Сколько световых лет лететь до луны

Что такое световой год?

Астрономия, как и любая наука, имеет свою терминологию, которая кажется странной и непонятной для человека мало с ней знакомого. Что такое элонгация? А перигей? Пульсары и квазары — это одно и то же или нет? Один из вопросов, который очень часто задают заинтересовавшиеся астрономией люди, звучит так: что такое световой год?

В этом термине вроде оба слова понятны, а вместе создают путаницу. «Световой год» — это мера чего? Времени? Тогда неплохо бы узнать, сколько длится световой год? Другими словами, световой год это сколько наших обычных земных лет? С другой стороны, многие замечали, что термин этот применяется, когда речь идет о расстояниях до космических объектов. Например, «до центра Галактики — 30000 световых лет», или «до Сириуса — 8,6 световых лет». Встает вопрос, как можно расстояние измерять временем?

Попробуем ответить максимально просто.

Световой год — это мера расстояния

Первое, что нужно четко уяснить, — световой год это не мера времени, а мера расстояния в астрономии, такая же как метр или километр, миля или аршин в обычной жизни. Чтобы понять это, вспомните, как можно измерить расстояние, если нельзя это сделать напрямую, с помощью линейки или землемерного циркуля?

Как известно, расстояние, пройденное телом, равно скорости движения тела, умноженное на время движения (или s = v × t).

Теперь представьте, что вы пошли в магазин, до которого ровно три километра. И вы пошли со скоростью ровно 3 км/ч. Вопрос: за какое время вы дойдете до магазина? Очевидно, ровно за час! Поэтому можно сказать, что расстояние до магазина равно 3 км, а можно сказать, что оно равно 1 «человеческий час».

Но в «человеческих часах» расстояние никто не измеряет, потому что все мы ходим с разной скоростью. И даже один человек ходит по-разному: опаздывая на троллейбус, он почти бежит, а в парке неторопливо прогуливается. Значит, и время t, чтобы преодолеть расстояние до магазина, всегда будет разным.

Но что, если скорость движущегося тела будет всегда постоянна? Вне зависимости, куда, в каком направлении оно идет и при каких обстоятельствах проводятся измерения? Тогда, конечно, расстояние можно было бы измерять при помощи времени его перемещения, ведь в таком случае v в формуле постоянно и s зависит только от t.

Подождите, скажете вы, а разве есть такой объект, который движется всегда — всегда! — с постоянной скоростью?

Скорость света

Такой объект есть, и это свет! Как известно, скорость света в вакууме постоянна и равна 299 тысяч 792 километра и 458 метров в секунду или, округляя, 300000 км/с.

То есть за 1 секунду луч света проходит 300000 километров! Неплохо, правда? Если научиться каким-то образом измерять точное время, за которое свет преодолевает расстояние до объекта, то мы узнаем и расстояние до него!

Как это сделать? Ну, например, мы можем взять мощный лазер и посветить им в сторону Луны. Лазерный луч долетит до Луны, часть света отразится от ее поверхности и полетит в обратном направлении. В момент, когда он вернется на Землю и попадет в наши глаза, мы увидим на Луне световой зайчик. Если мы точно измерим промежуток времени между включением лазера и появлением на поверхности Луны зайчика, и умножим это время на скорость света, то мы узнаем расстояние, которое прошел лазер до Луны и обратно. Разделим это расстояние пополам и узнаем расстояние до Луны!

Лазерный луч, создающий в небе искусственную звезду для оценки состояния атмосферы. Скорость света этого луча постоянна! Но в атмосфере она несколько меньше, чем в вакууме. Фото: ESO

Примерно так астрономы в XX веке измерили многие расстояния в Солнечной системе. Например, они провели радиолокацию Венеры — послали в сторону планеты радиосигнал и дождались его возвращения назад. Радиоволны движутся со скоростью света, время возвращения ученые измерили очень тщательно и затем по формуле s = v × t посчитали расстояние между Землей и планетой Венера. Теперь мы знаем его с точностью в несколько метров.

Еще раз: почему вообще расстояние можно измерять при помощи света? Потому что скорость света в вакууме постоянна! (Тут надо бы добавить, в инерциальных системах отсчета, но не будем пока усложнять.) В отличие от скорости людей, автомобилей и ракет.

Чему равен 1 световой год?

Теперь вернемся к тому, с чего начали. Дадим определение: световой год — это расстояние, которое свет (двигаясь всегда — всегда! — с постоянной скоростью 300000 км/с) проходит ровно за один год!

Получается какое-то очень большое число, не правда ли? Если за секунду свет преодолевает 300 тысяч километров, то за минуту в 60 раз больше — 18 миллионов километров. Значит, за час он пройдет 1 миллиард 80 миллионов километров! (Вот мы и узнали, чему равен «световой час»! А заодно подсчитали скорость света в км/ч!)

1 световой год в километрах

Теперь, чтобы подсчитать, сколько километров в световом году, нам надо узнать, сколько в году часов. В сутках 24 часа, а в году 365,25 суток (каждый четвертый год — високосный). Следовательно, в году 24 × 365,25 = 8766 часов. (На самом деле чуть меньше, 8760 часов. Просто мы взяли грубое число суток в году.)

Итак, чтобы найти, чему равен 1 световой год в километрах, нам надо скорость света в км/ч умножить на количество часов в году. Получается 9461 миллиард километров. Итак, 1 световой год равен 9,46 триллионов километров!

Какое-то сумасшедшее число!

Если бы магазин находился на таком расстоянии от вашего дома, то, двигаясь с привычной скоростью 3 км/ч, вы шли бы до него 360 миллионов лет… Долго получается, не правда ли?

Лучше поехать на машине. Двигаясь со скоростью 100 км/ч, автомобиль преодолеет расстояние в световой год за 10 миллионов 800 тысяч лет. Тоже не вариант. Значит, нужен самолет! Обычный пассажирский самолет пролетит световой год «всего лишь» за 1 миллион лет.

Может быть, поможет ракета? Космонавты летают вокруг Земли со скоростью около 8 км/с или 28800 км/ч. Даже с такой скоростью им потребуется 37500 лет, чтобы добраться до магазина.

Сколько световых лет от Солнца до Земли?

Теперь давайте решим обратную задачу — посчитаем расстояние от Солнца до Земли в световых годах. Для этого расстояние от Солнца до Земли в километрах разделим на длину светового года. Среднее расстояние до Солнца (она же астрономическая единица) равно 150 миллиона км, световой год равен 9,46 триллиона км. Делим первой на второе, получаем 0,000016.

Итак, расстояние от Солнца до Земли равно 0,000016 световых лет. Или… 8 световых минут.

Сколько световых лет от Земли до Луны?

Луна находится гораздо ближе Солнца, среднее расстояние до нашего спутника 384000 км или чуть больше световой секунды. Сколько это в световых годах? Делим 384 тысячи км на длину светового года в км (все те же 9,46 триллиона км) и получаем число 0,000000041 световых лет. (Я мог ошибиться, пересчитайте, если не верите.)

Ясно, что расстояние до Луны измерять в световых годах глупо. Но тогда встает вопрос:

Зачем нужны световые годы?

Ответ прост: чтобы измерять расстояния за пределами Солнечной системы!

• Ближайшая звезда к Солнцу, Про́ксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года. То есть свету нужно путешествовать 4,2 года, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Проксимы.
• Большинство звезд, которые мы видим на небе ясной ночью, находятся от нас на расстоянии в десятки и сотни световых лет!
• Звезда Денеб в Летнем треугольнике находится от нас на расстоянии 2500 световых лет.
• До центра нашей галактики (она называется Млечный Путь) — 30000 световых лет.
• Диаметр Млечного Пути — 100000 световых лет.
• До ближайшей крупной спиральной галактики, Туманности Андромеды — 2,5 миллиона световых лет.
• От Земли до центра крупного скопления галактик в созвездии Девы — 65 миллионов световых лет.
• До ближайших квазаров — 3 миллиарда световых лет.
• Наконец, до края наблюдаемой Вселенной — почти 14 миллиардов световых лет.

Попробуйте-ка пересчитать эти расстояния на километры! Не хочется? Вот и астрономы не хотят считать.

PS. Что и говорить, на машине такие пространства не объедешь…

Источник

Сколько лететь до Луны

Запуск первого искусственного спутника Земли в 1957 году закрепил приоритет Советского Союза перед США в покорении космоса. Этот факт сподвиг тогдашнего президента Америки Джона Кеннеди распорядиться о создании лунной программы. По историческим данным, президент потребовал, чтобы высадка человека на спутник Земли осуществилась до конца 60-х годов.

Сколько лететь до Луны по времени

Естественный спутник Земли вращается вокруг материнской планеты по вытянутой орбите в форме эллипса. В перигелии расстояние между космическими телами 355 тыс. км, в афелии – 404 тыс. км. Интересно посмотреть, сколько времени пришлось бы лететь до Луны с использованием привычных для человека транспортных средств. Ситуация гипотетическая, но нужная для представления о том, что такое 400 тыс. километров по земным меркам.

Таблица 1. Сколько времени добираться до Луны

Что на практике

Советский Союз, как и Америка, строил амбициозные планы по высадке человека на Луну. С этой целью велась подготовка, отрабатывались технические параметры полета. Попутно исследовался ближайший сосед Земли. К спутнику со 2 января 1959 года по 9 августа 1976 были запущены 24 автоматические станции серии «Луна».

Практика исследования полна драматизма. Несколько аппаратов пролетели мимо всего в нескольких тысячах километрах и вышли на гелиоцентрическую орбиту, что не было запланировано. Другие станции, рассчитанные на отработку мягкой посадки, просто разбивались о поверхность.

Тем не менее, были добыты ценные сведения о спутнике, а именно:

• Измерены параметры магнитного поля.
• Сфотографирована обратная сторона.
• Установлено отсутствие пыли на поверхности.
• Сделаны подробные панорамные снимки ландшафта.
• Получены данные о химическом составе лунного грунта.
• Собрана информация о радиоактивной обстановке в районе спутника.
• Исследована интенсивность метеоритного потока на орбите.
• Доставлен на Землю лунный грунт (3 образца).
• Осуществлена подробная телесъемка поверхности разных районов.
• Отработана мягкая посадка.
• Спущены на поверхность исследовательские модули «Лунаход 1» и «Лунаход 2».

Это только то, что удалось сделать с помощью одной только программы «Луна». США, Япония, европейские страны также имели подобные исследовательские программы и успешно их осуществляли.

Почему теперь не летают на Луну

Однако после успешного полета американцев на Луну и высадки астронавтов миссии «Аполлон» на ее поверхность, интерес к исследованию спутника угас. С 1972 года к соседнему космическому телу не было запущено ни одного автоматического зонда, не говоря уже о пилотируемых полетах. Все исследования спутника ведутся с орбитальных околоземных станций.

Причина простая: стоимость лунных программ очень высокая, а окупаемость нулевая. «Аполлон» обошелся США в $25 млрд. В 2018-19 гг. такая программа стоила бы $136 млрд.

Политический престиж, когда США и СССР участвовали в лунной гонке исключительно ради приоритета, не считаясь с расходами, теперь признается нецелесообразной. Ни Россия, ни Америка не хотят выбрасывать деньги на «лунный грунт».

Мифы о полетах на Луну

Любители всевозможных тайн и секретов активно распускают в Интернете слухи, касающиеся отсутствия полетов. Земляне, по их версии, потому отказались от исследований, что там находятся базы инопланетян и они им «пригрозили».

Причина таких сообщений та же, что и реальное отсутствие полетов – деньги. Очень легко монетизировать сайт или ролик в ютубе, если выложить такую «сенсацию». К подобным открытиям нужно относиться скептически.

Источник

Сколько времени лететь от Земли до Луны?

Расстояние между Луной и Землей колеблется от 356 400 до 406 700 км. Время, необходимое для преодоления этой дистанции, зависит от выбранного для полета транспорта.

Исторически все реальные полеты человека на Луну осуществлялись с помощью кораблей «Аполлон». При этом длительность полета до спутника составляла от 72 до 76 часов. В частности, «Аполлон-11» вышел на лунную орбиту через 76 часов после старта. Однако на подготовку к непосредственной высадке требовалось время. Лунный модуль прилунился на 103-ем часу полета, а первый человек ступил на поверхность спутника только на 110-ом часе полета.

Однако ряд других космических аппаратов долетали до Луны значительно быстрее. Так, советский корабль «Луна-1» долетел до спутника всего за 36 часов, хотя и запущен был за 10 лет до «Аполлона-11».

Быстрее всего до Луны добрался зонд «Новые горизонты», чья основная миссия – исследование Плутона. Уже через 9 часов после запуска с Земли он пролетел вблизи спутника.

Отдельно стоит отметить аппарат SMART-1. Он добирался до Луны чуть более года! Дело в том, что на нем был установлен перспективный плазменный двигатель (известный также как ионный двигатель), использовавший для работы эффект Холла. Такая двигательная установка отличается особой экономичностью, за время полета было потрачено только 82 кг топлива. Возможно, именно на таких двигателях в будущем будут осуществлены полеты к Меркурию и Солнцу.

И всё же важно помнить, что Луна-1, SMART-1 и «Новые горизонты» – это зонды, которые не предназначены для транспортировки человека. Поэтому использованные в их конструкции решения едва ли в ближайшее время будут применены для пилотируемых полетов к Луне. Если же какая-то страна захочет снова отправить человека к нашему спутнику, то ему, как и астронавтам в XX в., придется лететь до Луны около 3 дней.

Список использованных источников

Источник