¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

[Julián]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Entiendo que si la nanosonda emite en el ultravioleta 300-400 nm, se necesita como receptor un telescopio óptico, (con lentes o espejos), no una antena de radiotelescopio

Claro el espejo es una disco parabólico (una parábola no completa como toda antena de microondas) donde en el foco existe una parábola menor en cuyo foco existe un lente que converge la radiación en un elemento semiconductor, hasta acá no hay diferencia con respecto a un receptor de microndas como lo es arecibo, dejando de lado el elemento semiconductor y el material de la parábola (mirror se la llama pero el efecto de convergencia de la parábola es lo mismo) que ya dejaría de ser un simple metal a un material más pulido donde como la radiación tiene una longitud de onda más pequeña es posible construir la parábola con segmentos.

Observar la siguiente imagen como se interponen las parábolas reflexivas.




la forma constructiva es análoga a una antena de un telepuerto de banda C o banda Ku pero nuevamente, diferente material, mayor cantidad de parábola constituidas con segmentos pulidos ya que a una longitud de onda de ultravioleta, unas microscópicas rugosidades del material producen una reflexión difusa.

[Alriga]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

... ¿De donde has sacado dicha información de un telescopio de 1 Km de diametro? ...

Julián, me he limitado a repetir lo que dice el paper varias veces, por ejemplo en las “conclusions” de la pàgina 11 dice:

"Data rates are higher by a factor of 10^6 compared to equal-sized classical telescopes. A 1 m telescope in the SGL (solar gravitational lens) can achieve the same receiving data rate as a classical 9–45 km telescope. If classical telescope sizes are restricted to E-ELT size (39 m), power levels on the transmitter side need to increase from 1W into the MW range to match the data rate of an SGL probe."
Mira también la “figure 3” de la página 3.

Entiendo que si la nanosonda emite en el ultravioleta 300-400 nm, se necesita como receptor un telescopio óptico, (con lentes o espejos), no una antena de radiotelescopio. Observa que como comparación habla del aun no construido E-ELT que es un telescopio óptico con un espejo equivalente de 39 m de diámetro, no usa como comparación la antena de Arecibo, que es un radiotelescopio de 305 m de diámetro.


Saludos.

[Julián]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Muy interesante Alriga.

Para evitar el ruido del propio sol sobre el anillo de Einstein a detectar, el telescopio debería incorporar un coronógrafo. Lo que no he sabido ver en el documento es si la luz de Próxima Centauri también será amplificada por la lente gravitacional. Entiendo que no, que se ubicaría la nanosonda de tal manera que Próxima Centauri estuviese lo suficientemente lejos del eje nanosonda-Sol-telescopio, pero el tema no me queda muy claro.

Ya que hay poca información me permito imaginar un poco la solución. La amplificación supongo que sería en dBi, es decir, se amplificaría con respecto a una antena isotrópica que emitiría desde próxima centauri. Por lo que en ese caso se reduciría la superficie efectiva de la señal que arribaría a la tierra, aumentando su intensidad.
Ahora bien, como próxima centauri tiene un pico de radiación que depende de su temperatura y a su vez como toda estrella su radiación no es coherente; la lente gravitacional amplificaría toda radiación pero no habría problema siempre y cuando la intensidad de la señal con información sea mayor en un rango de frecuencia prefijado, que por solución no deberá caer en el pico de la estrella y a su vez pudiéndose utilizar el efecto de una radiación coherente, como la que emite un diodo laser, podría filtrarse al mismo tiempo por polarización. Recordando que un laser mantiene la polarización de la señal y una estrella no.

Suponiendo que la potencia de emisión sea alrededor de 1 W de un láser ultravioleta, (300 -400 nm), en la Tierra se necesitaría un telescopio de kilómetros de diámetro.

¿De donde has sacado dicha información de un telescopio de 1 Km de diametro? Considerando un laser de radiación ultravioleta, con un laser de 1W y una amplificación de 1 millón por la lente gravitacional, como has mencionado. La intensidad de la señal que arribaría a la tierra sería de $1*{10}^{-16}$W/m. Que con un disco parabólico de 1 metro de diametro se obtendría una señal de -130 dBm, no muy descabellado ya que un receptor de microondas está en -100 dBm a -120dBm. El problema nuevamente sería el ancho de banda de manera tal que la densidad espectral de energía de la señal sea superior al ruido de las estrellas. Pero en el ultravioleta con una buena polarización y con un ancho de banda muy reducido se podría llegar a algo. Dejando de lado las distancia que hay que llevar la sonda y el telescopio para la lente gravitacional como principal problema de ingeniería, claro.

[Richard R Richard]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

A calculo rapído, es evidente que tienen que enviar una nave mucho mas rapida de que la Voyager I, que hizo 137 UA en 40 años, y ahora se necesitara retransmitir desde un lugar mas allá de 20 veces la distancia a Plutón(+/-30UA), 5 veces lo que hizo la Voyager I, hito que no se ha alcanzado aun en la historia y solo quieren tardar 30 años en llegar
Si el sol ya no tiene influencia gravitatoria, se esta pensando en una velocidad cercana a 20 UA/año promedio ,ya que nada puede frenar ni desviar al telescopio. Algo asi como 327000 km/h es lo debe desarrollar y tampoco hay naves que hayan alcanzado esa velocidad (heliocentrica, no geocentrica)... Juno la nave mas rapida de la historia alcanzo solo los [FONT=Lato] 265 540 km/h[/FONT] ,... Así que no dejan de sorprender , las innumerables complicaciones para poder captar los fotones que se desvien exactamente en fase alrededor del sol, manteniendo el curso en Sizigia perfecta, nanonave, sol y telescopio, para poder recogerlos, y transmitirlos nuevamente a tierra, con una antena mayor.

Lo que no he sabido ver en el documento es si la luz de Próxima Centauri también será amplificada por la lente gravitacional. Entiendo que no, que se ubicaría la nanosonda de tal manera que Próxima Centauri estuviese lo suficientemente lejos del eje nanosonda-Sol-telescopio,

No creo que puedan filtrar la luz de la estrella Centauri de modo alguno y al anillo gravitacional le llegaran todos los fotones de todos lados, y todos se curvan de la misma manera, por lo que van a tener que separar en la señal algo de la luz de la estrella sobre el telescopio. Pero creo entender lo mismo que tu , si la nanonave no viajara exactamente alineada con la estrella y el sol, presumo que la concentración de la luz de la estrella se dará en otra curva o región y no sobre la curva donde circule el telescopio de ese modo no afectaría tanto su espectro, mejorando la calidad o el pico de lo recibido.

[Alriga]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Hola. A lo largo de este hilo se ha comentado la dificultad que entraña detectar la debilísima información que nos emitirían las nanosondas desde próxima Centauri.
Suponiendo que la potencia de emisión sea alrededor de 1 W de un láser ultravioleta, (300 -400 nm), en la Tierra se necesitaría un telescopio de kilómetros de diámetro.

Pues bien, en un estudio titulado Interstellar communication. II. Application to the solar gravitational lens se propone utilizar para la recepción un telescopio de apenas 1 metro pero situado estratégicamente en un punto del espacio de tal manera que la señal emitida sea amplificada por el efecto lente gravitacional al pasar cerca de nuestro Sol.

El telescopio habrá que situarlo en una sonda a z=90 mil millones de km del sol, (600 UA) para que el anillo de Einstein de la señal emitida desde la nanosonda en Próxima Centauri permitiera una amplificación de la señal original en un factor de 1 millón.



Usando el efecto “honda gravitatoria” del Sol, el telescopio podría alcanzar esa distancia en unos 30 años y como la lente gravitacional funcionaría entre las 600 UA y las 2200 UA no sería necesario que frenase y se mantendría útil, (hasta que no rebasase las 2200 UA) durante unos 70 años.

Para evitar el ruido del propio sol sobre el anillo de Einstein a detectar, el telescopio debería incorporar un coronógrafo. Lo que no he sabido ver en el documento es si la luz de Próxima Centauri también será amplificada por la lente gravitacional. Entiendo que no, que se ubicaría la nanosonda de tal manera que Próxima Centauri estuviese lo suficientemente lejos del eje nanosonda-Sol-telescopio, pero el tema no me queda muy claro.

Un breve comentario del tema en español, con su dosis de amarillismo: Descubren cómo usar la gravedad solar como si fuera una red wifi de alcance interestelar

Saludos.

[Richard R Richard]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Al parecer Yuri Milner ya se ha salido del tablero y esta haciendo pruebas con minisatelites, a la vez rompe records de miniaturización... La noticia la he leído en
http://es.gizmodo.com/el-proyecto-pa...1797291984/amp

[Richard R Richard]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Bueno son dos proyectos distintos ya no son 20 años de viaje sino 145

el proyecto Breakthrough Starshot viaja a 20%c con velas de $16 m^2$ y esto no es mucho mas imponente en tamaño

Si calculamos la energía cinetica de la nave segun la fisica clasica

$E_{c1}=\dfrac 12 m v^2=dfrac 12 0.096kg\,0.046^2\,299792458^2m^2/s^2=\notcien{9,128}{12}J$

y cuando se frena al llegar a $\alpha$ cen

$E_{c2}=\dfrac 12 m v^2=dfrac 12 0.01kg\,0.025^2\,299792458^2m^2/s^2=\notcien{2.696}{12}J$

la energía potencial de $\alpha$ cen


$U_{\alpha}=\dfrac{mMG}{r}=\dfrac{0.096kg\,\notcien{2.167}{30}kg \notcien{6.672}{-11}Nm^2/kg^2}{1.2\notcien{6.96}{8}m}=\notcien{1.661}{10}J$

Luego

$\dfrac{E_{c1}-E_{c2}}{U_{\alpha}}=\dfrac{\notcien{6.432}{12}J}{\notcien{1.661}{10}J}\cong 387$


esto significa que la gravitación de alfa centauri es 387 veces inferior a lo necesario para detener la nave

Por ello se usa

$F(\alpha, r) = \dfrac{L_uA}{ 3\pi cR^2}\left[ 1 - \left [ 1 - \left(\dfrac Rr \right)^2\right ]^{3/2} \right ] \times \cos(\alpha) .$

Así que

$m =\sigma A +m_t$

$m=\notcien{8.6}{-7}kg/m^2 A+0.01kg$

la desaceleración cuando apunta directo hacia la estrella será

$a(r)=\dfrac{\dfrac{L_uA}{ 3\pi cR^2}\left[ 1 - \left [ 1 - \left(\dfrac Rr \right)^2\right ]^{3/2} \right ]}{\sigma A +m_t}$

la cual es máxima cuando la carga tecnológica $m_t=0$

Así que l energía que aporta la radiación es el trabajo de la fuerza de presión

$W=\dst\int_{\infty}^R F(\alpha, r) \dd r$

que es mejor resolverla numéricamente

El resultado indica que si se aproxima directamente a la estrella mas desacelera, como muestran los gráficos, el tema es como hacer que las velas no se fundan con la temperatura, es decir hay un límite al radio r y por ende a la desaceleración.

Eso me pareció interesante

(3) evitar la necesidad de un sistema de lanzamiento láser a gran escala basado en la Tierra, utilizando en su lugar la radiación solar a la salida del sistema solar

de vuelta me hace pensar desde donde habrá que lanzarla cerca del sol imagino.

[Alriga]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Esta animación describe las características nominales de la misión de una vela activa autónoma descrita por Heller & Hippke (2017) que se aproxima al sistema Alfa Centauri desde la Tierra. La masa de la vela por área es de unos 8,6e-4 g / m². Una vela de 10⁵ m² = (316 m)² de grafeno (7,6e-4 g / m²) podría transportar 10 g de carga útil, incluida Ciencia, navegación y sistemas de comunicación, 99,99% de revestimiento reflectante, etc. y tendría un peso total de 86 g. La maniobra interestelar se denomina asistencia fotogravitatoria.

Saludos.

[Alriga]

Desaceleración de velas fotónica interestelares de alta velocidad para entrar en órbita en Alfa Centauri

Siguen apareciendo estudios interesantes relacionados con el hipotético viaje de minisondas propulsadas por velas fotónicas a Alfa Centauri:

"Actualmente se están desarrollando nuevas tecnologías que implican láseres de alta potencia que disparan a velas solares de 1 gramo ubicadas inicialmente en órbitas cercanas a la Tierra, acelerándolas hasta el 20% de la velocidad de la luz en cuestión de minutos. Aunque tal sonda interestelar podría llegar a Próxima Centauri 20 años después del lanzamiento, sin propelente para frenar, la sonda atravesaría el sistema estelar en cuestión de horas, disponiendo de brevísimo tiempo para efectuar medidas interesantes y enviar la información a la Tierra.
Aquí se demuestra cómo las presiones de los fotones generados por las estrellas del sistema triple Alfa Centauri A, B, y C (Próxima) se pueden utilizar junto con asistencia gravitatoria para desacelerar las velas solares provinentes de la Tierra, desviándolas y obligándolas a entrar en órbita de Próxima o incluso de su planeta Próxima b.
Usando dos efectos astrofísicos, la presión de los fotones y los tirones gravitacionales de α Cen A, B y C, la vela y su sonda adjunta podrían ser maniobradas a través del sistema estelar sin necesidad de combustible a bordo"

El documento científico original: Deceleration of high-velocity interstellar photon sails into bound orbits at α Centauri

El comentario (con típico titular sensacionalista) de un diario español: Idean una vela para poder viajar a otras estrellas en busca de extraterrestres

Saludos.

[Richard R Richard]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Esta claro que quieren saber que hay "para ir ver" como todo turista...
Imaginemos que van con la idea de hallar un planeta capaz de albergar vida y al llegar allí en unos 30 años de proyecto le sacan una foto a un "marte desértico" ...muy ingenuos a la vista de todo el mundo no quieren quedar.

Si van debería ser por algo que valga la pena por anticipado.
Aunque me releí el hilo no encuentro la razón tecnológica que pone el limite del 20% de la velocidad de la luz a las micronaves.....

- - - Actualizado - - -

Si en realidad piensan acelerar a 10000 $g$ a las naves he hecho este simple calculo no relativista con $g=10m/s^2$ y $c=300000km/s$

tiempo de impulsión $t=\dfrac{20\%c}{a}=\dfrac{0.2\cdot \notcien {3}{8}}{10000\cdot 10}=600s$

distancia recorrida durante la impulsión $\Delta x=\dfrac 12 a t^2=\dfrac 12 10000 \cdot10\cdot 600^2=\notcien{1.8}{10}m$

para tener una noción la distancia entre órbitas de Marte y la Tierra $D=\notcien{2.279}{11}-\notcien{1.495}{11}=\notcien{7.834}{10}m<br />$

Esto es el 23% de la distancia entre la Tierra y Marte en solo 10 minutos.....

y si se desvía 1 milésima de segundo de arco a cuantos kilómetros de distancia equivalen

$\Delta Y=R\sin \Delta \theta =4.2 \cdot \notcien {9,46}{12}\sin (0\°0'0"0.001)=192626km$

la mitad de la distancia entre la tierra y la luna....

Bueno van a tener que afinar la puntería para sacar una foto desde cerca, adaptar las cámaras para el corrimiento al rojo de la luz natural y las ASAs para que no salgan movidas.

otro desafio es en que instante tomar la exposición y en que dirección, eso tiene que ser programado desde tierra, una vez que acelero y antes de que la nave termine alejandose demasiado.

Así que los errores de medición de velocidad de la órbita son cruciales para atinarle cerca con alguna de las naves del enjambre...

Si que la va de exigente el proyecto.

en el futuro el telescopio VLT sera pequeño en comparativa con los telescopios de multiples espejos planificados a construirse

[Alriga]

Breakthrough Initiatives financiará un instrumento para estudiar los planetas de Alfa Centauri

El VLT Very Large Telescope de E.S.O. en Chile va a ser dotado de un nuevo detector específico de infrarrojos para buscar y estudiar planetas en el sistema triple Alfa Centauri.

Detectar un planeta es muy difícil debido a la luminosidad de la estrella anfitriona del sistema planetario, que ilumina tanto el entorno que no es posible distinguir los tenues planetas cercanos a ella. Una manera de aumentar las posibilidades es observar en el rango de longitud de onda del infrarrojo medio, pero incluso en el infrarrojo medio, la estrella sigue siendo millones de veces más brillante que los planetas que queremos observar, lo que exige una técnica específica que reduzca la deslumbrante luz estelar.

Se partirá del instrumento VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared) instalado en el VLT y se modificará éste para transformarlo en un coronógrafo, además de incrementar sus prestaciones mediante óptica adaptativa.

Y atención: la mayor parte del coste del nuevo instrumento será pagada por el proyecto Breakthrough Starshot, (está claro que van en serio) según acuerdo firmado por su director Peter Worden y el director de E.S.O. Tim de Zeeuw.

Fuente: VLT buscará planetas en el sistema Alfa Centauri. ESO firma un acuerdo con Breakthrough Initiatives

Saludos.

[Alriga]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Hola Alriga Felices Fiestas !!!!!!!! buen año para ti y todos los que disfrutamos tanto de aprender como de intentar divulgar lo aprendido …

Feliz Año Nuevo también para ti y para todos los lectores de La web de Física

… me llama poderosamente la atención que las 5 estrellas más cercanas a nuestro vecindario, se acercaran hasta estar por debajo de 4 años luz llevando órbitas bastante disimiles... Solo eso, que cuando esté a la mínima distancia ocurrirá dentro en un rango estrecho de medidas...

Es una casualidad, el período de tiempo que abarca el gráfico es muy pequeño. Por ejemplo, se sabe que hace unos 70.000 años la “estrella de Scholz” un sistema binario compuesto por una débil enana roja y una enana marrón, que actualmente están situados en Monoceros a 20 años luz con magnitud aparente 18, se acercó a hasta tan solo 0.815 años luz del Sol.

Y en el futuro, se sabe que la estrella Gliese 710 de 0.61 masas solares, que actualmente está situada en Serpens a 63 años luz y brilla con magnitud 9, se acercará a tan solo 0.21 años luz, dentro de 1.35 millones de años. Se especula con que su acercamiento pude alterar la Nube de Oort y lanzar una lluvia de cometas hacia el Sistema Solar interior, con el peligro que ello representará para la vida en la Tierra, (si no nos la hemos cargado nosotros antes y aun dura,… ) Entonces será la estrella más brillante del cielo, con un brillo de -2.7 similar al de Júpiter y muy superior al -1.46 de Sirio, que es actualmente la estrella más brillante del cielo.

Saludos, ¡¡ FELIZ 2017 !!

[Richard R Richard]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Hola Alriga Felices Fiestas !!!!!!!! buen año para ti y todos los que disfrutamos tanto de aprender como de intentar divulgar lo aprendido.

El gráfico que pones me regala un dato curioso .... me llama poderosamente la atención que las 5 estrellas mas cercanas a nuestro vecindario, se acercaran hasta estar por debajo de 4 años luz llevando órbitas bastante disimiles...... Solo eso, que cuando este a la mínima distancia ocurrirá dentro en un rango estrecho de medidas...

[Alriga]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Pues yo creo que a Próxima sí le cambiaran el nombre, aunque no a corto plazo. Se lo cambiarán dentro de unos 25.000 años, cuando debido a su movimiento orbital en torno al baricentro de Alfa Centauri, deje de ser la estrella más próxima a la Tierra.
Adjunto la evolución de la distancia a la Tierra de las estrellas más cercanas en los pasados 20.000 años y los próximos 80.000



Saludos.

[Richard R Richard]

Re: ¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

De acuerdo a ese criterio deberían cambiar el nombre de Proxima b y llamarlo Alfa Centauri Cb, ya que el planeta que orbita a Alfa centauri B se lo llama Alfa centauri Bb...

Aunque sinceramente lo dudo la Tierra no la llaman "Sol Ad", si se le asigno un "nombre" en vez de una "nomenclatura" probablemente lo conserve, y se le adose la nomenclatura, para identificar fácilmente de lo que se trata.

Aqui puedes ver que los nombres se asignan pero la nomenclatura va aparte, (aunque la nomenclatura también tiene parte del nombre de la constelación)

http://www.iau.org/news/pressreleases/detail/iau1514/


la nomenclatura y el estilo se ve aqui en el punto 7 pagina S36 , recien lo he encontrado y me lo voy a leer tranquilo, con esto creo que se aclara el jeroglifico de los nombres astronómicos...