?

Log in

No account? Create an account

zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Можем ли мы добраться до звезд?
zelenyikot


Meduza попросила рассказать доступно, что задумали Мильнер и Хокинг, когда объявили свой межзвездный проект. Карточки - классная система подачи информации, самодостаточны даже без иллюстраций. Публикую расширенную версию, которая была немного сокращена редакцией. Тему межзвездных перелетов будем продолжать.

Что случилось?

Просто: Российский миллиардер Юрий Мильнер и британский физик Стивен Хокинг сообщили, что приступили к разработке первого беспилотного звездолета.

Сложнее: На пресс-конференции 12 апреля 2016 года российский бизнесмен Юрий Мильнер и британский физик-теоретик Стивен Хокинг рассказали о старте новой программы Breakthrough Starshot с начальным финансированием в 100 миллионов долларов. В рамках программы планируется разработать концепт микроскопического космического аппарата массой 1 грамм с солнечным парусом, который сможет развить скорость около 0,2 скорости света и в течение человеческой жизни добраться до ближайшей соседней звезды — альфы Центавра. Аппарат должен быть оборудован бортовым компьютером, фотонными двигателями коррекции, фотокамерой, источником питания и системой передачи данных — и все это в пределах 1 грамма. Солнечный парус должен обеспечивать движение за счет давления солнечного света, хотя основной импульс предполагается задавать мощным концентрированным пучком лазерных лучей с Земли.

А это вообще реально? Это же очень далеко

Просто: Мы уже сейчас можем отправить аппарат к другим звездам, но мы не доживем до момента, когда он долетит.

Сложнее: В повседневной жизни нам сложно представить реальные космические расстояния. В сравнении с подсчитанным расстоянием в миллионы и миллиарды световых лет до отдаленных галактик и квазаров расстояние в четыре световых года до ближайшей звезды кажется смехотворно малым. В то же время самый быстрый космический аппарат Voyager-1, летящий с фантастической скоростью почти 17 километров в секунду, за почти 40 лет пролетел меньше одних световых суток. Для того чтобы лучше представить космические масштабы, предположим, что диаметр Земли равняется одному миллиметру. В таком случае расстояние до Луны составит три сантиметра, до Солнца — 11 метров, до Плутона — 386 метров, до Voyager-1 — полтора километра. А до альфы Центавра — 3250 километров.

Как разогнаться быстрее Voyager-1?

Просто: Сесть на бочку с термоядерным порохом.

Сложнее: Еще в 60-е годы XX века, когда человечество осознало всю мощь термоядерной реакции, появились проекты, предполагавшие использование этой силы для путешествий в космосе. Концепций было несколько — от довольно примитивных, когда из-под хвоста корабля время от времени вываливаются и подрываются термоядерные бомбы, до более продвинутых версий с поддерживаемой термоядерной реакцией на борту звездолета. Была даже идея прямоточного термоядерного ракетолета с гигантским раструбом для захвата разреженного межзвездного газа. Все эти разработки не покинули чертежных досок и страниц фантастических книг. Сейчас космонавтика идет классическим путем: например, относительно легкий аппарат New Horizons запускался тяжелой ракетой, благодаря чему получил стартовую скорость больше, чем у Voyager.

Есть что-то реальнее термоядерного двигателя и выгоднее ракетного?

Просто: Есть солнечный парус.

Сложнее: Идея солнечного паруса была теоретически обоснована в 20-е годы ХХ века Фридрихом Цандером. Если мы развернем в космосе достаточно широкое и легкое зеркало, то отраженный от него солнечный свет будет сообщать импульс, который позволит разгоняться вплоть до субсветовых скоростей. Такие концепты на основе сверхтонких металлизированных пленок в космосе уже тестировали, но стартовать с таким парусом выгоднее всего от самого Солнца, так как давление света падает по закону обратных квадратов: при удвоении расстояния давление света падает в четыре раза. Солнечный парус часто путают с электрическим парусом, который состоит из положительно заряженных проводов, вытянутых в космосе, на которые оказывает давление отрицательно заряженный солнечный ветер — потоки ионизированной плазмы от Солнца. Да, солнечный парус не использует солнечный ветер — вот такой парадокс космической терминологии. Если использовать электрический парус и солнечный ветер, в теории можно разогнаться до нескольких сотен километров в секунду, но эта технология больше подходит для относительно быстрого достижения отдаленных регионов Солнечной системы. До ближайших звезд лететь все равно придется сотни или тысячи лет.

В чем ноу-хау проекта Мильнера и Хокинга?

Просто: Никакого ноу-хау нет, они берут маленькие спутники с большим парусом и не ждут помощи от Солнца, а стреляют в парус мощной лазерной пушкой с Земли.

Сложнее: Изложенная концепция фактически опирается на технологии, которых нет, но в теории они должны появиться в ближайшие 10 лет. Starshot полагается на закон Мура, рассчитывая, что если 10 лет назад спутники весили тонну, а сейчас один килограмм, то через 10 лет они дойдут до 1 грамма. Толщину пленки для паруса они считают не в долях миллиметра, а в сотнях атомных слоев. Сейчас более-менее реализуемо выглядит только наземная часть с огромным полем самонаводящихся лазеров.

Это сработает?

Просто: В той концепции, что изложена, — нет. Но у проекта есть 20 лет и 100 миллионов долларов, чтобы исправить ошибки.

Сложно: Предположим, авторам проекта удалось создать однограммовые космические аппараты с фотокамерой, фотонными двигателями, радиоизотопным источником питания и десятиметровым мономолекулярным парусом. На Земле размещена мощная лазерная установка, способная разогнать эти микропарусники (а их будет множество) до 60 тысяч километров в секунду за несколько минут. Какие сложности их ждут впереди? Во-первых, такие мощные лазеры в доли секунды спалят наши микропарусники. Если мы ослабим импульс, то по мере удаления от околоземной орбиты лучи будут рассеиваться и давление будет падать. Но это еще можно обойти, если повысить мощность или добавить новые лазерные лучи.

Во-вторых, межпланетная пыль, сталкиваясь на субсветовой скорости с парусом, имеющим большую площадь, сделает из него решето, отклонит от основной траектории, и любая пылинка превратит при встрече суперсовременный однограммовый космический аппарат в межпланетную соринку.

В-третьих, межзвездная пыль тоже существует, хоть мы пока не знаем, сколько ее, но пылевой датчик на New Horizons должен подсказать через несколько лет.

В-четвертых, нельзя забывать о межгалактических космических частицах, которые относятся к самой жесткой форме космической радиации — такая погубила «Фобос-Грунт». В Солнечной системе от них частично прикрывает гелиосфера, а на межзвездных орбитах защиты не будет.

И, наконец, самое главное — если аппарат каким-то чудом достигнет другой звездной системы и произведет фотосъемку, то он не сможет никак передать снимки на Землю. Например, Voyager практически наполовину состоит из трехметровой спутниковой тарелки — и скорость связи с ним 0,1 кбит/с. Учитывая разницу в расстоянии, даже современные телекоммуникационные спутники не обеспечат связи с соседней звездой. Лазер для связи тоже не вариант: энергии потребуется как от нескольких атомных электростанций. Но это не значит, что проект нереальный, пока лишь обозначена цель и предложена концепция решения задачи. На ее решение предлагается отвести 20 лет, к разработке приглашаются лучшие ученые. Проект обещают сделать полностью открытым — с публикуемой документацией и обсуждением на форуме.

А что это вообще за альфа Центавра?

Просто: Ближайшая к Солнцу звезда.

Сложно: Альфа Центавра — это двойная звездная система, которая содержит две звезды, вращающиеся вокруг одного центра масс в масштабе Солнечной системы. К этой двойной системе гравитационно «прицеплен» третий компонент — красный карлик Проксима Центавра, вращающаяся на расстоянии 0,24 светового года. Проксима Центавра немного ближе к Земле, чем альфа, но красный карлик — это неполноценная звезда, поэтому она менее интересна, в отличие от двух солнцеподобных альф Центавра А и В. Пока в этой двойной системе обнаружена лишь одна планета, которая вращается у звезды так близко, что там, скорее всего, нет даже атмосферы, не то что жизни. Предполагают, что в этой системе могут быть еще планеты, которые перепрыгивают от одной звезды ко второй, но пока четкого подтверждения этому нет — и для обитаемости такая резкая смена условий не особо благоприятна.

Зачем тогда лететь?

Просто: Тут два ответа. Во-первых, такие проекты нужны для расширения наших знаний о Вселенной. Во-вторых, мы изучили уже все у себя под носом, пора посмотреть шире.

Сложнее: В 2015 году мы незаметно вступили в новую эру космонавтики — практически закончили осмотр нашей Солнечной системы. Еще мало что известно о далеком поясе Койпера — и еще меньше об Облаке Оорта. И идут разговоры о еще не открытой девятой планете. Но все известные планеты, несколько комет, несколько астероидов и масса спутников планет уже изучены. И результатом этого изучения стало разочарование. Мы не нашли ни марсиан, ни даже развалин их цивилизации с запасами сверхпроизводительного энергоносителя, не встретили динозавров на Венере, не обнаружили на Луне ни одной летающей тарелки после крушения. Оказалось, что Земля — самое комфортное для проживания место, которое по запасам полезных ископаемых не беднее, а кое-где и богаче всех остальных известных планет. Пока еще остается надежда найти каких-нибудь рыб или кальмаров-убийц в океанах Европы или Энцелада (спутников Юпитера и Сатурна), но сейчас мы уже знаем, что в любой точке Солнечной системы без систем жизнедеятельности человек не проживет дольше полуминуты. Получается, мы либо должны смириться с мыслью, что достигли своего предела и можем расселяться только в Сибири и Антарктиде, либо надо идти дальше. И запускать роботов: сначала к альфе Центавра, потом к Глизе 581, тау Кита — и искать вторую Землю, а если повезет, то и ее обитателей.

meduza.io

А вообще, зачем?

Просто: Да потому, что это просто о...фигенно! Корабль в космос: "Вжжжж", ты такой: "Поехали!".

Сложнее: "Зачем?" - задавайте этот вопрос себе каждое утро при первых звуках будильника, и, я уверен, вы согласитесь, что самый достойный ответ будет "Для расширения границ познания, и увеличения возможностей человека и Человечества".

zelenyikot
Добавляйтесь в друзья, подписывайтесь на Twitter и Facebook
Subscribe to  zelenyikot

promo zelenyikot september 5, 07:45 77
Buy for 800 tokens
Наконец-то я могу официально объявить, что в продаже появилась научно-популярная книга моего авторства об исследовании Солнечной системы автоматическими межпланетными станциями. Здесь можно найти как описание отдельных космических миссий последних лет, так и обобщенные результаты исследований…

  • 1
> Вопрос только - зачем мне это всё в телефоне?

1. почему бы и нет?
2. есть же например такие вещи как суточное снятие кардиограмм

1. Почему бы утюг в телефон не встроить?
2. Более того - есть такие вещи, как снятие кардиограммы в режиме реального времени, непрерывно, под нагрузкой и без.
Но, вот ума не приложу - какая информативность в проведении КТ или МРТ каждые полчаса для меня, врача?
Тем более, опять же - кто будет вращать телефон вокруг пациента, где будет приёмник сигнала, ведь одновременно в телефоне не сможет находится и приёмник и излучатель - между ними тело.

> Почему бы утюг в телефон не встроить?

смотрите. сейчас крайне недорого встроить в каждый телефон GPS. и он встроен в каждый телефон.
в 90% телефонов встроены датчики тяготения, хотя 99% пользователям они не нужны.
итп

если предположить что утюг можно встроить в телефон крайне недорого, то утюг будет встроен в каждый телефон.

теперь насчет медицинских прибамбасов в телефонах.
Apple Watch пользуются большим спросом в частности из за того что измеряют пульс, частоту шагов итп.
будут измерять больше параметров - будут их покупать еще больше.

> Более того - есть такие вещи, как снятие кардиограммы в режиме реального времени, непрерывно, под нагрузкой и без.

но в телефон пока не встроены. ибо датчики пока невозможно бесконтактные делать на эту тему.

> Но, вот ума не приложу - какая информативность в проведении КТ или МРТ каждые полчаса для меня, врача?

МРТ можно придумать зачем. если будет возможность делать в автоматическом режиме (читай без усилий для владельца) МРТ, то можно например будет онлайн наблюдать скажем за суставами. взять какой-либо артрит.
скажем болезнь Бехтерева.
как их щас лечат: больной в любое время (то есть постоянно) принимает противовоспалительные.
если он их не принимает, то у него воспаления приходят с какой-то неравномерной периодичностью.

если можно было бы наблюдать скажем за составом крови в режиме онлайн (каждые пол часа - анализ), то можно было бы больному принимать лекарства только тогда когда это необходимо.

а наблюдая за суставом постоянно, можно так же в зависимости от динамики менять лекарства итп итд.

в общем когда это все условно доразвивается до такого уровня что в средней руки смартфоне будет в режиме реального времени переносная лаборатория аля- Инвитро, то медицинское обслуживание может перейти на качественно другой уровень.
например многие болезни будут лечиться на крайне ранних этапах, а не на поздних как сейчас обычно со среднестатистическим человеком происходит.

это уже по сути трансгуманизм получится

> Тем более, опять же - кто будет вращать телефон вокруг пациента, где будет приёмник сигнала, ведь одновременно в телефоне не сможет находится и приёмник и излучатель - между ними тело.

если предположить что датчик рентген-аппарата или томографа совершенствуется постоянно, то постоянно снижается необходимая энергия излучения для получения одного и того же качества снимка. В какой-то момент времени требуемая энергия излучения сравняется с естественным фоном рентгенизлучения или магнитного поля.
с этого момента не надо будет ничего вращать, а просто снимать показания раз в секунду, и раз в час человек хоть раз но случайно сам повернется (относительно естественного магнитного поля) так как надо датчику.

как-то так.


Apple watch бесконтактные?
Датчики для снятия кардиограммы в дистанционном режиме для моментальной передачи врачу существуют более 20 лет, не надо выдумывать велосипед. Вопрос к Apple, почему они не снабжают свои часы этой функцией. Ответ простой - не нужно. Есть готовые медицинские системы, которые давно уже используются, но делать всем подряд, без подозрений на патологический процесс никто не будет - врачей не хватит.
И никакая программа не сможет анализировать ЭКГ лучше, чем это делает человек. Может в отдалённом будущем, во времена установившегося и реально работающего ИИ.

Не представляю, зачем мне наблюдение в реальном времени за процессами в суставах, которые протекают очень медленно. Настолько, что рентгена раз в полгода вполне достаточно.

Нестероидные противовоспалительные препараты для лечения, например, артритов, сходны по своим свойствам. Не вижу смысла в постоянном мониторинге суставов, чтобы что? Чтобы заменить одно НСПВ на другое? Они всё-равно не способны повлиять на дегенеративный процесс в суставе, кроме, как приостановить его. Вспять не повернут.

Насчёт анализа крови каждые полчаса - это предполагает и забор крови каждые полчаса. По другому никак.
Хотя, если начитаться Стругацких или Пола Андерсона, то, конечно, да.

Где в окружающих нас условиях, на Земле, а не в Космосе, взять "естественный фон рентгенизлучения", не просветите?

Смартфон, обычно, находится в кармане или в сумке - долго придётся ловить необходимое положение.

Изречения -"понятно что буква Р возможно в абривеатуре МРТ станет резко неактуальной" и "я как бы 15 лет отработал в НИИ в разработке в частности медицинского оборудования.
как работает СЕЙЧАС КТ и МРТ я понимаю." несколько противоречат друг другу, не находите?

Снизошёл не великий, а практикующий врач, знакомый как с биологическими, так и с физическими процессами и искренне не понимающий ни способа, ни тем более, целесообразности предложения попыток встраивать
МРТ и КТ в смартфон. Про утюг я вообще промолчу...

Вот же вы мудень.

Тебе чего надо, уебан? Пиздуй мимо.

> Apple watch бесконтактные?

именно. Вы просто надеваете часы, а никаких дополнительных прибамбасов к ним не подключаете.


> Датчики для снятия кардиограммы в дистанционном режиме для моментальной передачи врачу существуют более 20 лет, не надо выдумывать велосипед. Вопрос к Apple, почему они не снабжают свои часы этой функцией. Ответ простой - не нужно.

даже с точки зрения бизнеса (уж извините) - будь ЭКГ в apple watch, можно было бы реализовать автоматический анализатор этого ЭКГ в облаке и подключать к нему всех желающих за абонплату.
рано или поздно подобный стартап будет создан. Другой вопрос что одного ЭКГ для этого маловато... пока.


> И никакая программа не сможет анализировать ЭКГ лучше, чем это делает человек.

анализ ЭКГ базируется на эвристике, основанной на банальной эмпирике. Почему Вы думаете, что весь имеющийся наработанный багаж знаний нельзя запрограммировать?
сложно - да, но почему невозможно?

> Может в отдалённом будущем, во времена установившегося и реально работающего ИИ.

текст распознают без применения ИИ. звук распознают - без применения ИИ.


> Не представляю, зачем мне наблюдение в реальном времени за процессами в суставах, которые протекают очень медленно.

процессы протекают медленно. а воспаления уже быстро. по второй причине при таких болезнях как бехтерева - люди принимают противовоспалительные лекарства постоянно в течение всей жизни. соответственно был бы прибор, позволяющий (подсказывающий) принимать решение на основе экспресс анализа, то подход к лечению многих болезней был бы другим.

> Нестероидные противовоспалительные препараты для лечения, например, артритов, сходны по своим свойствам. Не вижу смысла в постоянном мониторинге суставов, чтобы что? Чтобы заменить одно НСПВ на другое?

например чтобы заменить. другой пример - чтобы уменьшить побочные эффекты. наберите в гугле: НПСВ побочные эффекты.
человек принимает НПСВ постоянно. От этого у него получается что-то более другое и тоже проблемное.

если мы встроим например анализатор крови в часы, то человек сможет принимать НПСВ только по факту необходимости их принимать. Вы разве не видите тут профита для человека никакого?

то же касается практически всех заболеваний. скажем сердечно-сосудистые заболевания итп итд.

> Насчёт анализа крови каждые полчаса - это предполагает и забор крови каждые полчаса. По другому никак.

при анализе крови что делают с ней в лаборатории? разделяют на фракции и затем фракции смотрят по отдельности на предмет спектрального анализа или анализа плотности итп.

вот если отвлечься от медицины: чистым наблюдением через спектрограф с достаточно высокой точностью астрономы определили состав Солнца, многих планет. Понятно что с каким-то приближением. Но тут опять то же самое - датчик нужной точности + способ избавиться от посторонних шумов (отделить их от измеряемого сигнала) - и в общем ничего другого не надо.

теперь вернемся к наш часам. часы на руке. Под ними вены. Что мешает подсветить тем или иным излучением вену раз в сколько-то минут и провести спектральный анализ попавшего на датчик отражения?
Только технологическая сложность задачи, а даже на сегодня принципиально ничего невозможного тут нет


> Где в окружающих нас условиях, на Земле, а не в Космосе, взять "естественный фон рентгенизлучения", не просветите?

естественных излучателей в том числе в ренгеновском диапазоне в мире вагон и тележка.
рентен излучение - это такой же свет, просто на другой частоте. если Вы поставите идеально точный приемник ренгеновского излучения в любой точке земного шара, то он у Вас будет принимать это излучение. Уровень излучения будет колебаться, будет очень низким, но не будет нулевым нигде.

насчет буквы Р в слове МРТ. вижу у Вас как-то зафиксировано в голове текущее положение вещей. и Вы по какой-то причине даже в оценке будущего не пытаетесь уйти от этой фиксации. то есть если рентген, то обязательно он таким и останется. если МРТ то именно вот так. общего в УЗИ, МРТ, рентгене Вы почему-то видеть не можете или не хотите. Я говорю что если в МРТ убрать Р, то получится совсем другой метод, основанный на чем-то другом, однако в смысле медицины он будет решать ту же задачу.

Я не вижу смысла в дальнейшем продолжении диалога - я Вам про Фому, Вы мне про Ерёму.
Плюс мы одни и те же термины понимаем и используем по-разному. Проводить медицинский ликбез в рамках ЖЖ желания нет.
А главное - я чужд юношескому идеализму, возраст не тот. Да и отвечать в очередной раз на словесную кашу, сдобренную ни к месту терминами, не хочется.

  • 1