Romferd til nærmeste stjerne

[Zlatzman]

Det hadde definitivt vært interessant med en tur til Alpha Centauri ja, og så vidt jeg kan se er vi allerede i gang med nyttig forskning for å få det til. Ione-moterer videreutvikles hele tiden, og jeg har tro på at de etter hvert blir bra nok til å brukes til interstellare reiser.

 

Er det noen som vet hva slags hastigheter som er realistisk å få til ved hjelp av solseil og/eller bakkebasert laser? Kanskje kunne noe slikt kombineres med en ione-motor så trenger man ikke fyre opp ione-motoren før noen år ut i reisen.

[Caddy]

Nå skal man ikke tro alt man leser på nettet, menne.. Hvorfor henter vi ikke ned denne, undersøker den, bygger vår egen, og sender dit vi vil...

 

http://www.alienscientist.com/forum/showthread.php?2424-The-Black-Knight-Satellite-What-is-it-Where-did-it-come-from

[Simen1]

Illustrert vitenskap: Nytt amerikansk forskningsprosjekt skal gjøre stjernerejser til realitet i løpet av de neste hundre årene.

[Posemedchips]

Forelesning om romferd til stjerner. Videoen ble spilt inn i 2007. Artig tema

 

 

http://youtu.be/ZttXBedofkE

[Gjest bruker-45896]

 

Videoen sier 29. August 2012, og han bruker nyere data enn fra 2007. Beskrivelsen til videoen tror jeg mener at han startet med å selv skaffe seg en oversikt over dette temaet i 2007.

 

Uansett dato, interessant.

 

Selv syns jeg kanskje det er fristende å "vente" på warp drive, selv om man ikke vet om det er mulig, hehe. Grunnen til at jeg vil vente er fordi de skulle tatt dette mer seriøst de siste tiårene, jeg er sikker på at vi kunne hatt mennesker på mars nå, om man virkelig hadde ønsket det.

 

Fortsett forskingen, for all del, men jeg vil ha warp drive, ikke oldschool atombomber ;p

[omnomnomnivore]

Orion og Daedelus osv. er litt triste eksempler på hvor langt vi har igjen. Sansyneligvis utvikler vi teknologi ganske snart som ville tatt dem igjen. Da er det ikke særlig lønnsomt eller lurt å sette igang et slikt prosjekt idag

[Simen1]

Litt tilbake til observasjoner herfra. En stor del av problemet er oppløsning, så man må ty til teknikker som analyse av lysstyrke, lysspekter og rugging i bevegelsen til stjerna. Men jeg vil tilbake til direkte fotografering av nærliggende solsystemer.

 

ESO VLT har klart å ta et bilde av et annet solsystem. Temmelig udetaljert, men likefult noe mer enn bare et lysende punkt.

 

I hvilken grad drukner planeter i lyset fra moderstjerna(ene)? Er det snakk om 10^-9 eller noe sånt? Så vidt jeg skjønner fra denne siden sender jorda hovedsaklig ut lys i det synlige spekteret (reflektert) og en mindre topp i det infrarøde spekteret (emittert). I UV-området er det veldig lite fra jorda, bare bittelitt fra nordlys og lyn.

 

Jeg skjønner at dyp IR/radiobølger kanskje gir minst lysdrukning av planeter, men ulempen der er svært lav oppløsning for en gitt teleskopstørrelse. Altså at det blir vanskelig å skjelne utstrålingen fra stjerna og planeten rent rommelig. Hadde det vært en god løsning med interferometri på kortere bølgelengder? Synlig lys eller UV? Kanskje på bølgelengder rundt toppen av stjernas black body spektrum?

 

Kanskje fra utenfor atmosfæren for å unngå atmosfæriske forstyrrelser?

[Laurb]

Nå vet jeg ikke om dette er nevnt allerede eller ei men tror det er enorme problemer med å sende en probe så langt grunnet både tiden det tar informasjonen å nå jorden fra sonden, samtidig som det er vanskelig å estimere hvordan solsystemene forflytter seg.

 

Når vi skal sende en sonde til en planet i dette solsystemet, er det ikke spesielt vanskelig fordi vi har god kontroll på hvordan alt beveger seg relativt til hverandre (gitt, det er fortsatt meget vanskelig). I tillegg er avstandene så små at små korreksjoner lar seg gjøre.

 

Om en romsonde er halveis til alpha centauri, altså to lysår unna jorden, tar det TO ÅR før data sendt fra sonden kommer fram til jorden, evt 2 år til informasjon sendt fra jorden når sonden. Med andre ord er det nesten umulig å foreta korreksjoner underveis. Sonden må altså være nærmest 100% automatisert, helt fra den sendes ut av solsystemet, til den kommer fram til alphacentauri, og til og med den informasjonen den skal tilegne seg i alpha centauri må være automatisert, da det vil være umulig å kontrollere den 4 lysår unna.

[SeaLion]

Jordas atmosfære absorberer ganske store deler av EMS-spekteret. Vi oppfatter vanligvis atmosfæren som nesten helt transparent, fordi den er det i området for synlig lys. Dessuten er det et ganske stort vindu i radiobølgeområdet, men ellers er atmosfæren stort sett tett som en vegg.

 

 

Hvis interesssante eksoplaneter har en tilsvarende atmosfære som jorda, er det altså en svært begrenset båndbredde på tilgjengelig informasjon fra planeten. Å ha noen særlig forhåpninger om å observere slike eksoplaneter i andre bølgeområder enn den for synlig lys er altså litt som å tro på julenissen, spesielt fordi det antagelig er få planeter som sender ut stråling i radiobølgeområdet, det måtte da være avanserte samfunn med radiokommunikasjon.

Endret 26. februar 2013 av SeaLion

[Simen1]

Jupiter er vist en massiv radiobølgekilde visntok grunnet kraftige magnetfelt og mye ionisert gass.

 

Blå-fiolett-UVA er vel de korteste bølgelengdene jorda reflekterer nevneverdige mengder av så man kunne vel basert interferometrisk instrument på noe sånt.

 

Steinplaneter uten atmosfære som mars og merkur reflekterer vel også UVB og UVC.

 

Venus sin atmosfære blokkerer også synlig lys. De mest detaljerte fjernbildene derfra er vel basert på radar og dyp IR.

 

De store gassplanetene ser vi ingen overflate på (naturlig nok siden de nepe har noen overflate), men skyene er jo interessante nok i synlig lys. Venus og jorda sitt skydekke er forsåvidt også interessant i synlig lys, så jeg tror vi kan få mye interessant ut av et detaljert bilde av andre solsystemer tatt i synlig lys.

Endret 26. februar 2013 av Simen1

[Simen1]

Med utgangspunkt i dette diagrammet trenger vi et interferometer med 1 km diameter for fiolett lys for å kunne skimte planeten Centauri Bb som har ca halve diameteren til jorda og ligger i den "grønne sonen" der flytende vann kan eksistere. Med et 10 km stort UV interferometer ville vi fått bilder på nivå med det vi har av pluto. Store dimmensjoner, men man trenger "bare" tre små teleskoper i hver ende av en trearmet struktur. For eksempel et fagverk a la sånn heisekraner er bygget med. Sikkert dyrt og vanskelig, men ikke i nærheten så dyrt og vanskelig som å sende en sonde på besøk dit. Andre fordeler er at man får resultatene med en gang og kan bruke instrumentet mot mange ulike mål. Nå trenger vi bare litt kickstarter-penger og så er byggingen i gang, eller?

Endret 26. februar 2013 av Simen1

[Simen1]

Jeg må bare lime inn litt høyttenking fra snedige ting du lurer på-tråden:

 

Hvor mange fotoner sender sola ut per sekund og hvor mange av disse treffer jorda?

 

Redigert: Jeg fant ut:

http://www.colorado....verse/solution/

http://www.mahalo.co...t-in-one-second

 

10⁴⁵ og 5*10¹⁰ fotoner

 

Det vil si at hvis noen sitter og ser på solsystemet vårt fra det nærmeste solsystemet vårt, Alpha centauri (271 000 AU unna) og jorda reflekterer 50% av lyset, diffus refleksjon og jord-fasen sett derfra er halv (tilsvarende halvmåne) så vil observatøren få en foton-tetthet på 1 foton per kvadratmeter per 6. sekund fra jorda og ca 3*10³⁴ fotoner per sekund per kvadratmeter fra sola vår. Omtrent tilsvarende hvis vi skal se på en jordlignende planet rundt Alpha centauri.

 

Hvis vi skal få et godt bilde av planeten, på 1 megapiksel med 1000 fotoner per piksel så trenger vi en eksponeringstid * kvadratmeter teleskopspeil = 6*10⁹. Åpenbart, bildet må tas i løpet av minutter for å unngå at rotasjonen av planeten ødelegger detaljgraden bildet. La oss si 10 minutter (100 fotoner per bilde). Da kreves det et teleskopspeil med 10 kvadratkilometer lysinnsamlingsareal. En snedig måte å omgå arealbehovet på er å øke eksponeringstida ved å ta mange bilder og sette de sammen i ettertid, med innkalkulert rotasjon for overlapping av bildene. Hvis vi da tar bilder sammenhengende i ett år trenger vi bare et teleskopareal på 190 kvadratmeter.

 

Et par fallgruver:

- Lyset fra moderstjernene er ekstremt sterkt, rundt 2*10³⁴ sterkere enn fra planeten og må skjermes bort effektivt nok.

- Ingen sensorer/teleskoper klarer å registrere alle fotonene som kommer. Med dagens teknologi kan vi håpe på rundt halvparten hvis det plasseres i rommet som Hubble.

- Diffraksjonsbegrensningen. Det gjør at teleskopet ikke kan konstrueres som ett enkelt teleskop, men må deles inn i flere mindre teleskoper og bruke interferometer-metoden for å skape detaljer. Det er dels enklere og dels vanskeligere å konstruere enn et enkelt teleskop. Største avstand mellom de individuelle romteleskopene må være rundt 1000 km og posisjonen må være være så presis som en brøkdel av bølgelengden til lys for at interferometrien skal virke. Temmelig vanskelig altså og sikkert vanvittig dyrt.

[Splitter]

Jeg må bare lime inn litt høyttenking fra snedige ting du lurer på-tråden:

 

Hvor mange fotoner sender sola ut per sekund og hvor mange av disse treffer jorda?

 

Redigert: Jeg fant ut:

http://www.colorado....verse/solution/

http://www.mahalo.co...t-in-one-second

 

10⁴⁵ og 5*10¹⁰ fotoner

 

Det vil si at hvis noen sitter og ser på solsystemet vårt fra det nærmeste solsystemet vårt, Alpha centauri (271 000 AU unna) og jorda reflekterer 50% av lyset, diffus refleksjon og jord-fasen sett derfra er halv (tilsvarende halvmåne) så vil observatøren få en foton-tetthet på 1 foton per kvadratmeter per 6. sekund fra jorda og ca 3*10³⁴ fotoner per sekund per kvadratmeter fra sola vår. Omtrent tilsvarende hvis vi skal se på en jordlignende planet rundt Alpha centauri.

Mulig jeg missforstår hva du mener her, men hvis Jorden mottar 5*10^10 fotoner per sekund fra Sola, så kan vel ikke en planet rundt Alpha Centauri motta 3*10^34 fotoner?

 

Prøvde å regne litt på dette selv, men aner ikke om svarene har noe som helst med virkeligheten å gjøre.

 

Ifølge Wikipedia er den totale energien fra Sola 3,846*10^26W, og Jeg antar at gjennomsnittlig bølgelengde på lyset er 500nm. Jeg brukte så formelen E=hc/Lambda (nei, jeg har aldri lært meg å skrive formler her på forumet ) for å finne antall fotoner per sekund.

 

Når jeg regner på dette får jeg følgende:

Sola gir ut 9,688*10^44 fotoner per sekund.

Totalt mottar Jorden 4,34*10^35 fotoner per sekund. Det vil si 3,428*10^21 fotoner per sekund per kvadratmeter.

Alpha Centauri mottar 4,67*10^10 fotoner per sekund per kvadratmeter fra Sola.

Hvis Jorden reflekterer 50% av lyset fra Sola og vi antar en halv jord-fase, mottar Alpha Centauri 5,2 fotoner per sekund per kvadratmeter fra Jorden.

[Simen1]

Jeg ser jeg har gjort en åpenbar blunder der ja. Takk for korreksjonen. Da blir resten av opplegget straks enklere.

 

Hvis vi skal få et godt bilde av planeten, på 1 megapiksel med 1000 fotoner per piksel så trenger vi en eksponeringstid * kvadratmeter teleskopspeil = 1,92*10⁸. Åpenbart, bildet må tas i løpet av minutter for å unngå at rotasjonen til planeten ødelegger detaljgraden i bildet. La oss si 10 minutter (3120 fotoner per bilde). Da kreves det et teleskopspeil med 0,32 kvadratkilometer lysinnsamlingsareal. En snedig måte å omgå arealbehovet på er å øke eksponeringstida ved å ta mange bilder og sette de sammen i ettertid, med innkalkulert rotasjon for overlapping av bildene. Hvis vi da tar bilder sammenhengende i ett år trenger vi bare et teleskopareal på 6,1 kvadratmeter.

 

Et par fallgruver:

- Lyset fra vår sol er 8,9*109 ganger sterkere enn fra jorda. Kontrastforskjellen kan bli vanskelig å skjerme bort effektivt.

- Ingen sensorer/teleskoper klarer å registrere alle fotonene som kommer. Med dagens teknologi kan vi håpe på rundt halvparten hvis det plasseres i rommet som Hubble.

- Diffraksjonsbegrensningen. Det gjør at teleskopet ikke kan konstrueres som ett enkelt teleskop, men må deles inn i flere mindre teleskoper og bruke interferometer-metoden for å gjenskape detaljer. Det er dels enklere og dels vanskeligere å konstruere enn et enkelt teleskop. Største avstand mellom de individuelle romteleskopene må være rundt 1000 km og posisjonen må være være så presis som en brøkdel av bølgelengden til UV-lys for at interferometrien skal virke. Temmelig vanskelig altså og sikkert vanvittig dyrt.

 

Den gode nyheten er at teleskoparealet ligger i økonomisk rekkevidde med en eksponeringstid på totalt 1 år.

Endret 6. april 2013 av Simen1

[Gjest bruker-45896]

Tøff 3D visualisering av de nærmeste stjernene

 

http://workshop.chro...ents.com/stars/

Endret 7. april 2013 av bruker-45896

[daniel_984]

Ángående motorer, ville det ikke være litt interessant å se hva mørk energi kunne gitt i en slik setting som deep space reiser? Å hele tiden supplere energilageret, eller kanskje til og med rått bruke energien i vakuum til ren dytting (ikke ulikt hvordan den påvirker stjernene og deres aksellerasjon?). Tenker i denne settingen hvordan anti-partikler reagerer så voldsomt i energihenseende med partikler, og hvordan dette kunne hjulpet massivt til propulsion systemer.. Dette er jo langt forbi teori, hvor en universitetslab i USA har klart å fange en enkel type antipartikkel i et magnetfelt, selv om det er for bare en brøkdel av et nanosekund, så viser det jo at det er mulig..

 

En annen del av tema er jo den berømte warp-drive, som for mange kan virke litt søkt, men som i teorien skulle være mulig (om jeg ikke husker feil). Komprimere dimensjonene (eller er det "space"/tid/noe annet?) foran + utvide den bak = aksellerasjon. Om ikke annet, så et interessant konsept.

 

Massiv ionemotor kombinert med fusjon er jo allerede på teststadiet. Husker forsåvidt ikke hvor jeg så video av dette.

Endret 11. april 2013 av daniel_984

[omnomnomnivore]

Ionemotorer er hvertfall noe russerne har lekt med siden Sovjet-tiden. Fusjonsmotorer... tja... det spørs hva man legger i begrepet. Daedalus og Orion var jo ment å drives av atombomber. NASA driver nå og eksperimenterer med en sak de kaller FDR som bare veier 150 tonn. Altså ikke noen slags 'sustained fusion drive' men en slags partikkelmotor som bruker små fusjonseksplosjoner og magneter.

[daniel_984]

Ionemotorer er hvertfall noe russerne har lekt med siden Sovjet-tiden. Fusjonsmotorer... tja... det spørs hva man legger i begrepet. Daedalus og Orion var jo ment å drives av atombomber. NASA driver nå og eksperimenterer med en sak de kaller FDR som bare veier 150 tonn. Altså ikke noen slags 'sustained fusion drive' men en slags partikkelmotor som bruker små fusjonseksplosjoner og magneter.

Var faktisk den jeg tenkte på! FDR.. Da må jeg huske det navnet ^-^

[Simen1]

Tråden har vært mye innom teleskoper som mer realistiske alternativ til interstellare romreiser og her kommer nok et innlegg i den retningen:

 

Forskning.no melder: Sprø, men seriøse planer for gigantiske romteleskop

 

Håper et slikt prosjekt blir realisert for det høres utrolig spennende ut å utforske planeter rundt andre stjerner.

[Posemedchips]

Hadde vært veldig stilig å fått bygget noe sånt, ja. Men nå etter at James Webb blir sendt opp(det overlevde heldigvis budsjettkuttene), så blir vi nok ikke å se noe nytt "hubble"-lignende på de neste 20-30 årene, er jeg redd.

 

Hvor lenge blir Webb å fungere? Det skal jo plasseres ved L2(Lagrange), så å ta service på det som Hubble, blir ikke mulig.

 

Sånn i samme retning, her er en artikkel om siste exo-planeten som har blitt tatt bildet av