Starshot đột phá; chúng ta có thể phát hiện các tàu thăm dò tương tự bay trên Trái đất không?

Nếu các nền văn minh ngoài trái đất đang gửi tàu thăm dò Trái đất tương tự như kế hoạch của chúng ta về Đột phá Starshot (nơi các tàu thăm dò chỉ có đường kính vài mét và sẽ di chuyển lên tới 0,2c khi chúng bay qua hành tinh này), chúng ta có thể phát hiện ra chúng không , nói về công nghệ? Và nếu vậy, tỷ lệ cược chúng ta sẽ thoáng thấy là gì?

CHỈNH SỬA / BỔ SUNG: Một câu hỏi bổ sung mà tôi nghĩ đến là liệu các phi hành gia có khả năng nhận biết các vật thể đó bằng mắt thường hay các tàu thăm dò sẽ di chuyển quá nhanh để đăng ký?

space-probe

— người dùng 22038
nguồn

Đây là một câu hỏi * thực sự tuyệt vời! Có các vấn đề về khả năng hiển thị (IR nhiệt và bước sóng khả kiến) và cơ học quỹ đạo (tốc độ di chuyển của nó khi nhìn từ Trái đất).

— uhoh

Hiện tại tôi không có khả năng tung số thực, nhưng đây là một thử nghiệm tư duy:

Các vệ tinh iridium phản chiếu ánh sáng mặt trời về phía bề mặt Trái đất, tạo ra những tia sáng rực rỡ, lên tới cường độ -8. Nó sáng hơn khoảng 1 triệu lần so với nguồn sáng yếu nhất mà mắt thích nghi hoàn toàn tối có thể cảm nhận được - sự chênh lệch năm độ sáng là một yếu tố của 100, và dưới bầu trời tối thực sự, con người có tầm nhìn tuyệt vời có thể nhìn xuống 7 độ.

Tôi nghĩ rằng những phản xạ này sẽ xuất hiện trong một bảng điều khiển có kích thước khoảng 3 x 1,5 mét, vì vậy nó có kích thước tương đương với đầu dò của bạn.

Những vệ tinh này quay quanh bề mặt Trái đất khoảng 800km. Làm thế nào xa một người có thể, và vẫn tạo ra một sự phản chiếu có thể nhìn thấy? Độ sáng giảm xuống khi bình phương nghịch đảo của khoảng cách, do đó, khoảng cách lớn nhất mà bạn hầu như không thể nhìn thấy sự phản chiếu sẽ lớn hơn 1.000 lần, hoặc 800.000km.

Ánh sáng di chuyển với tốc độ 300.000km / s. Một đầu dò di chuyển ở 0,2c sẽ bao gồm 60.000km / s. Đi du lịch 800.000km sẽ mất khoảng 13 giây.

Điều đó có nghĩa là thứ gì đó có kích thước của vệ tinh Iridium, phản xạ ánh sáng mặt trời trực tiếp về phía người quan sát trong toàn bộ hành trình của nó, có thể nhìn thấy trong gần nửa phút - chuyển sang màu xanh cho phần đầu tiên và chuyển sang màu đỏ cho phần cuối. (Trừ khi nó ở khá xa ở cách tiếp cận gần nhất, điều này sẽ làm cho nó mờ đi, quá trình chuyển đổi từ "về cơ bản hướng thẳng về phía bạn" sang "về cơ bản hướng thẳng ra khỏi bạn" sẽ diễn ra trong chớp mắt, chỉ là một phần nghìn giây .)

Bây giờ, đây có lẽ là một giới hạn trên - các tàu thăm dò sẽ không có hình dạng và độ phản xạ giống như một vệ tinh Iridium và sẽ không được định hướng để phản xạ trực tiếp về phía người quan sát trong toàn bộ quá trình vận chuyển của chúng. Nhưng, phần nào làm tôi ngạc nhiên, có vẻ như bạn có thể thấy một người đang đến gần và thoái trào.

Mặt khác, một vật thể tạo ra 0,2c cũng có thể có tương tác rõ ràng với gió mặt trời. ( Điều đó đòi hỏi số lượng nhiều hơn số tôi có thể chạy vào lúc này, nhưng nghĩ về nó một chút, có vẻ như không thể.)

— jeffB
nguồn

Một yếu tố của

10^{4}

$10^4$ xa hơn có nghĩa là

10^{8}

$10^8$ thông lượng ít hơn lần, đó là 20 độ lớn mờ hơn. Không thể quan sát.

— Rob Jeffries

@jeffB. Tôi nghĩ cường độ -8 sáng hơn khoảng 4E5 lần so với giới hạn mắt thường (giả sử 6.0), không sáng hơn 1E8 lần.

— JohnHoltz

Vâng, đó là cả đống thứ tôi chưa từng biết! Vì vậy, giả sử đầu dò đang phản chiếu vào bạn, bạn sẽ thấy nó (điểm sáng từ sự phản chiếu) bay về phía bạn và bay đi. Nó có thể không phải là cửa sổ 4-5 phút nếu một số giá trị cần hiệu chỉnh, nhưng khái niệm này vẫn là âm thanh (?). Đây có phải là giả sử chúng ta đang xem tàu thăm dò từ không gian, hoặc trên mặt đất?

— 22038

@RobJeffries Yep, bằng cách nào đó tôi đã trượt trong một sự khác biệt thêm 5 độ. Một chỉnh sửa sắp tới.

— jeffB

@ user22038 Tôi đã giả sử một người quan sát trên mặt đất. Trong không gian, bạn có thể thấy các vật thể mờ hơn một chút (không có bầu khí quyển để làm giảm ánh sáng của chúng, ít ánh sáng nền hơn để làm mờ chúng), nhưng điều đó cũng phụ thuộc vào những gì bạn đang ở trong khi bạn quan sát. (Nếu bạn ở bên ngoài, đôi mắt của bạn có thể bị đóng băng, điều này sẽ làm giảm thị lực của bạn.)

— jeffB