1光年火箭要飛多久(核電站模型)
xj
2023-06-24
1光年就是光行走一年的距離,由于光速是每秒30萬千米,那么1光年就是94600億千米,如果火箭有每秒4.5千米的速度,大概也需要3萬年才能走到。就連世界上最快的X-43飛機也需要108000年才能飛完1光年,步行則更遠,需要2.25億年的時間,下面就跟著本站我一起來看看吧!
1光年火箭要飛多久?
1光年指的就是光在一年時間內(nèi)行走的距離,1光年=多少年的問題還是經(jīng)常困擾著大家,但其實光年只是一個距離單位,由于光速是30萬千米/秒,所以1光年就是9460730472580800米,也就是大約九萬四千六百億千米,按照火箭有每秒4.5千米的速度,大概也需要3萬年才能走到。最快的美國X-43飛機每小時1萬千米,一光年也需要108000年才能飛到。
目前最快的人造飛行器美國的探測者2號,其最高速度達到了每秒70.22千米,合計就是每小時25.27萬千米,那么以這樣的速度也需要飛行近4000年才能飛完1光年的距離,如果不考慮吃飯睡覺,只靠步行的話,則需要2.25億年之久,也就是從恐龍誕生開始一直走到現(xiàn)在。
1光年到底有多遠?
因為光年是光行走一年的距離,所以我們要了解1光年有多遠,就先要清楚光的速度有多快,光速大概是每秒30萬千米,據(jù)計算如果光走出太陽系也大約只需要8分鐘時間,而且光速在一秒內(nèi)就能繞地球八圈,可以說這樣的速度簡直無法想象,但是1光年卻是光在一年時間經(jīng)過的距離,可想而知1光年有多么遙遠。
德國科學家弗里德里希·威廉·貝賽爾在計算恒星到達太陽距離時第一次提出了光年的概念,當時使用的最大天文單位,就是地球半徑(約為1.5*10^11m),而太陽到達恒星的距離則是660000倍的地球半徑距離,所以貝塞爾就用光線行走來舉例,大概需要10.3年才能走完。
雖然人類無法真正的了解1光年的距離到底有多遠,但是相信這么多的例子,已經(jīng)可以很清晰的讓人對光年做出一個概念了吧。
[img]1光年火箭要飛多久火箭走1光年的距離需要3萬年。光速是每秒30萬公里。火箭達到達到宇宙速度在每秒7公里到11公里,按每秒10公里算。
1、按照數(shù)據(jù)火箭速度目前可達到4.3~4.4km/s,為了方便計算我取4.5km/s。已知路程S=1400光年=1400*3*10^5*365*24*60*60km。
2、利用t=S/v可計算t=1400*3*10^5*365*24*60*60km/4.5km/s=2.94336*10^15s=340.667年。
3、一光年就是光在一年時間行走的距離,即約九萬四千六百億公里。按照火箭速度有4.5公里/秒,多級達7.9公里/秒,第二宇宙速度11.2公里/秒。
光年測量原理:
光年通常用來測量很遠的距離,比如太陽和另一顆恒星之間的距離。光年不是時間單位。在天文學中,另一種常用的距離單位,秒差=3.26光年。
宇宙中物體之間的距離太大,用千米來測量是很麻煩的,但用光年來測量就容易多了。光在真空中一年內(nèi)傳播的距離稱為光年。真空中的光速約為300000公里/秒,或3×108米/秒,因此一光年為9.4607×1015米。
例如,世界上最快的飛機可以達到每小時11,260公里的速度。以這樣的速度,它需要95,848年才能走完1光年。客機的平均飛行速度約為每小時885公里,飛行1光年需要1220330年。
1光年火箭要飛幾年火箭走1光年的距離需要3萬年。光速是每秒30萬公里。火箭達到達到宇宙速度在每秒7公里到11公里,按每秒10公里算。
1、按照數(shù)據(jù)火箭速度目前可達到4.3~4.4km/s,為了方便計算我取4.5km/s。已知路程S=1400光年=1400*3*10^5*365*24*60*60km。
2、利用t=S/v可計算t=1400*3*10^5*365*24*60*60km/4.5km/s=2.94336*10^15s=340.667年.
3、一光年就是光在一年時間行走的距離,即約九萬四千六百億公里。按照火箭速度有4.5公里/秒,多級達7.9公里/秒,第二宇宙速度11.2公里/秒。
擴展資料:
光年的換算:
光年的準確長度:以1年=31556925.9747秒,光速=299,792,458米/秒來計算,1光年=9460730472580.8千米。(9.4607×1012km)
與天文學中其它常用長度單位的換算:一秒差距約等于3.26光年,一光年約等于63240天文單位。
誤區(qū):
因為帶有“年”字,它常常被誤以為是時間單位,以致于有時會產(chǎn)生誤用。例某些流行歌曲中可能誤用它來比喻時間的長久,如“一轉(zhuǎn)眼/一瞬間,一光年。”
參考資料來源:
百度百科-光年
百度百科-速度(物理量)
飛向宇宙一光年要多久天下武器,唯快不破!這個道理咱中國人很久以前就明白了,航空航天的科學家們,拼命追求的也是速度,從萊特兄弟的飛機上天開始,再到戈達德的第一枚液體火箭,再到第一顆人造衛(wèi)星,速度一直在不斷提升!
到現(xiàn)在人類航天已經(jīng)走過了快半個多世紀,過了那么久,以現(xiàn)在的技術飛到一光年以外到底要多久?
一光年,最快的火箭需要多久?
以人類的技術水平而言,一光年還是有點遠,因為這是光走一年的距離,光速為299792458m/s,按儒略年365.25天計算,光年的距離是9460730472580800米,這個距離有多大呢?
太陽系的邊緣柯伊伯帶大約在40-50天文單位之間,人類最快的探測器到達冥王星需要9年半,光只需要5.53-6.92小時就能走到太陽系的邊緣,1977年發(fā)射的旅行者一號和二號中,一號飛得最遠,經(jīng)過43年的飛行,現(xiàn)在距離地球大約152天文單位!
這個距離光大約只需21小時即可抵達,而旅行者卻蝸牛爬一般的居然飛行了43.3年!那么一光年大概要多久呢?我們就計算直線距離,因為NASA的新視野號和旅行者走出太陽系都是螺旋形軌道,不過走一光年其差不了多久!
旅行者的速度到底是多少?
旅行者脫離地球速度時大約相對太陽的速度約為36千米/秒(地球軌道30千米/秒,半人馬座火箭約6千米/秒),但它在太陽系中越向外速度就會越慢,到木星軌道時就只剩下10千米/秒了,不過經(jīng)過木星的引力彈弓加速,增加了18千米/秒的速度,到土星繼續(xù)降低速度,但土星引力彈弓又補充了速度,繼續(xù)在30千米/秒左右飛向外太陽系!
但越往外速度越低,到了距離太陽約152天文單位的位置,它的速度已經(jīng)降低為16.9千米/秒,這個速度很容易和太陽系逃逸速度混淆,所以各位注意了,這個不是太陽系逃逸速度,因為逃逸速度在太陽不同距離上是不一樣的。
那么可以計算時間了,1光年大約需要17,751.3488年,也就是旅行者飛行一光年需要1.77萬年,而新視野號的相對于太陽則只有14.52千米/秒,它比旅行者一號更慢一些,旅行者二號大約15.2千米/秒,所以用人類最快的速度的飛行器飛越1光年,需要1.77萬年!
為什么要那么久,沒有更快的速度了嗎?
方法還是有的,只是比較難!要了解為什么會這樣,必須要先來了解一下火箭技術,現(xiàn)代火箭技術都脫胎于1926年戈達德試射的第一枚液體火箭,結(jié)構上并沒有大的改變,都是燃料和氧化劑,還有燃燒室!
唯一有改變的就是增加了渦輪和各種燃氣循環(huán),所以比沖得到了大幅度的提高,在這里必須要提一下比沖這個概念:火箭發(fā)動機單位重量推進劑產(chǎn)生的沖量,簡單了來理解就是比沖越高,火箭燃料利用率也就越高,同時出發(fā)的兩枚火箭燃料與結(jié)構與重量一致的火箭,當燒完所有燃料時,比沖高的飛的速度更快!
比如偏二甲肼和四氧化二氮的火箭,比沖大約是260左右(比如長征三號甲YF-21C),液氧煤油能做到300多(RD180能做到311),氫氧機可以到400多以上,當然不止和燃料相關,還和燃氣發(fā)生器循環(huán)有關,另外材料和噴管以及渦輪機等等都有關系,但最主要的還是燃料相差太大!
聯(lián)盟號運載火箭的助推級采用四個RD-107發(fā)動機
很簡單,更高的溫度,更高的排氣速度,燃料的利用率也就越高,那么有更NB的發(fā)動機嗎?當然有!
離子電推進火箭發(fā)動機
從燃料成分來看,要想大幅度提高能量比例已經(jīng)非常困難,那么提高排氣速度也可以,離子電推進就是將排氣速度從每秒數(shù)千米提高到數(shù)百千米甚至上千千米!這樣一來,不但燃料利用率極高,而且達到同樣的目的還可以大幅度縮減燃料,這本身就降低了發(fā)動機的負擔,最終速度可以更高!
但離子電推有一個毛病,盡管比沖極高,可以達到2000-3000,霍爾電推也能在1000以上,但它的推力仍然太小了,到現(xiàn)在想要制造牛頓級別推進器仍然不容易,比如NASA-457M,功率50kw,推力接近3N,美國最大的霍爾電推,功率102kw,推力5.4N。
這個推力用在深空探測上沒啥問題,但它不可能將飛船從地面推向近地軌道,因此仍然需要用常規(guī)化學火箭首先將飛船上送上近地軌道,然后再開啟電推發(fā)動機,但它也不能跑遠,因為102kw的電力需要太陽能,它在土星軌道內(nèi)跑來跑去足夠用,出去就要空間核反應堆了!
除了電推外,還有太陽帆,利用光壓和太陽風的動力,這個有點夸張了,因為光壓極小,需要超級大面積才能獲得足夠的推力,一般來說這種大張旗鼓的玩意兒筆者并不看好。
再有就是未來的核聚變堆吧,那個能加速到光速的1%-10%,那么一光年距離也就10-100年,還是有點希望的,假如是曲速引擎,最快據(jù)說可以達到199516倍光速,跨越一光年只需160秒,如何,夠快吧!
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