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利用宇宙飞船测量遥远天体的距离(Spacecraft method measuring distant stars)

已有 1650 次阅读 2022-8-18 18:42 |个人分类:宇宙探索|系统分类:论文交流

利用宇宙飞船测量遥远天体的距离

普通的视差法是基于地球绕日轨道上两个最远点的两次观测星体的视差来测量距离,这种方法只能测量离地球比较近的星体的距离。这时星体的距离L=R/alpha, R=1个天文单位,其中R为日地距离,alpha为地球绕日运行半周时所观察到的同一星体的视差角的一半。

要利用视差法测量遥远星体的距离,可以连续发射100艘飞船(每隔数年时间发射两艘,分50次发射),将飞船分为2组,每组50艘飞船,同一组内相邻飞船之间的距离保持在0.1万天文单位,其中一组飞船向远离银河系中心的方向飞,另一组飞船向着银河系中心方向飞(也可以设置两组飞船分别沿其它两个相反的方向飞)。从空间分布上看,飞船也可以分为50层,最外层2艘,中间48层每层2艘,最里层2艘。最里层的两艘飞船各自距离地球约0.1万个天文单位。飞船分别在距离太阳0.1、0.2、0.3、...、4.9、5.0万个天文单位的半径上绕太阳旋转。最外围的两艘飞船各带一个高分辨率望远镜,则最外围的两台望远镜之间的距离为10万个天文单位。这样利用装载在最外围飞船上的望远镜联合运行,就可以大大提高测量距离。这时星体的距离L=R/alpha, R=10万个天文单位。即通过此方法,可以将天体的测量距离提高1万倍。利用传统的视差法,测量距离在10000光年以内,则根据本方法,测量距离可以达到1万光年*10万=10亿光年。

随着技术的进步,角度分辨率再提高1~2个数量级,通信距离再提高1~2个数量级,则该方法可以将测量范围扩展到1000~100000亿光年,这将把可观测宇宙的范围加以扩大。

该系统中,除了最外层的两艘飞船,其余98层飞船都是起信号中继转发作用,使得最外层的两艘飞船的数据能顺利传回地球,同时实现地球操作者对所有飞船的操控。

该系统中,每艘飞船上可以设置数个陀螺仪,以保障这些飞船位于一条直线上,同时保证最外层的两台飞船上的望远镜指向相同的遥远待测星球。

这种飞船视差法的优点是,通过同步控制,可以对某个星体进行实时同时测量,从而可以减少因为宇宙天体快速运动而带来的测量误差。

Translation to English:

Using spacecraft to measure the distance of distant celestial bodies

The common parallax method is to measure the distance based on the parallax of two observersion of a star at the two farthest points on the earth's orbit around the sun. This method can only measure the distance of stars closer to the earth. At this time, the distance between the stars L = R / alpha, where R = 1 astronomical unit, the distance between the sun and the earth, and alpha is half of the parallax angle of the same star observed when the earth travels half a circle around the sun.

To measure the distance of distant stars by parallax method, 100 spaceships can be launched continuously (two spaceships are launched every few years, 50 launches). The spaceships are divided into two groups, with 50 spaceships in each group. The distance between adjacent spaceships in the same group is kept at 1000 astronomical units. One group of spaceships flies away from the center of the Milky Way galaxy, and another group of Spacecraft flies toward the center of the Milky Way Galaxy (two groups of spacecraft can also be set to fly in the other two opposite directions). From the perspective of space distribution, the spacecraft can also be divided into 50 layers, with 2 ships on the outermost layer, 2 ships on each layer of the middle 48 layers, and 2 ships on the innermost layer. The innermost two spacecrafts are each about 1000 astronomical units away from the earth or the sun. The spacecraft rotates around the sun at a radius of 1000, 2000, 3000,..., 49000, and 50000 astronomical units from the sun, respectively. The two outermost spacecrafts are each equipped with a high-resolution telescope, so the distance between the two outermost telescopes is 100000 astronomical units. In this way, the measuring distance can be greatly increased by using the telescopes mounted on the outermost spacecraft for joint operation. At this time, the distance of the star L = R / alpha with R = 100000 astronomical units. That is, by this method, the measuring distance of celestial bodies can be increased by 100000 times. Using the traditional parallax method, if the measurement distance is within 10000 light years, according to this method, the measurement distance can reach 10000 light years * 100000 = 1 billion light years.

With the progress of technology, if the angular resolution is increased by 1-2 orders of magnitude and the communication distance is increased by 1-2 orders of magnitude, the measurement range can be expanded to 100-10000 billion light years, thus the size of the observable universe will be enlarged.

In this system, except for the two outermost spacecrafts, the other 98 layer spacecrafts are used for signal relay and transmission, so that the data of the two outermost spacecraft can be smoothly transmitted back to the earth, and the earth operator can control all spacecrafts.

In this system, each spacecraft can be equipped with several gyroscopes to ensure that these spacecraft are in a straight line and that the telescopes on the two outermost spacecraft point to the same distant planet to be tested.

The advantage of this kind of spacecraft parallax method is that through synchronous control, a certain star can be measured simultaneously in real time, thus reducing the measurement error caused by the rapid motion of the celestial body.


Translation to German:

übersetzung ins Deutsche:

Verwenden von Raumschiffen, um die Entfernung von entfernten Himmelskörpern zu messen

Die übliche Parallaxenmethode besteht darin, die Entfernung basierend auf der Parallaxe zweier Beobachtungen eines Sterns an den beiden entferntesten Punkten der Erdbahn um die Sonne zu messen. Diese Methode kann nur die Entfernung von Sternen näher zur Erde messen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Abstand zwischen den Sternen L,R bis alpha, wobei R,1 astronomische Einheit, der Abstand zwischen Sonne und Erde und alpha die Hälfte des Parallaxenwinkels desselben Sterns ist, der beobachtet wird, wenn die Erde einen halben Kreis um die Sonne fährt.

Um die Entfernung entfernter Sterne mittels Parallax-Methode zu messen, können 100-Raumschiffe kontinuierlich gestartet werden (zwei Raumschiffe werden alle paar Jahre gestartet, 50-Starts). Die Raumschiffe sind in zwei Gruppen unterteilt, mit 50 Raumschiffen in jeder Gruppe. Der Abstand zwischen benachbarten Raumschiffen derselben Gruppe wird bei 1000-astronomischen Einheiten gehalten. Eine Gruppe von Raumschiffen fliegt vom Zentrum der Milchstraßengalaxie weg und eine andere Gruppe von Raumschiffen fliegt in Richtung Zentrum der Milchstraßengalaxie (zwei Gruppen von Raumschiffen können auch so eingestellt werden, dass sie in die anderen beiden entgegengesetzten Richtungen fliegen). Aus der Perspektive der Raumverteilung kann das Raumschiff auch in 50-Schichten unterteilt werden, mit zwei Schiffen auf der äußersten Schicht, zwei Schiffen auf jeder Schicht der mittleren 48-Schichten und zwei Schiffen auf der innersten Schicht. Die beiden innersten Raumschiffe sind jeweils ca. 1000 astronomische Einheiten von der Erde oder der Sonne entfernt. Das Raumschiff dreht sich um die Sonne mit einem Radius von 1000, 2000, 3000,..., 49000 und 50000 astronomischen Einheiten von der Sonne, beziehungsweise. Die beiden äußersten Raumschiffe sind jeweils mit einem hochauflösenden Teleskop ausgestattet, so dass der Abstand zwischen den beiden äußersten Teleskopen 100000 astronomische Einheiten beträgt. Auf diese Weise kann der Messabstand durch den Einsatz der Teleskope, die am äußersten Raumschiff montiert sind, für den gemeinsamen Betrieb erheblich erhöht werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Entfernung des Sterns L,R zu alpha mit R,100000 astronomischen Einheiten. Das heißt, mit dieser Methode kann der Messabstand von Himmelskörpern um 100000-mal erhöht werden. Unter Verwendung der traditionellen Parallaxmethode, wenn der Messabstand innerhalb von 10000Lichtjahren liegt, kann der Messabstand nach dieser Methode 10000Lichtjahre bis 100000 bis 1 Milliarden Lichtjahre erreichen.

Mit dem Fortschritt der Technologie, wenn die Winkelauflösung um 1-2 Größenordnungen erhöht wird und die Kommunikationsdistanz um 1-2 Größenordnungen erhöht wird, kann der Messbereich auf 100-10000 Milliarden Lichtjahre erweitert werden, so wird die Größe des beobachtbaren Universums vergrößert.

In diesem System, mit Ausnahme der beiden äußersten Raumschiffe, werden die anderen 98-Schicht-Raumschiffe für Signalrelais und übertragung verwendet, so dass die Daten der beiden äußersten Raumschiffe reibungslos zurück zur Erde gesendet werden können, und der Erdbetreiber kann alle Raumschiffe steuern.

In diesem System kann jedes Raumschiff mit mehreren Gyroskopen ausgestattet werden, um sicherzustellen, dass diese Raumschiffe in einer geraden Linie stehen und dass die Teleskope der beiden äußersten Raumschiffe auf den gleichen entfernten Planeten zeigen, der getestet werden soll.

Der Vorteil dieser Art von Raumfahrzeugparallaxverfahren besteht darin, dass durch synchrone Steuerung ein bestimmter Stern gleichzeitig in Echtzeit gemessen werden kann, wodurch der Messfehler reduziert wird, der durch die schnelle Bewegung des Himmelskörpers verursacht wird.


Translation to French:

Traduction en français:

Mesure de la distance des corps célestes éloignés à l'aide d'engins spatiaux


La méthode de parallaxe couramment utilisée consiste à mesurer la distance en fonction de la parallaxe de deux observations d'une étoile aux deux points les plus éloignés de l'orbite de la terre autour du soleil. Cette méthode ne mesure que la distance de l'étoile la plus proche de la terre. à ce moment - là, la distance entre les étoiles l = R / alpha, où r = 1 unité astronomique, la distance entre le soleil et la terre, Alpha est la moitié de l'angle parallaxe de la même étoile observé lorsque la Terre tourne un demi - cycle autour du soleil.

Pour mesurer la distance des étoiles lointaines à l'aide de la méthode parallaxe, 100 engins spatiaux peuvent être lancés en continu (deux tous les quelques ans, 50 fois à chaque fois). Les vaisseaux sont divisés en deux groupes de 50 chacun. La distance entre les engins spatiaux adjacents du même groupe est maintenue à 1000 unités astronomiques. Un groupe de vaisseaux spatiaux s'éloigne du Centre de la voie lactée et l'autre se dirige vers le Centre de la voie lactée (deux groupes de vaisseaux spatiaux peuvent également être réglés pour voler dans deux directions opposées). Du point de vue de la répartition spatiale, l'engin spatial peut également être divisé en 50 étages, 2 étages extérieurs, 2 étages intermédiaires de 48 étages et 2 étages intérieurs. Les deux engins spatiaux les plus intérieurs se trouvent à environ 1000 unités astronomiques de la terre ou du soleil. Les engins spatiaux tournent autour du soleil avec des rayons de 1000, 2000, 3000,..., 49000 et 50000 unités astronomiques, respectivement. Les deux engins spatiaux les plus extérieurs sont équipés de télescopes à haute résolution, de sorte que la distance entre les deux télescopes est de 100 000 unités astronomiques. Ainsi, les distances de mesure peuvent être considérablement augmentées grace à des opérations conjointes utilisant des télescopes installés sur des engins spatiaux ultrapériphériques. à ce stade, la distance de l'étoile l = R / alpha, r = 100 000 unités astronomiques. C'est - à - dire que la distance de mesure d'un corps céleste peut être multipliée par 100 000 de cette façon. En utilisant la méthode traditionnelle de parallaxe, la distance mesurée peut atteindre 10 000 années - lumière * 100 000 = 1 milliard d'années - lumière si la distance mesurée est inférieure à 10 000 années - lumière.

Au fur et à mesure que la technologie avance, si la résolution angulaire augmente de 1 à 2 ordres de grandeur et que la distance de communication augmente de 1 à 2 ordres de grandeur, la plage de mesure peut être étendue à 100 à 10000 milliards d'années - lumière, ainsi, l'observation de la taille de l'univers sera amplifiée.

Dans ce système, à l'exception des deux engins spatiaux les plus extérieurs, les 98 autres sont utilisés pour le relais et la transmission des signaux, ce qui permet de transmettre sans heurt les données des deux engins spatiaux les plus extérieurs vers la terre et de permettre à l'opérateur terrestre de contrôler tous les engins spatiaux.

Dans ce système, chaque engin spatial peut être équipé de plusieurs gyroscopes pour s'assurer qu'ils sont en ligne droite et que les télescopes des deux engins spatiaux les plus extérieurs pointent vers la même planète éloignée à tester.

L'avantage de cette méthode de parallaxe d'engin spatial est qu'elle permet de mesurer simultanément une étoile en temps réel grace à un contrôle synchrone, ce qui réduit l'erreur de mesure causée par le mouvement rapide des corps célestes.


Translation to Spanish:

Traduction en espagnol:

Mesure de la distance des corps célestes éloignés à l'aide d'engins spatiaux

La méthode de parallaxe couramment utilisée consiste à mesurer la distance en fonction de la parallaxe de deux observations d'une étoile aux deux points les plus éloignés de l'orbite de la terre autour du soleil. Cette méthode ne mesure que la distance de l'étoile la plus proche de la terre. à ce moment - là, la distance entre les étoiles l = R / alpha, où r = 1 unité astronomique, la distance entre le soleil et la terre, Alpha est la moitié de l'angle parallaxe de la même étoile observé lorsque la Terre tourne un demi - cycle autour du soleil.

Pour mesurer la distance des étoiles lointaines à l'aide de la méthode parallaxe, 100 engins spatiaux peuvent être lancés en continu (deux tous les quelques ans, 50 fois à chaque fois). Les vaisseaux sont divisés en deux groupes de 50 chacun. La distance entre les engins spatiaux adjacents du même groupe est maintenue à 1000 unités astronomiques. Un groupe de vaisseaux spatiaux s'éloigne du Centre de la voie lactée et l'autre se dirige vers le Centre de la voie lactée (deux groupes de vaisseaux spatiaux peuvent également être réglés pour voler dans deux directions opposées). Du point de vue de la répartition spatiale, l'engin spatial peut également être divisé en 50 étages, 2 étages extérieurs, 2 étages intermédiaires de 48 étages et 2 étages intérieurs. Les deux engins spatiaux les plus intérieurs se trouvent à environ 1000 unités astronomiques de la terre ou du soleil. Les engins spatiaux tournent autour du soleil avec des rayons de 1000, 2000, 3000,..., 49000 et 50000 unités astronomiques, respectivement. Les deux engins spatiaux les plus extérieurs sont équipés de télescopes à haute résolution, de sorte que la distance entre les deux télescopes est de 100 000 unités astronomiques. Ainsi, les distances de mesure peuvent être considérablement augmentées grace à des opérations conjointes utilisant des télescopes installés sur des engins spatiaux ultrapériphériques. à ce stade, la distance de l'étoile l = R / alpha, r = 100 000 unités astronomiques. C'est - à - dire que la distance de mesure d'un corps céleste peut être multipliée par 100 000 de cette façon. En utilisant la méthode traditionnelle de parallaxe, la distance mesurée peut atteindre 10 000 années - lumière * 100 000 = 1 milliard d'années - lumière si la distance mesurée est inférieure à 10 000 années - lumière.

Au fur et à mesure que la technologie avance, si la résolution angulaire augmente de 1 à 2 ordres de grandeur et que la distance de communication augmente de 1 à 2 ordres de grandeur, la plage de mesure peut être étendue à 100 à 10000 milliards d'années, por lo tanto, el tamaño del Universo observable se ampliará.

Dans ce système, à l'exception des deux engins spatiaux les plus extérieurs, les 98 autres sont utilisés pour le relais et la transmission des signaux, ce qui permet de transmettre sans heurt les données des deux engins spatiaux les plus extérieurs vers la terre et de permettre à l'opérateur terrestre de contrôler tous les engins spatiaux.

Dans ce système, chaque engin spatial peut être équipé de plusieurs gyroscopes pour s'assurer qu'ils sont en ligne droite et que les télescopes des deux engins spatiaux les plus extérieurs pointent vers la même planète éloignée à tester.

L'avantage de cette méthode de parallaxe d'engin spatial est qu'elle permet de mesurer simultanément une étoile en temps réel grace à un contrôle synchrone, ce qui réduit l'erreur de mesure causée par le mouvement rapide des corps célestes.


Translation to Janpanese:

和訳:

宇宙船を用いて遠い天体の距離を測定する


一般的な視差法は、地球の周回軌道上の2つの最も遠い点の2回の観測星の視差に基づいて距離を測定するもので、この方法では地球に近い星の距離しか測定できない。このとき、星の距離L=R/alpha、R=1天文単位であり、そのうちRは日地距離であり、alphaは地球が日の周りを半周している間に観察された同じ星の視差角の半分である。

視差法を用いて遠い星の距離を測定するには、100隻の宇宙船(数年ごとに2隻、50回に分けて発射)を連続的に発射することができ、宇宙船を2つのグループに分け、各グループは50隻で、同じグループ内の隣接宇宙船の間の距離は0.1万天文単位に維持され、その中の1つのグループは銀河系の中心から遠い方向に飛んで、もう1組の宇宙船は銀河系の中心方向に向かって飛んでいる(2組の宇宙船をそれぞれ他の2つの反対方向に飛んでいるように設定することもできる)。空間分布から見ると、宇宙船も50階、最外階2隻、中間48階各階2隻、最奥階2隻に分けることができる。最奥層の2隻の宇宙船はそれぞれ地球から約0.1万天文単位離れている。宇宙船はそれぞれ太陽から0.1、0.2、0.3、…、4.9、5.0万天文単位の半径で太陽の周りを回転している。最外周の2隻の宇宙船が高解像度望遠鏡を1つずつ持っていると、最外周の2台の望遠鏡の間の距離は10万天文単位になる。このように最外周宇宙船に搭載された望遠鏡を用いて共同で運転することで、測定距離を大幅に向上させることができる。この時の星の距離L=R/alpha、R=10万個の天文単位。すなわちこの方法により、天体の測定距離を1万倍にすることができる。従来の視差法を用いて、測定距離が10000光年以内であれば、本方法により、測定距離は1万光年*10万=10億光年に達することができる。

技術の進歩に伴い、角度解像度がさらに1 ~ 2桁、通信距離がさらに1 ~ 2桁向上すれば、この方法は測定範囲を1000 ~ 100000億光年に広げることができる、観測可能な宇宙のサイズは拡大されるでしょう。

このシステムでは、最外層の2隻の宇宙船を除いて、残りの98層の宇宙船は信号中継転送の役割を果たし、最外層の2隻の宇宙船のデータを順調に地球に戻すことができ、同時に地球操作者のすべての宇宙船に対する操作を実現する。

このシステムでは、各宇宙船に複数のジャイロスコープを設置して、これらの宇宙船が一直線上に位置することを保証するとともに、最外層の2台の宇宙船上の望遠鏡が同じ遠隔測定対象星を指すことを保証することができる。

この宇宙船視差法の利点は、同期制御により、ある星をリアルタイムで同時に測定することができ、宇宙天体の急速な運動による測定誤差を減らすことができることである。



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