Ceļojums mūža garumā
Publicēts: 25.07.2008
Cik ilgā laikā varētu aizbraukt līdz nākamajai Zemei tuvākajai zvaigznei aiz Saules? Šādu jautājumu mēdz uzdot daudzi interesenti. Cik tad laika nāktos pavadīt kosmosā, lai aizbrauktu līdz Kentaura zvaigznāja Proksimai? Vai ar vienu cilvēka mūžu pietiktu, izmantojot reālas tehnoloģijas, nevis zinātniskās fantastikas cienīgus pārvietošanās veidus?
Zemei tuvākā zvaigzne ir Saule. Hercšprunga-Rasela diagrammā Saule ierindojas starp galvenās secības zvaigznēm. Tā ir stabila un nodrošina Zemi ar vajadzīgo gaismas un siltuma daudzumu, lai uz šīs planētas varētu pastāvēt dzīvība. Astronomi ir atklājuši planētas arī ap citām zvaigznēm, gan tuvākām, gan tālākām. Ja mēs gribētu izpētīt nākamo tuvāko zvaigzni un tās apkārtni, cik ilgi būtu jālido?
Saules sistēmai tuvākā zvaigzne ir Proxima Centauri, kas pieder trīs zvaigžņu sistēmai, kuras spožākā zvaigzne ir Alpha Centauri. Proksima atrodas nieka 4,22 gaismas gadu attālumā. Ja mums būtu tehnoloģijas, kas ļauj ceļot ar gaismas ātrumu, vajadzētu tikai 4 gadus, lai aizlidotu uz šo triju zvaigžņu sistēmu. Alpha Centauri ir daļa no ļoti cieši riņķojošas dubultzvaigžņu sistēmas, kas atrodas 4,37 gaismas gadu attālumā. Proksima ir sarkanais punduris, kas atrodas 0,15 gaismas gadu attālumā no dubultzvaigžņu sistēmas. Tā kā sarkanie punduri ir aukstāki nekā Saule, tad planētai, lai uz tās varētu dzīvot zemieši sev ierastajos apstākļos, būtu jāatrodas daudz tuvāk zvaigznei.
Ceļošanai uz Proksimu izmantosim tikai tehnoloģiski pieejamos risinājumus. Zinātnisko fantastiku atstāsim lasītājiem un filmu skatītājiem, bet paši pievērsīsimiem mūsdienās pieejamajiem dzinējiem un laikam, kādu jāpatērē, lai ar šīm tehnoloģijām nokļūtu līdz zvaigznei, kas atrodas tik tuvu Saulei. Ņemiet vērā, ka šajos laikos nav ierēķināta bremzēšana un ātruma samazināšanās, tā kā patiesībā ceļojumā pavadītais laiks būs ilgāks.
Nieka 81 000 gadus vajadzēs, lai līdz Proksimai aizbrauktu, izmantojot jonu dzinējus, kas pirms dažām desmitgadēm skaitījās zinātniskā fantastika. Šobrīd teorētiskie dzinēji jau ir darbinājuši reālus kosmosa kuģus. Atceramies ESA SMART-1, kas 13 mēnešus ceļoja līdz Mēnesim. SMART-1 izmantoja ar Saules enerģiju darbināmos jonu dzinējus. Papildus tika izmantoti tikai 82 kilogrami ksenona degvielas. Efektīvs, ekonomisks, bet lēns pārvietošanās veids.
Viena no pirmajām misijām, kurās izmantoja jonu dzinējus, bija Deep Space 1, kas startēja 1998. gadā. Projekta mērķis bija Borelija komēta. Arī šeit kā degviela tika izmantots ksenons - 81,5 kilogrami. Pēc 20 mēnešiem kosmosa kuģim ar ātrumu 56 000 km/h vajadzēja palidot garām komētai.
Jonu dzinēji ir efektīvāki, jo iegūtā jauda uz vienu degvielas kilogramu ir daudz lielāka. Tomēr jāatzīst, ka jonu dzinēji ļoti lēni uzņem ātrumu. Jonu dzinēja maksimālais ātrums ir atkarīgs no degvielas un enerģijas daudzuma. Ja mēs gribētu doties ar jonu dzinējiem darbinātu kuģi uz Proksimu, vajadzētu lielu daudzumu degvielas un enerģijas, visticamāk kodolreaktora veidā.
Ja šo pašu Deep Sapce 1 nolemtu sūtīt uz tuvāko zvaigzni un degvielas rezerves būtu tie paši 81,5 kilogrami ksenona, tad lidošanas laiks būtu nedaudz ilgāks kā 81 000 gadi, kas ir aptuveni 2700 cilvēku paaudzes.
Izmantojot gravitāciju paātrinājuma iegūšanai, ceļojumā nāktos pavadīt tikai 19 000 gadus.
1976. gadā startēja Helios 2, kas pētīja starpplanētu vidi 0,3 līdz 1 AV attālumā no Saules. Helios 1 un Helios 2 tobrīd bija uzstādījuši Saulei tuvāk pielidojušo kosmosa kuģu rekordu. Līdz pat šai dienai Helios 2 ir kosmosa kuģis, kas lidojis visātrāk. Kā nesējraķete tika izmantota Titan/Centaur tipa raķete. Pašu kosmosa kuģi būvēja Vācijā. Orbīta bija izstiepta elipse ar ekscentricitāti 0,54. Viens apriņķošanas periods ap Sauli bija 190 dienas. Perihēlijā Helios 2 ātrums bija 240 000 km/h. Šādu ātrumu kosmosa kuģis sasniedza pateicoties Saules gravitācijai.
Gravitācijas izmantošana paātrinājuma iegūšanai ir populāra metode mūsdienās. Parasti tiek izmantota Zeme vai lielās planētas. Piemēram, Voyager 1 izmantoja Saturnu un Jupiteru, lai sasniegtu savu patreizējo ātrumu 60 000 km/h. Ja Voyager 1 galamērķis būtu Proxima Centauri, tad vajadzētu 76 000 gadus (2500 paaudzes). Helios 2 ar maksimālo sasniegto ātrumu ceļojumā pavadītu 19 000 gadus, kas ir nedaudz vairāk kā 600 paaudzes.
Jāatzīst, ka nedz jonu dzinēji, nedz gravitācijas paātrinājums nekādi nedod iespēju ceļot uz zvaigznēm. Vismaz ne patreizējā izpildījumā. Vai tiešām zinātnieki nav izgudrojuši kaut ko efektīvāku?
Izrādās, ka ir - kodolsprādziena dzinējs. Pagaidām šī tipa iekārta eksistē tikai teorētiskajos aprēķinos, bet šī tipa dzinējs ļautu aizceļot līdz tuvākajai zvaigznei samērā saprātīgos termiņos - 85 gadu laikā.
1947. gadā, kad atombumbas bija vēl tikai savas attīstības sākumposmā, teorētiķi piedāvāja kodolsprādzienu izmantot dzinējos. 1958. gadā aizsākās projekts Orion, kas pētīja iespēju šos dzinējus izmantot starpplanētu ceļojumiem. Dzinēja pamatā ir kontrolētu kodolsprādzienu enerģijas pārvēršana dzinējspēkā, kas pārvieto uz priekšu kosmosa kuģi. Šāds pārvietošanās veids būtu ļoti efektīvs, jo nelielas degvielas devas nodrošina lielu enerģijas atdevi, tādejādi sasniedzot gan lielākus ātrumus, gan tālākus objektus.
1963. gadā noslēgtais līgums par daļēju izmēģinājumu pārtraukšanu nozīmēja Orion projekta apstādināšanu un realitātē tā arī neviens kosmosa kuģis ar šo dzinēju nestartēja un nesasniedza objektus ārpus Zemes atmosfēras.
Kādu ātrumu varētu iegūt ar kodolsprādziena tipa diznēju? Dažos aprēķinos figurē fantastiski skaitļi - 5,4x107 km/h, kas ir aptuveni 5% no gaismas ātruma. Ja izdotos uzbūvēt kosmosa kuģi, kas spētu lidot ar šādu ātrumu, Proksima būtu sasniedzama jau 85 gadu laikā.
Tomēr arī 85 gadi ir pārāk ilgs laiks. Padomājiet par milzīgajiem produktu apjomiem, tehniku, rezerves daļām. Pat ar kodolsprādziena tipa dzinējiem ceļojums ilgst ilgāk kā vidējais cilvēka mūžs, tādēļ jādomā par vismaz divu paaudžu veidošanu un ietilpināšanu. Laikam šodienas lidojums uz Proxima Centauri būs jaatliek līdz brīdim, kad zinātnieki būs atklājuši efektīvākus ceļošanas veidus. Līdz tam turpināsim vien soļot pa Zemi un tās tuvāko apkārtni un mācīsimies sadzīvot ar planētu, uz kuras mums lemts pavadīt savu dzīves laiku, ceļojot uz zvaigznēm savos sapņos.
Universe Today
Komentāri
kkk tieši 25.07.2008 domāja šādi:
Domāju, ceļošana tik tālu, vairs nenotiks ar mehāniskiem līdzekļiem, drīzāk tiks nosūtīta cilvēka personība kā informācija vai izmantotas tārpejas.
KPax tieši 26.07.2008 domāja šādi:
Domāju, ka mēs varētu būt nedaudz optimistiskāki.Ja neeksistē dabas likums, kas ir pretrunā ar kādu tehnoloģiju, tad šāda tehnoloģija tiks radīta ne tikai teorētiski, bet pavisam noteikti arī realitātē. No rakstā neminētajām iespējām attiecībā uz dzinējiem, interesants varētu būt matērijas- antimatērijas reaktors. Jau tagad laboratorijās tiek radīti niecīgi antimatērijas daudzumi. Atliek tikai to iemācīties uzglabāt un reaktorā ļaut nonākt kontaktā ar matēriju. Maz neliksies...:)
dzimmijs13 tieši 26.07.2008 domāja šādi:
Vai tikai līdzīgs pamatuzdevums, proti, jauna tipa enerģijas radīšana, nav arī CERN pamatā. Kaut kā grūti noticēt, ka šādi kolosāli līdzekļi ieguldīti tikai tāpēc, lai izprastu no uzņēmējdarbības viedokļa absalūti mazsvarīgu faktu, proti, kosmosa teorētisko sākotni.
latīrs tieši 26.07.2008 domāja šādi:
Es arī iedomājos par to CERN.To pašu,par kuru D.Brauns arī rakstīja savā garadarbā"Eņģeļi un Dēmoni".Tiem,kuri šo grāmatu nav lasījuši,citēšu pašā grāmatas sākumā minēto faktu:
"...Vislielākajai zinātniskās pētniecības iestādei pasaulē - Šveices "Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire"(CERN) - nesen izdevās radīt pirmo antivielas daļiņu.Antiviela ir analoģiska fiziskai vielai,tikai tā sastāv no daļiņām,kuru elektriskais lādiņš ir pretējs tam,kāds atrodams parastajā vielā.
Antiviela ir visjaudīgākais cilvēcei pazīstamais enerģijas avots.Tā izdala enerģiju ar simtprocentīgu efektivitāti(atomkodola šķelšanās efektivitāte ir 1,5 .Antiviela nerada ne piesārņojumu,ne radiāciju,un pietiktu ar vienu pilīti,lai Ņujorku veselu dienu apgādātu ar enerģiju.
Tomēr te slēpjas kāds āķis...
Antiviela ir ārkārtīgi nestabila.Tā uzliesmo,nonākot kontaktā ar absolūti visu...pat ar gaisu.Vienā antivielas gramā ir tikpat daudz enerģijas,cik divdesmit kilotonnu atombumbā - šādu bumbu nometa uz Hirosimu.
Vēl gluži nesen antivielu radīja ārkārtīgi niecīgos daudzumos(labi,ja dažus atomus).Taču CERN ar savu jauno antiprotona palēninātāju - modernu antivielas ražošanas iekārtu,kas ļaus to radīt krietni lielākos apjomos,-ir izlauzusi jaunu ceļu.
Bet uz vienu jautājumu nav rasta atbilde-vai šī ārkārtīgi nepastāvīgā substance glābs pasauli vai arī,to izmantojot,tiks radīts postošākais ierocis zemes virsū. "
Piebildīšu,ka Brauns šo savu grāmatu sarakstīja 2000.gadā,latviešu valodā tā izdota 2004.gadā.Ir apritējuši jau astoņi gadi,un kas to lai zina kādos daudzumos šveicieši ražo antivielu.Par viņu brīnumdarbiem liek aizdomāties arī šī paša portāla blakus lapā minētie fakti par tiem atdzesētajiem magnētiem un paredzēto staru izšaušanu.It kā jau viss izskatās tikai zinātniskos un miermīlīgos nolūkos,bet ja nu atombumba izrādās bērnu rotaļlietiņa pret viņu patiesajiem nodomiem,kurus mēs nezinām? Varbūt arī amerikāņu "uztraukumi" par Irānas kodolprogrammu un "pasaules drošību" ir tikai paslēpju spēlēšana?
latīrs tieši 26.07.2008 domāja šādi:
Jau ilgu laiku atpakaļ,avīzē "Pasaules Sensācija" lasīju interesantu faktu.Proti:amerikāņi dziļi pazemē būvē milzīgu pazemes vilcienu.Tunelis ir noslēgta apļa formas,tā sienas ir izklātas milzīgiem magnētiem.Savukārt vilciens,ir visa tuneļa garumā,arī noslēgta apļa formā.Tā krava arī ir magnēti,ar pretēju polu.Kad šis vilciens tikšot iedarbināts,tas milzīgā ātrumā trauksies pa tuneli,radot neiedomājami spēcīgu magnētisko lauku.Šis magnētiskais lauks būšot spējīgs nobīdīt Zemes asi vajadzīgajā virzienā.Raksta beigās skaidrojums bija tāds,ka amerikāņi to elles mašīnu rada tikai tāpēc,lai gadījumā ja krievi uzsāktu karu ar viņiem vai pārējo pasauli,tad šis vilcienmonstrs vienkārši nobīda Zemes asi un uzgāž krieviem virsū visu Ziemeļpola ledus cepuri,tādējādi padarot krievus karot nespējīgus.
Cik tur taisnības,cik nē,kas to lai zina,bet fakts taču ir,ka Zemes ass nobīdās.Un pilnīgi iespējams,ka tas vilciens jau sen dienas kā darbojas... :))
cydonia tieši 31.07.2008 domāja šādi:
kamēr mēs dosimies kosmosā ar spridzināšanas un dedzināšanas metodēm, šis prieks nekādi nebūs lēts. kamēr mēs brutāli lauzīsinmies cauri telpai un laikam, zvaigznes mums nebūs pieejamas. nāksies vien izgudrot kaut ko citu, ja vien tad tas vēl būs aktuāli.
dzimmijs13 tieši 2.08.2008 domāja šādi:
Jā, lasīju šo Brauna grāmatu. Man gan nekādi nepieleca grāmatā paustā doma, ka radot jaunu matēriju, proti, to pašu vielu un antivielu, tiekot pierādīta kristiešu Dieva eksistence, jo radot matēriju, taču nav pierādīta neiespējamība cēloņu -seku pašradīšanās principam, vai arī iespējamība "bezpersoniska' spēka "radīšanai". Taču tas ne pa tēmu.
Par ieročiem - bet vai tad ieroči jau pagājušajā gadsimta vidū nekļuva paši par savu "antitēzi", proti, vai tad lielvalstu militārie konflikti nav kļuvuši neiespējami tieši ieroču jaudas ziņā? Un kaut kā nedaudz apšaubu sazvērestību teorijas par "ļaunajiem amerikāņu miljardieriem", jo jebkurš globāls konflikts, lai arī novestu pie it kā nominālas "uzvaras", pirmām kārtām momentāni nevērtīgus padarītu tieši viņu miljardus.
Taču te nu "saspamojos", šī tomēr ir astromomijas lapa.
kkk tieši 2.08.2008 domāja šādi:
Iegūt enerģiju anihilējot antivielu nozīmētu bezgalīgas enerģijas bezgalīgus resursus. Tikai jāizdomā kā pārvarēt gaismas ātrumu.