人類目前最快的飛行器,飛到距離地球6光年的超級地球需要多長時間?

2021-01-13 騰訊網

隨著科學技術的發展,人類對自然世界和宇宙空間的認知水平逐步提升,為了更有針對性、更加系統和直接地了解地外空間的環境狀態及其演化規律,科學家從上世紀50年代起就開啟了向太空發射探測器的序幕,其中以探測地外生命的存在基礎和生命形態為主要內容的宇宙生命科學工程,成為眾多太空探測器的重點任務之一。

在地面大型射電望遠鏡和環繞地球運行的太空望遠鏡觀測的基礎上,科學家們發現了越來越多有可能具備生命特徵的行星,那麼,如果這些發射升空的探測器,以最快的速度運行,能夠多久可以抵達到「超級地球」呢?

目前飛行速度最快的探測器

如果從地球表面運行的飛行器來看,目前速度最快的為美國宇航局研製的X-43A飛機,其飛行速度為11200公裡/小時,約合3.1公裡/秒,相當於音速的9.2倍,環繞地球赤道一周需要3.6個小時,在地球上這個速度已經相當快了,但是如果這個速度應用到航天領域,則基本上連龜速都談不上。

比以上速度高一點的就是太空梭了,比如美國哥倫比亞號的飛行速度能達到7.6公裡/秒,發現號達到7.8公裡/秒,阿波羅10號可以達到10.7公裡/秒,這表明太空梭一旦脫離地球大氣層環境,就可以擁有比地面飛行高出很多倍的飛行速度。

再比以上速度高的人造飛行器,就當屬太空探測器了。比如前不久我國發射的火星探測器-天問一號,其飛行速度為11.2公裡/秒;美國2006年發射的用於探測冥王星的新視野號,飛行速度能達到16公裡/秒;用於探測太陽系氣態行星(重點是木星、土星及其衛星)的旅行者1號,在完成使命之後依靠慣性曳繼續向太陽系外圍行進,目前行進速度可以達到17公裡/秒,成為距離地球最遠的探測器。

比上述探測器運行速度還高的,就是幾顆太陽探測器了,比如1974年美國發射的太陽神1號探測器,在近日點的最高速度可以達到60公裡/秒;1976年發射的太陽神2號探測器,近日點時的飛行速度達到70公裡/秒;2018年美國發射的帕克探測器,在近日點時的瞬時最高速度達到了192.2公裡/秒,成為人類歷史上發射的所有太空探測器中,飛行速度最快的一顆。

距離地球最近的「超級地球」

科學家們根據地球生命形式的基本特徵以及所需的必要環境,歸納出了碳基生命在宇宙空間中存在的基礎條件,即:固態星體、合適的引力環境、適宜的溫度區間、有液態水、存在密度適宜的大氣層、有適宜的氧氣環境、擁有磁場等等。

那麼,假如在宇宙空間中,存在著一顆行星(或者衛星),其體積和質量與地球相近、處在一個主序期恆星系的宜居帶內、擁有大氣層條件,而且地表擁有和地球相似的板塊構造,比如分布著山脈、峽谷、隕石坑、活火山等,在理論上就有一定的機率,在該星體上有碳基生命形成和發展所具備的光照、溫度、氣體和磁場環境,這樣的星體科學家們將其命名為「超級地球」。

截至目前,科學家們在銀河系中,發現了數量眾多的可能存在生命形式的「超級地球」,距離比較近的這裡列舉幾個:

2019年,在長蛇座發現了GJ357d行星,質量約是地球的6倍,距離地球31光年;

2014年,在天秤座發現了Gliese 581d行星,質量約是地球的3倍,距離地球20光年;

2018年,在蛇夫座發現了巴納德b行星,質量約是地球的0.2倍,距離地球6光年;

2016年,在半人馬座發現了比鄰星b行星,質量約是地球的1.3倍,距離地球4.22光年,是迄今為止發現的距離地球最近的處於宜居帶內的行星。

到達「超級地球」需要多久?

通過以上的介紹,那麼如果人類目前製造出的最快飛行器,到達地外的「超級地球」需要多久,理論上就是一個簡單的數學運算了。

1光年的距離是光在真空中行進1年的距離,其值約為9.46萬億公裡。拿帕克太陽探測器來說,以其近日點的最快運行速度192公裡/秒,那麼到達6光年外的巴納德b行星,至少需要9370年。如果用現在距離地球最近的旅行者1號17公裡/秒來計算,那麼所花費的時間更長,至少需要10.58萬年。

當然,這些探測器在行進的過程中,並不可能永遠處於最高的速度。在通過火箭將它們發射升空時,一般都是藉助化學燃料的燃燒噴射出去的氣體形成反推力,使其達到第一宇宙速度,然後再利用慣性行進,在此過程中,利用探測器所攜帶的放射同位素電源和太陽能電池提供的有限電能,維持探測器的姿態調整以及儀器設備正常工作,並不會對探測器的行進速度產生多大影響。

理論上以化學燃料進行推進的速度是有極限的,其「天花板」速度為25公裡/秒。之所以有一些探測器可以超過這個速度,主要是利用了巨大天體的引力彈弓效應進行加速,或者在環繞巨型天體時,在橢圓軌道的近焦點處受到的引力加速效應。比如旅行者1號目前達到17公裡每秒的速度,還是建立在利用了木星、土星的二次引力彈弓的加速才達到的。而帕克太陽探測器,只有在近日點處才能達到192公裡每秒的速度。

所以,進行深空探測或者星際航行,在現有技術條件沒有突破的前提下,1光年的距離無人探測器都得好幾千年才能到達,載人探測更是遙不可及。必須依靠更具突破性、變革性的能源技術、推進技術甚至設想中的曲率引擎技術,才有可能實現深空的「自由穿梭」。

相關焦點

  • 人類目前最快的飛行器,飛到距離地球6光年的超級地球需要多久?
    在地面大型射電望遠鏡和環繞地球運行的太空望遠鏡觀測的基礎上,科學家們發現了越來越多有可能具備生命特徵的行星,那麼,如果這些發射升空的探測器,以最快的速度運行,能夠多久可以抵達到「超級地球」呢?目前飛行速度最快的探測器如果從地球表面運行的飛行器來看,目前速度最快的為美國宇航局研製的X-43A飛機,其飛行速度為11200公裡/小時,約合3.1公裡/秒,相當於音速的9.2倍,環繞地球赤道一周需要3.6個小時,在地球上這個速度已經相當快了,但是如果這個速度應用到航天領域,則基本上連龜速都談不上。
  • 人類目前最快的飛行器飛到距離地球6光年的超級地球需要多久?
    即便以帕克太陽探測器未來經過變軌之後所能達到的最快速度——192公裡/秒,飛到巴納德星b也要將近9400年。 1光年的範圍,就是太陽系的範圍,也就是說人類目前或者未來幾年的飛行器要飛出太陽系,至少也得2000年左右
  • 人類現在最快的飛行器到達6光年的超級地球需要多久
    新發現的這顆行星質量大約有地球3.2倍,公轉一圈為223個地球日,是一顆宜居帶行星。有人就躍躍欲試了,不斷的問飛到那裡要多久,很想去旅遊一番的樣子。下面時空通訊就來與大家一起分析一下到那裡去的可行性。要回答這個問題,我們首先得弄清什麼是光年。光年是距離單位,是光走一年的時間。
  • 科學家發現6光年外的超級地球,目前最快的飛行器要飛多久?
    英國《獨立報》報導,美國科學家在距離太陽系第二近的恆星系統「巴納德星」中,發現一顆超級地球,質量大約是地球的3倍,公轉周期為233天,和恆星距離大約是0.35個天文單位。巴納德星距離地球6光年,質量只有太陽的14%,屬於小質量恆星,亮度也是非常的微弱,表面溫度只有3100K,雖然距離地球很近,但是視星等只有9.54,意味著肉眼無法看見。
  • 人類最快的飛行器,需要19000年才能到6光年外的超級地球!
    諾大的宇宙中充滿了許多已知與未知的星球,甚至還會有宇宙生物,這些東西一直在吸引著人們的好奇心,所以人類發明的高科技也是不斷的在向太空進發。之前科學家稱就在距離地球6光年外的地方發現了一顆宜居的星球,名為巴納德星b。
  • 旅行者一號,正在飛往6光年外的「超級地球」
    眾所周知,旅行者一號是目前人類飛的最遠的人造飛行器,自1977年9月5日在佛羅裡達發射升空以來,通過行星引力彈弓效應加速,已經飛行了長達220億千米,成為了第一個穿越日球層,進入星際介質的飛行器。目前正以17千米每秒的速度向太陽系外飛去,雖然旅行者一號是如今人類飛的最遠的人造飛行器,但並非是最快的。最快的而是,2018年發射的帕克號太陽探測器,飛行速度超過每秒95千米,最高的時候可達200千米每秒,儘管他只能保持很短的時間。但仍然是人類迄今為止太空飛行器速度的巔峰,那麼如果以如此高的速度,飛到6光年外的超級地球將需要多久呢?
  • 以人類目前最快的飛行器,飛往距離地球最近的恆星,需要多久?
    速度一直都是阻礙人類發展的巨大障礙。探測器要想擺脫地球的引力,速度必須要達到第二宇宙速度(11.2千米每秒)。而探測器要想從地球軌道往太陽系外飛,速度都必須要達到第三宇宙速度(16.7千米每秒)。     目前飛得最遠的探測器是旅行者1號,正在以17千米每秒的速度遠離地球,現在距離地球大約220億公裡,以光速來算,大約距離地球20光時。
  • 目前人類最快的飛行器,飛往1光年外需要多久?來看看!
    目前人類最快的飛行器,飛往1光年外需要多久?來看看!光年是距離的單位,這意味著1光年等於光在一年中行進的距離。在真空中,光的傳播速度約為每秒300,000公裡,一光年就是為9.46萬億公裡。現在最快的人造飛行器是美國太空旅行者1號太空探測器,遠程探測器旅行者一號於1977年發射,目前的飛行速度約為每秒17公裡,每年飛行大約3.6個天文單位。旅行者一號已經在宇宙中航行了40多年,離我們這個星球上已有140個天文單位,大約19個光時,或210億公裡。與一光年為9.46萬億公裡相比,這個距離是不值一提的,所以旅行者需要多長時間才能飛到1光年之外?
  • 1光年到底有多遠?人類最快的太空飛行器,飛完1光年需要多長時間?
    光在真空中的速度為每秒鐘299792458米,以這樣的速度,只需要1秒多一點的時間就可以從地球抵達月球,而所謂的1光年,是指光在真空中直線前進整整1年的距離,換算下來就是大約9.46萬億公裡,相當於地球與太陽距離的大約63241倍。這是什麼概念呢?
  • 1光年到底有多遠?人類最快的太空飛行器,飛完1光年需要多長時間?
    在我們談論宇宙的時候,通常都會以光年作為距離單位,與宇宙中動輒成千上萬光年的距離相比,1光年看上去似乎並不算遙遠,然而尷尬的是,以我們人類目前的科技水平來講,1光年的距離可以說是可望而不可及。為什麼說1光年是「可望不可及的距離」?光在真空中的速度為每秒鐘299792458米,以這樣的速度,只需要1秒多一點的時間就可以從地球抵達月球,而所謂的1光年,是指光在真空中直線前進整整1年的距離,換算下來就是大約9.46萬億公裡,相當於地球與太陽距離的大約63241倍。
  • 人類最快的飛行器是哪個?要多久才能走完一光年?有點超乎想像
    因此,我們一般也將太陽與地球的平均距離稱為一個天文單位,當我們在計算太陽系內其他的行星的距離時,也會使用到天文單位來計算。對於我們來說,一個天文單位的距離達到1.5億公裡,確實是相當遠,不過在丈量宇宙的距離時,「天文單位」也顯得有點力不從心。於是,我們想到了光年,畢竟,光的速度大約為30萬公裡每秒,是速度的極限,1光年相當於光傳播1年的距離。
  • 人類從地球到火星, 乘坐現在的飛行器需要多長時間?
    所以,人類開發火星,不僅僅是合適的選擇也是迫不得已的選擇。而火星距離地球的距離並不是恆定的,一般來說,會根據彼此的公轉周期改變,既然要達到火星,最好是越快越好。據有關數據顯示,火星和地球最近的時候,相距5600萬千米,最遠的則為3.2億千米。
  • 地球到火星需要多長時間,距離有多遠,說出來你可能不信
    我們與火星的第一次超近距離接觸發生在1965年,當時的水手4號作為先驅者,在長途跋涉228天後,成功飛過火星;此後「水手」家族頻傳佳音,1969年,水手6號僅用了155天就飛抵火星,同一年,水手7號將這一時間縮短到了128天。兩年後,水手9號成為首艘進入火星軌道的地球飛行器,當時用時168天。
  • 如果宇宙飛船的速度達到最快,飛出太陽系需要花費多長時間?
    不知道大家還記不記得,40年前科學家就發射了一顆衛星名字叫旅行者一號,如今他已經路過了冥王星,算是我們人類目前飛行距離最遠的一個探測器了,但是想要離開太陽系的話,距離還是很遠。那麼有些人就有一個疑問了,如果說我們能夠對宇宙飛船的速度進行突破,能夠成為世界上最快的宇宙飛船的話,想要飛出太陽系需要花費多長時間呢?
  • 以人類目前最快的飛行器,飛往距離太陽最近的恆星,需要多久?
    速度一直都是阻礙人類發展的巨大障礙。探測器要想擺脫地球的引力,速度必須要達到第二宇宙速度(11.2千米每秒)。而探測器要想從地球軌道往太陽系外飛,速度都必須要達到第三宇宙速度(16.7千米每秒)。帕克探測器是人類發射的飛行速度最快的探測器,該探測器在近日點的速度最高曾達到192千米每秒,不過連光速的千分之一都不到。
  • 別小看1光年的距離,我們擁有的速度最快的飛行器,飛1光年要多久
    一光年的距離在宇宙天體之間微不足道,天體之間的距離能達到上百億光年。但對於我們來說,一光年的距離能將我們難倒,旅行者一號作為速度最快的飛行器,至今還沒有飛出太陽系。也因為光速傳播的距離足夠遠,光年這一概念應運而生。表面上看它是時間單位,其實是衡量宇宙天體之間的距離長度單位。在科普書籍中,經常能看到某個天體距離地球多少光年,從A天體到B天體要多少光年。看多了我們都覺得這光年不是很長,其實不然,1光年的距離,憑我們現在的科技都需要漫長的時間才能完成。
  • 從地球出發飛到月球要多長時間?科學家:相當於上了一個星期班
    從地球出發飛到月球要多長時間?科學家:相當於上了一個星期班說到宇宙,可能很多小夥伴都會對其充滿了無盡的好奇和幻想,因為宇宙對於我們來說是陌生的,但是說到月球,很多小夥伴就不會那麼陌生了,畢竟我們每天晚上都能看到月亮,而且人類的探測器也不止一次的到達了月球,目前為止,除了各種探測器飛抵月球外,人類還劃時代的登上了月球,對此我們也非常好奇,按照人類目前的科技,從地球出發飛到月球需要多長時間呢?
  • 人類目前最快的飛行器速度是多少?飛行多久才能抵達1光年以外?
    你知道人類目前最快的飛行器速度是多少嗎?飛行多久才能抵達1光年以外?1光年是表示以光的速度飛行一年的距離。 目前為止,飛得最快的人造飛行器是美國NASA公司在2018年射的帕克太陽探測器,它的飛行速度打破太陽神2號在1976年創下的最接近太陽的飛行紀錄,同時也打破了目前人類世界最快的飛行紀錄,因為距離太陽越近,所受的太陽引力作用越強,軌道速度必然越快。
  • 人類從地球到火星,乘坐現在的飛行器需要多長時間?
    對於所有的火箭發射來說都有一個「窗口期」,這是一個時間範圍,在這個時間範圍內發射的時間成本和物料成本都是最低的。探測火星的窗口期地球與太陽的平均距離是1.5億千米,而火星位於太陽系系統的較外側,距離太陽的平均距離有2.3億千米。因此火星公轉的軌道周期遠遠比地球的軌道周期長。三歲小孩都知道地球上一年是365天,而火星上的一年則有687個地球日。
  • 如果人類乘坐世界上最快的宇宙飛船,離開太陽系需要多長時間?
    人類是地球的智慧生命,人類相對於地球是渺小的,地球又是太陽系中渺小的存在,太陽系又是銀河系中一個渺的點,而銀河系可能連宇宙的一個點都算不上,由此可見宇宙有多大。人類走出地球開始探索宇宙,第一個需要徵服的就是太陽系。