Vitesse du navire dans l'espace en km. Les fusées les plus rapides du monde

11.06.2010 00:10

Le vaisseau spatial américain Dawn récemment installé nouvel enregistrement gagnant en vitesse - 25,5 mille km/h, devant son principal concurrent - la sonde Deep Space 1. Cette réalisation a été rendue possible grâce au moteur ionique ultra-puissant installé sur l'appareil. Cependant, selon les experts NASA, c'est loin d'être la limite de ses capacités.

La vitesse du vaisseau spatial américain Dawn a atteint une valeur record le 5 juin - 25,5 mille km/h. Toutefois, selon les scientifiques, dans un avenir proche, la vitesse du navire atteindra 100 000 km/h.

Ainsi, grâce à son moteur unique, Dawn a surpassé son prédécesseur, la sonde Deep Space 1, un vaisseau spatial expérimental automatique lancé le 24 octobre 1998 par un lanceur. Certes, Deep Space 1 conserve toujours le titre de station dont les moteurs ont duré le plus longtemps. Mais Dawn peut devancer son « concurrent » dans cette catégorie dès le mois d'août.

La tâche principale vaisseau spatial, lancé il y a trois ans, doit étudier l'astéroïde 4 Vesta, dont la sonde s'approchera en 2011, et planète naine Cérès. Les scientifiques espèrent obtenir les données les plus précises sur la forme, la taille, la masse, la composition minérale et élémentaire de ces objets situés entre les orbites de Jupiter et de Mars. Chemin général La distance que le vaisseau spatial Dawn doit parcourir est de 4 milliards 800 millions de kilomètres.

Depuis dans Cosmos il n'y a pas d'air, ayant accéléré, le navire continue de se déplacer à la même vitesse. Sur Terre, cela est impossible en raison du ralentissement dû au frottement. L'utilisation de moteurs ioniques dans un espace sans air a permis aux scientifiques de rendre le processus d'augmentation progressive de la vitesse du vaisseau spatial Dawn aussi efficace que possible.

Le principe de fonctionnement de ce moteur innovant est l'ionisation du gaz et son accélération par un champ électrostatique. Dans le même temps, grâce au rapport charge/masse élevé, il devient possible d’accélérer les ions à des vitesses très élevées. Ainsi, une impulsion spécifique très élevée peut être obtenue dans le moteur, ce qui peut réduire considérablement la consommation de masse réactive de gaz ionisé (par rapport à réaction chimique), mais nécessite coûts élevésénergie.

Les trois moteurs de Dawn ne fonctionnent pas en permanence, mais sont allumés brièvement à certains moments du vol. À ce jour, ils ont travaillé 620 jours au total et consommé plus de 165 kilogrammes de xénon. Des calculs simples montrent que la vitesse de la sonde augmentait d'environ 100 km/h tous les quatre jours. À la fin de la mission de huit ans de Dawn (bien que les experts n'excluent pas de la prolonger), la durée totale de fonctionnement des moteurs sera de 2 000 jours, soit près de 5,5 ans. De tels indicateurs promettent que la vitesse du vaisseau spatial atteindra 38,6 mille km/h.

Cela peut sembler minime compte tenu au moins de la première vitesse cosmique à laquelle les satellites artificiels de la Terre sont lancés, mais pour vaisseau spatial interplanétaire sans aucun accélérateur externe, sans effectuer de manœuvres particulières dans le champ gravitationnel des planètes, ce résultat est vraiment remarquable.

Présenté à l'attention des lecteurs les fusées les plus rapides du monde tout au long de l'histoire de la création.

Vitesse 3,8 km/s

Le missile balistique à moyenne portée le plus rapide avec une vitesse maximale de 3,8 km par seconde ouvre le classement des missiles les plus rapides au monde. Le R-12U était une version modifiée du R-12. La fusée différait du prototype par l'absence de fond intermédiaire dans le réservoir de comburant et quelques modifications mineures de conception - il n'y a pas de charges de vent dans le puits, ce qui a permis d'alléger les réservoirs et les compartiments secs de la fusée et d'éliminer le besoin pour les stabilisateurs. Depuis 1976, les missiles R-12 et R-12U ont commencé à être retirés du service et remplacés par des systèmes terrestres mobiles Pioneer. Ils ont été retirés du service en juin 1989 et, entre le 21 mai 1990, 149 missiles ont été détruits à la base de Lesnaya en Biélorussie.

Vitesse 5,8 km/s

L'un des lanceurs américains les plus rapides avec une vitesse maximale de 5,8 km par seconde. Il s’agit du premier missile balistique intercontinental développé adopté par les États-Unis. Développé dans le cadre du programme MX-1593 depuis 1951. Il a constitué la base de l'arsenal nucléaire de l'US Air Force de 1959 à 1964, mais a ensuite été rapidement retiré du service en raison de l'avènement du missile Minuteman, plus avancé. Il a servi de base à la création de la famille de lanceurs spatiaux Atlas, en service depuis 1959 à ce jour.

Vitesse 6 km/s

UGM-133 UN Trident II- Missile balistique américain à trois étages, l'un des plus rapides au monde. Son vitesse maximum est de 6 km par seconde. Le « Trident-2 » est développé depuis 1977 en parallèle du plus léger « Trident-1 ». Adopté en service en 1990. Poids au lancement - 59 tonnes. Max. poids de projection - 2,8 tonnes avec une portée de lancement de 7 800 km. Portée maximale vol avec un nombre réduit d'ogives - 11 300 km.

Vitesse 6 km/s

L'un des missiles balistiques à propergol solide les plus rapides au monde, en service en Russie. Il a un rayon de dégâts minimum de 8 000 km et une vitesse approximative de 6 km/s. Le développement de la fusée est réalisé depuis 1998 par l'Institut de génie thermique de Moscou, qui l'a développé en 1989-1997. missile au sol "Topol-M". À ce jour, 24 lancements d'essai du Bulava ont été effectués, quinze d'entre eux ont été considérés comme réussis (lors du premier lancement, un prototype de fusée de taille massive a été lancé), deux (le septième et le huitième) ont été partiellement réussis. Le dernier lancement d'essai de la fusée a eu lieu le 27 septembre 2016.

Vitesse 6,7 km/s

Minuteman LGM-30 g- l'un des missiles balistiques intercontinentaux terrestres les plus rapides au monde. Sa vitesse est de 6,7 km par seconde. Le LGM-30G Minuteman III a une portée de vol estimée entre 6 000 et 10 000 kilomètres, selon le type d'ogive. Minuteman 3 est en service aux États-Unis de 1970 à nos jours. Il s’agit du seul missile basé sur des silos aux États-Unis. Le premier lancement de la fusée a eu lieu en février 1961, les modifications II et III ont été lancées respectivement en 1964 et 1968. La fusée pèse environ 34 473 kilogrammes et est équipée de trois moteurs à propergol solide. Il est prévu que le missile soit en service jusqu'en 2020.

Vitesse 7 km/s

Le missile antimissile le plus rapide au monde, conçu pour détruire des cibles hautement maniables et des missiles hypersoniques à haute altitude. Les tests de la série 53T6 du complexe Amour ont débuté en 1989. Sa vitesse est de 5 km par seconde. La fusée est un cône pointu de 12 mètres sans partie saillante. Son corps est en acier à haute résistance utilisant un bobinage composite. La conception de la fusée lui permet de résister à des surcharges importantes. L'intercepteur démarre avec une accélération 100 fois supérieure et est capable d'intercepter des cibles volant à des vitesses allant jusqu'à 7 km par seconde.

Vitesse 7,3 km/s

Le plus puissant et le plus rapide fusée nucléaire dans le monde à une vitesse de 7,3 km par seconde. Il s’agit en premier lieu de détruire les postes de commandement les plus fortifiés, les silos de missiles balistiques et les bases aériennes. Les explosifs nucléaires d'un missile peuvent détruire Grande ville, une très grande partie des USA. La précision de frappe est d’environ 200 à 250 mètres. Le missile est hébergé dans les silos les plus solides au monde. Le SS-18 transporte 16 plates-formes, dont une chargée de leurres. Lorsqu'elles entrent en orbite haute, toutes les têtes de "Satan" se dirigent "dans un nuage" de fausses cibles et ne sont pratiquement pas identifiées par les radars.

Vitesse 7,9 km/s

Le missile balistique intercontinental (DF-5A), avec une vitesse maximale de 7,9 km par seconde, ouvre le top trois des plus rapides au monde. L'ICBM chinois DF-5 est entré en service en 1981. Il peut transporter une énorme ogive de 5 MT et a une portée de plus de 12 000 km. Le DF-5 a une déviation d'environ 1 km, ce qui signifie que le missile n'a qu'un seul objectif : détruire les villes. Taille de l'ogive, déviation et fait qu'elle préparation complète En seulement une heure de lancement, cela signifie que le DF-5 est une arme punitive, conçue pour punir tout attaquant potentiel. La version 5A a une portée accrue, une déviation améliorée de 300 m et la capacité de transporter plusieurs ogives.

R-7 Vitesse 7,9 km/s

R-7- Soviétique, le premier missile balistique intercontinental, l'un des plus rapides au monde. Sa vitesse de pointe est de 7,9 km par seconde. Le développement et la production des premiers exemplaires de la fusée ont été réalisés en 1956-1957. entreprise près de Moscou OKB-1. Après des lancements réussis, il fut utilisé en 1957 pour lancer le premier satellites artificiels Terre. Depuis lors, les lanceurs de la famille R-7 ont été activement utilisés pour le lancement vaisseau spatialà diverses fins, et depuis 1961, ces lanceurs sont largement utilisés dans l'astronautique habitée. Sur la base du R-7, toute une famille de lanceurs a été créée. De 1957 à 2000, plus de 1 800 lanceurs basés sur le R-7 ont été lancés, dont plus de 97 % ont réussi.

Vitesse 7,9 km/s

RT-2PM2 "Topol-M" (15Zh65)- le missile balistique intercontinental le plus rapide au monde avec une vitesse maximale de 7,9 km par seconde. Portée maximale - 11 000 km. Transporte une ogive thermonucléaire d'une puissance de 550 kt. La version en silo a été mise en service en 2000. La méthode de lancement est le mortier. Mars moteur à combustible solide La fusée lui permet de gagner en vitesse beaucoup plus rapidement que les types précédents de fusées d'une classe similaire créées en Russie et en Union soviétique. Il est donc beaucoup plus difficile pour les systèmes de défense antimissile de l'intercepter pendant la phase active du vol.

L’un des plus grands atouts de l’humanité est l’international station spatiale, ou ISS. Plusieurs États se sont réunis pour le créer et l'exploiter en orbite : la Russie, certains pays européens, le Canada, le Japon et les États-Unis. Cet appareil montre que beaucoup de choses peuvent être accomplies si les pays coopèrent constamment. Tout le monde sur la planète connaît cette station et de nombreuses personnes se posent des questions sur l'altitude et l'orbite de l'ISS. Combien d’astronautes étaient là ? Est-il vrai que les touristes y sont autorisés ? Et ce n’est pas tout ce qui intéresse l’humanité.

Structure de la gare

L'ISS se compose de quatorze modules abritant des laboratoires, des entrepôts, des salles de repos, des chambres et des buanderies. La station dispose même d'une salle de sport avec des appareils d'exercice. L’ensemble de ce complexe fonctionne grâce à des panneaux solaires. Ils sont immenses, de la taille d’un stade.

Faits sur l'ISS

Lors de son exploitation, la station a suscité beaucoup d’admiration. Cet appareil est la plus grande réussite de l'esprit humain. Dans sa conception, son objectif et ses caractéristiques, on peut le qualifier de perfection. Bien sûr, peut-être que dans 100 ans, ils commenceront à construire des vaisseaux spatiaux d'un type différent sur Terre, mais pour l'instant, cet appareil est aujourd'hui la propriété de l'humanité. Ceci est démontré par les faits suivants concernant l’ISS :

1. Au cours de son existence, environ deux cents astronautes ont visité l'ISS. Il y avait aussi des touristes ici qui venaient simplement observer l'Univers depuis des hauteurs orbitales.
2. La station est visible depuis la Terre à l'œil nu. Cette structure est la plus grande parmi les satellites artificiels et peut être facilement vue depuis la surface de la planète sans aucun appareil grossissant. Il existe des cartes sur lesquelles vous pouvez voir à quelle heure et quand l'appareil survole les villes. Il est facile de trouver des informations sur votre localité: Voir les horaires des vols sur la région.
3. Pour assembler la station et la maintenir en état de fonctionnement, les cosmonautes sortaient plus de 150 fois par jour. espace ouvert, y passant environ mille heures.
4. L'appareil est contrôlé par six astronautes. Le système de survie assure la présence continue des personnes à la station dès son lancement.
5. La Station spatiale internationale est un lieu unique où se déroulent une grande variété d’expériences en laboratoire. Les scientifiques font des découvertes uniques dans les domaines de la médecine, de la biologie, de la chimie et de la physique, de la physiologie et des observations météorologiques, ainsi que dans d'autres domaines scientifiques.
6. L'appareil utilise un géant panneaux solaires, dont la taille atteint la superficie du territoire terrain de football avec ses zones d'en-but. Leur poids est de près de trois cent mille kilogrammes.
7. Les batteries sont capables d'assurer pleinement le fonctionnement de la station. Leur travail est soigneusement surveillé.
8. La station dispose d'une mini-maison équipée de deux salles de bain et d'une salle de sport.
9. Le vol est surveillé depuis la Terre. Des programmes composés de millions de lignes de code ont été développés pour le contrôle.

Astronautes

Depuis décembre 2017, l'équipage de l'ISS est composé des astronomes et cosmonautes suivants :

• Anton Shkaplerov - commandant de l'ISS-55. Il a visité la station à deux reprises - en 2011-2012 et en 2014-2015. Au cours de 2 vols, il a vécu à la gare pendant 364 jours.
• Skeet Tingle - ingénieur de vol, astronaute de la NASA. Cet astronaute n'a aucune expérience vols spatiaux.
• Norishige Kanai - ingénieur de vol, astronaute japonais.
• Alexandre Misurkine. Son premier vol a eu lieu en 2013 et a duré 166 jours.
• Macr Vande Hai n'a aucune expérience de vol.
• Joseph Akaba. Le premier vol a été effectué en 2009 dans le cadre de Discovery, et le deuxième vol a été réalisé en 2012.

La Terre vue de l'espace

De l'espace à la Terre ouvert espèce unique. Ceci est démontré par des photographies et des vidéos d'astronautes et de cosmonautes. Vous pouvez voir le travail de la station et les paysages spatiaux si vous regardez les émissions en ligne depuis la station ISS. Cependant, certaines caméras sont éteintes en raison de travaux de maintenance.

Droit d’auteur des illustrations Thinkstock

L’actuel record de vitesse dans l’espace existe depuis 46 ans. Le correspondant se demandait quand il serait battu.

Nous, les humains, sommes obsédés par la vitesse. Ainsi, ce n'est qu'au cours des derniers mois que l'on a appris que des étudiants allemands avaient établi un record de vitesse pour une voiture électrique, et que l'US Air Force envisage d'améliorer les avions hypersoniques afin qu'ils atteignent des vitesses cinq fois supérieures à la vitesse du son, c'est-à-dire plus de 6 100 km/h.

De tels avions n’auront pas d’équipage, mais pas parce que les gens ne peuvent pas se déplacer à des vitesses aussi élevées. En fait, les gens se sont déjà déplacés à des vitesses plusieurs fois supérieures à la vitesse du son.

Cependant, existe-t-il une limite au-delà de laquelle nos corps, qui courent à toute allure, ne seront plus capables de résister à la surcharge ?

Le record de vitesse actuel est partagé à parts égales par trois astronautes qui ont participé à la mission spatiale Apollo 10 : Tom Stafford, John Young et Eugene Cernan.

En 1969, lorsque les astronautes ont fait le tour de la Lune et sont revenus, la capsule dans laquelle ils se trouvaient a atteint une vitesse qui sur Terre serait de 39,897 km/h.

"Je pense qu'il y a cent ans, nous pouvions difficilement imaginer qu'une personne puisse se déplacer dans l'espace à une vitesse de près de 40 000 kilomètres par heure", explique Jim Bray du groupe aérospatial Lockheed Martin.

Bray est le directeur du projet de module habitable pour navire prometteur Orion, en cours de développement Agence spatiale NASA des États-Unis.

Selon les développeurs, le vaisseau spatial Orion - polyvalent et partiellement réutilisable - devrait lancer des astronautes sur une orbite terrestre basse. Il est très possible qu'avec son aide, il soit possible de battre le record de vitesse établi pour une personne il y a 46 ans.

La nouvelle fusée super-lourde, qui fait partie du Space Launch System, devrait effectuer son premier vol habité en 2021. Il s’agira d’un survol d’un astéroïde situé en orbite lunaire.

Une personne moyenne peut résister à une force d’environ cinq G avant de s’évanouir.

Suivront ensuite des expéditions de plusieurs mois vers Mars. Désormais, selon les concepteurs, la vitesse maximale habituelle d'Orion devrait être d'environ 32 000 km/h. Cependant, la vitesse atteinte par Apollo 10 peut être dépassée même si la configuration de base du vaisseau spatial Orion est maintenue.

"Orion est conçu pour voler vers diverses cibles tout au long de sa durée de vie opérationnelle", explique Bray. "Cela pourrait être beaucoup plus rapide que ce que nous prévoyons actuellement."

Mais même Orion ne représentera pas le sommet du potentiel de vitesse humaine. "Il n'y a pratiquement aucune limite à la vitesse à laquelle nous pouvons voyager autre que la vitesse de la lumière", explique Bray.

La vitesse de la lumière est d'un milliard de km/heure. Peut-on espérer que nous parviendrons à combler l'écart entre 40 000 km/h et ces valeurs ?

Étonnamment, la vitesse en tant que quantité vectorielle indiquant la vitesse et la direction du mouvement ne pose pas de problème pour les personnes au sens physique, tant qu'elle est relativement constante et dirigée dans une direction.

Par conséquent, les gens - en théorie - peuvent se déplacer dans l'espace à peine plus lentement que la « vitesse limite de l'univers », c'est-à-dire vitesse de la lumière.

Mais même si nous surmontons les obstacles technologiques importants associés aux engins spatiaux à grande vitesse, nos fragiles masses d’eau seront confrontées à de nouveaux dangers liés aux effets de la grande vitesse.

Seuls des dangers imaginaires peuvent surgir si les gens sont capables de se déplacer vitesse plus rapide lumière grâce à l'utilisation de meurtrières dans physique moderne ou par des découvertes qui brisent les sentiers battus.

Comment résister à la surcharge

Cependant, si nous avons l'intention de voyager à des vitesses supérieures à 40 000 km/h, nous devrons l'atteindre et ensuite ralentir, lentement et avec patience.

Une accélération rapide et une décélération tout aussi rapide sont lourdes de conséquences. danger mortel pour le corps humain. En témoigne la gravité des blessures résultant d'accidents de voiture, dans lesquels la vitesse passe de plusieurs dizaines de kilomètres par heure à zéro.

Quelle est la raison pour ça? Dans cette propriété de l'Univers, appelée inertie ou capacité corps physique, ayant une masse, résiste aux changements de son état de repos ou de mouvement en l'absence ou en compensation d'influences extérieures.

Cette idée est formulée dans la première loi de Newton, qui stipule : « Tout corps continue d'être maintenu dans son état de repos ou uniforme et mouvement rectiligne, jusqu'à ce et dans la mesure où il n'est pas contraint par les forces appliquées de changer cet état.

Nous, les humains, sommes capables de supporter d’énormes surcharges sans blessures graves, même si ce n’est que pour quelques instants.

"État de repos et de mouvement avec vitesse constante"C'est normal pour le corps humain", explique Bray. "Il faut plutôt se préoccuper de l'état de la personne au moment de l'accélération."

Il y a environ un siècle, le développement d’avions robustes capables de manœuvrer à grande vitesse a amené les pilotes à signaler d’étranges symptômes provoqués par des changements de vitesse et de direction de vol. Ces symptômes comprenaient une perte temporaire de la vision et une sensation de lourdeur ou d’apesanteur.

La raison en est les forces g, mesurées en unités de G, qui sont le rapport entre l'accélération linéaire et l'accélération. chute libreà la surface de la Terre sous l’influence de l’attraction ou de la gravité. Ces unités reflètent l'effet de l'accélération de la gravité sur la masse, par exemple, d'un corps humain.

Une surcharge de 1 G est égale au poids d'un corps qui se trouve dans le champ gravitationnel de la Terre et est attiré vers le centre de la planète à une vitesse de 9,8 m/sec (au niveau de la mer).

Les forces G ressenties verticalement de la tête aux pieds ou vice versa sont vraiment une mauvaise nouvelle pour les pilotes et les passagers.

Aux surcharges négatives, c'est-à-dire en ralentissant, le sang afflue des orteils vers la tête, une sensation de sursaturation apparaît, comme lors d'un poirier.

Le « voile rouge » (la sensation qu'une personne éprouve lorsque le sang afflue vers la tête) se produit lorsque les paupières inférieures translucides et gonflées de sang se soulèvent et recouvrent les pupilles des yeux.

Et, à l’inverse, lors d’accélérations ou de forces g positives, le sang circule de la tête vers les pieds, les yeux et le cerveau commencent à manquer d’oxygène à mesure que le sang s’accumule dans les membres inférieurs.

Au début, la vision devient brumeuse, c'est-à-dire une perte de vision des couleurs se produit et ce qu'on appelle un « voile gris » apparaît, puis une perte totale de la vision ou « voile noir » se produit, mais la personne reste consciente.

Une surcharge excessive entraîne une perte totale de conscience. Cette condition est appelée syncope de surcharge. De nombreux pilotes sont morts parce qu'un « voile noir » leur est tombé sur les yeux et ils se sont écrasés.

Une personne moyenne peut résister à une force d’environ cinq G avant de perdre connaissance.

Les pilotes, portant des combinaisons anti-g spéciales et entraînés à contracter et à détendre les muscles de leur torse de manière spéciale pour empêcher le sang de couler de la tête, sont capables de contrôler l'avion à environ neuf G.

Lorsqu’ils atteignent une vitesse de croisière stable de 26 000 km/h en orbite, les astronautes ne ressentent pas plus de vitesse que les passagers des vols commerciaux.

"Pour courtes périodes temps corps humain peut résister à des forces g beaucoup plus fortes que neuf G, explique Jeff Swiatek, Directeur exécutif Association médicale aérospatiale, située à Alexandria, en Virginie. - Mais résiste aux surcharges élevées partout longue période Très peu de gens sont capables de gagner du temps."

Nous, les humains, sommes capables de supporter d’énormes surcharges sans blessures graves, même si ce n’est que pour quelques instants.

Le record d'endurance à court terme a été établi par le capitaine de l'US Air Force Eli Beeding Jr. à la base aérienne de Holloman au Nouveau-Mexique. En 1958, lors d'un freinage sur un traîneau spécial équipé d'un moteur-fusée, après avoir accéléré à 55 km/h en 0,1 seconde, il subit une surcharge de 82,3 G.

Ce résultat a été enregistré par un accéléromètre fixé sur sa poitrine. Beeding a également souffert d’un « nuage noir » au-dessus des yeux, mais il s’en est sorti avec seulement des contusions lors de cette remarquable démonstration d’endurance humaine. Certes, après la course, il a passé trois jours à l'hôpital.

Et maintenant dans l'espace

Les astronautes, selon le moyen de transport, ont également subi des surcharges assez élevées - de trois à cinq G - respectivement lors des décollages et lors du retour dans les couches denses de l'atmosphère.

Ces surcharges sont tolérées relativement facilement, grâce à l'idée astucieuse d'attacher les voyageurs spatiaux sur des sièges en position couchée face à la direction du vol.

Une fois qu’ils atteignent une vitesse de croisière stable de 26 000 km/h en orbite, les astronautes ne ressentent pas plus de vitesse que les passagers des vols commerciaux.

Si les surcharges ne posent pas de problème pour les longues expéditions à bord du vaisseau spatial Orion, alors avec les petites roches spatiales - les micrométéorites - tout est plus compliqué.

Ces particules, de la taille d’un grain de riz, peuvent atteindre des vitesses impressionnantes et destructrices allant jusqu’à 300 000 km/h. Pour garantir l'intégrité du navire et la sécurité de son équipage, Orion est équipé d'un couche protectrice, dont l'épaisseur varie de 18 à 30 cm.

De plus, des boucliers de protection supplémentaires sont fournis et un placement ingénieux d'équipements à l'intérieur du navire est également utilisé.

"Pour éviter de perdre les systèmes de vol vitaux pour l'ensemble du vaisseau spatial, nous devons calculer avec précision les angles d'approche des micrométéorites", explique Jim Bray.

Rassurez-vous : les micrométéorites ne sont pas le seul obstacle à expéditions spatiales, au cours de laquelle les vitesses élevées de vol humain dans le vide joueront un rôle de plus en plus important.

Lors de l'expédition vers Mars, d'autres problèmes pratiques devront être résolus, par exemple ravitailler l'équipage en nourriture et contrer danger accru maladies cancéreuses en raison de l'impact sur corps humain rayonnement cosmique.

La réduction du temps de trajet réduira la gravité de ces problèmes, de sorte que la vitesse de déplacement deviendra de plus en plus souhaitable.

Vol spatial de nouvelle génération

Ce besoin de vitesse jettera de nouveaux obstacles sur le chemin des voyageurs spatiaux.

Le nouveau vaisseau spatial de la NASA, qui menace de battre le record de vitesse d'Apollo 10, s'appuiera toujours sur des technologies éprouvées systèmes chimiques moteurs de fusée, utilisé depuis les premiers vols spatiaux. Mais ces systèmes ont de sévères limitations de vitesse en raison de la libération de petites quantités d’énergie par unité de carburant.

La source d’énergie la plus privilégiée, bien qu’insaisissable, pour un vaisseau spatial rapide est l’antimatière, la contrepartie et l’antipode de la matière ordinaire.

Par conséquent, afin d’augmenter considérablement la vitesse de vol des personnes se rendant sur Mars et au-delà, les scientifiques reconnaissent que des approches complètement nouvelles sont nécessaires.

"Les systèmes dont nous disposons aujourd'hui sont tout à fait capables de nous y amener", déclare Bray, "mais nous aimerions tous assister à une révolution dans le domaine des moteurs."

Eric Davis, physicien de recherche principal à l'Institute for Advanced Study d'Austin, au Texas, et participant depuis six ans au programme Breakthrough Propulsion Physics de la NASA projet de recherche, achevé en 2002, a identifié les trois moyens les plus prometteurs, du point de vue de la physique traditionnelle, qui peuvent aider l'humanité à atteindre des vitesses raisonnablement suffisantes pour les voyages interplanétaires.

En bref, nous parlons de sur les phénomènes de libération d'énergie lors du fractionnement de la matière, fusion thermonucléaire et l'annihilation de l'antimatière.

La première méthode implique la fission des atomes et est utilisée dans les réacteurs nucléaires commerciaux.

La seconde, la fusion thermonucléaire, consiste à créer des atomes plus lourds à partir d’atomes plus simples – le type de réaction qui alimente le Soleil. C’est une technologie qui fascine, mais qui est difficile à appréhender ; c'est "toujours dans 50 ans" - et il en sera toujours ainsi, comme le dit la vieille devise de l'industrie.

"C'est tout à fait Haute technologie, dit Davis, « mais ils sont basés sur la physique traditionnelle et ont été fermement établis à l’aube de l’ère atomique. » Selon des estimations optimistes, systèmes de propulsion, basés sur les concepts de fission atomique et de fusion thermonucléaire, sont en théorie capables d'accélérer un navire à 10 % de la vitesse de la lumière, c'est-à-dire jusqu'à une vitesse très respectable de 100 millions de km/h.

La source d’énergie la plus privilégiée, bien que difficile à réaliser, pour un vaisseau spatial rapide est l’antimatière, la contrepartie et l’antipode de la matière ordinaire.

Lorsque deux types de matière entrent en contact, ils se détruisent mutuellement, entraînant la libération d’énergie pure.

Des technologies permettant de produire et de stocker des quantités – jusqu’ici extrêmement insignifiantes – d’antimatière existent aujourd’hui.

Dans le même temps, la production d’antimatière en quantités utiles nécessitera de nouvelles capacités spéciales de la prochaine génération, et l’ingénierie devra se lancer dans une course compétitive pour créer un vaisseau spatial approprié.

Mais, comme le dit Davis, beaucoup Bonnes idées est déjà en cours d'élaboration sur les planches à dessin.

Les engins spatiaux alimentés par l’énergie de l’antimatière seraient capables d’accélérer pendant des mois, voire des années, et d’atteindre des pourcentages plus élevés de la vitesse de la lumière.

Parallèlement, les surcharges à bord resteront acceptables pour les habitants du navire.

Dans le même temps, ces nouvelles vitesses fantastiques comporteront d’autres dangers pour le corps humain.

Ville énergétique

À des vitesses de plusieurs centaines de millions de kilomètres par heure, n'importe quel grain de poussière dans l'espace, depuis les atomes d'hydrogène dispersés jusqu'aux micrométéorites, devient inévitablement une balle à haute énergie capable de percer la coque d'un navire.

"Lorsque vous vous déplacez à des vitesses très élevées, cela signifie que les particules qui se dirigent vers vous se déplacent aux mêmes vitesses", explique Arthur Edelstein.

Il a travaillé avec son défunt père, William Edelstein, professeur de radiologie à la faculté de médecine de l'université Johns Hopkins, sur un article scientifique examinant les effets (sur les humains et les équipements) de l'exposition aux atomes d'hydrogène cosmiques lors de voyages spatiaux ultrarapides.

L'hydrogène commencera à se décomposer en particules subatomiques, qui pénétrera à l’intérieur du navire et exposera l’équipage et l’équipement aux radiations.

Le moteur Alcubierre vous propulsera tel un surfeur sur une vague Eric Davis, Physicien chercheur

À 95 % de la vitesse de la lumière, l’exposition à un tel rayonnement entraînerait une mort quasi instantanée.

Le vaisseau spatial chauffera jusqu'à des températures de fusion auxquelles aucun matériau imaginable ne peut résister, et l'eau contenue dans le corps des membres de l'équipage bouillira immédiatement.

« Ce sont tous des problèmes extrêmement épineux », observe Edelstein avec un humour sombre.

Lui et son père ont calculé approximativement que pour créer un hypothétique système de protection magnétique capable de protéger le vaisseau et ses occupants des pluies mortelles d'hydrogène, le vaisseau spatial pourrait se déplacer à une vitesse ne dépassant pas la moitié de la vitesse de la lumière. Les personnes à bord ont alors une chance de survivre.

Mark Millis, physicien des problèmes mouvement vers l'avant, et ancien directeur du programme Breakthrough Propulsion Physics de la NASA, prévient que cette limite de vitesse potentielle pour les voyages dans l'espace reste un problème pour un avenir lointain.

"Basé connaissance physique accumulées à ce jour, on peut dire qu'il sera extrêmement difficile d'atteindre des vitesses supérieures à 10 % de la vitesse de la lumière, explique Millis. "Nous ne sommes pas encore en danger." Une analogie simple : pourquoi s’inquiéter de la noyade si nous ne sommes même pas encore entrés dans l’eau.

Plus rapide que la lumière?

Si nous supposons que nous avons pour ainsi dire appris à nager, serons-nous alors capables de maîtriser le vol plané à travers le temps cosmique - pour développer davantage cette analogie - et de voler à des vitesses supraluminiques ?

L’hypothèse d’une capacité innée à survivre dans un environnement supraluminique, bien que douteuse, n’est pas sans certains aperçus d’une illumination instruite dans l’obscurité totale.

L'une de ces façons fascinantes de voyager repose sur la technologie, sujets similaires, qui sont utilisés dans le "warp drive" ou "warp drive" de la série télévisée "Star Trek".

Le principe de fonctionnement de ce centrale électrique, également connu sous le nom de « moteur Alcubierre » * (du nom du physicien théoricien mexicain Miguel Alcubierre), est qu'il permet au vaisseau de comprimer l'espace-temps normal devant lui, comme décrit par Albert Einstein, et de l'étendre derrière lui.

Essentiellement, le vaisseau se déplace dans un certain volume d’espace-temps, une sorte de « bulle de courbure » qui se déplace plus vite que la vitesse de la lumière.

Ainsi, le vaisseau reste immobile dans l'espace-temps normal dans cette « bulle », sans être soumis à des déformations et en évitant les violations de la limite universelle de la vitesse de la lumière.

"Au lieu de flotter dans l'eau de l'espace-temps normal", explique Davis, "le lecteur Alcubierre vous transportera comme un surfeur chevauchant une planche de surf le long de la crête d'une vague."

Il y a aussi un certain piège ici. Pour mettre en œuvre cette idée, il faut une forme exotique de matière possédant une masse négative pour comprimer et dilater l’espace-temps.

"La physique ne dit rien contre la masse négative", dit Davis, "mais il n'y a aucun exemple de cela, et nous n'en avons jamais vu dans la nature."

Il y a un autre piège. Dans un article publié en 2012, des chercheurs de l'Université de Sydney ont suggéré que la « bulle de distorsion » accumulerait des particules cosmiques de haute énergie lorsqu'elle commencerait inévitablement à interagir avec le contenu de l'Univers.

Certaines particules pénétreront à l’intérieur de la bulle elle-même et pomperont le vaisseau avec des radiations.

Piégé à des vitesses inférieures à la lumière ?

Sommes-nous vraiment condamnés à rester coincés à des vitesses inférieures à la lumière en raison de notre biologie délicate ?!

Il ne s’agit pas tant d’établir un nouveau record mondial (galactique ?) de vitesse pour les humains, mais de la perspective de transformer l’humanité en une société interstellaire.

À la moitié de la vitesse de la lumière - et c'est la limite à laquelle, selon les recherches d'Edelstein, notre corps peut résister - un aller-retour jusqu'à l'étoile la plus proche prendrait plus de 16 ans.

(Les effets de dilatation du temps, qui feraient que l'équipage d'un vaisseau passerait moins de temps dans son système de coordonnées que pour les personnes restant sur Terre dans leur système de coordonnées, n'auraient pas de conséquences dramatiques à la moitié de la vitesse de la lumière.)

Mark Millis a bon espoir. Considérant que l’humanité a inventé des combinaisons anti-G et une protection contre les micrométéores qui permettent aux humains de voyager en toute sécurité dans les grandes distances bleues et le noir constellé d’étoiles de l’espace, il est convaincu que nous pouvons trouver des moyens de survivre quelles que soient les limites de vitesse que nous atteindrons à l’avenir.

« Les mêmes technologies qui peuvent nous aider à atteindre de nouvelles vitesses de déplacement incroyables », réfléchit Millis, « nous fourniront de nouvelles capacités, encore inconnues, pour protéger les équipages. »

Notes du traducteur :

*Miguel Alcubierre a eu l'idée de sa bulle en 1994. Et en 1995, le physicien théoricien russe Sergueï Krasnikov a proposé le concept d'un dispositif permettant de voyager dans l'espace plus rapidement que la vitesse de la lumière. L'idée s'appelait la « pipe Krasnikov ».

Il s’agit d’une courbure artificielle de l’espace-temps selon le principe de ce qu’on appelle un trou de ver. Hypothétiquement, le vaisseau se déplacerait en ligne droite de la Terre à une étoile donnée à travers un espace-temps courbe, en passant par d'autres dimensions.

Selon la théorie de Krasnikov, le voyageur spatial reviendra au même moment où il est parti.

Cependant, dans l'espace, tout est différent, certains phénomènes sont tout simplement inexplicables et ne peuvent en principe être soumis à aucune loi. Par exemple, un satellite lancé il y a plusieurs années ou d'autres objets tourneront sur leur orbite et ne tomberont jamais. Pourquoi cela arrive-t-il, A quelle vitesse une fusée vole-t-elle dans l'espace ?? Les physiciens suggèrent qu’il existe une force centrifuge qui neutralise l’effet de la gravité.

Après avoir fait une petite expérience, nous pouvons comprendre et ressentir cela nous-mêmes, sans quitter la maison. Pour ce faire, vous devez prendre un fil et attacher un petit poids à une extrémité, puis dérouler le fil en cercle. Nous sentirons que plus la vitesse est élevée, plus la trajectoire de la charge est claire et plus le fil aura de tension. Si nous affaiblissons la force, la vitesse de rotation de l'objet diminuera et le risque que la charge tombe augmente ; plusieurs fois. Avec cette petite expérience nous commencerons à développer notre sujet - vitesse dans l'espace.

Il devient clair que grande vitesse permet à n’importe quel objet de vaincre la force de gravité. Quant aux objets spatiaux, ils ont chacun leur propre vitesse, c'est différent. Il existe quatre principaux types de vitesse et le plus petit d’entre eux est le premier. C'est à cette vitesse que le vaisseau se met en orbite terrestre.

Pour voler au-delà de ses limites, il faut une seconde vitesse dans l'espace. À la troisième vitesse, la gravité est complètement vaincue et vous pouvez voler au-delà des limites. système solaire. Quatrième vitesse d'une fusée dans l'espace vous permettra de quitter la galaxie elle-même, soit environ 550 km/s. Nous avons toujours été intéressés vitesse de la fusée dans l'espace km h, en entrant en orbite, elle est égale à 8 km/s, au-delà de 11 km/s, c'est-à-dire en développant ses capacités jusqu'à 33 000 km/h. La fusée augmente progressivement sa vitesse, l'accélération complète commence à partir d'une altitude de 35 km. Vitessesortie dans l'espace est de 40 000 km/h.

Vitesse dans l'espace : record

Vitesse maximale dans l'espace- le record, établi il y a 46 ans, est toujours d'actualité, il a été réalisé par les astronautes ayant participé à la mission Apollo 10. Après avoir survolé la Lune, ils revinrent quand vitesse d'un vaisseau spatial dans l'espaceétait de 39 897 km/h. Dans un avenir proche, il est prévu d'envoyer le vaisseau spatial Orion dans l'espace en apesanteur, ce qui lancera des astronautes sur une orbite terrestre basse. Peut-être sera-t-il alors possible de battre le record vieux de 46 ans. Vitesse de la lumière dans l'espace- 1 milliard de km/h. Je me demande si nous pouvons parcourir une telle distance avec notre vitesse maximale disponible de 40 000 km/h. Ici quelle est la vitesse dans l'espace se développe dans la lumière, mais on ne le sent pas ici.

Théoriquement, une personne peut se déplacer à une vitesse légèrement inférieure à la vitesse de la lumière. Cependant, cela entraînera des dommages colossaux, surtout pour un organisme non préparé. Après tout, vous devez d'abord développer une telle vitesse, faire un effort pour la réduire en toute sécurité. Parce qu'une accélération et une décélération rapides peuvent être fatales à une personne.

Dans les temps anciens, on croyait que la Terre était immobile ; personne ne s'intéressait à la question de la vitesse de sa rotation en orbite, car de tels concepts n'existaient pas en principe. Mais même maintenant, il est difficile de donner une réponse sans ambiguïté à la question, car la valeur n'est pas la même selon les pays. points géographiques. Plus près de l'équateur, la vitesse sera plus élevée ; dans la région du sud de l'Europe, elle est de 1 200 km/h, c'est la moyenne. La vitesse de la Terre dans l'espace.