Sende noe til nærmeste stjerne - hvordan?

[Kahuna]

Blir vel lys eller mikrobølger ja. Vi vet en del om hva som vil funke ved at vi har studert absorbasjonsspektra fra diverse stjerner.

 

En infrarød laser med 10 meters speil skal være brukandes... http://en.wikipedia.org/wiki/SETI#Optical_SETI_experiments

 

Ellers er visstnok 1420MHz fredet til sånne formål og mikrobølger er vel litt mindre følsomt for interstellart støv enn lys.

[dymoletratag]

Nå er ikke jeg så veldig yr i matte eller fysikk, men ville ikke all kommunikasjon mellom den eventuelle sonden og jorden vært <4,2 år forsiket?

[Simen1]

Kommunikasjonen vil nok være 4,2 år forsinket. Radiosignaler og andre EM-signaler går med lysets hastighet. Hadde det vært noe med brytningsindeks i mellom sonden or joda, f.eks luft ville det tatt >4,2 år.

[chokke]

Nå er ikke jeg så veldig yr i matte eller fysikk, men ville ikke all kommunikasjon mellom den eventuelle sonden og jorden vært <4,2 år forsiket?

Jo, så den må nesten sendes ut (mer elle rmindre) perfekt fordi vi kan ikke påvirke/styre den på noe vis. Men hadde det vært mulig å sende data konstant fra den så om det skjer noe så får vi vite det <4,2 år?

[Fritz0r]

en ideel farkost bør da ha muligens 3 forskjellige motorer,

 

Solseil: Effektiv, energibesparende, men det spekuleres i at det bare vil fungere effektiv innen for eget planet system.

 

Ion motor: Energigjerrig (finnes alleredet en eller flere sonder med denne motor typen), men akkelerasjon og bremsekraft er ikke det beste.

 

Rakett drift: For start akkselerasjon og bremse kraft, det mest negative er drivstoff tankene, som kommer til og bli konstant utsatt for mikrometeorer, og drivstoffet kan ha lekket ut leeenge før skipet når destinasjonen sin.

 

 

 

Andre ting som bør tenkes på er designet av skipet, bør dette være en stor farkost ala romfergene, eller en modulær design, så deler som får skader kan "dumpes" for og spare vekt, eventuelt for utskifning.

Eller skal man bygge en farkost inni en astroide, som er sikkreste måten.

[Skagen]

Jeg bare lurer på at når en slikt farkost akselererer og nærmer seg ~0.1c, så må jo båndbredden for radiokommunikasjon gå ned p.g.a. dopplereffekten (radiobølgene går i samme hastighet, men kodingen/dataen blir "strukket utover" om jeg ikke tar feil). Noen som tørr å gjøre estimat av hvor mye båndbredden reduseres ved 0.1c?

[Gjest Slettet-aNZFa3]

Vil ikke alle signaler som blir sendt ut fra fartøyet ganske forsinket, så hvis det tar 100år for fartøyet å komme fram, så vil det vel også ta endel tid før signalene kommer til jorda?

 

 

EDIT: "?" isteden for "."

Endret 18. oktober 2007 av Slettet-aNZFa3

[SeaLion]

Vil ikke alle signaler som blir sendt ut fra fartøyet ganske forsinket, så hvis det tar 100 år for fartøyet å komme fram, så vil det vel også ta endel tid før signalene kommer til jorda?

Signalene tilbake kan sendes tilbake på to måter, enten lagret og sendt i en seperat sonde som sendes tilbake samme vei som modersonden kom (da tar ferden 100 år), eller som en sending av elektromagnetisk stråling, f.eks radiobølger, og da går budskapet med lysets hastighet. Hvis nabostjernen er 4,2 lysår unna vil det altså ta 4,2 år fra radiosignalet sendes fra sonden til det kan mottas på Jorda.

[Skagen]

Vil ikke alle signaler som blir sendt ut fra fartøyet ganske forsinket, så hvis det tar 100år for fartøyet å komme fram, så vil det vel også ta endel tid før signalene kommer til jorda?

Jo, en av effekten er at radiobølger, laser, eller hva man måtte bruke av elektronmagnetisk stråling som medium for datakommunikasjon vil på det meste ha 4,2 år forsinkelse. Men siden avsenderen beveger seg i motsatt retning av senderetningen vil frekvensen senkes, en effekt som kalles dopplereffekten. Men siden frekvensen synker vil jeg tro at også båndbredde til signalet, altså enkodingsfrekvensen eller datatettheten, per tidsenhet også gå ned. Men det jeg virkelig lurte på er hvor mye båndbredden reduseres som følger av dopplereffekten når man beveger seg i 0.1c.

 

Selv om man kan ha en høyere enkodingsfrekvens på laser vil laser også, i teorien, også få redusert båndbredden av dopplereffekten. Men siden laser har 100 - 1000 ganger større båndbredde enn radiobølger ifølge artikkelen som Fev4ng viste til, vil laser kunne motvirke dopplereffekten ved å bare pakke dataen tettere (høyre enkodingsfrekvens). Men laser har mange praktiske problemer, så jeg vil gå ut ifra at radiobølger er det mest sannsynlige mediumet for datakommunikasjon i rommet i en del år framover.

Endret 18. oktober 2007 av skag1

[Simen1]

FritzOr: Jeg ser ingen grunn til at fartøyet skal ha reservemoduler i tilfelle noe går i stykker. Mellom solsystemene er rommet mest sannsynlig støvsugd for partikler. Hvis ikke så ville vi ikke hatt i nærheten av så skarp og gjennomsiktig utsikt til hele 13 700 000 lysår unna oss. Derimot er området inni vår eget solsystem og sannsynligvis inni det andre svært farefult. Det samme med området like utenfor våre planeter. Men tomrommet i mellom er nok svært trygt å ferdes i.

 

Å dra med seg en tung klump av et fartøy er bare mer upraktisk enn nyttig fordi det krever tilsvarende mer drivstoff og motorkraft. Dobler man vekta fra 1 til 2 tonn må også drivstoffmengden dobles og man må legge til en motor til.

 

En trinnbasert farkost er nok fornuftig for å kvitte seg med dødvekt under veis. Man vil jo svært nødig drasse på dødvekt som tomme tanker og utbrente motorer. Jo mer man har å drasse på jo mer drifstoff og motorkraft trengs for å akselerere. Jeg ser for meg følgende trinn:

1. (3-trinns) Kjemisk rakett for å få saken i bane rundt jorda. Droppes etterbruk.

2. Kjemisk rakett for å dytte farkosten ut av banen og inn i en heftig karusell mellom planetene for å utnytte slyngeeffekter. Droppes etter bruk

3. Solseil for å utnytte det lille sollyset på vei ut av solsystemet og et lite stykke ut. Droppes etter bruk.

4. Ionemotor(er) for både akselerasjon og oppbremsing helt frem til stjerna. Andre oppbremsingsmetoder vil sikker kunne bremse raskere men da må man ha desto mer drivstoff til den mest energikrevende delen av ferden: akselerasjon og oppbremsning på langstrekningen mellom solsystemene. Jo mer vi klarer å slanke vekta på denne ferden jo bedre.

 

Jeg bare lurer på at når en slikt farkost akselererer og nærmer seg ~0.1c, så må jo båndbredden for radiokommunikasjon gå ned p.g.a. dopplereffekten (radiobølgene går i samme hastighet, men kodingen/dataen blir "strukket utover" om jeg ikke tar feil). Noen som tørr å gjøre estimat av hvor mye båndbredden reduseres ved 0.1c?

Ved 0,1c vil dopplereffekten gi ca 10% redusert frekvens. Jeg sier ca på grunn av relativistiske effekter.

 

Laser har den ulempen at det er mye lysforurensing i det frekvensområdet, særlig fra stjernen som sonden er på vei mot. Det kan være lurere å finne et frekvensområde som er "ledig" i den retninga.

[Codename_Paragon]

Spørsmålet bør vel heller være hvorfor en ikke sender ut en sonde idag, hva som skjer om 100 år vet vi ikke. Om vi tar utgangspunkt i dagens situasjon har vi 2 svært gode grunner til ikke å sende ut en sonde:

1: pålitelighet: statistikken for sonder til Mars er elendig, tror 28 av 35 har havarert før de kom frem, dvs 1/7 sjangse for at det lykkes. Tenker en seg en bemannet ferd er det dårlige utsikter: 1/7 for å komme frem i live og 1/7 for å komme hjem i live. dvs. ca. 2% sjangse for å overleve. Alt i alt tidenes dyreste selvmordspakt. Det er mye lengre til nærmeste stjerne, utsiktene er dårlige.

 

2: hastighet og utvikling: til tross for dubiøs kvalitet, er teknologien i rivende utvikling, så en sonde sendt ut idag vil bli forbikjørt av en sonde sendt ut om 10 år før de når frem.

 

En bør derfor vente til en har optimalisert utviklingstid kontra reisetid, og gjerne gjort noe med kvaliteten også.

[Kahuna]

Nåda, påliteligheten er ikke så ille på mars-reiser, er nok nærmere 50%. Uansett for dårlig til bemannede romferder ennå.

http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Curse

Such a high failure rate can be attributed to the complexity and large number of variables involved in an interplanetary journey, and has led researchers to jokingly speak of The Great Galactic Ghoul which subsists on a diet of Mars probes. This phenomenon is also informally known as the Mars Curse.

 

 

Tror største utfordringen per i dag er å bygge enn sonde med en driftstid på 100+ år. Trukke du finner sånt på clasern for å si det sånn.

[kyrsjo]

Spørsmål, når ble vekt viktig i rommet? Så lenge vi klarer å skyte det opp, gjør vel masse/vekt ikkeno?

 

Vel, du må fremdeles bruke drivstoff for å akselerere den ekstra massen, pluss drivstoffet som trengs for å akselerere den ekstra massen, pluss drivstoffet som trengs for å akselerere drivstoffet som treng for å akselerere den ekstra massen, pluss...

 

Ionemotorer er svært drivstoffeffektive men gir veldig lav akselerasjon. Tok en kjapp "gul-lapp" utregning og kom til at å reise 4.2 lysår med et fartøy som har en akselerasjon på 0.01m/s2 gir en reisetid på... ~90år.

 

Det er uten oppbremsing men atskillig kortere tid enn jeg hadde regnet med før jeg begynte å regne. Slutthastigheten ble ca 0.01c men da har jeg ikke regnet relativistisk og det bør jeg vel strengt tatt gjøre med sånne hastigheter.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Ion_drive

Relativistiske effekter behøver du stort sett ikke ta hensyn til med mindre farta er større enn ~0.3c i forhold til annet punkt av interesse...

 

Jeg bare lurer på at når en slikt farkost akselererer og nærmer seg ~0.1c, så må jo båndbredden for radiokommunikasjon gå ned p.g.a. dopplereffekten (radiobølgene går i samme hastighet, men kodingen/dataen blir "strukket utover" om jeg ikke tar feil). Noen som tørr å gjøre estimat av hvor mye båndbredden reduseres ved 0.1c?

 

Vel, sonden kan øke sin frekvens (Sett fra sonden) slik at frekvensen blir konstant (Sett fra oss...)

 

Cassini hadde en bug der... Når Huygiens (landingsfartøyet som landet på Titan) skulle sende data til Cassini for så å "bounce" til jorden, måtte man ta hennsyn til doplereffekt på linken mellom cassini og huygiens. De hadde husket det for bærebølgen, men 1'erne og 0'erne kom også lenger mellom... Endte med at de måtte endre banen noe for å få mindre relativistike effekter...

[Kahuna]

Fikk en smått sjuk strøtanke...

 

Et av de største problemene med en sånn sonde er at vi ikke kan fjernstyre den herfra så den må utstyres med nok intelligens til å klare seg selv, noe som er en lettere håpløs oppgave når du tenker på alt som kan gå galt(og alt som kan gå bra).

 

Vi bruker en ekte hjerne!

Å frakte med seg 1.5kg grå gugge er atskillig enklere enn et helt menneske. For å overkomme eventuell kjedsomhet på turen "underklokker" vi den. (bytt ut blod med frostvæske så vi får kjølt den *langt* ned uten frostskader).

 

Noen frivillige?

[Tharos.]

Ja. Pia Haraldsen. Så trenger du ikke kjøle ned hjernen heller, og i tillegg er vi kvitt et skadedyrproblem.

[SeaLion]

Et av de største problemene med en sånn sonde er at vi ikke kan fjernstyre den herfra så den må utstyres med nok intelligens til å klare seg selv, noe som er en lettere håpløs oppgave når du tenker på alt som kan gå galt(og alt som kan gå bra).

Selv på Mars er fjernstyring av sonder og kjøretøy en håpløs oppgave, overføringen av signaler tar flere minutter, og bildene fra kameraet ombord tar like lang tid tilbake. Hvis fjernstyreren oppdaget en skrent eller annen hindring rett foran kjøretøyet, så ville kjøretøyet forlengst vært utfor skrenten før fjernstyrerens signaler kom fram til kjøretøyet.

 

Så allerede dagens Mars-robotkjøretøy inneholder en innebygd intelligens som gjør at de kan styre seg selv rundt på planetens overflate.

 

Tidsforsinkelse i signalene kan vi av og til se på TV når telefonsamtaler overføres per satelitt. Hver gang korresponten får et spørsmål ser det ut som vedkommende står og tenker over spørsmålet et par sekunder før han/hun svarer. Det som egentlig skjer er at kommunikasjon via satelitt gir omtrent et sekunds tidsforsinkelse (omtrent/litt mindre), fordi radiosignalene må reise ut til satelitten og tilbake til bakken igjen. Det går riktignok med lysets hastighet, men satelittene er trossalt såpass langt ute i verdensrommet at det likevel blir en tidsforsinkelse man legger merke til. Slutten av spørsmålet må altså rekke fram til korrespondenten før vedkommende kan svare, og begynnelsen på svaret har like stor tidsforsinkelse før det når fram til oss. Korrespondenten oppfatter det som det er programlederen på vår ende som foretar tenkepausene i samtalen.

[Kahuna]

...

Jeg bare lurer på at når en slikt farkost akselererer og nærmer seg ~0.1c, så må jo båndbredden for radiokommunikasjon gå ned p.g.a. dopplereffekten (radiobølgene går i samme hastighet, men kodingen/dataen blir "strukket utover" om jeg ikke tar feil). Noen som tørr å gjøre estimat av hvor mye båndbredden reduseres ved 0.1c?

 

Vel, sonden kan øke sin frekvens (Sett fra sonden) slik at frekvensen blir konstant (Sett fra oss...)

 

Cassini hadde en bug der... Når Huygiens (landingsfartøyet som landet på Titan) skulle sende data til Cassini for så å "bounce" til jorden, måtte man ta hennsyn til doplereffekt på linken mellom cassini og huygiens. De hadde husket det for bærebølgen, men 1'erne og 0'erne kom også lenger mellom... Endte med at de måtte endre banen noe for å få mindre relativistike effekter...

Hvis sonden skal ha med seg "passasjerer" på samme måte som cassini hadde med seg Huygens må den selvfølgelig ta hensyn til det. Hvis ikke så kan vi bare justere mottakerutstyret her på jorden.

[C₈H₁₀N₄O₂]

Fikk en smått sjuk strøtanke...

 

Et av de største problemene med en sånn sonde er at vi ikke kan fjernstyre den herfra så den må utstyres med nok intelligens til å klare seg selv, noe som er en lettere håpløs oppgave når du tenker på alt som kan gå galt(og alt som kan gå bra).

 

Vi bruker en ekte hjerne!

Å frakte med seg 1.5kg grå gugge er atskillig enklere enn et helt menneske. For å overkomme eventuell kjedsomhet på turen "underklokker" vi den. (bytt ut blod med frostvæske så vi får kjølt den *langt* ned uten frostskader).

 

Noen frivillige?

 

Genialt! Hjernen din var glup som klarte å tenke ut det - jeg tror den ville passa bra. La oss dremle den løs og sende den ut!

 

Men hvordan gjør vi det med I/O? En hjerne som ikke er kobla på noe blir som en prosessor uten sokkel. Det skal jo gå bra å modde den litt, nervene fungerer jo til en viss grad med elektriske signaler. Vi kan klippe dem over og ta av litt isolasjon og lodde på ledninger. Noen må finne en pinout for hjerner.

 

En veldig bra ting er at hjernen kan lagre data og sende seg tilbake etterpå. Noen som veit hva lagringskapasiteten på hjerner er? Og er dataene overskrivbare? Hvor sikre er de? 24/7-sertfisert? Vi burde kanskje sette opp noen i RAID. Hva med et rackskap med et stort hjernecluster og hukommelse i RAID?

 

En positiv ting er jo at hjerner er lette å kjøle passivt, og at de bare trekker noen få mA (ikke at jeg vet hva spenningen er, men...).

 

Og forresten, hvilken farge skal vi ha på LEDene? Ikke blått, det er utbrukt. Oransje? Det blir nok fancy! Og acryl også!

 

 

 

 

OK, på den litt mer seriøse siden: tror neppe det kan gå å sende noe så langt. Vi har nok problemer med å få noe nyttig ut til Mars. Riktignok bør det vel gå relativt uhindret om den bare kommer seg ut av solsystemet, men det er ikke bare-bare det. Tror nok vi får holde oss i litt mer hjemlige trakter først jeg

 

Men det hadde jo vært kult å se litt mer av hva som er der ute. Men innen noe kommer fram dit er jeg dau uansett.

[CThomassen]

for å si det sånn. lyset fra sola bruker 8 og et halvt minutt til å nå jorda. (så når du ser på sola (helst ikke gjør det direkte da ) så ser du hvordan sola så ut for 8,5min siden) vis du skulle kjørt bil til sola i ca. 60km i timen ville det tatt deg omtrent 132år.. resten kan du regne ut selv håper jeg

 

+ vis du kan tenke deg slik at sola var på størrelse med en appelsin (8,4cm i diameter), så ville jorda (0,8mm i diameter) være ca. 9m unna og vår nærmeste nabostjerne ca. 2500km unna..

Endret 20. oktober 2007 av CThomassen

[SeaLion]

+ vis du kan tenke deg slik at sola var på størrelse med en appelsin og ble plassert i sentrum av oslo, så ville jorda være 15cm unna

Det høres veldig nærme ut. Diameteren på Sola er 1.390.000 km og middelavstanden ut til Jorda er 149.600.000 km. Hvis avstanden 15 cm skulle vært riktig så måtte appelsinen din ha en diameter på 1,4 mm. Hvis appelsinen derimot er 14 cm i diameter (som en grapefrukt), så hadde modellen av Jorda vært 15 meter unna.