Prossima Centauri.

Ecco una classica domanda di riempimento. Chiedi ai tuoi amici, " Qual è il più vicino a noi?"e poi guarda come elencano stelle vicine... Forse Sirio? Alfa c'è qualcosa? Betelgeuse? La risposta ovvia è questa; un'enorme sfera di plasma situata a circa 150 milioni di chilometri dalla Terra. Chiariamo la domanda. Quale stella è più vicina al Sole?

Stella più vicina

Probabilmente hai sentito dire che è la terza stella più luminosa del cielo a una distanza di soli 4,37 anni luce. Ma Alpha Centauri non una singola stella, è un sistema di tre stelle. Innanzitutto, una stella doppia (stella binaria) con un centro di gravità comune e un periodo orbitale di 80 anni. Alpha Centauri A è solo leggermente più massiccio e più luminoso del Sole e Alpha Centauri B è leggermente meno massiccio del Sole. Questo sistema contiene anche un terzo componente, una nana rossa opaca Proxima Centauri.

Proxima Centauri- Ecco cos'è la stella più vicina al nostro sole situato a una distanza di soli 4,24 anni luce.

Prossima Centauri.

Sistema a stelle multiple Alpha Centauri situato nella costellazione del Centauro, visibile solo nell'emisfero australe. Sfortunatamente, anche se vedi questo sistema, non sarai in grado di vedere Proximu Centauri... Questa stella è così debole che hai bisogno di un telescopio abbastanza potente per vederla.

Scopriamo la scala di quanto lontano Proxima Centauri da noi. Pensa a. si muove ad una velocità di quasi 60.000 km/h, la più veloce in. Ha percorso questo percorso nel 2015 in 9 anni. Viaggiare abbastanza velocemente per arrivare a Proxima Centauri, New Horizons impiegherà 78.000 anni luce.

Proxima Centauri è la stella più vicina oltre 32.000 anni luce e manterrà questo record per altri 33.000 anni. Farà il suo avvicinamento più vicino al Sole tra circa 26.700 anni, quando la stella si trova a soli 3,11 anni luce dalla Terra. Tra 33.000 anni, la stella più vicina sarà Ross 248.

E l'emisfero nord?

Per quelli di noi nell'emisfero settentrionale, la stella visibile più vicina è La stella di Barnard, un'altra nana rossa nella costellazione dell'Ofiuco. Sfortunatamente, come Proxima Centauri, Barnard's Star è troppo debole per essere visto ad occhio nudo.

La stella di Barnard.

Stella più vicina che puoi vedere ad occhio nudo nell'emisfero settentrionale è Sirio (Alpha Canis Major)... Sirio ha il doppio delle dimensioni e della massa del Sole ed è la stella più luminosa del cielo. Situata a 8,6 anni luce di distanza nella costellazione del Cane Maggiore, è la stella più famosa che insegue Orione nel cielo notturno in inverno.

In che modo gli astronomi hanno misurato la distanza dalle stelle?

Usano un metodo chiamato. Facciamo un piccolo esperimento. Tieni un braccio teso e posiziona il dito in modo che ci sia qualche oggetto distante nelle vicinanze. Ora apri e chiudi a turno ogni occhio. Nota come il tuo dito sembra saltare avanti e indietro quando guardi con occhi diversi. Questo è il metodo della parallasse.

Parallasse.

Per misurare la distanza dalle stelle, puoi misurare l'angolo rispetto alla stella in relazione a quando la Terra si trova su un lato dell'orbita, diciamo in estate, quindi 6 mesi dopo, quando la Terra si sposta sul lato opposto dell'orbita. orbita, quindi misurare l'angolo rispetto alla stella rispetto a cosa - qualsiasi oggetto distante. Se la stella è vicina a noi, questo angolo può essere misurato e la distanza calcolata.

Puoi effettivamente misurare la distanza in questo modo fino a stelle vicine ma questo metodo funziona solo fino a 100 "000 anni luce.

20 stelle più vicine

Ecco un elenco dei 20 sistemi stellari più vicini e la loro distanza in anni luce. Alcuni di loro hanno più stelle, ma fanno parte dello stesso sistema.

Secondo la NASA, ci sono 45 stelle entro un raggio di 17 anni luce dal Sole. Ci sono oltre 200 miliardi di stelle nel mondo. Alcuni sono così deboli che sono quasi impossibili da rilevare. Forse con le nuove tecnologie gli scienziati troveranno stelle ancora più vicine a noi.

Titolo dell'articolo che hai letto "La stella più vicina al Sole".

Con i telescopi dell'Osservatorio europeo meridionale (ESO), gli astronomi hanno fatto un'altra sorprendente scoperta. Questa volta, hanno trovato prove accurate dell'esistenza di un esopianeta in orbita attorno alla stella più vicina alla Terra: Proxima Centauri. Il mondo, chiamato Proxima Centauri b (Proxima Centauri b), è stato a lungo cercato dagli scienziati di tutta la Terra. Ora, grazie alla sua scoperta, è stato stabilito che il periodo della sua rivoluzione attorno alla sua stella nativa (anno) è di 11 giorni terrestri, e la temperatura superficiale di questo esopianeta è adatta alla possibilità di trovare acqua in forma liquida. Di per sé, questo mondo di pietra è leggermente più grande della Terra e, come la stella, è diventato il più vicino a noi di tutti questi oggetti spaziali. Inoltre, questo non è solo l'esopianeta più vicino alla Terra, è anche il mondo più vicino adatto all'esistenza della vita.

Proxima Centauri è una nana rossa, e si trova a una distanza di 4,25 anni luce da noi. La stella ha ricevuto il suo nome per un motivo: questa è un'altra conferma della sua vicinanza alla Terra, poiché proxima è tradotto dal latino come "più vicino". Questa stella si trova nella costellazione del Centauro, e la sua luminosità è così debole che è completamente impossibile vederla ad occhio nudo, e inoltre, è abbastanza vicina alla coppia di stelle molto più brillante α Centaurus AB.

Durante la prima metà del 2016, Proxima Centauri è stata regolarmente rilevata utilizzando lo spettrografo HARPS installato sul telescopio da 3,6 metri in Cile, nonché simultaneamente con altri telescopi di tutto il mondo. La stella è stata studiata nell'ambito della campagna Pale Red Dot, durante la quale gli scienziati dell'Università di Londra hanno studiato le oscillazioni della stella causate dalla presenza di un esopianeta non identificato nella sua orbita. Il nome di questo programma è un riferimento diretto alla famosa immagine della Terra dai confini remoti del Sistema Solare. Quindi Carl Sagan chiamò questa immagine (macchiolina blu). Poiché Proxima Centauri è una nana rossa, il nome del programma è stato corretto.

Poiché questo argomento della ricerca sugli esopianeti ha generato un ampio interesse pubblico, i progressi degli scienziati in questo lavoro da metà gennaio ad aprile 2016 sono stati costantemente pubblicizzati sul sito Web del programma e tramite i social media. Questi rapporti sono stati accompagnati da numerosi articoli scritti da esperti di tutto il mondo.

“Abbiamo ricevuto i primi indizi sulla possibilità dell'esistenza di un esopianeta qui, ma i nostri dati si sono poi rivelati inconcludenti. Da allora, abbiamo lavorato duramente per migliorare le nostre osservazioni con l'aiuto dell'Osservatorio europeo e di altre organizzazioni. Ad esempio, la pianificazione di questa campagna ha richiesto circa due anni. ”- Guillem Anglada-Escudé, Research Team Leader.

I dati di Pale Red Dot, combinati con precedenti osservazioni dell'ESO e di altri, hanno mostrato un chiaro segnale della presenza di un esopianeta. È stato stabilito in modo molto accurato che di tanto in tanto Proxima Centauri si avvicina alla Terra a una velocità di 5 chilometri all'ora, che è uguale alla normale velocità umana, e poi si allontana alla stessa velocità. Questo ciclo regolare di variazioni della velocità radiale si ripete con un periodo di 11,2 giorni. Un'attenta analisi degli spostamenti Doppler risultanti ha indicato la presenza di un pianeta con una massa di almeno 1,3 volte quella della Terra a una distanza di 7 milioni di chilometri da Proxima Centauri, che è solo il 5% della distanza dalla Terra al Sole. In generale, tale rilevamento è diventato tecnicamente possibile solo negli ultimi 10 anni. Ma, in effetti, i segnali con ampiezze ancora più basse sono stati rilevati prima. Tuttavia, le stelle non sono sfere lisce di gas e Proxima Centauri è una stella molto attiva. Pertanto, rilevare accuratamente Proxima Centauri b è diventato possibile solo dopo aver ottenuto una descrizione dettagliata di come la stella cambia su scale temporali da minuti a decenni e monitorando la sua luminosità con telescopi per la misurazione della luce.

“Abbiamo continuato a controllare i dati per assicurarci che il segnale che abbiamo ricevuto non contraddicesse ciò che abbiamo trovato. Questo è stato fatto ogni giorno per altri 60 giorni. Dopo i primi dieci giorni abbiamo preso confidenza, dopo 20 giorni ci siamo resi conto che il nostro segnale era in linea con le aspettative, e dopo 30 giorni tutti i dati affermavano categoricamente la scoperta dell'esopianeta Proxima Centauri b, quindi abbiamo iniziato a preparare articoli su questo evento . "

Le nane rosse come Proxima Centauri sono stelle attive e hanno molti trucchi nel loro arsenale per imitare la presenza di un esopianeta nelle loro orbite. Per eliminare questo errore, i ricercatori hanno monitorato il cambiamento nella luminosità della stella utilizzando il telescopio ASH2 presso l'Osservatorio di San Pedro de Atacami in Cile e la rete di telescopi dell'Osservatorio Las Cumbres. Le informazioni sulla velocità radiale all'aumentare della luminosità della stella sono state escluse dall'analisi finale.

Nonostante il fatto che Proxima Centauri b orbiti molto più vicino alla sua stella rispetto a Mercurio attorno al Sole, Proxima Centauri stesso è molto più debole della nostra stella. Di conseguenza, l'esopianeta scoperto si trova esattamente nella regione intorno alla stella, adatta all'esistenza della vita nella forma in cui la conosciamo, e la temperatura stimata della sua superficie consente all'acqua di essere presente in forma liquida. Nonostante un'orbita così moderata, le condizioni di esistenza sulla sua superficie possono essere fortemente influenzate dalle radiazioni ultraviolette e dai brillamenti di raggi X della stella, che sono molto più intensi degli effetti che il Sole ha sulla Terra.

L'effettiva capacità di questo tipo di pianeta di sostenere acqua liquida e di avere una vita simile a quella della Terra è oggetto di intenso dibattito ma soprattutto teorico. I principali argomenti che parlano contro la presenza della vita riguardano la vicinanza di Proxima Centauri. Ad esempio, su Proxima Centauri b, si possono creare condizioni tali per cui è sempre rivolto verso la stella con un lato, motivo per cui da una parte è notte eterna, e dall'altra è giorno eterno. L'atmosfera del pianeta potrebbe anche evaporare lentamente o avere una chimica più complessa di quella terrestre a causa delle forti radiazioni ultraviolette e dei raggi X, specialmente durante il primo miliardo di anni della stella. Tuttavia, fino ad ora, non un singolo argomento è stato dimostrato in modo conclusivo ed è improbabile che vengano eliminati senza prove osservative dirette e senza ottenere caratteristiche accurate dell'atmosfera del pianeta.

Due opere separate sono state dedicate all'abitabilità di Proxima Centauri b e al suo clima. È stato accertato che oggi è impossibile escludere l'esistenza di acqua liquida sul pianeta, ed in questo caso essa può essere presente sulla superficie del pianeta solo nelle regioni più soleggiate, sia nella regione dell'emisfero del pianeta, sempre di fronte al stella (rotazione sincrona), o nella fascia tropicale (3: 2 rotazione risonante). Il rapido movimento di Proxima Centauri b attorno alla stella, la forte radiazione di Proxima Centauri e la storia della formazione del pianeta hanno reso il clima su di esso completamente diverso da quello sulla Terra, ed è improbabile che Proxima Centauri b abbia stagioni .

In ogni caso, questa scoperta segnerà l'inizio di osservazioni di follow-up su larga scala, sia con gli strumenti attuali che con la prossima generazione di telescopi giganti come l'European Extremely Large Telescope (E-ELT). Negli anni successivi, Proxima Centauri b diventerà l'obiettivo principale per la ricerca della vita in altre parti dell'universo. Questo è abbastanza simbolico, dal momento che il sistema Alpha Centauri è stato scelto anche come obiettivo del primo tentativo dell'umanità di trasferirsi in un altro sistema stellare. Il progetto Breakthrough Starshot è un progetto di ricerca e ingegneria nell'ambito del programma Breakthrough Initiatives per sviluppare un concetto per una flotta di astronavi a vela luminosa chiamata StarChip. Questo tipo di astronave sarà in grado di viaggiare verso il sistema stellare Alpha Centauri, a 4,37 anni luce dalla Terra, a una velocità compresa tra il 20 e il 15 percento della velocità della luce, che impiegherà rispettivamente da 20 a 30 anni e altri 4 anni per informare la Terra di un arrivo riuscito.

In conclusione, vorrei sottolineare che molti metodi accurati per la ricerca di esopianeti si basano sull'analisi del suo passaggio attraverso il disco di una stella e la luce delle stelle attraverso la sua atmosfera. Al momento non ci sono prove che Proxima Centauri b stia attraversando la stella madre e le opportunità di vedere questo evento sono attualmente trascurabili. Tuttavia, gli scienziati sperano che in futuro l'efficacia degli strumenti di osservazione aumenterà.

> Proxima Centauri

- una nana rossa della costellazione del Centauro e la stella più vicina alla Terra: descrizione e caratteristiche con foto, come trovarla in cielo, distanza, fatti.

(Alpha Centauri C) è la singola stella aliena più vicina alla Terra. Situato nella costellazione del Centauro. La distanza dal sistema solare a Proxima Centauri è di 4.243 anni luce. Dal latino, "proxima" è tradotto come "vicino / più vicino a". La distanza dall'oggetto stellare C al sistema Alpha Centauri AB è di 0,237 anni luce.

Si ritiene che Proxima Centauri sia il terzo membro del sistema Alpha Centauri AB, ma il suo periodo orbitale raggiunge i 500.000 anni. Davanti a noi c'è una nana rossa, che è troppo debole in termini di luminosità per trovarla senza usare un telescopio. La magnitudine della stella raggiunge le 11,05. Nel 1915, Robert Innes la trovò.

Proxima Centauri appartiene a una classe di stelle flare - variabili che aumentano casualmente di luminosità a causa dell'attività magnetica. Questo porta alla creazione di raggi X. La stella raggiunge 1/8 di massa solare in massa e 1/7 di diametro solare.

Proxima Centauri sta lentamente espellendo energia, quindi rimarrà nella sequenza principale per i prossimi 4 trilioni di anni, 300 volte l'età attuale dell'universo. Puoi ammirare le foto della stella dal telescopio spaziale Hubble o utilizzare la nostra mappa celeste per trovare Proxima Centauri nel cielo.

Il telescopio Hubble è stato in grado di catturare il bagliore luminoso della stella più vicina: Proxima Centauri. Situato nella costellazione del Centauro, a 4 anni luce di distanza. Sembra luminoso qui, ma non può essere trovato ad occhio nudo. La visibilità media è estremamente bassa, e in termini di massività raggiunge solo l'ottava parte del sole. Ma periodicamente la luminosità della stella aumenta. Proxima Centauri appartiene alla categoria delle stelle luminose. Cioè, i processi di convezione al suo interno portano a cambiamenti casuali di luminosità. Allude anche alla continua esistenza della stella. Gli scienziati ritengono che rimarrà nella sequenza principale per altri 4 trilioni di anni, 300 volte l'attuale età universale. Le osservazioni sono state effettuate dalla telecamera planetaria 2 del telescopio spaziale Hubble. Proxima Centauri entra nel sistema con due membri, A e B, non nell'inquadratura.

Si ritiene che, di conseguenza, Proxima Centauri comincerà a raffreddarsi e restringersi, passando dal rosso al blu. A questo punto la luminosità aumenterà al 2,5% solare. Quando l'idrogeno nel nucleo stellare si esaurisce, Proxima Centauri si trasforma in una nana bianca.

La stella può essere osservata da chi abita a sud di 27°N. NS. Per visualizzare è necessario un telescopio di almeno 3,1 pollici e condizioni di visualizzazione ideali.

Per 32.000 anni, Proxima Centauri è stata considerata la stella più vicina al Sole e rimarrà in questa posizione per altri 33.000 anni. Quindi la stella Ross 248 prenderà il suo posto: è una nana rossa situata nella costellazione di Andromeda.

Per i residenti delle latitudini settentrionali, la stella più vicina alla Terra sembra essere Barnard: questa è una nana rossa nella costellazione dell'Ofiuco. Se stiamo cercando la stella più vicina che può essere vista ad occhio nudo, allora è Sirio, distante da noi 8,6 anni luce.

Proxima Centauri è la stella più vicina alla Terra

Proxima Centauri si trova a una distanza di 271.000 AU da noi. (4,22 anni luce). È più vicino al sistema Alpha Centauri AB, che dista 4,35 anni luce dal sistema solare.

Queste sono distanze enormi. La navicella Voyager 1 si muove a una velocità di 17,3 km/s (più veloce di un proiettile). Se si fosse diretto verso la stella Proxima Centauri, ci sarebbero voluti 73.000 anni per viaggiare. Se potessi accelerare alla velocità della luce, ci vorrebbero 4,22 anni.

La distanza dal sistema solare alla stella Proxima Centauri è stata calcolata utilizzando il metodo della parallasse. Gli scienziati hanno misurato la posizione della stella rispetto ad altre stelle nel cielo, quindi hanno ripetuto le misurazioni dopo 6 mesi, quando la Terra si trovava dall'altra parte dell'orbita. Sebbene Proxima Centauri sia la più vicina, si ritiene che nane brune inosservate possano ancora trovarsi tra noi e la stella.

Una revisione dettagliata del sistema ha rimosso i pianeti superterrestri e le nane brune dalla zona abitabile. Proxima Centauri è un tipo stellare esplosivo, quindi potrebbe non supportare affatto la vita su potenziali pianeti. Tutti i mondi in orbita attorno alla stella possono essere trovati con il James Webb Telescope, il cui lancio è previsto per il 2021.

Fatti della stella di Proxima Centauri

Nel 1915, la stella Proxima Centauri fu scoperta da Robert Innes. Ha notato che condivide un movimento corretto comune con la stella Alpha Centauri.

Nel 1917, John Howet utilizzò la misurazione trigonometrica della parallasse e scoprì che la stella si trova all'incirca alla stessa distanza da noi della binaria di Alpha Centauri. Nel 1928, Harold Alden utilizzò lo stesso metodo e si rese conto che Proxima Centauri si trovava più vicino a noi con un indice di parallasse di 0,783 ''.

La natura fiammeggiante della stella fu notata da Harlow Shapley nel 1951. Se lo confrontiamo con le immagini archiviate, possiamo vedere che il suo valore è aumentato dell'8%. Ciò ha aiutato Proxima Centauri a diventare la stella flare più attiva.

Proxima Centauri appartiene alla classe M5.5 - è una nana rossa con una massa estremamente bassa. Per questo motivo, la sua parte interna è convettiva, dove l'elio circola in tutta la stella e non si accumula nel nucleo.

I brillamenti stellari possono essere grandi quanto la stella stessa e la temperatura sale a 27 milioni di K. Questo è sufficiente per creare raggi X. In termini di luminosità, Proxima Centauri raggiunge solo lo 0,17% del solare, in diametro - 1/7 del solare e circa 1,5 volte più grande di Giove.

La massa di Proxima Centauri è del 12,3% del solare e la temperatura superficiale sale a 3500 K. La stella eseguirà il massimo avvicinamento al Sole in 26700 anni, riducendo la distanza a 3,11 anni luce. Se guardassimo il Sole dalla posizione di Proxima Centauri, vedremmo una stella luminosa nella costellazione di Cassiopea. La magnitudine osservata della stella è 0,4.

Alfa Centauri C

Proxima Centauri fa parte del sistema Alpha Centauri AB ed è distante 0,21 anni luce dalle stelle. Allo stesso tempo, la stella trascorre 500.000 anni in orbita. Molto probabilmente, c'è una connessione gravitazionale tra loro.

Un sistema a tre componenti nella costellazione del Centauro si forma quando una stella di piccola massa viene attratta da un sistema binario più massiccio all'interno dell'ammasso prima che si dissolva. Alpha Centauri e Proxima Centauri condividono un movimento corretto comune con stelle triple, due doppie e sei singole. Ciò suggerisce che tutte queste stelle sono in grado di formare un gruppo stellare in movimento.

La stella Alpha Centauri è facile da trovare dalle latitudini meridionali, poiché è più luminosa delle stelle che indicano l'asterismo della Croce del Sud. Il sistema stellare binario può essere risolto con un piccolo telescopio. Ma Proxima Centauri è 2 gradi a sud, e per osservare è necessario almeno un grande telescopio amatoriale.

Caratteristiche fisiche e orbita della stella Proxima Centauri

• Costellazione: Centauro.
• Classe spettrale M5.5 Ve.
• Coordinate: 14h 29m 42.9487s (ascensione retta), -62°40”46.141” (declinazione).
• Distanza: 4.243 anni luce
• Magnitudo apparente (V): 11.05
• Magnitudo apparente (J): 5.35
• Magnitudine assoluta: 15.49.
• Luminosità: 0.0017 solare.
• Massiccia: 0,123 solare.
• Raggio: 0,141 solare.
• Segno di temperatura: 3042 K.
• Densità superficiale: 5,20.
• Rotazione: 83,5 giorni.
• Velocità di rotazione: 2,7 km/s.
• Nomi: 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.

Ad un certo punto della nostra vita, ognuno di noi ha posto questa domanda: quanto tempo per volare verso le stelle? È possibile effettuare un tale volo in una vita umana, tali voli possono diventare la norma della vita di tutti i giorni? Ci sono molte risposte a questa difficile domanda, a seconda di chi sta chiedendo. Alcuni sono semplici, altri sono più difficili. Per trovare una risposta definitiva, c'è troppo da prendere in considerazione.

La risposta a questa domanda non è così semplice.

Sfortunatamente, non esistono stime reali che possano aiutare a trovare una risposta del genere, e questo è frustrante per i futuristi e gli appassionati di viaggi interstellari. Che ci piaccia o no, lo spazio è molto grande (e complesso) e la nostra tecnologia è ancora limitata. Ma se mai decidessimo di lasciare il nostro "nido domestico", avremo diversi modi per raggiungere il sistema stellare più vicino nella nostra galassia.

La stella più vicina alla nostra Terra è una stella piuttosto "media" secondo lo schema della "sequenza principale" di Hertzsprung-Russell. Ciò significa che la stella è molto stabile e fornisce abbastanza luce solare per lo sviluppo della vita sul nostro pianeta. Sappiamo che ci sono altri pianeti in orbita attorno alle stelle vicino al nostro sistema solare e molte di queste stelle sono simili alle nostre.

Possibili mondi abitabili nell'Universo

In futuro, se l'umanità desidera lasciare il sistema solare, avremo una vasta selezione di stelle verso le quali potremmo andare, e molte di esse potrebbero avere condizioni favorevoli per la vita. Ma dove stiamo andando e quanto tempo ci vorrà per arrivarci? Tieni presente che questa è tutta una speculazione e non ci sono punti di riferimento per i viaggi interstellari in questo momento. Bene, come ha detto Gagarin, andiamo!

Come già notato, la stella più vicina al nostro sistema solare è Proxima Centauri, e quindi ha molto senso iniziare a pianificare una missione interstellare con essa. Proxima, parte del sistema stellare triplo di Alpha Centauri, si trova a 4,24 anni luce (1,3 parsec) dalla Terra. Alpha Centauri è essenzialmente la stella più luminosa delle tre nel sistema, parte di un sistema binario stretto a 4,37 anni luce dalla Terra - mentre Proxima Centauri (la più debole delle tre) è una nana rossa isolata distante 0,13 anni luce da un sistema duale. .

E mentre le conversazioni sui viaggi interstellari suggeriscono tutti i tipi di viaggi più veloci della luce (FSS), dalle velocità di curvatura e wormhole ai motori subspaziali, tali teorie sono altamente fittizie (una sorta di) o esistono solo nella fantascienza. Qualsiasi missione nello spazio profondo si estenderà su generazioni di persone.

Quindi, partendo da una delle forme più lente di viaggio spaziale, quanto tempo ci vuole per arrivare a Proxima Centauri?

Metodi moderni

La questione della valutazione della durata del viaggio nello spazio è molto più semplice se sono coinvolte le tecnologie e i corpi esistenti nel nostro sistema solare. Ad esempio, utilizzando la tecnologia utilizzata, 16 motori alimentati a idrazina monocarburante, si può raggiungere la Luna in sole 8 ore e 35 minuti.

C'è anche la missione SMART-1 dell'Agenzia spaziale europea, che è stata lanciata verso la Luna usando la spinta ionica. Con questa tecnologia rivoluzionaria, una variante utilizzata anche dalla sonda spaziale Dawn per raggiungere Vesta, SMART-1 ha impiegato un anno, un mese e due settimane per raggiungere la Luna.

Motore a spinta ionica

Da un'astronave a razzo veloce a un'unità a ioni economica, abbiamo un paio di opzioni per spostarti nello spazio locale, inoltre potresti usare Giove o Saturno come una gigantesca fionda gravitazionale. Tuttavia, se abbiamo intenzione di andare un po' oltre, dovremo sviluppare il potere della tecnologia ed esplorare nuove possibilità.

Quando si parla di metodi possibili, si parla di quelli che coinvolgono le tecnologie esistenti, o quelli che ancora non esistono, ma che sono tecnicamente fattibili. Alcuni di essi, come vedrai, sono collaudati e confermati, mentre altri sono ancora in discussione. In breve, rappresentano uno scenario possibile, ma molto dispendioso in termini di tempo e denaro, di viaggio anche verso la stella più vicina.

Movimento ionico

La forma di propulsione più lenta ed economica oggi è il sistema di propulsione ionica. Diversi decenni fa, la propulsione ionica era considerata oggetto di fantascienza. Ma negli ultimi anni, le tecnologie di supporto alla propulsione ionica sono passate dalla teoria alla pratica, e con grande successo. La missione SMART-1 dell'Agenzia spaziale europea è un esempio di missione riuscita sulla Luna in 13 mesi di movimento a spirale dalla Terra.

SMART-1 utilizzava propulsori a ioni solari, in cui l'elettricità veniva raccolta da pannelli solari e utilizzata per alimentare i propulsori ad effetto Hall. Ci sono voluti solo 82 chilogrammi di carburante allo xeno per portare SMART-1 sulla luna. 1 chilogrammo di carburante allo xeno fornisce un delta-V di 45 m / s. Questa è una forma di movimento estremamente efficace, ma tutt'altro che la più veloce.

Una delle prime missioni ad utilizzare la tecnologia di propulsione ionica è stata la missione Deep Space 1 sulla cometa Borrelli nel 1998. La DS1 utilizzava anche un motore agli ioni di xeno e consumava 81,5 kg di carburante. Per 20 mesi di spinta, DS1 ha sviluppato una velocità di 56.000 km/h al momento del passaggio della cometa.

I motori ionici sono più economici delle tecnologie a razzo perché la loro spinta per unità di massa di propellente (impulso specifico) è molto più alta. Ma i propulsori ionici impiegano molto tempo per accelerare un veicolo spaziale a velocità significative e la velocità massima dipende dal supporto del carburante e dalla generazione di energia.

Pertanto, se la propulsione ionica viene utilizzata in una missione a Proxima Centauri, i motori devono avere una potente fonte di energia (energia nucleare) e grandi riserve di carburante (anche se inferiori ai razzi convenzionali). Ma se partiamo dal presupposto che 81,5 kg di carburante allo xeno si traducono in 56.000 km/h (e non ci saranno altre forme di movimento), si possono fare dei calcoli.

A una velocità massima di 56.000 km/h, Deep Space 1 impiegherebbe 81.000 anni per percorrere 4,24 anni luce tra la Terra e Proxima Centauri. Nel tempo, si tratta di circa 2700 generazioni di persone. È sicuro dire che una trasmissione ionica interplanetaria sarà troppo lenta per una missione interstellare con equipaggio.

Ma se i propulsori ionici sono più grandi e più potenti (cioè la velocità di uscita degli ioni sarà significativamente più alta), se c'è abbastanza carburante per missili, che è sufficiente per tutti i 4,24 anni luce, il tempo di viaggio sarà significativamente ridotto . Ma lo stesso sarà molto più lungo del periodo della vita umana.

Manovra gravitazionale

Il modo più veloce per viaggiare nello spazio è usare l'assistenza gravitazionale. Questo metodo prevede che il veicolo spaziale utilizzi il movimento relativo (cioè l'orbita) e la gravità del pianeta per alterare il suo percorso e la sua velocità. Le manovre gravitazionali sono una tecnica estremamente utile per il volo spaziale, specialmente quando si utilizza la Terra o un altro pianeta massiccio (come un gigante gassoso) per l'accelerazione.

La navicella spaziale Mariner 10 è stata la prima a utilizzare questo metodo, utilizzando l'attrazione gravitazionale di Venere per accelerare verso Mercurio nel febbraio 1974. Negli anni '80, la sonda Voyager 1 utilizzava Saturno e Giove per manovre gravitazionali e accelerazioni a 60.000 km/h, seguite da un'uscita nello spazio interstellare.

La missione Helios 2, iniziata nel 1976, avrebbe dovuto esplorare il mezzo interplanetario tra 0,3 UA. e. e 1 a. Vale a dire, dal Sole, vale il record per la massima velocità sviluppata utilizzando una manovra gravitazionale. A quel tempo, Helios 1 (lanciato nel 1974) e Helios 2 detenevano il record per il massimo avvicinamento al Sole. Helios 2 è stato lanciato da un razzo convenzionale e messo in un'orbita molto allungata.

Missione Helios

A causa della grande eccentricità (0,54) dell'orbita solare di 190 giorni, al perielio Helios 2 è riuscito a raggiungere una velocità massima di oltre 240.000 km/h. Questa velocità orbitale è stata sviluppata solo dall'attrazione gravitazionale del Sole. Tecnicamente, la velocità del perielio di Helios 2 non era il risultato della manovra gravitazionale, ma della velocità orbitale massima, ma il dispositivo detiene ancora il record per l'oggetto artificiale più veloce.

Se Voyager 1 si stesse muovendo verso la nana rossa Proxima Centauri a una velocità costante di 60.000 km/h, ci vorrebbero 76.000 anni (o più di 2.500 generazioni) per coprire quella distanza. Ma se la sonda raggiungesse la velocità record di Helios 2 - una velocità costante di 240.000 km/h - impiegherebbe 19.000 anni (o più di 600 generazioni) per percorrere 4.243 anni luce. Molto meglio, anche se non quasi pratico.

Motore elettromagnetico EM Drive

Un altro metodo proposto per il viaggio interstellare è noto anche come EM Drive. Proposto nel 2001 da Roger Scheuer, uno scienziato britannico che ha creato Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) per implementare il progetto, il motore si basa sull'idea che le cavità a microonde elettromagnetiche possono convertire direttamente l'elettricità in spinta.

EM Drive - motore a cavità risonante

Mentre i motori elettromagnetici tradizionali sono progettati per spingere una massa specifica (come le particelle ionizzate), questo particolare sistema di propulsione non dipende dalla reazione della massa e non emette radiazioni direzionali. In generale, questo motore è stato accolto con un discreto scetticismo soprattutto perché viola la legge di conservazione della quantità di moto, secondo la quale la quantità di moto del sistema rimane costante e non può essere creata o distrutta, ma cambiata solo sotto l'azione della forza.

Tuttavia, recenti esperimenti con questa tecnologia hanno chiaramente portato a risultati positivi. Nel luglio 2014, alla 50a conferenza di propulsione congiunta AIAA / ASME / SAE / ASEE a Cleveland, Ohio, gli scienziati a reazione avanzati della NASA hanno annunciato di aver testato con successo un nuovo design del motore elettromagnetico.

Nell'aprile 2015, gli scienziati della NASA Eagleworks (parte del Johnson Space Center) hanno affermato di aver testato con successo il motore nel vuoto, il che potrebbe indicare un possibile utilizzo nello spazio. Nel luglio di quell'anno, un gruppo di scienziati del dipartimento di sistemi spaziali dell'Università della tecnologia di Dresda ha sviluppato la propria versione del motore e ha osservato una spinta tangibile.

Nel 2010, la professoressa Zhuang Yang della Northwestern Polytechnic University di Xi'an, in Cina, ha iniziato a pubblicare una serie di articoli sulla sua ricerca sulla tecnologia EM Drive. Nel 2012 ha registrato un'elevata potenza in ingresso (2,5 kW) e una spinta fissa di 720 mn. Nel 2014 ha anche eseguito test approfonditi, comprese misurazioni della temperatura interna con termocoppie integrate, che hanno dimostrato che il sistema funzionava.

Secondo i calcoli basati sul prototipo della NASA (a cui è stata assegnata una potenza nominale di 0,4 N / kilowatt), un'astronave a propulsione elettromagnetica potrebbe fare un viaggio su Plutone in meno di 18 mesi. Questo è sei volte inferiore a quanto richiesto dalla sonda New Horizons, che si muoveva a una velocità di 58.000 km/h.

Sembra impressionante. Ma anche in questo caso, la nave su motori elettromagnetici volerà a Proxima Centauri per 13.000 anni. Vicino, ma ancora non abbastanza. Inoltre, finché tutti i punti non saranno punteggiati su di esso in questa tecnologia, è troppo presto per parlare del suo utilizzo.

Propulsione nucleare termica ed elettrica nucleare

Un'altra possibilità per effettuare un volo interstellare è quella di utilizzare un veicolo spaziale dotato di motori nucleari. La NASA ha studiato tali opzioni per decenni. Un razzo a propulsione termica nucleare potrebbe utilizzare reattori all'uranio o al deuterio per riscaldare l'idrogeno nel reattore, convertendolo in gas ionizzato (plasma di idrogeno), che verrebbe quindi diretto nell'ugello del razzo, generando spinta.

Razzi a propulsione nucleare

Un razzo nucleare include lo stesso reattore che converte calore ed energia in elettricità, che poi alimenta il motore elettrico. In entrambi i casi, il razzo farà affidamento sulla fusione nucleare o sulla fissione nucleare per generare la spinta, piuttosto che sul combustibile chimico con cui operano tutte le moderne agenzie spaziali.

Rispetto ai motori chimici, i motori nucleari presentano innegabili vantaggi. In primo luogo, è una densità di energia praticamente illimitata rispetto al carburante per missili. Inoltre, il motore nucleare genererà anche una spinta potente in relazione alla quantità di carburante utilizzata. Ciò ridurrà la quantità di carburante richiesta e allo stesso tempo il peso e il costo di un particolare apparato.

Sebbene i motori nucleari termici non siano ancora entrati nello spazio, i loro prototipi sono stati creati e testati e ne sono stati proposti ancora di più.

Eppure, nonostante i vantaggi in termini di risparmio di carburante e impulso specifico, il concetto di motore termico nucleare meglio proposto ha un impulso specifico massimo di 5000 secondi (50 kN · s / kg). Usando motori nucleari alimentati da fissione o fusione, gli scienziati della NASA potrebbero consegnare un veicolo spaziale su Marte in soli 90 giorni se il Pianeta Rosso si trova a 55.000.000 di chilometri dalla Terra.

Ma quando si tratta di viaggiare verso Proxima Centauri, un razzo nucleare impiegherà secoli per accelerare a una frazione sostanziale della velocità della luce. Quindi ci vorranno diversi decenni di strada, e dietro di loro molti altri secoli di inibizione sulla strada per l'obiettivo. Siamo ancora a 1000 anni dalla nostra destinazione. Ciò che è buono per le missioni interplanetarie, non così buono per le missioni interstellari.

Centrale nucleare

Una centrale nucleare è un "motore" teoricamente possibile per viaggi spaziali veloci. Il concetto è stato originariamente proposto da Stanislaw Ulam nel 1946, un matematico polacco-americano che ha partecipato, e calcoli preliminari sono stati fatti da F. Reines e Ulam nel 1947. Il progetto Orion è stato lanciato nel 1958 ed è esistito fino al 1963.

Guidato da Ted Taylor della General Atomics e dal fisico Freeman Dyson dell'Institute for Advanced Study di Princeton, Orion avrebbe sfruttato la potenza delle esplosioni nucleari pulsate per fornire una spinta enorme con un impulso specifico molto elevato.

Orion avrebbe dovuto usare il potere delle esplosioni nucleari pulsate

In poche parole, Project Orion include un grande veicolo spaziale che prende velocità supportando testate termonucleari, lanciando bombe dietro e accelerando da un'onda d'urto che viaggia in uno spintore montato posteriormente, un pannello propellente. Dopo ogni spinta, la forza dell'esplosione viene assorbita da questo pannello e convertita in movimento in avanti.

Sebbene questo design sia difficilmente elegante per gli standard moderni, il vantaggio del concetto è che fornisce un'elevata spinta specifica, ovvero estrae la massima quantità di energia da una fonte di combustibile (in questo caso, bombe nucleari) al minor costo . Inoltre, questo concetto può teoricamente accelerare velocità molto elevate, secondo alcune stime, fino al 5% della velocità della luce (5,4 x 10 7 km/h).

Naturalmente, questo progetto ha inevitabili svantaggi. Da un lato, una nave di queste dimensioni sarebbe estremamente costosa da costruire. Dyson stimò nel 1968 che la navicella spaziale Orion, alimentata da bombe all'idrogeno, avrebbe pesato tra 400.000 e 4.000.000 di tonnellate. E almeno tre quarti di quel peso proverranno dalle bombe nucleari, ciascuna del peso di circa una tonnellata.

La stima prudente di Dyson ha mostrato che il costo totale della costruzione di Orion sarebbe stato di $ 367 miliardi. Al netto dell'inflazione, che ammonta a 2,5 trilioni di dollari, che è parecchio. Anche con le stime più prudenti, il dispositivo sarà estremamente costoso da produrre.

C'è anche un piccolo problema di radiazioni che emetterà, per non parlare delle scorie nucleari. Si ritiene che sia per questo motivo che il progetto è stato annullato in base al trattato di divieto parziale dei test del 1963, quando i governi mondiali hanno cercato di limitare i test nucleari e fermare l'eccessivo rilascio di ricadute radioattive nell'atmosfera del pianeta.

Razzi a fusione nucleare

Un'altra possibilità di utilizzare l'energia nucleare è nelle reazioni termonucleari per generare spinta. Secondo questo concetto, l'energia deve essere creata mediante l'accensione a confinamento inerziale di pellet di una miscela di deuterio ed elio-3 in una camera di reazione utilizzando fasci di elettroni (simile a quanto avviene presso il National Ignition Complex in California). Un tale reattore a fusione farebbe esplodere 250 pellet al secondo, creando plasma ad alta energia, che verrebbe quindi reindirizzato in un ugello, creando una spinta.

Il progetto Daedalus non ha mai visto la luce del giorno

Come un razzo che si basa su un reattore nucleare, questo concetto presenta vantaggi in termini di efficienza del carburante e impulso specifico. La velocità stimata dovrebbe raggiungere i 10.600 km/h, ben al di sopra dei limiti di velocità dei razzi convenzionali. Inoltre, questa tecnologia è stata attivamente studiata negli ultimi decenni e sono state fatte molte proposte.

Ad esempio, tra il 1973 e il 1978, la British Interplanetary Society intraprese uno studio di fattibilità per il Progetto Daedalus. Attingendo alla moderna conoscenza e tecnologia della fusione termonucleare, gli scienziati hanno chiesto la costruzione di una sonda scientifica senza equipaggio a due stadi che potrebbe raggiungere la stella di Barnard (5,9 anni luce dalla Terra) nel corso di una vita umana.

Il primo stadio, il più grande dei due, durerà 2,05 anni e accelererà il velivolo al 7,1% della velocità della luce. Quindi questo stadio viene scartato, il secondo viene acceso e l'apparato accelera al 12% della velocità della luce in 1,8 anni. Quindi il motore del secondo stadio viene spento e la nave vola da 46 anni.

D'accordo, sembra molto carino!

Il progetto Daedalus stima che la missione avrebbe impiegato 50 anni per raggiungere la Barnard's Star. Se a Proxima Centauri, la stessa nave arriverà tra 36 anni. Ma, naturalmente, il progetto include molti problemi irrisolti, in particolare irrisolvibili con l'uso delle moderne tecnologie - e la maggior parte di essi non è stata ancora risolta.

Ad esempio, non c'è praticamente elio-3 sulla Terra, il che significa che dovrà essere estratto altrove (molto probabilmente sulla Luna). In secondo luogo, la reazione che aziona l'apparato richiede che l'energia emessa sia molto maggiore dell'energia spesa per innescare la reazione. E sebbene gli esperimenti sulla Terra abbiano già superato il "punto di pareggio", siamo ancora lontani dalla quantità di energia che può alimentare un veicolo interstellare.

In terzo luogo, resta la questione del costo di tale nave. Anche per i modesti standard di un veicolo senza pilota del Progetto Daedalus, un veicolo completamente attrezzato peserebbe 60.000 tonnellate. Giusto per darvi un'idea, il peso lordo della NASA SLS è di poco superiore alle 30 tonnellate, e il solo lancio costerà 5 miliardi di dollari (stime 2013).

In breve, un razzo a fusione non solo sarà troppo costoso da costruire, ma richiederà anche un livello di reattore a fusione ben oltre le nostre capacità. Icarus Interstellar, un'organizzazione internazionale di scienziati civili (alcuni dei quali hanno lavorato per la NASA o l'ESA), sta cercando di rivitalizzare il concetto con il Progetto Icarus. Riunito nel 2009, il gruppo spera di rendere possibile il movimento fusion (e altri) per il prossimo futuro.

Motore ramjet termonucleare

Conosciuto anche come Bussard ramjet, il motore fu proposto per la prima volta dal fisico Robert Bussard nel 1960. Al suo interno, è un miglioramento rispetto al razzo termonucleare standard, che utilizza campi magnetici per comprimere l'idrogeno fino al punto di fusione. Ma nel caso di un motore a reazione, un enorme imbuto elettromagnetico aspira l'idrogeno dal mezzo interstellare e lo versa nel reattore come combustibile.

Quando il veicolo prende velocità, la massa reattiva entra nel campo magnetico confinante, che la comprime prima dell'inizio della fusione termonucleare. Il campo magnetico quindi dirige l'energia nell'ugello del razzo, accelerando la nave. Poiché nessun serbatoio di carburante lo rallenterà, un autoreattore termonucleare può raggiungere velocità dell'ordine del 4% della luce e andare ovunque nella galassia.

Tuttavia, questa missione ha molti possibili svantaggi. Ad esempio, il problema dell'attrito. Il veicolo spaziale si basa su elevati tassi di raccolta del carburante, ma si scontrerà anche con grandi quantità di idrogeno interstellare e perderà velocità, specialmente nelle regioni dense della galassia. In secondo luogo, non c'è molto deuterio e trizio (che sono usati nei reattori sulla Terra) nello spazio, e la sintesi dell'idrogeno ordinario, che è abbondante nello spazio, è ancora fuori dal nostro controllo.

Tuttavia, la fantascienza ha imparato ad amare questo concetto. L'esempio più famoso è forse il franchise di Star Trek, che utilizza i Bussard Collectors. In realtà, la nostra comprensione dei reattori a fusione non è nemmeno lontanamente perfetta come vorremmo.

Vela laser

Le vele solari sono state a lungo considerate un modo efficace per conquistare il sistema solare. Oltre ad essere relativamente semplici ed economici da realizzare, hanno un grande vantaggio: non hanno bisogno di carburante. Invece di usare razzi che hanno bisogno di carburante, la vela usa la pressione della radiazione delle stelle per spingere gli specchi ultrasottili ad alte velocità.

Tuttavia, nel caso di un volo interstellare, tale vela dovrebbe essere spinta da fasci di energia focalizzati (laser o microonde) per accelerare a una velocità vicina alla luce. Il concetto è stato proposto per la prima volta da Robert Forward nel 1984, un fisico dello Hughes Aircraft Laboratory.

Cosa c'è nello spazio? Esatto - la luce del sole

La sua idea conserva i vantaggi di una vela solare in quanto non richiede carburante a bordo e anche che l'energia laser non viene dispersa a distanza come la radiazione solare. Pertanto, mentre la vela laser impiegherà del tempo per accelerare fino a raggiungere una velocità prossima alla luce, sarà successivamente limitata solo dalla velocità della luce stessa.

Secondo uno studio del 2000 di Robert Frisbee, direttore della ricerca avanzata sulla propulsione presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, una vela laser raggiungerebbe la metà della velocità della luce in meno di dieci anni. Ha anche calcolato che una vela con un diametro di 320 chilometri potrebbe raggiungere Proxima Centauri in 12 anni. Intanto in soli 9 anni arriverà una vela di 965 chilometri di diametro.

Tuttavia, tale vela dovrà essere costruita con materiali compositi avanzati per evitare la fusione. Il che sarà particolarmente difficile viste le dimensioni della vela. Il costo è anche peggio. Secondo Frisbee, i laser avranno bisogno di un flusso costante di 17.000 terawatt di energia, all'incirca quanto consuma il mondo intero in un giorno.

Motore ad antimateria

Gli amanti della fantascienza sanno bene cosa sia l'antimateria. Ma se dimentichi, l'antimateria è una sostanza composta da particelle che hanno la stessa massa delle particelle ordinarie, ma la carica opposta. Il motore ad antimateria è un ipotetico motore che si basa sulle interazioni tra materia e antimateria per generare energia o creare spinta.

Ipotetico motore ad antimateria

In breve, un motore ad antimateria utilizza particelle di idrogeno e antiidrogeno in collisione. L'energia rilasciata durante il processo di annientamento è paragonabile in volume all'energia dell'esplosione di una bomba termonucleare accompagnata da un flusso di particelle subatomiche - pioni e muoni. Queste particelle, che viaggiano a un terzo della velocità della luce, vengono reindirizzate all'ugello magnetico e generano spinta.

Il vantaggio di questa classe di razzi è che la maggior parte della massa della miscela materia/antimateria può essere convertita in energia, che fornisce un'elevata densità di energia e un impulso specifico superiore a qualsiasi altro razzo. Inoltre, la reazione di annientamento può accelerare il razzo a metà della velocità della luce.

Questa classe di missili sarà la più veloce ed efficiente possibile (o impossibile, ma proposta). Se i razzi chimici convenzionali richiedono tonnellate di carburante per spingere un veicolo spaziale verso la sua destinazione, un motore ad antimateria farà lo stesso lavoro utilizzando pochi milligrammi di carburante. La distruzione reciproca di mezzo chilo di particelle di idrogeno e antiidrogeno rilascia più energia di una bomba all'idrogeno da 10 megatoni.

È per questo motivo che l'Advanced Concepts Institute della NASA sta studiando questa tecnologia il più possibile per le future missioni su Marte. Sfortunatamente, quando si guardano le missioni ai sistemi stellari vicini, la quantità di carburante necessaria cresce in modo esponenziale e i costi diventano astronomici (e questo non è un gioco di parole).

Che aspetto ha l'annientamento?

Secondo un rapporto preparato per la 39a conferenza e mostra sulla propulsione congiunta AIAA / ASME / SAE / ASEE, un razzo ad antimateria a due stadi richiederà più di 815.000 tonnellate di carburante per raggiungere Proxima Centauri in 40 anni. È relativamente veloce. Ma il prezzo...

Sebbene un grammo di antimateria produca un'incredibile quantità di energia, produrre un grammo da solo richiederebbe 25 milioni di miliardi di chilowattora di energia e costerebbe un trilione di dollari. Attualmente, la quantità totale di antimateria creata dall'uomo è inferiore a 20 nanogrammi.

E anche se potessimo produrre antimateria a basso costo, avremmo bisogno di una nave enorme che possa contenere la quantità richiesta di carburante. Secondo un rapporto del Dr. Darrell Smith e Jonathan Webby della Embry-Riddle Aviation University in Arizona, un veicolo spaziale interstellare alimentato ad antimateria potrebbe raccogliere 0,5 velocità della luce e raggiungere Proxima Centauri in poco più di 8 anni. Tuttavia, la nave stessa peserebbe 400 tonnellate e richiederebbe 170 tonnellate di carburante antimateria.

Un possibile modo per aggirare questo problema è creare una nave che creerà antimateria e poi la userà come combustibile. Questo concetto, noto come Vacuum to Antimatter Rocket Interstellar Explorer System (VARIES), è stato proposto da Richard Obausi di Icarus Interstellar. Basandosi sull'idea del ritrattamento in loco, la nave VARIES utilizzerebbe grandi laser (alimentati da enormi pannelli solari) per creare particelle di antimateria quando vengono lanciati nello spazio vuoto.

Come il concetto con un motore a reazione termonucleare, questa proposta risolve il problema del trasporto di carburante estraendolo direttamente dallo spazio. Ma ancora una volta, il costo di una nave del genere sarà estremamente elevato se costruita con i nostri metodi moderni. Semplicemente non possiamo creare antimateria su vasta scala. Anche il problema delle radiazioni deve essere affrontato, poiché l'annientamento di materia e antimateria produce esplosioni di raggi gamma ad alta energia.

Non solo rappresentano una minaccia per l'equipaggio, ma anche per il motore, in modo che non si scompongano in particelle subatomiche sotto l'influenza di tutte queste radiazioni. In breve, un motore ad antimateria è del tutto impraticabile con la nostra tecnologia attuale.

Alcubierre Warp Drive

Gli appassionati di fantascienza hanno senza dubbio familiarità con il concetto di motore a curvatura (o motore di Alcubierre). Proposta dal fisico messicano Miguel Alcubierre nel 1994, questa idea era un tentativo di immaginare il movimento istantaneo nello spazio senza violare la teoria della relatività ristretta di Einstein. In breve, questo concetto implica l'allungamento del tessuto dello spaziotempo in un'onda che, in teoria, farebbe rimpicciolire lo spazio davanti all'oggetto e espandere lo spazio dietro di esso.

Un oggetto all'interno di questa onda (la nostra nave) potrà cavalcare questa onda, trovandosi in una "bolla di curvatura", ad una velocità molto superiore a quella relativistica. Poiché la nave non si muove nella bolla stessa, ma è trasportata da essa, le leggi della relatività e dello spazio-tempo non verranno violate. Questo metodo, infatti, non prevede movimenti superiori alla velocità della luce in senso locale.

È "più veloce della luce" solo nel senso che la nave può raggiungere la sua destinazione più velocemente di un raggio di luce che viaggia al di fuori della bolla di curvatura. Supponendo che la navicella sia dotata del sistema Alcubierre, raggiungerà Proxima Centauri in meno di 4 anni. Pertanto, se parliamo di viaggi spaziali interstellari teorici, questa è di gran lunga la tecnologia più promettente in termini di velocità.

Naturalmente, l'intero concetto è estremamente controverso. Gli argomenti contro, ad esempio, sono che non tiene conto della meccanica quantistica e può essere confutato (come la gravità quantistica a ciclo). I calcoli della quantità di energia richiesta hanno anche mostrato che il motore di curvatura sarebbe stato proibitivamente vorace. Altre incertezze includono la sicurezza di un tale sistema, gli effetti dello spaziotempo a destinazione e le violazioni della causalità.

Tuttavia, nel 2012, lo scienziato della NASA Harold White ha affermato che, insieme ai suoi colleghi, il motore Alcubierre. White dichiarò di aver costruito un interferometro in grado di catturare le distorsioni spaziali prodotte dall'espansione e dalla contrazione dello spaziotempo della metrica di Alcubierre.

Nel 2013, il Jet Propulsion Laboratory ha pubblicato i risultati dei test sul campo di curvatura, che sono stati eseguiti in condizioni di vuoto. Sfortunatamente, i risultati sono stati considerati "inconcludenti". Alla lunga, possiamo scoprire che la metrica di Alcubierre viola una o più leggi fondamentali della natura. E anche se la sua fisica risultasse corretta, non vi è alcuna garanzia che il sistema Alcubierre possa essere utilizzato per il volo.

In generale, tutto è come al solito: sei nato troppo presto per viaggiare verso la stella più vicina. Tuttavia, se l'umanità sente il bisogno di costruire un'"arca interstellare" che ospiterà una società umana autosufficiente, ci vorranno cento anni per arrivare a Proxima Centauri. Se, naturalmente, vogliamo investire in un evento del genere.

In termini di tempo, tutti i metodi disponibili sembrano essere estremamente limitati. E se trascorriamo centinaia di migliaia di anni viaggiando verso la stella più vicina, potremmo essere di scarso interesse, quando è in gioco la nostra stessa sopravvivenza, con l'avanzare della tecnologia spaziale, i metodi rimarranno estremamente poco pratici. Quando la nostra arca raggiungerà la stella più vicina, la sua tecnologia diventerà obsoleta e l'umanità stessa potrebbe non esistere più.

Quindi, a meno che non facciamo un importante passo avanti nella fusione, nell'antimateria o nella tecnologia laser, ci accontenteremo di esplorare il nostro sistema solare.

Alpha Centauri è l'obiettivo dei veicoli spaziali in molti romanzi di fantascienza. Questa stella più vicina a noi si riferisce a un disegno celeste che incarna il leggendario centauro Chirone, secondo la mitologia greca, l'ex maestro di Ercole e Achille.

I ricercatori moderni, come gli scrittori, ritornano instancabilmente nei loro pensieri a questo sistema stellare, poiché non è solo il primo candidato per una lunga spedizione spaziale, ma anche il possibile proprietario di un pianeta popolato.

Struttura

Il sistema stellare di Alpha Centauri comprende tre oggetti spaziali: due stelle con lo stesso nome e designazioni A e B, e stelle simili sono caratterizzate da una stretta disposizione di due componenti e un terzo distante. Proxima è l'ultimo. La distanza da Alpha Centauri con tutti i suoi elementi è di circa 4,3 Al momento non ci sono stelle più vicine alla Terra. Allo stesso tempo, il modo più veloce per volare a Proxima: siamo separati da soli 4,22 anni luce.

Parenti soleggiati

Alpha Centauri A e B differiscono dal compagno non solo per la distanza dalla Terra. Loro, a differenza di Proxima, sono per molti versi simili al Sole. Alpha Centauri A o Rigel Centaurus (tradotto come "piede di centauro") è il componente più luminoso della coppia. Toliman A, come viene anche chiamata questa stella, è una nana gialla. Può essere chiaramente visto dalla Terra, poiché ha una magnitudine pari a zero. Questo parametro lo rende il quarto nell'elenco dei punti più luminosi nel cielo notturno. La dimensione dell'oggetto è quasi la stessa di quella del sole.

La stella Alpha Centauri B è inferiore alla nostra stella in massa (circa 0,9 dei valori del corrispondente parametro del Sole). Appartiene a oggetti di prima grandezza e il suo livello di luminosità è circa due volte inferiore a quello della stella principale del nostro pezzo di Galassia. La distanza tra due compagni vicini è di 23 unità astronomiche, cioè si trovano 23 volte più lontani l'uno dall'altro di quanto la Terra sia dal Sole. Toliman A e Toliman B ruotano insieme attorno allo stesso centro di massa con un periodo di 80 anni.

Scoperta recente

Gli scienziati, come già accennato, nutrono grandi speranze per la scoperta della vita nelle vicinanze della stella Alpha Centauri. I pianeti presumibilmente esistenti qui possono assomigliare alla Terra nello stesso modo in cui i componenti del sistema stessi assomigliano alla nostra stella. Fino a poco tempo, tuttavia, tali corpi cosmici non sono stati trovati vicino alla stella. La distanza non consente l'osservazione diretta dei pianeti. Ottenere prove dell'esistenza di un oggetto simile alla terra è diventato possibile solo con il miglioramento della tecnologia.

Usando il metodo delle velocità radiali, gli scienziati sono stati in grado di rilevare oscillazioni molto piccole di Toliman B, derivanti dall'influenza delle forze gravitazionali del pianeta che ruota intorno a lui. Pertanto, sono state ottenute prove dell'esistenza di almeno uno di questi oggetti nel sistema. Le vibrazioni provocate dal pianeta si manifestano sotto forma del suo spostamento di 51 cm al secondo in avanti e poi indietro. Nelle condizioni della Terra, un tale movimento anche del corpo più grande sarebbe molto evidente. Tuttavia, a una distanza di 4,3 anni luce, il rilevamento di tale oscillazione sembra impossibile. Tuttavia, è stato registrato.

Sorella della Terra

Il pianeta trovato orbita attorno ad Alpha Centauri B in 3,2 giorni. Si trova molto vicino alla stella: il raggio orbitale è dieci volte inferiore al corrispondente parametro caratteristico di Mercurio. La massa di questo oggetto spaziale è vicina a quella della Terra ed è circa 1,1 della massa del Pianeta Blu. È qui che finisce la somiglianza: la stretta vicinanza, secondo gli scienziati, suggerisce che l'emergere della vita sul pianeta è impossibile. L'energia del luminare che raggiunge la sua superficie lo riscalda troppo.

Più vicino

Il terzo componente che rende famosa l'intera costellazione è Alpha Centauri C o Proxima Centauri. Il nome del corpo cosmico in traduzione significa "più vicino". Proxima si trova ad una distanza di 13.000 anni luce dai suoi compagni. Questo è l'undicesimo oggetto della nana rossa, piccolo (circa 7 volte più piccolo del Sole) e molto debole. È impossibile vederlo ad occhio nudo. Proxima è caratterizzata da uno stato "irrequieto": una stella è in grado di raddoppiare la sua luminosità in pochi minuti. La ragione di questo "comportamento" nei processi interni che si verificano nelle viscere del nano.

Posizione ambivalente

Proxima è stato a lungo considerato il terzo elemento del sistema Alpha Centauri, in orbita attorno alla coppia A e B in circa 500 anni. Tuttavia, recentemente si sta rafforzando l'opinione che la nana rossa non abbia nulla a che fare con loro e che l'interazione di tre corpi cosmici sia un fenomeno temporaneo.

Il motivo dei dubbi erano i dati, che affermavano che una coppia di stelle affiatate non aveva un'attrazione sufficiente per contenere anche Proxima. Le informazioni ricevute nei primi anni '90 del secolo scorso necessitavano di ulteriori conferme per molto tempo. Recenti osservazioni e calcoli degli scienziati non hanno dato una risposta univoca. Secondo le ipotesi, Proxima può ancora far parte di un sistema triplo e muoversi attorno a un comune centro gravitazionale. Inoltre, la sua orbita dovrebbe assomigliare ad un ovale allungato, e il punto più distante dal centro è quello in cui ora si osserva la stella.

Progetti

Comunque sia, si prevede di volare a Proxima in primo luogo quando sarà possibile. Il viaggio verso Alpha Centauri con l'attuale livello di sviluppo della tecnologia spaziale può durare più di 1000 anni. Un tale periodo di tempo è semplicemente impensabile, quindi gli scienziati stanno attivamente cercando opzioni per la sua riduzione.

Un gruppo di ricercatori della NASA guidati da Harold White sta sviluppando il progetto "Speed", il cui risultato dovrebbe essere un nuovo motore. La sua caratteristica sarà la capacità di superare la velocità della luce, grazie alla quale il volo dalla Terra alla stella più vicina sarà di sole due settimane. Un tale miracolo della tecnologia diventerà un vero capolavoro del lavoro coeso di fisici teorici e sperimentali. Finora, tuttavia, una nave che supera la velocità della luce è una questione di futuro. Secondo Mark Millis, che un tempo lavorava alla NASA, tali tecnologie, data l'attuale velocità di progresso, diventeranno una realtà non prima di duecento anni dopo. Una riduzione del periodo è possibile solo se si fa una scoperta che può cambiare radicalmente le idee esistenti sui voli spaziali.

In questo momento, Proxima Centauri e le sue compagne rimangono un obiettivo ambizioso, irraggiungibile nel prossimo futuro. La tecnica, tuttavia, viene costantemente migliorata e nuove informazioni sulle caratteristiche del sistema stellare ne sono una chiara prova. Già oggi gli scienziati possono fare molte cose che 40-50 anni fa non avrebbero potuto sognare.