Quanti anni per volare su Marte. Quanto tempo per volare su Marte, è possibile un volo del genere

Marte ha sempre attirato l'attenzione di scienziati, scrittori di fantascienza e gente comune. La vicinanza alla Terra di questo pianeta gli permette di essere considerato come l'obiettivo più vicino nei futuri viaggi interplanetari.

Quante ore, giorni, mesi vola una persona su Marte?

Immaginiamo di andare su un volo per Marte, cronometrando la partenza in modo da dover superare la distanza minima. In questo caso, un veicolo che vola alla stessa velocità del Saturn-V raggiungerà la sua destinazione in circa 870 ore o 36 giorni terrestri.

E ora immagina che su Marte non ci sia piaciuto e vogliamo tornare a casa, quindi è meglio per noi tornare il prima possibile. Con ogni mese, il periodo per il viaggio di ritorno aumenterà. Nel 2027, sulla via del ritorno sulla Terra, avremo già bisogno 258 giorni (8,6 mesi). Anche se c'è un'opzione per aspettare fino al 2035 e volare di nuovo per la rotta breve 36 giorni.

Quanto volare alla velocità della luce?

La luce di Marte raggiunge la Terra all'interno 3 minuti quando i pianeti sono più vicini tra loro. Questo è quanto tempo impiegherebbe un essere umano per raggiungere questo pianeta in un'astronave che si muove alla velocità della luce.

Perché il tempo necessario per volare su Marte continua a cambiare?

La prima navicella spaziale a volare su Marte è stata la Mariner 4 nel 1964. Lo ha fatto in 228 giorni. Successivamente, furono lanciate molte altre navi e ogni volta il tempo di volo differiva l'uno dall'altro in alto o in basso. Se prendiamo in considerazione che la velocità di un moderno veicolo spaziale è di 20.000 km / h, possiamo calcolare che il volo su di esso richiederà 115 giorni. Ma poi non è chiaro il motivo per cui in pratica tutte le navi inviate lì si allungano molto.

Più recentemente, il volo di una sonda di ricerca è durato più di 8 mesi. Con l'attuale sviluppo della tecnologia, un viaggio su Marte può durare Da 150 a 300 giorni.

Questa variazione è dovuta all'influenza di una serie di fattori sul tempo di percorrenza del percorso:

• velocità di partenza;
• le posizioni dei pianeti l'uno rispetto all'altro;
• la traiettoria di volo prevista;
• quantità di carburante.

Tutto spiega il movimento dei pianeti nella loro orbita attorno al Sole. Pertanto è impossibile effettuare un lancio diretto di un razzo. Dopotutto, quando raggiungerà Marte, avrà già il tempo di spostarsi lontano nella sua orbita. Pertanto, per calcolare con precisione quanto tempo ci vuole per volare, è necessario calcolare prima del previsto. Cioè, in teoria, è necessario calcolare il luogo in cui si sposterà Marte durante il volo del razzo, ed è lì che dovrebbe essere inviato.

Il secondo problema molto importante è la quantità di carburante consumato. Oggi è lui la priorità per gli ingegneri spaziali. Le navi oggi vengono varate lungo una traiettoria che massimizza il risparmio di carburante.

Quanti chilometri da Marte?

Marte è il quarto pianeta dal sole e il secondo rispetto all'orbita terrestre. Poiché il Sole tiene tutti i pianeti in orbite diverse, la distanza di Marte dalla Terra è in continua evoluzione. Quando la foto è stata scattata per la prima volta con il telescopio Hubble, questa distanza era di 55 milioni di km. A questa distanza, i pianeti sono una volta all'anno, è in questo momento che vengono inviate le stazioni di ricognizione. Gli scienziati hanno calcolato che se Marte si trova in un certo punto dell'orbita, chiamato Perielio, e la Terra ad Afelio, la distanza tra loro sarà di 54,6 milioni di km. Tuttavia, l'umanità non ha ancora osservato una tale disposizione dei pianeti.

Quanto tempo impiega un uomo a volare su Marte?

Molti specialisti in vari paesi stanno lavorando a questo compito oggi. Per risolverlo, sarà necessario un tipo di carburante completamente nuovo. E inoltre, bisogna fare qualcosa con la suscettibilità umana a vari tipi di radiazioni cosmiche. Si accumula in quasi tutte le parti del suo corpo e non viene escreto più tardi fino alla fine della sua vita. Se il corpo dell'astronauta non è protetto dalle radiazioni, non sarà in grado di sopravvivere nello spazio nemmeno per due ore.

Pertanto, è così importante risolvere il problema di quanto volare su un razzo. Con il diminuire del tempo, il rischio di ottenere radiazioni cosmiche sarà ridotto al minimo e saranno necessari meno rifornimenti per la vita degli astronauti.

Per tornare a casa da Marte, gli astronauti dovranno aspettare il prossimo confronto. E questo richiede un bel po' di tempo. Secondo le ultime stime, può arrivare fino a 16 mesi. Allo stesso tempo, va tenuto conto del fatto che dopo lo scontro, la Terra correrà rapidamente in avanti, poiché ha una velocità orbitale maggiore. Pertanto, dopo tre mesi, i pianeti sono così distanti l'uno dall'altro che gli astronauti non potranno più tornare sulla terra.

Gli scienziati hanno calcolato che per consentire il volo dalla Terra a Marte, i veicoli spaziali devono sviluppare una velocità di 18 km / s. E per ridurre il costo della missione, invia un'astronave interplanetaria dalla Luna. Pertanto, per un tempo di volo di successo, è importante calcolare il tempo della distanza ottimale dalla Luna a Marte.

Nel frattempo, con l'attuale livello di sviluppo delle scienze spaziali, una tale spedizione su Marte può richiedere circa due anni. E quindi i voli verso questo misterioso pianeta rimangono una questione di futuro. Resta da credere e aspettare che nuove tecnologie appaiano a disposizione dell'uomo, che consentiranno di costruire navi marziane super veloci utilizzando carburante super economico.

Ogni persona di tanto in tanto rivolge lo sguardo al cielo stellato. Alcune persone possono ritrovarsi una piccola stella rossastra: Marte. Questo fantastico pianeta è stato a lungo molto attraente per le migliori menti dell'umanità. Così vicino e così lontano. Marte è un vicino della Terra, solo Venere è più vicino, le condizioni in cui scoraggiano qualsiasi desiderio di visitarla in un prossimo futuro.

In contatto con

Marte è diverso. Certo, sappiamo tutti che su questo pianeta non potrai rilassarti comodamente in vacanza, ma puoi sopravvivere lì utilizzando le tecnologie già a disposizione delle persone. Ma è davvero così facile farlo? Quali ostacoli devono essere superati affinché l'umanità possa realizzare questo sogno ambizioso? Volare o non volare?

Quanto tempo ci vuole per volare su Marte in tempo

Un fattore importante nella preparazione di un volo per Marte è il calcolo del tempo necessario per coprire la distanza tra i corpi celesti. Conoscendo la velocità dell'astronave e la distanza dalla Terra a Marte, è facile calcolare il tempo necessario per completare la spedizione, giusto? No, non così.

Il fatto è che ogni pianeta ruota nella sua orbita attorno al sole e la distanza tra loro è in continua evoluzione, il più vicino avvicinamento dei pianeti (chiamato opposizione in astronomia), quando sono a una distanza di “soli” 55 milioni di km da ciascuno altro, accade solo ogni due anni. In tutti gli altri momenti, la distanza tra i corpi celesti è maggiore, con un picco di 401 milioni di km (quando i pianeti si trovano ai lati opposti del sole).

Dal corso di fisica è noto che è impossibile superare la velocità della luce (circa 300 mila km / s). Quindi, in teoria, un giorno l'umanità sarà in grado di inventare un modo per muoversi nello spazio, vicino alla barriera luminosa. La luce (onde radio) viaggia dalla Terra a Marte in poco più di 3 minuti se i pianeti sono in opposizione e in 22,37 minuti se i corpi celesti sono il più lontano possibile.

Un'astronave che si muove a una velocità prossima a quella della luce potrebbe superare queste distanze in un tempo prossimo ai valori annunciati (non tenendo conto dei tempi di accelerazione e decelerazione con sovraccarichi non fatali per l'uomo). Inoltre, secondo la teoria della relatività di Einstein, per gli astronauti che si muovono a tali velocità, il tempo rallenta. Quindi per i viaggiatori, una tale missione sarebbe una passeggiata..

Ma in teoria non è ancora noto se sia possibile in linea di principio creare veicoli ad alta velocità, quindi considereremo la situazione basata su ciò che l'umanità ha ora ed è in grado di creare nel prossimo futuro.

È logico scegliere per i viaggi nello spazio il momento in cui i pianeti sono il più vicino possibile l'uno all'altro. Ma non tutto è semplice neanche qui. Se la nostra nave si precipita nel punto in cui si trova Marte al momento del lancio, mancherà, poiché il pianeta avrà il tempo di spostarsi di una notevole distanza durante la spedizione. Ciò significa che è necessario calcolare in anticipo la traiettoria per incontrare il pianeta nel punto calcolato. Dovrebbero essere prese in considerazione anche le forze attrattive., in grado di modificare le traiettorie dei corpi spaziali.

Tutti questi calcoli sono stati effettuati a lungo e le sonde e le stazioni spaziali sono state inviate con successo su Marte. Le seguenti sono alcune delle missioni di successo su Marte in navicella spaziale:

• Mariner 4. Varato nel 1964, tempo di percorrenza 228 giorni.
• Marinaio 6. 1967 - 156 giorni.
• Marinaio 7. 1969 - 131 giorni.
• Marinaio 9. 1971 - 156 giorni.
• Vichingo 1. 1976 - 335 giorni.
• Viking 2. 1976 - 365 giorni.

Perché il tempo di volo è così diverso, se la velocità media del veicolo spaziale era approssimativamente la stessa - poco più di 20 mila km / h, è possibile volare più velocemente sul pianeta "rosso"? Riguarda la distanza mutevole tra i corpi celesti e la necessità di costruire una traiettoria di volo, tenendo conto del movimento dei pianeti nelle loro orbite. Ed è anche importante non solo distanza tra Marte e la Terra, ma anche la fornitura di carburante necessario per le manovre e l'atterraggio morbido sulla superficie del pianeta, perché è impossibile portare una quantità arbitrariamente grande di carburante in un volume limitato di una nave.

Allo stato attuale sono state realizzate anche navi più veloci, ad esempio New Horizons, che è in grado di muoversi alla velocità di 58mila km/h e teoricamente può raggiungere Marte in 39 giorni nel periodo della distanza minima tra i pianeti e in 289 giorni - il massimo.

La pianificazione di missioni spaziali con partecipazione umana è in pieno svolgimento sia nel nostro Paese che all'estero. E questo compito è molto più difficile che inviare un'astronave disabitata con un biglietto di sola andata. Si stima che il tempo minimo per una spedizione di andata e ritorno sia di circa 500 giorni. Un intervallo di tempo così ampio è dovuto al fatto che per tornare sulla Terra bisognerà attendere un secondo confronto.

Dopo il lancio della navicella spaziale il nostro pianeta comincerà ad avanzare rapidamente, poiché la velocità orbitale della Terra è molto più alta. Pertanto, tra tre mesi (e ci vuole più tempo per volare su Marte), i pianeti si disperderanno così tanto che il ritorno non sarà più possibile fino al prossimo confronto.

Si calcola che per una missione di successo entro un ciclo, la velocità minima della nave dovrebbe essere di 18 km / s (64800 km / h), e questo non è ancora realizzabile. Nella posizione di una persona, sembrava esserci un razzo Saturn V che stava quasi raggiungendo questo indicatore (capace di accelerare fino a 64.500 km/h), ma non è chiaro se si trattasse di una bufala o se fosse andata persa la tecnologia per la sua produzione.

Tuttavia, il progresso tecnologico non si ferma, si stanno sviluppando nuovi motori che funzionano su altri principi fisici e prima o poi l'umanità avrà un trasporto spaziale con le caratteristiche necessarie, ma che la missione del volo su Marte con la partecipazione umano ha avuto successo, ci sono ancora molti problemi da risolvere.

Come puoi vedere, le condizioni sul pianeta sono dure, ma questo è finora l'unico corpo celeste conosciuto in cui una persona può sopravvivere usando determinati dispositivi di protezione, perché questo non è più 460 ° C, come su Venere.

Quali compiti devono essere risolti per un volo su Marte uomo

Riuscirà la psiche a farcela

Nel 2007-2011 in un esperimento è stato realizzato per simulare un volo su Marte. Un gruppo di persone ha dovuto rimanere in uno spazio confinato per 520 giorni. Sebbene secondo i termini dell'esperimento, qualsiasi partecipante potesse rifiutare lo studio e lasciare i locali in qualsiasi momento, alcuni volontari sono risultati affetti da disturbi mentali. E cosa accadrà in volo reale?

Fa il corpo

L'umanità ha l'esperienza di essere a gravità zero per sei mesi, ma anche tenendo conto del costante sforzo fisico, il processo di adattamento dopo il ritorno sulla Terra è molto difficile e lungo, perché muscoli e ossa hanno il tempo di atrofizzarsi senza l'azione della gravità . Naturalmente, ogni terrestre si sentirebbe come un superuomo sotto la gravità di Marte (1/3 di quella terrestre), dove una persona che pesa 100 kg peserebbe solo 39 kg. Ma dobbiamo ancora volare su Marte, come abbiamo scoperto, ci vorranno 6-7 mesi in uno spazio angusto e chiuso, privo di tutti i servizi. E tornare sulla Terra, per affrontare tutti i "fascini" dell'adattamento inverso.

Radiazione

Forse il problema più grande sul percorso dell'uomo verso altri pianeti. E durante il volo e su Marte stesso, privo di campo magnetico, una persona sarà esposta alle radiazioni cosmiche. La guaina protettiva sarà in grado di farcela? navicella spaziale, è possibile proteggersi dalle radiazioni nelle moderne tute spaziali?

L'uomo si è formato sulla Terra, nessuno sa cosa lo attende in caso di una lunga permanenza nelle condizioni di Marte, insolite per il corpo. Finora, più domande che risposte:

Quante di queste e altre domande aspettano ancora una risposta.? Ma in ogni momento l'uomo ha sfidato la natura e ora ci sono programmi per prepararsi a un volo su Marte, vengono reclutati gruppi per selezionare volontari entusiasti che sono pronti a rischiare se stessi per realizzare il sogno più caro dell'umanità: viaggiare alle stelle.

Perché Marte è di tale interesse e come questo pianeta del sistema solare è così diverso dal resto, che migliaia di persone sono pronte a trascorrere diversi anni della loro vita sulla strada per raggiungerlo, e forse tutta la vita per rimanerci.

Marte è il pianeta più luminoso dopo la Luna, nonostante sia il settimo pianeta più grande del sistema solare. Il tempo necessario ai raggi solari riflessi dalla superficie di Marte per raggiungere la Terra varia da 3 a 22 minuti, a seconda della posizione dei pianeti.

La sua magnitudine apparente è massima durante l'opposizione. Marte è il secondo pianeta più vicino alla Terra dopo Venere.

Si calcola in teoria che il Pianeta Rosso sia a 115 giorni di distanza. In pratica, un volo di sola andata impiega 130-300 giorni.

Distanza tra la Terra e Marte

Tuttavia, per scoprire quanto tempo ci vuole per volare su Marte, è necessario conoscere la distanza esatta tra esso e la Terra.

Entrambi i pianeti si muovono nella loro orbita attorno al Sole, ciascuno con la propria velocità orbitale. Ecco perché è impossibile rispondere inequivocabilmente alla domanda su quanti chilometri dalla Terra a Marte. Dopotutto, questo valore non è costante e cambia ogni secondo. La distanza media tra loro è di circa 225 milioni di chilometri.

La distanza minima tra la Terra e Marte diventa quando la Terra si trova tra il Sole e Marte ed è di circa 56 milioni di km.

Nel momento in cui il Sole si trova tra la Terra e Marte, la distanza tra i pianeti raggiunge un massimo, aumentando di 7 volte.

Come scoprire il tempo di volo dalla Terra a Marte

I fattori che influenzano la durata del viaggio sono:

• distanza tra i pianeti
• velocità della navicella spaziale.

Per misurare quanto tempo impiegherà un volo, i calcoli sono molto più complicati di una misurazione lineare della distanza, poiché la traiettoria di volo dipenderà da corpi che si muovono costantemente su due orbite diverse. Per determinarlo, è necessario calcolare la posizione esatta di ciascuno dei pianeti in un determinato momento, i calcoli vengono eseguiti in anticipo.

La distanza tra i pianeti diminuisce ogni 26 mesi durante l'opposizione. Una volta ogni 15-17 anni, arriva un momento in cui una persona è la più veloce a volare su Marte. Per 1-2 settimane, la distanza tra Marte e la Terra raggiunge un valore minimo. Questo periodo viene solitamente utilizzato per i voli di ricerca, che vanno da 130 a 300 giorni.

Cosa hanno in comune la Terra e Marte e in che cosa differiscono

Il diametro di Marte è 2 volte inferiore al diametro della Terra e la massa è 10 volte inferiore. L'area di Marte è uguale all'area della terra terrestre.

I climi negli emisferi settentrionale e meridionale sono significativamente diversi. La temperatura su Marte varia da -150 a +20. C'è un vulcano spento su Marte, l'attività dei geyser viene periodicamente osservata.

Uno dei pericoli di Marte è considerato potente tempesta di polvere, che può anche essere una fonte di forti radiazioni.

Sebbene non ci sia acqua liquida sul pianeta, è stata registrata la neve, che evapora prima di raggiungere la superficie. Ci sono riserve d'acqua sotto forma di ghiacciai.

Il giorno marziano dura 24 ore e 40 minuti, il che rende possibile la coltivazione di piante lì. Il ciclo dell'anno è di 687 giorni terrestri o 669 marziani. La primavera e l'estate su Marte durano più della metà dell'anno.

La pressione atmosferica è di poco superiore a 6 mbar, che è 160 volte inferiore a quella terrestre. L'atmosfera stessa è rarefatta e il 95% è costituito da anidride carbonica. L'assenza di una magnetosfera, unita alla radiazione cosmica, provoca una forte radiazione sulla superficie di Marte, 100 volte più forte che sulla Terra.

> > > Quanto volare su Marte

Scoprire, quanto tempo ci vuole per volare su Marte: descrizione della rotazione in orbita, distanza dalla Terra, storia dei lanci di veicoli spaziali, ricerca, nuovi metodi con foto.

Il pianeta rosso può essere facilmente trovato senza l'uso di strumenti. Nell'oculare di un telescopio, assomiglia a una stella rossa. Con una pausa di due anni, Marte e la Terra sono il più vicino possibile. In questo momento, la distanza dalla Terra a Marte è di 55.000.000 di km. È questo momento che gli scienziati usano per inviare un veicolo spaziale su Marte. Ma sorge la domanda: quanto tempo ci vuole per volare su Marte?

Se si tiene conto dell'allineamento, della velocità di lancio e della rotta, un volo per Marte impiega dai 150 ai 300 giorni. Anche la quantità di carburante consumata incide: maggiore è la velocità.

Quante missioni sono volate su Marte

Il Mariner 4 è atterrato per la prima volta su Marte nel 1964. Gli ci sono voluti 228 giorni per volare su Marte. Quindi è partito il Mariner 6, ma ha già trascorso 156 giorni e il viaggio del Mariner 7 è durato 131 giorni in totale.

Il prossimo veicolo spaziale impiegò 167 giorni per raggiungere Marte e divenne il primo orbitante sul Pianeta Rosso.

Elenco di altri veicoli spaziali che hanno raggiunto Marte. Elenca anche il numero di giorni che hanno impiegato per arrivare su Marte:

• Viking 1 (1976) - 335 giorni.
• Viking 2 (1976) - 360 giorni.
• MRO (2006) - 210 giorni.
• Phoenix (2008) - 295 giorni.
• Curiosità (2012) - 253 giorni.

Perché ci vuole così tanto tempo per volare su Marte

Qual è il tempo minimo per vola su marte? Con una tale distanza e una velocità di movimento di 20.000 km / h, i calcoli mostrano una durata di 115 giorni. Ma il fatto è che in pratica questo numero aumenta, perché i pianeti fanno delle rivoluzioni attorno al Sole. È impossibile inviare una navicella spaziale dove si trova ora Marte, perché al momento dell'arrivo il pianeta cambierà già la sua posizione. Pertanto, devi concentrarti sulla posizione futura.

Un punto importante è la fornitura di carburante. Se fosse infinito, il tempo di volo potrebbe essere notevolmente ridotto. Ma non abbiamo tali risorse.

Consumo minimo di carburante per un volo su Marte

Per risparmiare sulle missioni, alcuni veicoli cercano di utilizzare la quantità minima di carburante. Per fare ciò, usa l'orbita proposta da Walter Hohmann nel 1925.

Invece di dirigerti verso il pianeta, fai in modo che il percorso orbitale della nave superi quello della Terra attorno alla stella. Di conseguenza, raggiungeremo il punto in cui verrà stabilito Marte.

Modi alternativi per volare su Marte

Ora dobbiamo aspettare per inviare le navi. Ma quando un uomo appare su Marte, qualsiasi ritardo porterà al disastro. Lo spazio esterno è un luogo pericoloso. Problemi speciali provengono dalla radiazione cosmica di fondo, che può creare tempeste solari su larga scala per diverse ore. Pertanto, è importante ridurre i tempi di viaggio.

Lanci nucleari

I missili nucleari funzionano secondo il principio del riscaldamento del fluido di lavoro in un reattore nucleare. Quindi esplode nell'ugello ad alta velocità per formare una spinta. Tale carburante accumula un'enorme riserva di energia, quindi puoi sviluppare un'alta velocità e ridurre il viaggio a 7 mesi.

Razzi magnetoplasma

Questa è una tecnologia a impulsi specifici variabili. Ecco un motore EM che utilizza le onde radio per ionizzare e riscaldare il propellente. In questo caso si forma un plasma, che viene espulso ad alta accelerazione. Ciò comporterebbe un volo di 5 mesi.

antimateria

Il concetto di razzi di antimateria è attualmente in fase di sviluppo. Questo è il carburante più denso. Quando le particelle di materia incontrano la materia, si trasformano in pura energia. Con 10 milligrammi di tale carburante, puoi raggiungere il Pianeta Rosso in 45 giorni. È vero, la creazione richiederà $ 250 milioni.

Missioni future

Non sappiamo ancora su cosa si concentreranno gli scienziati per i lanci negli anni '30. Forse si concentreranno non sulla velocità, ma sulla sicurezza. Ma le scoperte spaziali avvengono all'improvviso, quindi abbiamo la possibilità di trovare alternative.

Il primo che non ha riflettuto molto su quanto tempo ci sarebbe voluto prima che una persona volasse su Marte, ma ha effettuato un'analisi tecnica di questa possibilità, nel 1948, è stato uno scienziato, uno dei fondatori della moderna scienza missilistica. Dopo di lui, l'idea di un tale volo è stata presa in considerazione sia dalle prime potenze spaziali che dalle compagnie private.

Quanti chilometri per volare a Marte dalla Terra

Marte è il quarto pianeta dal Sole e più vicino alla Terra, dopo Venere. La missione su Venere è difficile per le sue condizioni climatiche:

• enorme pressione atmosferica;
• pioggia acida;
• calore.

Non abbiamo alcuna possibilità lì!

Le condizioni climatiche di Marte sono le più adatte per la visita. La distanza tra i pianeti è microscopica per gli standard cosmici. Ma una persona dovrà volare molto su Marte, decine o addirittura centinaia di milioni di chilometri.

L'essenza di quanti chilometri volare dalla Terra dipende in gran parte dalla traiettoria specifica: il percorso del percorso. Di solito assume la forma di un "grande arco" che collega elegantemente il tempo di lancio sulla Terra con la destinazione. Questi archi sono molte volte più lunghi della distanza rettilinea tra due oggetti celesti in un dato momento.

Poniamoci una domanda: - Quanto tempo ci vuole per volare su Marte?

Assumiamo che per i nostri calcoli utilizziamo un percorso semplice in linea retta, dove la distanza è minima.

Basato sul fatto che i pianeti del sistema solare ruotano attorno al Sole, ciascuno nella propria orbita ellittica, con la propria velocità unica, e la distanza tra due oggetti planetari cambierà costantemente. Gli scienziati sono riusciti a scoprire la distanza, quanti chilometri per volare lungo una traiettoria lineare dalla Terra a Marte:

• La distanza massima sarà di 401.330.000 km.
• La lunghezza media del percorso è di 227.943.000 km.
• Il minimo che dovremo superare è di soli 54.556.000 km.

I pianeti raggiungono questa distanza minima l'uno dall'altro circa ogni due anni. E questo è il momento perfetto per lanciare missioni.

Dove dovrebbe essere Marte durante il lancio?

Volare verso la tua destinazione in linea retta non funzionerà. In precedenza si diceva che i pianeti sono in continuo movimento. In questo caso, la navicella spaziale semplicemente non incontrerà il pianeta rosso sulla sua strada e in teoria sarà necessario raggiungerlo. In pratica, questo è impossibile, non abbiamo ancora tali tecnologie per perseguire un oggetto planetario.

Pertanto, per il volo, è necessario scegliere un lancio quando l'arrivo in orbita coincide con l'arrivo di Marte stesso nello stesso luogo, oppure arrivare prima e lasciarlo raggiungere con noi.

In pratica, questo significa che puoi iniziare il tuo viaggio solo quando i pianeti sono nella posizione corretta. Questa finestra di lancio si apre ogni 26 mesi. In questo momento, il veicolo spaziale può utilizzare quella che è considerata la traiettoria di volo più efficiente dal punto di vista energetico nota come la traiettoria di Gohmann, ma di questo parleremo più avanti.

Meccanica orbitale o quanti chilometri devi superare

Poiché le orbite ellittiche della Terra e di Marte sono a distanze diverse dal Sole e i pianeti si muovono lungo di esse a velocità diverse, la distanza tra loro varia in modo significativo. Come notato in precedenza, all'incirca ogni due anni e due mesi, i pianeti raggiungono il punto più vicino l'uno all'altro. Questo punto è chiamato " ", quando Marte può trovarsi alla distanza minima dalla Terra, da 55,68 a 101,39 milioni di chilometri, a seconda dell'anno in cui si trova.

Tredici mesi dopo il confronto, raggiunge la congiunzione. Ciò significa che i pianeti rosso e blu si trovano ai lati opposti del sole e il più distanti possibile. Ovviamente, se vogliamo arrivare più velocemente all'obiettivo, è meglio programmare una partenza nel punto di confronto. Ma non tutto è così semplice!

Il viaggio veloce sarebbe possibile se la nave interplanetaria seguisse un percorso rettilineo. Sfortunatamente, il viaggio nello spazio è molto più complicato di una linea retta. La meccanica orbitale di ciascuno dei pianeti è unica. Tutti i corpi planetari del sistema solare sono in costante movimento e questo rende il viaggio davvero impegnativo.

Quindi quanti chilometri sono necessari per raggiungere Marte dalla Terra? Proviamo a capirlo. Se pensi ancora che il modo migliore per raggiungere il bersaglio sia aspettare che i due pianeti siano più vicini l'uno all'altro, quindi punta il missile verso il bersaglio e sorvola. Sai, questo non funzionerà per diversi motivi:

• In primo luogo, la gravità terrestre piegherà la traiettoria di qualsiasi veicolo lanciato. Per eliminare questo fattore, supponiamo che il razzo sia posizionato in un'orbita lontana attorno alla Terra, dove la gravità è debole e il movimento orbitale è lento, permettendoci di ignorare entrambi i fatti. Anche allora, questo razzo è ancora in orbita attorno al Sole insieme alla Terra e si muove a una velocità di circa 30 km / s. Quindi, se il razzo continua a volare verso il bersaglio previsto, manterrà la velocità della Terra e inizierà la sua rotazione attorno al Sole spostandosi allo stesso tempo verso il punto di controllo del volo.
• In secondo luogo, se decolliamo quando Marte è più vicino alla Terra, mentre la navicella si sta muovendo verso il bersaglio, il pianeta lascerà la sua traiettoria orbitale molto prima che la nave superi la distanza.
• Terzo, l'intero sistema era dominato dalla gravità del Sole. Tutti gli oggetti si muovono lungo orbite o traiettorie che, secondo le leggi di Keplero, sono parti di sezioni coniche, in questo caso ellissi. In generale, sono curvi.

Andando verso l'amata porta durante il confronto, infatti, la distanza più vicina sarà molto più significativa. Per superarlo, è necessario utilizzare una grande quantità di carburante. Sfortunatamente, non siamo tecnicamente in grado di aumentare il volume dei serbatoi. Pertanto, per volare su Marte, gli astrofisici accelerano la nave, e quindi vola per inerzia, incapace di resistere alla gravità dei corpi celesti, il che aumenta notevolmente la distanza mentre il dispositivo vola in un ampio arco. Tale percorso rappresenta un mezzo segmento dell'orbita eliocentrica attorno al Sole tra Marte e la Terra.

Ricordiamo: un'orbita eliocentrica è una traiettoria ellittica di un corpo celeste attorno al Sole.

Calcoliamo, la lunghezza di metà dell'orbita terrestre è 3,14 UA. Marte ha 4,77 UA Abbiamo bisogno di un'orbita media tra i pianeti, metà della sua lunghezza è 3,95 UA. moltiplicare per una distanza di 1 UA e rotondo.

Ricordiamo: una unità astronomica (1 AU) è pari a 149597868 km.

Si scopre che la distanza approssimativa che dovrà essere superata sarà di circa 600 milioni di chilometri. Per un calcolo più accurato di quanti chilometri percorrere vengono utilizzati algoritmi più complessi.

Quanto tempo ci vuole per volare su Marte

La domanda su quanto tempo ci vuole per volare su Marte non può essere risolta in modo inequivocabile.
Il tempo di volo dipende da diversi fattori:

1. velocità del dispositivo;
2. percorso percorso;
3. posizioni relative dei pianeti;
4. la quantità di carico a bordo (carico utile);
5. quantità di carburante.

Se prendiamo come base i primi due fattori, allora possiamo teoricamente calcolare quanto tempo ci vuole per volare su Marte dalla Terra in tempo. Affinché il dispositivo possa intraprendere un viaggio spaziale, deve decollare dalla Terra e superare la sua gravità.

Fatti scientifici: per entrare nell'orbita terrestre bassa, la velocità di un razzo deve essere di almeno 7,9 km / s (29 mila km / h). Per inviare una nave in un viaggio interplanetario, sono necessari poco più di 11,2 km / s (40 mila km / h).

In media, i viaggiatori effettuano un volo interplanetario ad una velocità di circa 20 km/s. Ma ci sono anche i campioni.

La navicella spaziale artificiale più veloce è la sonda New Horizons. Né prima né dopo New Horizons, i veicoli interplanetari non volavano via dalla Terra, a una velocità di 16,26 km / s. Ma se parliamo di velocità in un'orbita eliocentrica, a 16,26 km / s dobbiamo aggiungere la velocità della Terra: questo è 30 km / se otteniamo circa 46 km / s rispetto al Sole. Questo è impressionante: 58536 km / h.

Dati questi dati, la durata del volo su Marte lungo la traiettoria diretta più breve impiegherà 941 ore o 39 giorni terrestri. Una persona dovrà volare lungo una rotta corrispondente alla distanza media tra i nostri pianeti per 3879 ore, o 162 giorni. La durata del volo alla massima distanza sarà di 289 giorni.

Sogniamo e immaginiamo di essere andati su Marte in aereo in linea retta. Se voli con un aereo per 54,556 milioni di chilometri e la velocità media dei moderni aerei passeggeri è di circa 1 mila km / h, ci vorranno 545560 ore o 22731 giorni e 16 ore. E sembra impressionante negli anni di quasi 63 anni. E se voliamo in un'ellisse, questa cifra aumenterà di 8-10 volte, ovvero una media di 560 anni.

Quanti anni terrestri giorni ore ci vuole un uomo su Marte

Quanto tempo impiega un essere umano a raggiungere Marte dalla Terra? Se sogni di diventare un giorno un astronauta sul tuo primo volo con equipaggio, preparati per un lungo viaggio. Gli scienziati stimano che il viaggio di andata e ritorno richiederà circa 450 giorni terrestri, con una media di 10.800 ore o 1,2 anni.

Previsioni: quanto volare in tempo

La variabile più importante su quanto tempo impiegherebbe un essere umano per arrivare su Marte è ovvia: a che velocità stai andando? La velocità è il fattore determinante. Più velocemente possiamo accelerare la nave, più velocemente arriveremo a destinazione. Il tempo di volo sul razzo più veloce lungo la rotta con la distanza lineare più breve tra i pianeti non sarà superiore a 42 giorni terrestri.

Gli scienziati hanno lanciato un sacco di moduli interplanetari, quindi abbiamo un'idea approssimativa di quanto tempo ci vorrà con la tecnologia attuale.

Quindi, in media, le sonde spaziali riescono ad arrivare su Marte da 128 a 333 giorni.

Se proviamo a inviare un uomo oggi, il meglio che potremmo realisticamente fare, soprattutto perché invieremo un grande veicolo spaziale con equipaggio, non solo una sonda delle dimensioni di un SUV. Assembla una nave interplanetaria in orbita terrestre, fai rifornimento e falla volare.

Il magnate della tecnologia che dirige SpaceX afferma che il suo sistema di trasporto interplanetario potrebbe gestire il viaggio in soli 80 giorni e potrebbe finire per viaggiare in soli 30 giorni.

Paesi di tutto il mondo stanno conducendo ricerche su quanto tempo impiegherà un volo umano su Marte. Uno studio negli anni '90, in teoria, avrebbe dovuto mandare una persona negli anni 2000. Il viaggio minimo sarebbe durato 134 giorni a tratta, il massimo 350. Si presumeva che il volo avrebbe avuto luogo con un equipaggio da 2 a 12 persone.

Secondo i calcoli degli scienziati dell'azienda, il tempo di viaggio richiederà circa 210 giorni o 7-8 mesi.

Secondo la NASA, un viaggio interplanetario con gli umani impiegherà circa sei mesi per arrivare su Marte e altri sei mesi per tornare. Inoltre, gli astronauti dovranno trascorrere dai 18 ai 20 mesi in superficie prima che i pianeti si allineino di nuovo per il viaggio di ritorno.

Ora su come raggiungere effettivamente il nostro pianeta vicino e quanto tempo ci vorrà.

Quanto tempo per volare su Marte è considerato abbastanza semplice: vicino alla Terra diamo l'impulso ad accelerare e andiamo a un'ellisse che tocca entrambe le orbite. Dopo aver raggiunto Marte, diamo nuovamente l'impulso di accelerare e spostarci nella sua orbita. Il tempo di volo può essere calcolato utilizzando la terza legge di Keplero.

Perché ci vuole così tanto tempo per volare

Perché non possiamo arrivarci più velocemente ora:

• Il primo motivo sono le enormi distanze. La distanza minima non si calcola nemmeno in milioni, ma in decine di milioni di chilometri. Lascia che ti ricordi che la distanza massima dal pianeta è 401330000 km.
• Il secondo motivo è tecnologico. Il tipo più comune di motore utilizzato per il volo spaziale è un motore a razzo chimico. È in grado di accelerare la navicella spaziale a velocità molto elevate. Ma tali motori funzionano per non più di pochi minuti, il motivo è il consumo eccessivo di carburante. Il razzo spende quasi tutta la sua riserva per staccarsi dalla superficie e superare la forza di gravità del pianeta. Non è possibile portare una scorta aggiuntiva di carburante sul volo oggi per motivi tecnici.

Come arrivare su Marte con la minor quantità di carburante

Quanto carburante è necessario per volare su Marte? L'aspetto più importante dei voli interplanetari è l'approvvigionamento di carburante del razzo. Quando si utilizzano motori a razzo chimici, e non ci sono ancora alternative reali, è necessario molto carburante.

• In primo luogo, ciò è dovuto alla necessità di superare la forza di gravità della Terra. E maggiore è la massa della nave, maggiore è l'energia necessaria per decollare e, di conseguenza, carburante.
• In secondo luogo, anche se scegli la rotta di volo più economica, il razzo deve guadagnare almeno 11,59 km / s. In termini di unità di misura abituali, si tratta di 41.724 km / h.

Oltre a guadagnare velocità, quando ci si avvicina a Marte, il veicolo spaziale ha bisogno di reimpostarlo, e questo può essere ottenuto solo se i motori vengono avviati e il carburante viene esaurito di conseguenza. Non dobbiamo dimenticare il lavoro dei sistemi di supporto vitale, perché il volo dovrebbe essere con la partecipazione delle persone.

Puoi volare su Marte in meno tempo, ma dovrai anche usare più carburante. Ciò è dovuto alla necessità di aumentare la velocità di volo. In questo caso aumenterà anche il consumo di carburante per la frenata.

Il compito principale degli ingegneri - come arrivare su Marte con la minor quantità di carburante fu risolto nel 1925 da Walter Hohmann. L'essenza del suo metodo: invece di inviare un razzo direttamente sul pianeta, è necessario aumentare la sua orbita, di conseguenza seguirà un'orbita più grande attorno al Sole rispetto alla Terra. Alla fine, il razzo attraverserà l'orbita di Marte, proprio nel momento in cui anche lui sarà lì.

Questo metodo di viaggio è ciò che gli ingegneri chiamano orbita di trasferimento di energia minima, utilizzandolo per inviare veicoli spaziali dalla Terra a Marte con la minor quantità di carburante.

Come volare più velocemente - possibili rotte

Ci sono diversi modi per arrivare a destinazione. Ce ne sono tre, tutti differiscono solo per due parametri: la velocità di movimento nello spazio e il tempo in volo.

Traiettoria ellittica

L'opzione più economica, ma anche più lunga è la traiettoria di volo ellittica. E si chiama anche "Gomanovskaya", in onore dello scienziato tedesco Walter Homann. In questo caso, il veicolo spaziale passerà tangenzialmente all'orbita di Marte, muovendosi lungo un'ellisse. Per un volo lungo tale rotta, sarà necessario accelerare il razzo a 11,59 km / s. Il tempo di percorrenza sarà di 259 giorni, poiché è necessario superare una distanza maggiore rispetto a quando ci si sposta lungo le altre due traiettorie. Per passare alla più semplice traiettoria "Homan", sarà necessario aumentare la velocità di movimento di un satellite vicino alla Terra di 2,9 km al secondo.

Durante l'esplorazione spaziale, gli scienziati hanno inviato diversi satelliti per studiare precisamente lungo la traiettoria di Hohmann. Questi erano sia dispositivi sovietici che americani.

Traiettoria parabolica

La seconda opzione è una traiettoria di volo parabolica. Per raggiungerlo, dovrai accelerare la nave a 16,6 km / s. Il tempo di percorrenza sarà di soli 70 giorni. In questo caso, il consumo di carburante per l'accelerazione del razzo, così come per la frenata prima dell'atterraggio, aumenta notevolmente. Gli scienziati stimano l'aumento dei costi energetici quando si vola lungo una rotta parabolica di 4,3 volte rispetto a quella ellittica.

La traiettoria parabolica implica il movimento dell'apparato lungo una linea a forma di parabola.

Nonostante l'aumento dei costi del carburante, il volo parabolico è molto interessante per gli scienziati. Innanzitutto, riducendo i costi di protezione dell'equipaggio dalle radiazioni, nonché le forniture di provviste, ossigeno e altro supporto vitale.

Traiettoria iperbolica

L'ultima traiettoria possibile è iperbolica. Per volare lungo tale traiettoria, l'apparato deve essere accelerato a velocità superiori al terzo spazio uno (16,7 km / s). Quando si muove lungo una traiettoria iperbolica, il razzo dovrebbe, per così dire, volare oltre Marte, cambiando la direzione del movimento, colpendo il suo campo gravitazionale. La linea di volo in questo caso è simile a un'iperbole. L'atterraggio diventa possibile se i motori per la frenata vicino al pianeta vengono avviati in tempo.

Idee per ridurre i tempi di volo

A seconda della velocità di volo iniziale dalla Terra (da 11,6 km al secondo a 12 km al secondo), la durata del volo su Marte varia da 260 a 150 giorni. Per ridurre il tempo del volo interplanetario, è necessario aumentare la velocità, che influirà sulla diminuzione della lunghezza dell'arco dell'ellisse del percorso del percorso. Ma allo stesso tempo aumenta l'incontro con Marte: da 5,7 a 8,7 km al secondo, il che complica il volo per la necessità di una discesa sicura per entrare nell'orbita marziana o per atterrare in superficie. In questo caso, se vogliamo arrivarci più velocemente, abbiamo bisogno di nuovi motori per accelerare la nave e avere il tempo di rallentare.

Per accelerare il tempo di volo, è necessario utilizzare altri tipi di motori a razzo, ad esempio motori a reazione elettrici e persino nucleari.

Il vantaggio dei motori elettrici è la possibilità di funzionamento a lungo termine, fino a diversi anni. Ma tali dispositivi sviluppano una trazione molto debole. Anche scendere dalla Terra con un razzo del genere è ancora impossibile. Nello spazio, i motori elettrici possono raggiungere velocità molto elevate. Superiore ai motori chimici esistenti. È vero, ci vorranno diversi mesi per farlo. Per i voli interstellari, un tale sviluppo è ancora adatto, ma non è pratico volare su Marte con un tale motore.

Se i propulsori ionici non fanno per noi, quali tecnologie del futuro possono ridurre i tempi di viaggio a pochi giorni?

Ci sono le seguenti idee su come accelerare il volo su Marte:

1. L'uso di missili nucleari, la cui base è il riscaldamento del combustibile liquefatto, per poi lanciarlo fuori dall'ugello ad una velocità molto elevata. Si presume che un razzo nucleare possa ridurre il tempo di volo su Marte a circa 7 mesi. Alcuni scienziati ritengono che i moderni motori a propulsione nucleare potrebbero ridurre il viaggio a 39 giorni. Riesci a immaginare quanto velocemente volerà questa navicella spaziale? I motori a razzo nucleare non sono ancora andati oltre i prototipi a terra, ma gli scienziati lavorano costantemente all'attuazione di un tale progetto.
2. L'uso del magnetismo. La tecnologia del magnetismo si basa sull'uso di uno speciale dispositivo elettromagnetico che ionizzerà e riscalderà il carburante dei razzi, trasformandolo in un gas o plasma ionizzato, che accelererà il veicolo spaziale. Con questo metodo, il volo può essere ridotto a 5 mesi.
3. L'uso dell'antimateria. Questa è l'idea più strana, anche se potrebbe essere quella di maggior successo. Le particelle di antimateria possono essere ottenute solo nell'acceleratore di particelle. Un'enorme quantità di energia viene rilasciata quando particelle e antiparticelle si scontrano. Questo può essere usato per molte cose utili. Secondo i calcoli preliminari, affinché la nave raggiunga l'obiettivo, sarebbero necessari solo 10 milligrammi di antimateria. Tuttavia, per produrre 10 mg di antimateria dovrebbero essere spesi almeno 250 milioni di dollari. Un volo su Marte usando l'antimateria richiederà solo 45 giorni!

Quanto costerà il viaggio?

Oltre al fatto che il volo è molto lungo, è anche un evento costoso, sorgono domande su quanto costa volare su Marte.

Una stima dei costi associati all'invio di persone è stata effettuata durante l'amministrazione di George W. Bush. La gamma variava da $ 80 miliardi a $ 100 miliardi. Studi più recenti lo hanno ridotto a 20-40 miliardi di dollari.

Secondo il miliardario Elon Musk, il volo costerà meno di $ 500.000 dopotutto, non è così tanto. Dice che il prezzo potrebbe scendere a $ 100.000 nel tempo. E non preoccuparti del viaggio di ritorno, perché, secondo Elon, sarà gratuito.

Perché volare su Marte

Ci sono molte ragioni per organizzare una tale missione.

Il primo è la ricerca. Marte è simile alla Terra in molti modi e, secondo gli scienziati, i pianeti avevano la stessa atmosfera e probabilmente la vita. Studi su larga scala dovrebbero rispondere alla domanda se la vita è presente ora, se i pianeti sono davvero così simili e perché è diventato un mondo desertico. Le fotografie mostrano molti fenomeni interessanti e inspiegabili in superficie, che anche l'umanità è desiderosa di studiare.

Il secondo motivo è la colonizzazione. Ci sono teorie secondo cui è possibile ricreare artificialmente l'atmosfera. Pertanto, sviluppare l'ecosistema. Ciò significa che in futuro piante terrestri, animali e, naturalmente, persone potranno crescere lì.

Il terzo motivo è la curiosità umana. Questa è la forza che ha permesso di passare da antichi popoli con strumenti primitivi a una civiltà in grado di lanciare satelliti di ricerca negli angoli più remoti dell'universo. Un esempio di tale missione è stato l'atterraggio di un dispositivo automatico sulla superficie di una cometa!

Quanti problemi di volo irrisolti esistono

Oltre al lungo viaggio, una missione con equipaggio presenta molte altre sfide:

Gli scienziati temono che gli astronauti vengano esposti ai raggi cosmici e ad altre radiazioni durante un lungo viaggio. Sono anche preoccupati per gli effetti fisici che gli astronauti sperimentano quando sono esposti a un ambiente a bassa gravità e scarsa illuminazione per lunghi periodi di tempo.

Forse il fattore più difficile da prevedere è l'effetto psicologico che gli astronauti potrebbero subire a causa dell'isolamento. Nessuno è esattamente sicuro di quanto stress mentale sarà causato dalla mancanza di contatto con amici e familiari che gli astronauti si lasceranno alle spalle.

Altri ostacoli a tale missione con equipaggio includono carburante, ossigeno, acqua e cibo per gli astronauti.

Conclusione

Un volo su Marte è un'idea tecnicamente molto complessa e costosa. Coloro che per primi metteranno piede sulla superficie del Pianeta Rosso accelereranno a velocità incredibili e percorreranno milioni di chilometri. Affinché possano raggiungere la loro destinazione sani e salvi, gli scienziati devono escogitare mezzi di protezione contro le radiazioni cosmiche, nonché lavorare per creare e migliorare i sistemi di supporto vitale. È necessario calcolare con precisione la massa della nave e il carico utile e scegliere la rotta di volo ottimale.