Sonda per Proxima Centauri? Fantascienza o...

Voglio avanzare l’ipotesi di un progetto che probabilmente è più da romanzo di fantascienza che qualcosa di realmente realizzabile.

Secondo voi sarà possibile, entro la fine del secolo, realizzare e lanciare una sonda automatica in grado di viaggiare a una velocità tale da sfruttare l’effetto relativistico e poter raggiungere così (in tempi ragionevoli Proxima Centauri), una specie di super super New Horizons?

Questa mia domanda non si riferisce solo al problema di raggiungere una tale velocità, ma a tutti i problemi da superare (protezione contro micrometeoriti, livello di automatizzazione e di intelligenza artificiale che sarà necessario sviluppare, organizzazione e gestione della missione, finanziamenti necessari, cooperazione internazionale, ecc.)

Mi è venuto in mente un altro problema che questa ipotetica sonda dovrebbe superare, la trasmissione dei dati raccolti una vota arrivata a destinazione.

In altre parole, sarebbe possibile per la sonda trasmettere dati da quella distanza, con una antenna che non sia grande come quella di un radiotelescopio, ma sia, non dico grande come quella della New Horizons ma, almeno di dimensioni accettabili?

E=(m-m0)c^2=(1-gm)/gmm0*c^2

con gm=sqrt(1-(v/c)^2) ; E=energia fornita alla sonda ; m=massa della sonda “aumentata” per effetto relativistico ; m0 =massa a riposo della sonda per v=0 ; v=velocità della sonda ; c=velocità della luce.

P.S. All’inizio ho usato il latex per un po’,poi mi sono ingarbugliato ed ho lasciato perdere…non ho più la pazienza di una volta!Sorry.

Dunque morale della favola,anche se la sonda avesse una massa complessiva di un solo chilogrammo,avvicinandoci alla velocità c,ma anche senza nemmeno andarci vicino,l’energia necessaria per portare la sonda a tale velocità sarebbe enorme e al di fuori delle possibilità tecnologiche vicine e penso anche future.

In effetti io intendevo che la sonda si avvicinasse alla velocità c quanto necessario per avere degli effetti relativistici, senza nemmeno andarci vicino come dici tu. Certo che non sembrano esserci molte speranze, ma mi pare di ricordare che ci sia stato uno studio inglese degli anni '70 per la progettazione di una sonda destinata a raggiungere la stella di Barnard, mi sembra che si chiamasse progetto Daedalus, o sbaglio?

Gli effetti relativistici sono proprio quello che non vuoi.

E comunque le comunicazioni sarebbero un bel problema, anche senza pensare alle dimensioni dell’antenna.

DSNnetwork:~ dsnoperator$ ping proxima_probe.intl
PING proxima_probe.intl (10.10.10.1): 56 data bytes
64 bytes from 10.10.10.1: icmp_seq=0 ttl=64 time=8 years
64 bytes from 10.10.10.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=8 years
^C
--- proxima_probe.intl ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 8/8/8/0.0 years (preciso!)
DSNnetwork:~ dsnoperator$ 

Siete pessimisti.
Al 75% di C l’aumento relativistico della massa e’ del 100%, se non ho sbagliato i conti. Quindi a quella rispettabilissima velocita’ la vostra sonda invece che (ipotesi), 500 Kg, avrebbe una massa di 1000. Non e’ che sia la fine del mondo. Inoltre, gli effetti temporali relativistici li subisce la sonda, o, per meglio dire, li sfrutta: il suo tempo soggettivo si “accorcia”, per cui potremmo risparmiare sulla durata delle batterie!
Sempre se non ho sbagliato i conti, con 1g di accelerazione costante, in meno di 9 mesi si arriva a 0.75C. Ovviamente bisogna poi prevedere anche di “frenare”, se vogliamo entrare in orbita intorno alla stella.
Insomma, quel che voglio dire e’ che non e’ fisicamente impossibile, ma tecnologicamente impossibile (al momento).

Ok, io vi ho dato le indicazioni generali. Adesso voi per domani sera mi preparate due ipotesi alternative per tenere 1g costante di accelerazione per 9 mesi su una massa di una tonnellata metrica. Non e’ che posso fare tutto da solo.

Al 75% di c l’aumento della massa è del 50% e l’energia necessaria per raggiungere tale velocità per una massa di 1Kg vale 4.6*10^16 Joule

brrrr…un tantino alta mi sa :skull:

Recentemente ho iniziato a scartabellare qualche manuale di \reverse \LaTeX ; ho provato a scrivere la formula scritta sopra da sigismondo (spero sia corretta!):
\reverse E=(m-m_0)c^2=\frac{1-gm}{gm}m_0c^2

con \reverse gm=\sqrt{1-(\frac{v}{c})^2} ; \reverse E = energia fornita alla sonda; \reverse m = massa della sonda “aumentata” per effetto relativistico; \reverse m_0 = massa a riposo della sonda per \reverse v=0 ; \reverse v = velocità della sonda; \reverse c = velocità della luce.

Uh grazie,adesso mi guardo il codice che hai scritto così finalmente lo imparo,questo “arcano” codice. :stuck_out_tongue_winking_eye:

Riguardo al progetto Daedalus, hai ragione.
L’obbiettivo era la stella di Barnard (lontana 5,9 anni luce), e si puntava di raggiungerla in circa 50 anni.
ora non avendo capito un granchè delle formule scritte prima, ti do i dati che ho trovato (se volete fare qualche calcolo).

Sonda a due stadi
1)durata due anni, velocità raggiunta 0,071c
2)durata un anno e circa dieci,undici mesi), velocità raggiunta 0,12c.
finita questa fase , con velocità costante si procederebbe per altri 46 anni.

strutture dei propulsori in Berillio (causa forte sbalzo di temperatura).

alimentazione dei razzi con una miscela Deuterio/elio-3 (credo che il tre si riferisca all’isotopo), quindi razzi a fusione nucleare
L’elio-3 essendo molto raro dovrebbe essere raccolto tramite strutture robotiche dall’atmosfera di giove.

La sonda sarebbe dotata di 18 sonde autonome alimentate da generatori elettronucleari (su cui sono montate varie apparecchiature di rilevazione).

Dati specifici:
-Lunghezza: 190 m
-Massa propellente del primo stadio: 46 000 t
-Massa propellente del secondo stadio: 4 000 t
-Massa a vuoto del primo stadio: 1 690 t
-Massa a vuoto del secondo stadio: 980 t
-Tempo di accensione del primo stadio: 2,05 anni
-Tempo di accensione del secondo stadio: 1,76 anni
-Spinta del primo stadio: 7540 kN
-Spinta del secondo stadio: 663 kN
-Velocità scarico del propulsore: 10 000 km/s
-Massa del carico: 450 t

spero di aver riassunto in modo esauriente. :grin:

Molto interessanti i dati sulla sonda Daedalus!

Ho trovato un ulteriore approfondimento sul progetto Daedalus su Wikipedia: http://it.wikipedia.org/wiki/Progetto_Daedalus

Il progetto Daedalus era un progetto inglese, chissà se gli americani o i russi hanno fatto studi simili?

Non capisco cosa intendi dire?

Intendo dire che non mi devo mettere a pensare alla relatività alle 3 del mattino. Ignora il mio commento. :slight_smile:

Su Wikipedia in inglese ho trovato un progetto simile, sviluppato dalla NASA e dal US Naval Accademy, il progetto Longshot.

Rispetto al progetto inglese mi sembra che si differenzi in almeno tre punti, che sono i seguenti: la stella di destinazione (Alpha Centauri B, invece della stella di Barnard), il tipo di reattore nucleare (un reattore a fissione, invece che uno a fusione), il sistema di trasmissione dei dati (un laser di potenza, invece che la classica trasmissione radio).

Per chi può interessare il link è il seguente: http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Longshot

Effettivamente, non è un buon orario per pensare a simili cose! :wink:

questi progetti per l’“impossibile” sono molto interessanti!!!
chissà se saranno mai presi, o ripresi in considerazione quando le nostre tecnologie ce lo permetteranno?

piccolo ot:

ma al costo di una sonda dedalous ( che credo sia un tantino alto) , non si potrebbe finanziare la ricerca sui tunner Einstein-Rosen?

chissa, magari la porta per le stelle è “dietro casa”.

(per chi non lo sapesse, il “teletrasporto” è stato dimostrato scientificamente… seppur si è trattato di soli fotoni laser, ma questo scanza parecchi dubbi di impossibilità dell’attraversare due punti simultaneamente o quasi)

tra l’altro sarebbe una ricerca con immediate ricadute sull’economia mondiale!

Per chi è interessato al tunnel di Einstein-Rosen ecco il link di wikipedia: http://it.wikipedia.org/wiki/Ponte_di_Einstein-Rosen

ma mannaggia, due fogli di equazioni e son pure riuscito a sbagliare! :flushed: :point_up: :angry:
(grazie! ;))

E’ sempre un problema di energia…e con le attuali tecnologie la comunicazione tra sistemi stellari risulterebbero impossibili. Ad esempio una tipica missione robotica su Marte di oggi impiega una potenza di circa 100W ed una antenna di 2 metri di diametro via la banda X ad un rateo di 40 Kbps (kilobitpersecondo) verso una delle antenne di 70 metri del Deep Space Network. Utilizzando gli stessi sistemi da Alpha Centauri si dovrebbe impiegare una potenza di un trillione di Watts, o l’8% della potenza utilizzata quotidinamente da tutta l’umanità…