[Spazio]viaggi interstellari di sonde

[Frank1962]

http://it.wikipedia.org/wiki/Proxima_Centauri

Leggevo, su wikipedia, alla pagina dedicata alla stella più vicina alla terra, proxima centauri, o sarebbe meglio dire una nana rossa, e mi domandavo come mai qualche agenzia spaziale tipo esa o nasa non inviano qualche sonda per studiare tale sistema dato che, come recita su wikipedia, il viaggio durerebbe "solo" 14 anni con una sonda a propulsione ionica.
Anche per Alpha Centauri si potrebero fare la medesima cosa essendo che, a differenza di proxima, alpha è proprio una stella come il sole e si trova alla medesima distanza dal nostro sistema solare come proxima.
So che ci siono missioni di sonde lanciate parecchi anni fa che sono ancora in viaggio per raggiungere i propri obiettivi, tipo la rosetta dell'esa, che se non sbaglio si trova, più o meno, ha doversi fare un viaggio di 10 anni per raggiungere la sua cometa .....quindi perchè non fare la stessa cosa per qualcosa di ancor più interessante come un viaggio tra sistemi stellari?

Frank

[Cfranco]

Originariamente inviato da Frank1962

http://it.wikipedia.org/wiki/Proxima_Centauri

Leggevo, su wikipedia, alla pagina dedicata alla stella più vicina alla terra, proxima centauri, o sarebbe meglio dire una nana rossa, e mi domandavo come mai qualche agenzia spaziale tipo esa o nasa non inviano qualche sonda per studiare tale sistema dato che, come recita su wikipedia, il viaggio durerebbe "solo" 14 anni con una sonda a propulsione ionica.
Anche per Alpha Centauri si potrebero fare la medesima cosa essendo che, a differenza di proxima, alpha è proprio una stella come il sole e si trova alla medesima distanza dal nostro sistema solare come proxima.
So che ci siono missioni di sonde lanciate parecchi anni fa che sono ancora in viaggio per raggiungere i propri obiettivi, tipo la rosetta dell'esa, che se non sbaglio si trova, più o meno, ha doversi fare un viaggio di 10 anni per raggiungere la sua cometa .....quindi perchè non fare la stessa cosa per qualcosa di ancor più interessante come un viaggio tra sistemi stellari?

Frank

14 anni ?!
Con che tecnologia ?
il Voyager ci ha messo 14 anni per arrivare a Nettuno ...
E cosa usi per trasmettere i segnali radio ?
Già adesso i Pioneer non li riceviamo più , e alle prime stelle ci arriveranno fra qualche milione di anni

[_fred_]

Da quel po' che ho sentito in vari documentari e letto da qualche parte, la propulsione ionica è (o sarà) preferita a quella chimica per il minor consumo di combustibile (e quindi miniaturizzazione con conseguente minor pesi da portarsi appresso) e non per la maggior spinta che ne potrebbe derivare, che anzi potrebbe anche essere minore rispetto alla propulsione tradizionale.

Sinceramente non saprei proprio...

[gpc]

Originariamente inviato da Cfranco

14 anni ?!
Con che tecnologia ?

Direi che è una cazzata di proporzioni... cosmiche.
La propulsione ionica è già stata utilizzata, ultima in ordine di tempo la sonda SMART-1 che è andata in orbita attorno alla luna l'anno scorso (?), e come si diceva è caratterizzata da consumi ridottissimi ma che danno spinte altrettanto ridottissime.
Tanto per intenderci, la forza data dal motore di questa sonda era praticamente quella che la gravità esercita su una cartolina che cade, per fare un esempio concreto. Il vantaggio di questa tecnologia è che il motore può funzionare per tempi lunghissimi e quindi, alla fine, si ottiene una velocità alta. Attenzione: se ci vogliono dieci anni per arrivare alla velocità X, ce ne vorranno altri 10 per rallentare nuovamente, ad esempio quando si vuole entrare in orbita.
In ogni caso, allo stato attuale, i viaggi interstellari sono pura fantascienza.

[Frank1962]

...e mi sembrava strano in effetti.
Allora qualcuno modifichi quella pagina di wikipedia e tolga quella strafalcione!!!

citazione dal link che ho postato:
Un più probabile viaggio di una sonda spaziale in grado di accelerare continuamente, con un motore atomico a ioni, fino al 30% della velocita della luce, con una analoga decelerazione nella parte finale del viaggio, impiegherebbe poco meno di 14 anni, più 4 anni necessari perché il segnale radio giunga fino a noi.

ma che

[albertoz85]

Originariamente inviato da Frank1962

...e mi sembrava strano in effetti.
Allora qualcuno modifichi quella pagina di wikipedia e tolga quella strafalcione!!!


ma che

Beh ma non è errata la frase su wiki, non dice che una sonda a ioni è in grado di raggiungere Proxima Centauri in 14 anni a prescindere, ma che una sonda capace di raggiungere 0.3c sarebbe in grado di arrivare in 14 anni... è tutto lì l'inghippo, la frase di per se è esatta.

[gpc]

Originariamente inviato da albertoz85

Beh ma non è errata la frase su wiki, non dice che una sonda a ioni è in grado di raggiungere Proxima Centauri in 14 anni a prescindere, ma che una sonda capace di raggiungere 0.3c sarebbe in grado di arrivare in 14 anni... è tutto lì l'inghippo, la frase di per se è esatta.

Volendo proprio fare l'avvocato del diavolo eh... diciamo che è ingannevole, in ogni caso: prima fa l'esempio dell'Enterprise, poi fa l'altro facendo finta di dire "andando più sul reale"...

[albertoz85]

Originariamente inviato da gpc

Volendo proprio fare l'avvocato del diavolo eh... diciamo che è ingannevole, in ogni caso: prima fa l'esempio dell'Enterprise, poi fa l'altro facendo finta di dire "andando più sul reale"...

Bah secondo me non c'è nulla di errato... è sicuramente più reale un propulsore a ioni in grado di raggiungere 0.3c che la curvatura... e il calcolo è esatto, per cui...

[gpc]

Originariamente inviato da albertoz85

Bah secondo me non c'è nulla di errato... è sicuramente più reale un propulsore a ioni in grado di raggiungere 0.3c che la curvatura... e il calcolo è esatto, per cui...

Con questo ragionamento, non è irreale nemmeno l'Enterprise... ma un fantomatico "propulsore nucleare a ioni" allo stato attuale non esiste, mentre in quelle righe sembra voler dire che esista e che con quello ci si metterebbero 14 anni. Non dico che non sia vero il conto (come è corretto anche quello dell'Enterprise), dico che è ingannevole come viene presentato.

[albertoz85]

Originariamente inviato da gpc

ma un fantomatico "propulsore nucleare a ioni" allo stato attuale non esiste...

Fantomatico mi sembra un po' esagerato, visto che esistono prototipi funzionanti e missioni che utilizzeranno questo sistema potrebbero essere approvate nei prossimi anni, in più esistono e funzionano gli RTG (o i futuri generatori a ciclo Stirling) e i propulsori a ioni, per cui è fisicamente fattibile, e anzi di prossima applicazione (non avrà sicuramente le prestazioni richieste per andare su PC ma è fisicamente e tecnologicamente fattibile), per quanto riguarda la curvatura francamente non mi sento di dire la stessa cosa...

[Frank1962]

il problema è... una sonda spaziale con propulsione a ioni può, entro i presunti 14 anni citati, arrivare alla velocità 0,3c?
Perchè in questi 14 anni impiegati per il viaggio sono incluse, ovviamente, l'accelerazione per raggiungere la velocità di "crociera" e la decelerazione per entrare in orbita.

[albertoz85]

Originariamente inviato da Frank1962

il problema è... una sonda spaziale con propulsione a ioni può, entro i presunti 14 anni citati, arrivare alla velocità 0,3c?
Perchè in questi 14 anni impiegati per il viaggio sono incluse, ovviamente, l'accelerazione per raggiungere la velocità di "crociera" e la decelerazione per entrare in orbita.

Oggi ovviamente no, ma è fisicamente possibile.
Poi c'è anche scritto sul link che raggiungere PC in 14 anni significa accelerare per 7 anni a 0,3c e decelerare allo stesso modo per altri 7.
Questo era quello che intendevo dire, e che penso di interpretare sulla descrizione di wiki, una sonda che riuscisse ad avere queste prestazioni sarebbe in grado di arrivare in 14 anni, punto. Non c'è scritto che oggi si può riuscire, come c'è scritto che sicuramente è più vicina alla realtà fisica della curvatura.

[danny2005]

Proxima centauri non è a poco più di 4 anni luce dalla terra? Non sono più di 30000 miliardi di Km? Facendo la straordinaria velocità di 1 miliardo di Km all'anno altro che 14 anni per arrivare.....

con l'attuale tecnologia.....

[JL_Picard]

Originariamente inviato da danny2005

Proxima centauri non è a poco più di 4 anni luce dalla terra? Non sono più di 30000 miliardi di Km? Facendo la straordinaria velocità di 1 miliardo di Km all'anno altro che 14 anni per arrivare.....

con l'attuale tecnologia.....

La distanza è 4.23 anni luce... 40*10^15 metri

volendo raggiungere 0.33c (100.000 Km/s) e nel contempo avere la minima accelerazione si ha che per la prima metà del viaggio occorre accelerare costantemente per poi rallentare altrettanto costantemente...

S=S(0) +v(0)*t+0.5*a*t^2
V=v(0)+a*t

S(0)=0
v(=)=0

quindi si tratta di risolvere il sistema
S=0.5*a*t^2
V=a*t

si ricava a=(v^2)/2s=0.25 m/s^2

t^2=2s/a= 200.000.000 secondi
= 6.34 anni

il viaggio durerebbe complessivamente 2*6.34=12.67 anni

quindi il conto è corretto...

resta da vedere se la propulsione a ioni è in grado di garantire un'accelerazione pari a 0.25m/s^2 = g/40

[Banus]

Originariamente inviato da gpc

Con questo ragionamento, non è irreale nemmeno l'Enterprise... ma un fantomatico "propulsore nucleare a ioni" allo stato attuale non esiste, mentre in quelle righe sembra voler dire che esista e che con quello ci si metterebbero 14 anni. Non dico che non sia vero il conto (come è corretto anche quello dell'Enterprise), dico che è ingannevole come viene presentato.

Conviene sempre controllare almeno la wikipedia inglese, soprattutto se accanto alla frase ti aggiunge la citazione

Per raggiungere in 7 anni (14/2) la velocità di 0,3c serve una accelerazione di 0,45 m/s^2. Il più potente propulsore a ioni testato produce una spinta di 2,9 N, ciò significa che la sonda non può avere una massa superiore a 6,4 Kg. Dubito che sia possibile contenere motore e soprattutto combustibile necessario a un viaggio così lungo, in parametri così stretti.
(facendo un calcolo semplice - s = at^2 con t tempo di metà viaggio e a*t = 0,3c ottengo 26 anni circa, e non 14... temo che anche quella parte sia sbagliata )

Originariamente inviato da albertoz85

una sonda che riuscisse ad avere queste prestazioni sarebbe in grado di arrivare in 14 anni, punto. Non c'è scritto che oggi si può riuscire, come c'è scritto che sicuramente è più vicina alla realtà fisica della curvatura.

Ma wikipedia non è spazio per speculazioni personali; se è stato fatto qualche studio serio (anche speculativo) va bene, altrimenti è meglio non dire nulla. Forse è meglio togliere quella parte

[albertoz85]

Originariamente inviato da Banus

Ma wikipedia non è spazio per speculazioni personali; se è stato fatto qualche studio serio (anche speculativo) va bene, altrimenti è meglio non dire nulla. Forse è meglio togliere quella parte

Non c'è nessuna speculazione personale, semplicemente la frase su wiki non ha lo stesso significato di come è stata riportata nel primo post qui. Se la si legge c'è ben poco da interpretare, è italiano.
Altro che studi speculativi, la propulsione elettro-ionica è una realtà, non è fantascienza:
http://en.wikipedia.org/wiki/Ion_engines
http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_propulsion
http://en.wikipedia.org/wiki/Hall_effect_thruster
http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_electric_rocket
http://en.wikipedia.org/wiki/MPD_thruster
http://en.wikipedia.org/wiki/Electro...lasma_thruster
http://en.wikipedia.org/wiki/Pulsed_inductive_thruster
http://en.wikipedia.org/wiki/Variabl...oplasma_rocket
http://en.wikipedia.org/wiki/EmDrive
http://en.wikipedia.org/wiki/HiPEP

Per il motore a ioni oggi il fattore limitante è la produzione elettrica che fino ad ora è stata solare, semplicemente accoppiandoci un RTG o un motore a ciclo Stirling si avrebbe a disposizione maggiore potenza elettrica da impiegare in spinta, questo è l'elettro-nucleare ionico non c'è speculazione personale o fantascienza di mezzo.
I propulsori elettro-ionici attuali sono ben oltre la spinta che hai dato, sono stati testati propulsori da oltre 30N, e ripeto, il fattore limitante è la sorgente di potenza non la conversione in spinta.
Altro parametro da considerare è l'ISP molto più vantaggioso e molto più utile in calcoli di questo tipo...

Ripeto siamo ben distanti dalla potenza necessaria per quelle prestazioni ma è fisicamente possibile raggiungerle.

[Frank1962]

Quindi la conclusione è, che allo stato attuale, è possibile raggingue 100.000Km/s in circa 7 anni con un oggetto di massa non superiore a 6,4Kg?
Se qusta è la realtà dei fatti, allora non siamo messi niente male per prevedere un eventuale, non troppo remoto, viaggio interstellare con sonde automatiche...

[gpc]

Originariamente inviato da Frank1962

Quindi la conclusione è, che allo stato attuale, è possibile raggingue 100.000Km/s in circa 7 anni con un oggetto di massa non superiore a 6,4Kg?
Se qusta è la realtà dei fatti, allora non siamo messi niente male per prevedere un eventuale, non troppo remoto, viaggio interstellare con sonde automatiche...

Hai voglia... conta la massa del carburante che deve essere consumato ininterrottamente per 14 anni "a manetta" e vedi che i 6.4Kg non ti basterebbero manco per quella.

[gpc]

toh, il primo dato che ho trovato è relativo ad una delle sonde Pioneer:

The spacecraft's launch weight of 550 kg (1220 lbs) included 45 kg (100 lb) of scientific instruments and 180 kg (400 lb) of rocket propellant.

Chiaramente è per dare un'ordine di grandezza... ma le masse sono di questo tipo, nei 6.4Kg non ci stai nemmeno con la struttura di un microsatellite da orbita bassa...

[albertoz85]

Originariamente inviato da gpc

Hai voglia... conta la massa del carburante che deve essere consumato ininterrottamente per 14 anni "a manetta" e vedi che i 6.4Kg non ti basterebbero manco per quella.

Infatti bisogna considerare l'ISP per calcoli di questo tipo, propulsori come l'HiPEP hanno ISP di 9000sec. ovvero 0,7N di spinta applicata per 1776450 secondi per ogni kg di propellente a bordo.

Il tempo minimo per raggiungere il sistema di PC si avrebbe accelerando per tutto il viaggio, questo ridurrebbe i tempi ma aumenterebbe i consumi e non permetterebbe un inserimento ma solo un flyby del sistema.

Per cui l'accelerazione massima raggiungibile oggi non permette quelle prestazioni.