนต์และเร่งการเคลื่อนที่ โดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงอื่น คุณสามารถเข้าถึงความเร็วแสงได้ 4% และเดินทางไปยังที่ใดก็ได้ในกาแล็กซี

แต่โครงการนี้มีข้อบกพร่องจำนวนมาก ปัญหาการต่อต้านเกิดขึ้นทันที เรือจำเป็นต้องเพิ่มความเร็วเพื่อสะสมเชื้อเพลิง แต่มันต้องเผชิญกับไฮโดรเจนจำนวนมหาศาล ดังนั้นจึงช้าลงได้ โดยเฉพาะเมื่อมันกระทบบริเวณที่หนาแน่น นอกจากนี้การหาดิวทีเรียมและไอโซโทปในอวกาศเป็นเรื่องยากมาก แต่แนวคิดนี้มักใช้ในนิยายวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ Star Trek

เรือใบเลเซอร์

เพื่อประหยัดเงิน จึงมีการใช้ใบเรือโซลาร์เซลล์ในการเคลื่อนย้ายยานพาหนะรอบระบบสุริยะมาเป็นเวลานาน มีน้ำหนักเบาและราคาถูกและไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง ใบเรือใช้แรงดันรังสีจากดวงดาว

แต่หากต้องการใช้การออกแบบดังกล่าวสำหรับการเดินทางระหว่างดวงดาว จะต้องถูกควบคุมโดยลำแสงพลังงานที่โฟกัส (เลเซอร์และไมโครเวฟ) นี่เป็นวิธีเดียวที่จะเร่งความเร็วให้ใกล้กับความเร็วแสงได้ แนวคิดนี้ได้รับการพัฒนาโดย Robert Ford ในปี 1984

สิ่งสำคัญที่สุดคือคุณประโยชน์ทั้งหมดของใบเรือสุริยะยังคงอยู่ และถึงแม้ว่าเลเซอร์จะใช้เวลาในการเร่งความเร็ว แต่ขีดจำกัดก็เป็นเพียงความเร็วแสงเท่านั้น การศึกษาในปี 2000 แสดงให้เห็นว่าใบเรือเลเซอร์สามารถเร่งความเร็วแสงได้ครึ่งหนึ่งในเวลาไม่ถึง 10 ปี หากขนาดของใบเรือคือ 320 กม. ก็จะถึงจุดหมายใน 12 ปี และถ้าคุณเพิ่มเป็น 954 กม. ใน 9 ปี

แต่การผลิตต้องใช้วัสดุผสมขั้นสูงเพื่อหลีกเลี่ยงการหลอมละลาย อย่าลืมว่าต้องมีขนาดที่ใหญ่มากจึงจะมีราคาสูง นอกจากนี้ คุณจะต้องเสียเงินเพื่อสร้างเลเซอร์อันทรงพลังที่สามารถควบคุมด้วยความเร็วสูงเช่นนี้ได้ เลเซอร์ใช้กระแสคงที่ 17,000 เทราวัตต์ คุณคงเข้าใจแล้วว่านี่คือปริมาณพลังงานที่โลกทั้งใบใช้ไปในหนึ่งวัน

ปฏิสสาร

นี่คือวัสดุที่แสดงโดยปฏิปักษ์ซึ่งมีมวลเท่ากันกับวัตถุธรรมดา แต่มีประจุตรงกันข้าม กลไกดังกล่าวจะใช้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารและปฏิสสารเพื่อสร้างพลังงานและสร้างแรงผลักดัน

โดยทั่วไปเครื่องยนต์ดังกล่าวใช้อนุภาคไฮโดรเจนและแอนติไฮโดรเจน ยิ่งไปกว่านั้น ในปฏิกิริยาดังกล่าว พลังงานจำนวนเท่ากันจะถูกปล่อยออกมาเช่นเดียวกับในระเบิดแสนสาหัส เช่นเดียวกับคลื่นของอนุภาคย่อยของอะตอมที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1/3 ของแสง

ข้อดีของเทคโนโลยีนี้คือมวลส่วนใหญ่จะถูกแปลงเป็นพลังงาน ซึ่งจะสร้างความหนาแน่นของพลังงานและแรงกระตุ้นจำเพาะที่สูงขึ้น ส่งผลให้เราได้ยานอวกาศที่เร็วและประหยัดที่สุด หากจรวดธรรมดาใช้เชื้อเพลิงเคมีจำนวนมาก เครื่องยนต์ที่มีปฏิสสารจะใช้เวลาเพียงไม่กี่มิลลิกรัมในการดำเนินการแบบเดียวกัน เทคโนโลยีนี้จะดีมากสำหรับการเดินทางไปดาวอังคาร แต่ไม่สามารถนำไปใช้กับดาวดวงอื่นได้เนื่องจากปริมาณเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ (พร้อมกับค่าใช้จ่าย)

จรวดปฏิสสารสองขั้นจะต้องใช้เชื้อเพลิง 900,000 ตันสำหรับการบิน 40 ปี ความยากคือการสกัดปฏิสสาร 1 กรัมจะต้องใช้พลังงาน 25 ล้านพันล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง และมากกว่าล้านล้านดอลลาร์ ขณะนี้เรามีเพียง 20 นาโนกรัม แต่เรือดังกล่าวสามารถเร่งความเร็วได้ครึ่งหนึ่งของความเร็วแสงและบินไปยังดาว Proxima Centauri ในกลุ่มดาว Centaurus ได้ใน 8 ปี แต่มีน้ำหนัก 400 Mt และใช้ปฏิสสารถึง 170 ตัน

เพื่อเป็นแนวทางในการแก้ปัญหา พวกเขาเสนอให้มีการพัฒนา "ระบบการวิจัยระหว่างดวงดาวด้วยจรวดปฏิกริยาสุญญากาศ" สิ่งนี้อาจใช้เลเซอร์ขนาดใหญ่ที่สร้างอนุภาคปฏิสสารเมื่อยิงเข้าไปในพื้นที่ว่าง

แนวคิดนี้ยังอิงจากการใช้เชื้อเพลิงจากอวกาศด้วย แต่อีกครั้งที่มีค่าใช้จ่ายสูงเกิดขึ้น นอกจากนี้มนุษยชาติก็ไม่สามารถสร้างปฏิสสารจำนวนดังกล่าวได้ นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงจากการแผ่รังสี เนื่องจากการทำลายล้างสสาร-ปฏิสสารสามารถสร้างการระเบิดของรังสีแกมมาพลังงานสูงได้ มีความจำเป็นไม่เพียง แต่เพื่อปกป้องลูกเรือด้วยหน้าจอพิเศษเท่านั้น แต่ยังต้องติดตั้งเครื่องยนต์ด้วย ดังนั้นผลิตภัณฑ์จึงด้อยกว่าในทางปฏิบัติ

อัลคูบิแยร์ บับเบิ้ล

ในปี 1994 นักฟิสิกส์ชาวเม็กซิกัน Miguel Alcubierre เสนอแนวคิดนี้ เขาต้องการสร้างเครื่องมือที่จะไม่ละเมิดทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ มันแสดงให้เห็นการยืดโครงสร้างของกาลอวกาศเป็นคลื่น ตามทฤษฎีแล้ว สิ่งนี้จะทำให้ระยะห่างด้านหน้าวัตถุลดลง และระยะห่างด้านหลังวัตถุขยายออก

เรือที่ติดอยู่ภายในคลื่นจะสามารถเคลื่อนที่เกินความเร็วเชิงสัมพัทธภาพได้ ตัวเรือเองจะไม่เคลื่อนที่ใน "ฟองวาร์ป" ดังนั้นจึงใช้กฎของกาล-อวกาศไม่ได้

ถ้าเราพูดถึงความเร็ว นี่ก็คือ "เร็วกว่าแสง" แต่ในแง่ที่ว่าเรือจะไปถึงจุดหมายปลายทางได้เร็วกว่าลำแสงที่ออกจากฟองสบู่ การคำนวณแสดงให้เห็นว่าเขาจะมาถึงจุดหมายปลายทางใน 4 ปี หากเราคิดตามทฤษฎี นี่เป็นวิธีที่เร็วที่สุด

แต่โครงการนี้ไม่ได้คำนึงถึงกลศาสตร์ควอนตัม และถูกยกเลิกทางเทคนิคโดยทฤษฎีของทุกสิ่ง การคำนวณปริมาณพลังงานที่ต้องการยังแสดงให้เห็นว่าจำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาลมหาศาล และเรายังไม่ได้พูดถึงเรื่องความปลอดภัยเลย

อย่างไรก็ตาม ในปี 2012 มีการพูดคุยกันว่าวิธีนี้กำลังถูกทดสอบ นักวิทยาศาสตร์อ้างว่าได้สร้างอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ที่สามารถตรวจจับการบิดเบือนในอวกาศได้ ในปี 2013 ห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นได้ทำการทดลองในสภาวะสุญญากาศ สรุปแล้วผลลัพธ์ดูไม่สามารถสรุปได้ หากมองลึกลงไป คุณจะเข้าใจได้ว่าโครงการนี้ฝ่าฝืนกฎพื้นฐานแห่งธรรมชาติหนึ่งข้อขึ้นไป

ต่อจากนี้จะมีอะไรบ้าง? หากคุณหวังที่จะเดินทางไปกลับดาวดวงนั้น โอกาสนั้นต่ำมาก แต่ถ้ามนุษยชาติตัดสินใจสร้างเรืออวกาศและส่งผู้คนออกไปเดินทางไกลนับศตวรรษ อะไรก็ย่อมเป็นไปได้ แน่นอนว่านี่เป็นเพียงการพูดคุยในตอนนี้ แต่นักวิทยาศาสตร์จะกระตือรือร้นมากขึ้นในเทคโนโลยีดังกล่าวหากโลกหรือระบบของเราตกอยู่ในอันตรายอย่างแท้จริง การเดินทางไปยังดาวดวงอื่นจะเป็นเรื่องของความอยู่รอด

สำหรับตอนนี้เราทำได้เพียงท่องและสำรวจพื้นที่อันกว้างใหญ่ของระบบดั้งเดิมของเรา โดยหวังว่าในอนาคตวิธีการใหม่จะปรากฏขึ้นซึ่งจะทำให้สามารถดำเนินการผ่านหน้าระหว่างดวงดาวได้

Proxima Centauri เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด ได้ชื่อมาจากคำภาษาละติน proxima ซึ่งแปลว่า "ใกล้ที่สุด" ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงดวงอาทิตย์คือ 4.22 ปีแสง อย่างไรก็ตาม แม้ว่าดาวฤกษ์จะอยู่ใกล้เรามากกว่าดวงอาทิตย์ แต่ก็สามารถมองเห็นได้ผ่านกล้องโทรทรรศน์เท่านั้น มันมีขนาดเล็กมากจนไม่มีใครรู้เกี่ยวกับการดำรงอยู่ของมันจนกระทั่งปี 1915 ผู้ค้นพบดาวดวงนี้คือ Robert Innes นักดาราศาสตร์จากสกอตแลนด์

อัลฟ่าเซนทอรี

พร็อกซิมาเป็นส่วนหนึ่งของระบบ นอกจากนั้น ยังมีดาวอีกสองดวง ได้แก่ อัลฟ่าเซนทอรีเอและอัลฟ่าเซ็นทอรีบี ซึ่งสว่างกว่าและมองเห็นได้ชัดเจนกว่าพร็อกซิมามาก ดังนั้น ดาว A ซึ่งสว่างที่สุดในกลุ่มดาวนี้ จึงอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 4.33 ปีแสง มันถูกเรียกว่า Rigel Centauri ซึ่งแปลว่า "ขาของเซนทอร์" ดาวดวงนี้ค่อนข้างชวนให้นึกถึงดวงอาทิตย์ของเรา คงเป็นเพราะความสดใสของมัน ต่างจาก Proxima Centauri ตรงที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ เนื่องจากมองเห็นได้ชัดเจนในท้องฟ้ายามค่ำคืน

Alpha Centauri B ก็ไม่ได้ด้อยกว่า "น้องสาว" ในเรื่องความสว่าง เมื่อรวมกันแล้วจะเป็นระบบไบนารี่ที่แน่นหนา Proxima Centauri อยู่ค่อนข้างไกลจากพวกเขา ระหว่างดวงดาวมีระยะทางหนึ่งหมื่นสามพันหน่วยดาราศาสตร์ (ซึ่งไกลกว่าจากดวงอาทิตย์ถึงดาวเนปจูนถึงสี่ร้อยเท่า!)

ดาวทุกดวงในระบบเซนทอรีโคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วม มีเพียง Proxima เท่านั้นที่เคลื่อนที่ช้ามาก: คาบการโคจรของมันใช้เวลาหลายล้านปี ดังนั้นดาวดวงนี้จะคงอยู่ใกล้โลกมากที่สุดเป็นเวลานาน

ขนาดเล็กมาก

ดาว Proxima Centauri ไม่เพียงแต่เป็นดาวที่อยู่ใกล้ที่สุดในกลุ่มดาวของเราเท่านั้น แต่ยังเป็นดาวที่เล็กที่สุดอีกด้วย มวลของมันมีขนาดเล็กมากจนแทบจะไม่เพียงพอที่จะรองรับกระบวนการสร้างฮีเลียมจากไฮโดรเจนที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ ดาวส่องแสงสลัวมาก พร็อกซิมาเบากว่าดวงอาทิตย์มากประมาณเจ็ดเท่า และอุณหภูมิบนพื้นผิวก็ต่ำกว่ามาก: "เพียง" สามพันองศาเท่านั้น พร็อกซิมาสว่างกว่าดวงอาทิตย์หนึ่งร้อยห้าสิบเท่า

ดาวแคระแดง

ดาวฤกษ์เล็กพร็อกซิมาอยู่ในสเปกตรัมคลาส M ซึ่งมีความสว่างต่ำมาก อีกชื่อหนึ่งที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายสำหรับเทห์ฟากฟ้าในชั้นนี้คือดาวแคระแดง ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยเช่นนี้ถือเป็นวัตถุที่น่าสนใจ โครงสร้างภายในค่อนข้างคล้ายกับโครงสร้างของดาวเคราะห์ยักษ์เช่นดาวพฤหัสบดี สสารของดาวแคระแดงอยู่ในสถานะที่แปลกใหม่ นอกจากนี้ยังมีข้อเสนอแนะว่าดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์ดังกล่าวอาจเหมาะสมกับสิ่งมีชีวิต

ดาวแคระแดงมีอายุยืนยาวมาก นานกว่าดาวดวงอื่นๆ มาก พวกมันพัฒนาช้ามาก ปฏิกิริยานิวเคลียร์ใดๆ ที่อยู่ภายในเริ่มเกิดขึ้นหลังจากกำเนิดเพียงไม่กี่พันล้านปีเท่านั้น อายุขัยของดาวแคระแดงนั้นยาวนานกว่าอายุขัยของจักรวาลทั้งหมด! ดังนั้น ในอนาคตอันไกลโพ้น เมื่อดาวฤกษ์เช่นดวงอาทิตย์มากกว่าหนึ่งดวงดับลง ดาวแคระแดง Proxima Centauri จะยังคงส่องแสงสลัวในความมืดของอวกาศ

โดยทั่วไปแล้ว ดาวแคระแดงเป็นดาวฤกษ์ที่พบมากที่สุดในกาแลคซีของเรา มากกว่า 80% ของดาวฤกษ์ทั้งหมดประกอบด้วยพวกมัน และนี่คือความขัดแย้ง: พวกมันมองไม่เห็นเลย! คุณจะไม่สังเกตเห็นสิ่งเหล่านี้ด้วยตาเปล่า

การวัด

จนถึงขณะนี้ ยังไม่สามารถวัดขนาดของดาวเล็กๆ เช่น ดาวแคระแดงได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากความส่องสว่างที่น้อย แต่วันนี้ ปัญหานี้แก้ไขโดยใช้อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ VLT พิเศษ (VLT เป็นตัวย่อของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก) อุปกรณ์นี้ทำงานโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ VLT ขนาดใหญ่ 8.2 เมตร 2 ตัว ซึ่งตั้งอยู่ที่หอดูดาวพารานัล (ESO) กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่สองตัวนี้ ซึ่งอยู่ห่างกัน 102.4 เมตร ช่วยให้ตรวจวัดได้อย่างแม่นยำอย่างที่อุปกรณ์อื่นๆ ไม่สามารถทำได้ นี่เป็นวิธีที่นักดาราศาสตร์ที่หอดูดาวเจนีวาได้รับขนาดที่แน่นอนของดาวฤกษ์ขนาดเล็กเช่นนี้เป็นครั้งแรก

เซนทอรีที่เปลี่ยนแปลงได้

ในแง่ของขนาด พร็อกซิมาเซนทอรีมีขอบเขตระหว่างดาวฤกษ์จริง ดาวเคราะห์ และยังคงเป็นดาวฤกษ์ มวลและเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นหนึ่งในเจ็ดของมวลและตามลำดับ ดาวดวงนี้มีมวลมากกว่าดาวพฤหัสถึงหนึ่งร้อยห้าสิบเท่า แต่มีน้ำหนักน้อยกว่าหนึ่งเท่าครึ่ง หากพรอกซิมา เซนทอรีมีน้ำหนักน้อยลง มันก็ไม่สามารถกลายเป็นดาวฤกษ์ได้ เพราะในส่วนลึกของดาวจะมีไฮโดรเจนไม่เพียงพอที่จะเปล่งแสง ในกรณีนี้ มันจะเป็นดาวแคระน้ำตาลธรรมดา (ตายแล้ว) ไม่ใช่ดาวฤกษ์จริง

พร็อกซิมานั้นเป็นเทห์ฟากฟ้าที่สลัวมาก ในสภาวะปกติ ความส่องสว่างจะไม่เกิน 11 เมตร มันดูสว่างเฉพาะในภาพถ่ายที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ เช่น ฮับเบิล อย่างไรก็ตาม บางครั้งความสว่างของดาวฤกษ์ก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและมีนัยสำคัญ นักวิทยาศาสตร์อธิบายข้อเท็จจริงนี้โดยข้อเท็จจริงที่ว่าพรอกซิมาเซนทอรีอยู่ในกลุ่มดาวที่เรียกว่าดาวที่เปลี่ยนแปลงได้หรือลุกเป็นไฟ สาเหตุนี้เกิดจากแสงแฟลร์ที่รุนแรงบนพื้นผิว ซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการพาความร้อนที่รุนแรง พวกมันค่อนข้างคล้ายกับที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ แต่แข็งแกร่งกว่ามากเท่านั้น ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความสว่างของดาวฤกษ์ด้วยซ้ำ

ยังเป็นแค่เด็กอยู่เลย

กระบวนการและการระบาดที่รุนแรงเหล่านี้บ่งชี้ว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นในส่วนลึกของ Proxima Centauri ยังไม่เสถียร ข้อสรุปของนักวิทยาศาสตร์: นี่ยังคงเป็นดาวอายุน้อยตามมาตรฐานจักรวาล แม้ว่าอายุของมันค่อนข้างจะเทียบได้กับอายุของดวงอาทิตย์ของเราก็ตาม แต่พร็อกซิมาเป็นดาวแคระแดง ดังนั้นจึงเทียบไม่ได้เลย ท้ายที่สุดแล้ว เช่นเดียวกับ "พี่น้องสีแดง" คนอื่นๆ มันจะเผาไหม้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์อย่างช้าๆ และประหยัด และจะส่องสว่างเป็นเวลานานมาก - ยาวกว่าจักรวาลของเราทั้งหมดประมาณสามร้อยเท่า! เราจะพูดอะไรเกี่ยวกับดวงอาทิตย์...

นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่า Proxima Centauri เป็นดาวฤกษ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสำรวจอวกาศและการผจญภัย บางคนเชื่อว่ามีดาวเคราะห์ที่ซ่อนอยู่ในจักรวาลของเธอซึ่งสามารถค้นพบอารยธรรมอื่นได้ อาจจะเป็นเช่นนั้น แต่ระยะทางจากโลกถึงพร็อกซิมาเซนทอรีนั้นมากกว่าสี่ปีแสง ดังนั้นแม้จะอยู่ใกล้ที่สุดแต่ก็ยังค่อนข้างห่างไกล

ตั้งแต่สมัยโบราณ มนุษย์ได้จ้องมองไปยังท้องฟ้า ซึ่งเขาได้เห็นดวงดาวนับพันดวง พวกเขาทำให้เขาหลงใหลและทำให้เขาคิด ตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา ความรู้เกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้สะสมและจัดระบบ และเมื่อเห็นได้ชัดว่าดวงดาวไม่ได้เป็นเพียงจุดที่ส่องสว่าง แต่เป็นวัตถุในจักรวาลที่มีขนาดมหึมา คน ๆ หนึ่งก็มีความฝันที่จะบินไปหาพวกมัน แต่ก่อนอื่นเราต้องพิจารณาว่าพวกเขาอยู่ไกลแค่ไหน

ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด

ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์และสูตรทางคณิตศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณระยะทางไปยังเพื่อนบ้านในจักรวาลของเรา (ไม่รวมวัตถุในระบบสุริยะ) แล้วดาวดวงไหนอยู่ใกล้โลกมากที่สุด? มันกลายเป็น Proxima Centauri ตัวน้อย มันเป็นส่วนหนึ่งของระบบสามดวงซึ่งอยู่ห่างจากระบบสุริยะประมาณสี่ปีแสง (เป็นที่น่าสังเกตว่านักดาราศาสตร์มักใช้หน่วยวัดอื่น - พาร์เซก) เธอได้รับการตั้งชื่อว่า พรอกซิมา ซึ่งแปลว่า "ใกล้ที่สุด" ในภาษาละติน สำหรับจักรวาล ระยะทางนี้ดูเหมือนไม่มีนัยสำคัญ แต่ด้วยระดับการต่อเรือในอวกาศในปัจจุบัน จะต้องอาศัยคนมากกว่าหนึ่งรุ่นจึงจะไปถึงได้

พร็อกซิมา เซนทอรี

บนท้องฟ้าดาวดวงนี้สามารถเห็นได้ผ่านกล้องโทรทรรศน์เท่านั้น มันส่องสว่างน้อยกว่าดวงอาทิตย์ประมาณหนึ่งร้อยห้าสิบเท่า นอกจากนี้ยังมีขนาดที่เล็กกว่ารุ่นหลังอย่างมาก และอุณหภูมิพื้นผิวก็ต่ำกว่าสองเท่า นักดาราศาสตร์พิจารณาว่าดาวฤกษ์ดวงนี้และการมีอยู่ของดาวเคราะห์รอบ ๆ นั้นไม่น่าเป็นไปได้ จึงไม่มีประโยชน์ที่จะบินไปที่นั่น แม้ว่าระบบทั้งสามเองก็สมควรได้รับความสนใจ แต่วัตถุดังกล่าวไม่ได้พบเห็นได้ทั่วไปในจักรวาล ดวงดาวในนั้นหมุนรอบกันและกันในวงโคจรที่แปลกประหลาด และบางครั้งพวกมันก็ "กลืนกิน" เพื่อนบ้านของพวกมัน

ห้วงอวกาศ

ลองพูดสักสองสามคำเกี่ยวกับวัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุดที่ค้นพบในจักรวาล ในบรรดาสิ่งที่มองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษทางสายตา นี่คือแอนโดรเมดาเนบิวลาอย่างไม่ต้องสงสัย ความสว่างของมันอยู่ที่ประมาณหนึ่งในสี่ ตามที่นักดาราศาสตร์กล่าวว่าดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุดในกาแลคซีนี้อยู่ห่างจากเราที่ระยะทางสองล้านปีแสง ขนาดสะเทือนใจ! ท้ายที่สุดแล้ว เรามองเห็นมันเหมือนเมื่อสองล้านปีก่อน - นั่นเป็นเรื่องง่ายมากที่จะมองย้อนกลับไป! แต่กลับมาหา "เพื่อนบ้าน" ของเรากันดีกว่า กาแลคซีที่ใกล้ที่สุดสำหรับเราคือกาแลคซีแคระซึ่งสามารถสังเกตได้ในกลุ่มดาวราศีธนู เธออยู่ใกล้เรามากจนแทบจะดูดซับเธอ! จริงอยู่ มันยังคงต้องใช้เวลาแปดหมื่นปีแสงในการบินไปที่นั่น นี่คือระยะทางในอวกาศ! เมฆแมเจลแลนนั้นไม่คุ้มค่าที่จะพูดถึง ดาวเทียมทางช้างเผือกนี้อยู่ห่างจากเราเกือบ 170 ล้านปีแสง

ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด

มีดวงอาทิตย์ค่อนข้างใกล้ดวงอาทิตย์อยู่ 51 แห่ง แต่เราจะระบุเพียง 8 แห่งเท่านั้น แล้วเจอกัน:

1. Proxima Centauri ดังที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้น ระยะทาง - สี่ปีแสง ชั้น M5.5 (ดาวแคระแดงหรือน้ำตาล)
2. ดาวอัลฟ่าเซ็นทอรี A และ B ซึ่งอยู่ห่างจากเรา 4.3 ปีแสง วัตถุของคลาส D2 และ K1 ตามลำดับ อัลฟ่าเซนทอรียังเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด โดยมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ของเรา
3. ดาวของบาร์นาร์ด - เรียกอีกอย่างว่า "การบิน" เพราะมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง (เมื่อเทียบกับวัตถุอวกาศอื่น ๆ) ตั้งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 6 ปีแสง คลาสอ็อบเจ็กต์ M3.8 บนท้องฟ้าสามารถพบได้ในกลุ่มดาวโอฟีอุคัส
4. Wolf 359 อยู่ห่างออกไป 7.7 ปีแสง วัตถุขนาด 16 ในกลุ่มดาวเดรโก คลาส M5.8
5. Lalande 1185 อยู่ห่างจากระบบของเรา 8.2 ปีแสง ตั้งอยู่ในคลาสอ็อบเจ็กต์ M2.1 ขนาด - 10
6. Tau Ceti อยู่ห่างออกไป 8.4 ปีแสง ดาวคลาส M5,6
7. ระบบซิเรียส เอ และ บี อยู่ห่างออกไปแปดปีครึ่งแสง ดาวคลาส A1 และ DA
8. รอสส์ 154 ในกลุ่มดาวราศีธนู อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 9.4 ปีแสง เอ็ม คลาส สตาร์ 3.6.

มีการกล่าวถึงเฉพาะวัตถุอวกาศที่อยู่ในรัศมีสิบปีแสงจากเราที่นี่

ดวงอาทิตย์

แต่เมื่อมองดูท้องฟ้า เราก็ลืมไปว่าดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุดยังคงเป็นดวงอาทิตย์ นี่คือศูนย์กลางของระบบของเรา หากไม่มีมัน ชีวิตบนโลกก็คงเป็นไปไม่ได้ และดาวเคราะห์ของเราก็ก่อตัวขึ้นพร้อมกับดาวดวงนี้ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ เล็กน้อยเกี่ยวกับเธอ เช่นเดียวกับดาวฤกษ์อื่นๆ ดวงอาทิตย์ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นหลัก ยิ่งกว่านั้นอันแรกจะกลายเป็นอันสุดท้ายอย่างต่อเนื่อง เป็นผลให้มีองค์ประกอบที่หนักกว่าเกิดขึ้นเช่นกัน และยิ่งดาวอายุมากเท่าไรก็ยิ่งสะสมมากขึ้นเท่านั้น

ในแง่ของอายุ ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุดนั้นไม่ใช่ดาวอายุน้อยอีกต่อไป แต่มีอายุประมาณห้าพันล้านปี คือ ~2.10 33 กรัม เส้นผ่านศูนย์กลาง - 1,392,000 กิโลเมตร อุณหภูมิบนพื้นผิวสูงถึง 6,000 เค ตรงกลางดาวฤกษ์จะสูงขึ้น บรรยากาศของดวงอาทิตย์ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ โคโรนา โครโมสเฟียร์ และโฟโตสเฟียร์

กิจกรรมแสงอาทิตย์ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อชีวิตบนโลก เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าสภาพอากาศ สภาพอากาศ และสถานะของชีวมณฑลขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วเกี่ยวกับช่วงเวลาสิบเอ็ดปีของกิจกรรมสุริยะ