Starshot inovador; poderíamos detectar sondas semelhantes voando pela Terra?

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Se civilizações extraterrestres estivessem enviando sondas pela Terra semelhantes aos nossos planos para o Breakthrough Starshot (onde as sondas têm apenas alguns metros de diâmetro e se moverão até 0,2 c quando voam pelo planeta), poderíamos detectá-las tecnologicamente falando? E, se sim, quais são as chances de obtermos um vislumbre de uma?

EDIÇÃO / ADIÇÃO: Uma pergunta adicional em que pensei é se os astronautas seriam capazes de perceber tais objetos a olho nu, ou as sondas estariam se movendo rápido demais para registrar?

space-probe user22038
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Esta é uma pergunta * realmente ótima! Existem questões de visibilidade (IV térmico e comprimentos de onda visíveis) e mecânica orbital (a rapidez com que ela se moverá como vista da Terra).
Uhoh

Respostas:

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Não estou em condições de lançar números reais no momento, mas aqui está um experimento mental:

Os satélites de Irídio refletem a luz do sol em direção à superfície da Terra, produzindo labaredas luminosas, de magnitude -8. Isso é cerca de 1 milhão de vezes mais brilhante do que a mais fraca fonte de luz que um olho totalmente adaptado à escuridão pode perceber - uma diferença de cinco magnitude no brilho é um fator de 100, e sob céus realmente escuros, seres humanos com excelente visão podem ver a magnitude 7.

Penso que estas reflexões provêm de um painel de cerca de 3 x 1,5 metros, pelo que é comparável em tamanho à sua sonda.

Esses satélites orbitam cerca de 800 km acima da superfície da Terra. A que distância alguém poderia estar e ainda produzir um reflexo visível? O brilho diminui como o quadrado inverso da distância; portanto, a maior distância na qual você mal podia ver um reflexo seria 1.000 vezes maior, ou 800.000 km.

A luz viaja a 300.000 km / s. Uma sonda viajando a 0,2c cobriria 60.000 km / s. Viajar 800.000 km levaria cerca de 13 segundos.

Isso significa que algo do tamanho de um satélite Iridium, refletindo a luz do sol diretamente em direção a um observador durante toda a sua passagem, pode ficar visível por quase meio minuto - o azul muda para a primeira parte e o vermelho para o última parte. (A menos que esteja muito longe na abordagem mais próxima, o que a tornaria mais fraca, a transição de "basicamente indo direto para você" para "basicamente indo direto para você" ocorreria em um piscar de olhos, uma questão de milissegundos .)

Agora, esse provavelmente é um limite superior - as sondas não terão a mesma forma e refletividade que um satélite Iridium e não serão orientadas a refletir diretamente em direção a um observador durante todo o trânsito. Mas, para minha surpresa, parece que você pode ver um se aproximando e se afastando.

Por outro lado, também é possível que um objeto com 0.2c possa ter uma interação visível com o vento solar. ( Isso requer mais números do que eu sou capaz de executar no momento, mas, pensando um pouco, parece improvável.)

jeffB
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Um fator de mais longe significa vezes menos fluxo, o que é 20 magnitudes mais fracas. Não é observável. 104108
Rob Jeffries
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@jeffB. Eu acho que -8 magnitude é cerca de 4E5 vezes mais brilhante que o limite de olho nu (assumindo 6.0), não 1E8 vezes mais brilhante.
21719 JohnHoltz
Bem, isso era um monte de coisas que eu nunca soube! Então, assumindo que a sonda estava refletindo em você, você a veria (o ponto de luz do reflexo) voando em sua direção e voando para longe. Pode não ser a janela de 4-5 minutos se alguns dos valores precisarem de correção, mas o conceito ainda estiver correto (?). Isso pressupõe que estamos vendo a sonda do espaço ou no chão?
user22038
@ RobJeffries Sim, eu de alguma forma escorreguei em uma diferença extra de 5 magnitude. Uma edição chegando.
jeffB
@ user22038 Eu estava assumindo um observador terrestre. No espaço, você provavelmente poderia ver objetos um pouco mais escuros (sem atmosfera para atenuar sua luz, menos luz de fundo para inundá-los), mas isso também dependeria do que você está dentro enquanto observa. (Se você estiver fora, seus olhos são provavelmente congelando-se, o que irá reduzir a sua acuidade visual.)
jeffB