¿Qué Problemas durante 50 años por el espacio, la sonda a Alpha Centauri?

Question

Estoy pensando en forma especulativa. La NASA está haciendo el experimento con iones de empuje de la tecnología. Suponiendo, que dentro de los próximos 5 años, se podría crear una sonda que se llevaría a cabo en el orden de 30 a 50 años en llegar a Alfa Centauri: ¿Qué problemas podría tener?

es decir: Es el mayor reto que va a ser de las comunicaciones de vuelta a la Tierra? Tal vez una pequeña sonda, no puede transmitir una señal lo suficientemente fuerte (sobre todo desde que nos gustaría ser, esencialmente, mirando directamente a la estrella, desde nuestro punto de vista) ?

O tal vez el desafío en la transmisión es realmente el trabajar, para mantener la Antena señalado en la Tierra?

O habrá problemas con la alimentación de la sonda de más de 50 años de viaje (punto en el que nos gustaría realmente quieren que cuentan con varios años de izquierda utilizable de toda la vida) ?

O es que hay problemas con las sondas espaciales, la liberación de gases o de otros gradual de las pérdidas que podría causar que el dispositivo a decaer después de 50 años de vacío?

Hacer la larga duración de las sondas Voyager ayudar a responder a ninguna de estas cuestiones? Yo sé que ellos están MUCHO más cerca de la tierra de lo que estoy hablando, pero al menos ellos todavía están vivos y transmitir...

Esta es una pregunta especulativa, por lo que espero que sea permitido por las reglas del foro. Me gustaría pensar acerca de cómo estos problemas pueden ser superados -- pero primero yo realmente necesita saber lo que los problemas pueden ser. Así que estoy buscando pensamientos o info...

EDIT: tal vez yo era optimista. si un 50 años de tiempo de viaje no es práctico, ni siquiera con una larga duración de empuje, como el ion de la unidad, a continuación, siéntase libre postulan un tiempo de vuelo más largo.

Answer 1

Probablemente el mayor obstáculo es la detección y evitación de objetos en el espacio. Para llegar a Alfa Centauri en el 40-50 años la sonda estaría viajando a velocidades relativistas (~1/10 de la velocidad de la luz). Todos detección de colisiones y la evitación tendría que ser manejados por los sistemas de la nave desde la tierra controladores no tienen ningún control directo. Usted tiene que darse cuenta de que en las velocidades involucradas, la sonda podría cubrir la distancia entre la Tierra y la Luna en unos 10 segundos o así. El volumen de barrido de la sonda en los que el tiempo es enorme, y debido a las velocidades involucradas, y el límite de la velocidad de la luz, el dispositivo deberá cubrir al menos una décima parte de un quinto de la distancia a un obstáculo después de la detección en un sistema activo. Los sistemas pasivos, sería bueno de alerta temprana, pero independientemente de que el sistema tendrá enorme potencia de cálculo para calcular las proyecciones de los cursos de obstáculos para la evitación.

Por estas razones, podría ser necesario una serie de sondas, un par de sondas que sería "desechables", que actúan como conquistadores, seguido por la más crítica de las sondas que contienen la más importante de la ciencia de los paquetes.

Answer 2

para llegar a Alfa Centauri en 50 años que necesita, al menos, la energía de fisión nuclear. Con la fusión nuclear, se podría llegar allí en 30 años, según lo propuesto por el Dédalo e Ícaro proyectos, pero ten en cuenta que esas misiones se proponen como sobrevuelos: no llevar suficiente combustible para freno de nuevo a la llegada

Los mayores desafíos son múltiples, especialmente si la misión de sobrevuelo, esto limita severamente la cantidad y la calidad de los datos que pueden ser recuperados por la sonda. Definitivamente las comunicaciones es un problema, pero se cree que es solucionable. Por supuesto, la sonda no será capaz de confiar en la tierra de comunicaciones para tomar cualquier decisión, ya que la latencia de las comunicaciones será de 8 años y medio en el lugar de destino.

Las Voyager son ahora de entrar en el espacio interestelar, pero no van a llegar a ninguna parte cerca de otras estrellas para un par de cientos de miles de años. Su radiactivos generadores termoeléctricos se habrá agotado en un par de décadas a partir de ahora. Así, para que una sonda interestelar para llegar a otras estrellas en menos de, digamos, cien años, hay una lista limitada de qué fuentes de energía se pueden utilizar:

• la fisión nuclear power (nave espacial Orion)
• la fusión nuclear de potencia (Ícaro y Dédalo)
• la antimateria, materia de energía (todavía tenemos que averiguar cómo almacenar y producir grandes cantidades de antimateria, pero sin añadir demasiado peso muerto)

El proyecto de Ícaro está trabajando en mejoras del original proyecto Daedalus, definitivamente el registro que para obtener más detalles

Answer 3

La orientación de la antennea en la Tierra no es un problema - podemos señalar las cosas en las estrellas más precisa. Y en la práctica, el tamaño de la radio antennea transmitiría una señal a un haz amplio que apunta a la Tierra sería el menor de los problemas. Un tamaño moderado telescopio y un láser probablemente sería mejor elegir una longitud de onda que no es fuerte en la estrella del espectro.

Encendido con radioisótopos para 50años de nuevo no es mucho de un problema. El Plutonio RTG en el nuevo rover de Marte es bueno para 100-200W para 15 años - lo suficiente para ejecutar cualquier electrónica de a bordo. Las demandas de potencia de los propulsores son más que un problema!

La desgasificación de lo que puede manejar, una vez que la sonda está en el espacio se alcanza el equilibrio con bastante rapidez. En el espacio interestelar, el principal problema sería de la radiación de fondo, la mayoría raro, pero de alta energía de los rayos cósmicos. Usted necesita tener varios sistemas redundantes para recuperarse de los daños permanentes o temporales de la electrónica.

edit: oops espacio es sorprendentemente grande. Un 5MW de iones propulsor tomaría algo así como 2500 años para llegar a Un Cen.

Answer 4

La ecuación del cohete es un cruel tirano. Por mucho, el reto más difícil es simplemente encontrar un sistema de propulsión que puede lograr la necesaria velocidades. Proyecto Daedalus propuesto la utilización de un confinamiento inercial de fusión nuclear del sistema, pero realmente no sé si eso se puede hacer funcionar. La mejor existente confinamiento inercial de la tecnología es la Instalación Nacional de Ignición, que utiliza el láser y apenas alcanza el punto de equilibrio, con un enorme edificio de la pena de equipo pesado para hacer que eso suceda. No hay principios fundamentales que deben ser destruidos para hacer el trabajo, pero tampoco hay garantía de que pueden ser diseñados.

En comparación con el reto, simplemente seguir operando durante 50 años es fácil.

Evitar las colisiones no debería ser un problema. No hay espacio la sonda utilizados hasta la fecha ha tenido ninguna disposición para la evitación de la colisión, y la hemos perdido ninguno de colisiones accidentales (a menos que el recuento de estrellarse en el planeta). 50 años es un tiempo mucho más largo, pero el espacio interestelar está mucho más vacío.

Fundamentalmente, el problema es que no sabemos cómo hacer que un motor de cohete que se logra la necesaria velocidades de escape.